CC BY
7
всего 19 статей. Такое же количество материалов напечатано и в 1975 г., среди них «Зима для здоровья», «Ваша осанка», «Твое рабочее место дома», «О вредных привычках», «Гигиена туристического похода», «Берегись травм при сельхозработах», «Грязные руки грозят бедой», «Как укреплять здоровье летом», «Не всякий гриб в лукошко», «Режим всему голова», «Санитарный актив школы», «Каким должен быть твой класс». Публикация материалов соотносилась с сезоном года, эпидемиологической обстановкой, санитарно-гигиеническими мероприятиями республиканского масштаба, проводимыми в школах республики.
Кроме того, редакцией газеты и Домом санитарного просвещения организована викторина под девизом «Твое здоровье — в твоих руках», четыре тура которой прошли в 1974—1975 гг.
В каждом туре предлагалось по 10 вопросов. Ответы участники викторины писали на родном языке и присылали в редакцию. Рассматривали их врачи-методисты Дома санитарного просвещения. Число участников первого тура викторины составляло 312, второго — 285, третьего — 282, четвертого — 325 человек. Многие ответы были содержательны, четко сформулированы, некоторые сопровождались красочными рисунками. Часть участников присылала неправильные или не совсем правильные ответы. После каждого тура в газете давался подробный анализ таких ответов.
На основании результатов викторины тема «Об организации и методике обучения школьников правилам уличного движения» была включена в программу семинарских занятий учителей, проведенных в августе 1975 г. во всех районах и городах республики. На этих семинарах присутствовало 6795 педагогов. Вопрос обучения школьников правилам уличного движения обсуждался и на кустовых семинарах, организованных республиканским Домом санитарного просвещения совместно с республиканским комитетом общества Красного Креста, республиканской санитарно-эпидемиоло-гической станцией и ГАИ МВД Чувашской АССР для председателей первичных организаций общества Красного Креста общеобразовательных школ республики.
Редакция газеты и республиканский Дом санитарного просвещения установили книжные премии для победителей викторины по каждому туру, имена их вместе с результатами викторины публиковались в ггзете. Популярную санитарно-просветнтельную литературу, соответствующую теме викторины, получили и другие ее участники.
Республиканская газета «Клич пионера» делает очень много для гигиенического воспитания школьников. Дети проявляют большой интерес к ее публикациям. Мы будем и впредь сотрудничать с газетой в области санитарного просвещения. Считаем, что наш опыт с успехом могут использовать и другие республики.
Поступил« 27/VII 197» г.
Методы исследования
УДК 613.83-»7:в15.3».»33.3»
Канд. мед. наук Т. А. Попов, проф. Ю. С. Каган
ПЕРФУЗИЯ ПЕЧЕНИ КРЫСЫ КАК ОДИН ИЗ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
Всесоюзный научно-исследовательский институт гигиены и токсикологии пестицидов, полимерных и пластических масс, Киев
Одним из актуальных вопросов гигиенической токсикологии являются степень и механизм адаптации к токсическим воздействиям. Трудность проблемы усугубляется тем, что процессы адаптации осуществляются на различ-
ных уровнях организации. Мощные адаптационные системы заложены в клетке. Благодаря этим механизмам осуществляется биотрансформация ксенобиотиков (от греческого xenas — чужой, bios — жизнь), чаще всего приводящая к детоксикации. Наряду с клеточными механизмами следует также учитывать адаптационные возможности, связанные с регулирующими системами организма. Ставшее традиционным определение активности скси-даз смешанной функции (ОСФ) после дифференциального центрифугирования гомогената ткани печени дает ограниченную информацию о влиянии токсических веществ на эту ферментную систему: получаемые данные относятся только к моменту изъятия печени, гомогенизирование ткани связано с уменьшением активности ОСФ, разведение и вымывание нарушает ферментсубстратные стехиометрические отношения и, наконец, имеет место нарушение естественных условий функционирования клеточных структур.
Метод перфузии^изолированной печени крысы in situ позволяет избежать перечисленных недостатков, достаточно длительно (несколько часов) поддерживать функциональное состояние ткани на физиологическом уровне, получать в динамике достоверные количественные данные об активности ферментных систем и элиминировать центральные нейрогуморальные влияния (Т. А. Попов). Таким образом, создаются условия для изучения токсико-кинетики и токсикодинамики ксенобиотиков, оценки роли центральных и клеточных механизмов адаптации к токсическим воздействиям. Вместе с тем метод позволяет проводить сравнительную оценку терапевтической эффективности лекарственных веществ, применяемых при интоксикациях, разрабатывать математические модели токсических процессов на основании анализа получаемых в динамике количественных данных. Математические модели служат для прогнозирования токсических процессов на основе^за-висимости доза — время — эффект.
Учитывая преимущества этого методического подхода, нами (Т. А. Попов) сконструирована установка для перфузии печени крысы с учетом специфических требований токсикологических экспериментов. Она отличается от известных в литературе образцов (R. Hems и соавт.; Ryoo и Tarver) возможностью одновременно перфузировать две печени при совершенно одинаковых условиях, высокоэффективным окислением в упрощенном оксигенаторе, устройством для непрерывного дозированного введения изучаемых веществ в перфузат перед печенью (подобно их поступлению в естественных условиях через воротную вену) и др. Перфузатом (искусственная среда, обеспечивающая поддержание жизненных процессов печени) служила разведенная раствором Рингера —Локка кровь р соотношении 4:1, что обеспечивало уровень гемоглобина около 9 г% и показатель гематокрита около 30%. Кровь брали под тиопенталовым наркозом из брюшной аорты у голодавших в течение суток крыс весом 300—350 г. Донорами печени служили голодавшие сутки крысы весом 180—200 г. Под тиопенталовым наркозом вскрывали брюшную полость и последовательно канюлировали желчный проток, воротную вену и нижнюю полую вену. Обеспечение нормальных физиологических условий перфузируемой печени контролировали по значениям основных параметров кислотно-щелочного равновесия (определения проводили на аппарате «Аструп»), по скорости желчевыделения и потребления кислорода, концентрациям лактата, пирувата, АТФ, АДФ и неорганического фосфора. Функциональное состояние перфузируемой печени поддерживали на физиологическом уровне более 2 ч.
В качестве токсических агентов были использованы пестициды, относящиеся к наиболее широко применяемым классам: фосфорорганические соединения (фосфамид, дурсбан, хлорофос), динитрофенольный препарат динит-роортокрезол (ДНОК), производные дитиокарбаминовой кислоты (тетра-метилтиурамдисульфид — ТМТД), хлорорганические соединения (поли-хлорпинен — ПХП, линдан и классический гепатотропный яд четырех-хлористый углерод). Растворы этих пестицидов вводили в перфузат перед
печенью при помощи микродозатора. Материал для исследования (перфу-зат) брали из венозной магистрали ^за печенью) в одни и те же сроки.
В настоящей статье приведены отдельные примеры, иллюстрирующие возможность применения метода перфузии изолированной печени крысы при решении некоторых актуальных вопросов гигиенической токсикологии. При изучении метаболизма эфиров дитио- и тиофосфорной кислот фос-фамида и дурсбана прежде всего необходимо было оценить процесс окислительной десульфурации, осуществляемый ОСФ и ответственный за биологическую активацию (летальный синтез) этих соединений. Окислительное превращение дурсбана представлено на схеме:
Полученный Р=0 аналог является эффективным антихолинэстеразным агентом.
Определение дурсбана и его Р=0 аналога проводили методами газовой и тонкослойной хроматографии, разработанными М. А. Кандиль, активность ацетилхолинэстеразы (АХЭ) — методом НевЫп. Содержание пестицида в перфузате (дурсбан Р=Б) снижалось за счет его биотрансформации в Р=0 аналог. Наряду с этим отмечалось быстрое нарастание степени угнетения АХЭ, что соответствовало увеличению концентрации в перфузате активного антихолинэстеразного агента (Р=0 аналога). Обращает на себя внимание исключительно высокая задержка пестицида в печени (уже на 5-й минуте содержание дурсбана в венозной магистрали составляло только 10 % от содержания его в артериальной). Из литературы известно, что константа Михаэлиса (Кш) для всех процессов биотрансформации ксенобиотиков, осуществляемых с участием ОСФ, находится в пределах 10-4ч-10-3М. В условиях нашего эксперимента (20 мкг/мл перфузата) такие концентрации дурсбана в печени могли иметь место только при задержке пестицида перфузируемым органом и его избирательном накоплении в гидрофобной области мембран эндоплазматического ретнкулума. Последнее обеспечивает концентрации, необходимые для'включения реакций биотрансформацни и поддержания их скорости. Это было подтверждено фактом преимущественного накопления дурсбана в надосадочной жидкости гомогенатов пер-фузируемой печени, содержащих микросомальную фракцию.
Особое внимание заслуживает то обстоятельство, что при относительно высоких концентрациях в перфузате Р=0 аналог дурсбана практически не обнаруживался в печени. Выявленный нами факт подтверждает высказанное А. И. Арчаковым предположение, что продукты окисления ксенобиотиков (в частности, высокотоксичные продукты процесса окислительной десульфурации) попадают из мембран эндоплазматического ретикулума не внутриклеточно, а в просвет каналов и оттуда выделяются во внеклеточное пространство.
Анализ полученных данных показал, что в условиях перфузии печени динамика всех исследованных процессов является достаточно простой и экспериментально полученные кривые имеют экспоненциальный характер. При этом адекватное математическое описание может быть получено на основе линейного неоднородного дифференциального уравнения первого порядка с постоянным коэффициентом и постоянной или импульсной правой частью:
НАДФ-Н НАДФ
-¿нго
или:
Рис. 1. Теоретически расчетные кривые содержания дурсбана (У^, его Р=0 аналога (У*) и степени угнетения АХЭ (У3) в условиях перфузии печени крысы.
Рис. 2. Теоретически расчетные кривые содержания фосфамида (Ух) и степени угнетения АХЭ крови (Ка) при введении пестицида в хвостовую вену крысы.
Время (мин)
5 15 30 60 ЭО
Время (мин)
(1у (Р при 0г£<г5Т
^Т + 'Иопри^Г ' (2)
где Т — время действия импульса (подачи пестицида).
Используя экспериментальные данные, можно методом наименьших квадратов получить значения коэффициентов уравнений (1) и (2)1. Решение этих уравнений принимает вид математических моделей:
К1=32,258 е-о-оо85< _23 При 0*^30 мин,
У!=2,581 е-0-0085' при /5>30 мин, (3)
У2=14,5 (1-е-°'°"), (4)
где Ух — концентрация дурсбана на выходе печени;
У2 >— концентрация Р=0 аналога дурсбана на выходе печени.
Полученные математические модели позволяют прогнозировать содержание пестицида в перфузате в любой момент, а также рассчитывать концентрацию его Р=0 аналога, ответственного за токсический процесс. Сопоставление степени угнетения АХЭ с накоплением Р=0 аналога показало линейную зависимость между этими процессами, что позволило вывести коэффициент линейного преобразования (К=3,62) и предсказать степень инактивации АХЭ (У3) в любой момент при помощи математической модели (4) с учетом коэффициента К:
У,=52,49 (1-^-0.05;). (5)
На рис. 1 представлены теоретические кривые (УУ2 и У3), рассчитанные с применением математических моделей исследованных процессов. Знаками нанесены средние значения полученных в эксперименте точек. Как видно, максимальная погрешность для Ух и У2 не превышает 20%, а для У3 — 7%. Следует отметить, что математические модели, полученные в условиях перфузии изолированной печени, применимы для рас-счета концентрации пестицидов и их метаболитов в крови при их внутривенном введении, а также для расчета степени инактивации АХЭ. Так, в опытах с фосфамидом при перфузии печени были выведены математические модели токсикокинетики и токсикодинамики этого пестицида. С их помощью была рассчитана динамика содержания фосфамида в крови и степени инактивации АХЭ. В целях проверки правомерности экстраполяции выявленных нами закономерностей с перфузируемой печени на целый организм был проведен ряд экспериментов с введением фосфамида в порталь-
* Математическая трактовка произведена совместно с сотрудниками Института кибернетики АН УССР Ю. Г. Антомоновьш и А. Б. Котовой.'ц
М
ную и хвостовую вены крыс и фактическим определением указанных величин. На рис. 2 представлены кривые, проведенные по теоретически рассчитанным значениям. Знаками показаны экспериментальные точки. Как видно, расхождение для содержания фосфамида не превышает 10%, а для степени инактивации АХЭ — 25%, т. е. находятся г» пределах ошибки биологического эксперимента. Это свидетельствует о возможности использования математических моделей, построенных на основании данных, полученных в опытах на перфузируемой печени, для прогнозирования количественных параметров токсикокинетики и токсикодинамики на целом организме. Из приведенных примеров становится понятным, что перфузия изолированной печени позволяет не только оценить количественно процесс метаболического превращения пестицидов (токсикокинетика) и активность фермента, ответственного за механизм его токсического действия (токсикодинамика), но и оценить активность ОСФ в динамике при сохранении структурно-функциональной организации печени. Как и при разнообразных реакциях, применяемых для оценки активности ферментов, при перфузии печени крысы подается субстрат и определяется продукт реакции. Преимущество перфузии изолированного органа состоит в возможности следить за динамикой процесса параллельно по субстрату и продукту ферментативной реакции в условиях, максимально приближенных к физиологическим.
Учитывая исключительную роль микросомальных оксидаз в осуществлении адаптации к ксенобиотикам, исследование этой системы в условиях изолированной печени животных, подвергавшихся длительному воздействию токсических веществ, позволяет не только количественно оценить степень адаптационных процессов, но и выявить роль ОСФ в их механизме.
Другие возможности изучения токсикодинамики в условиях перфузии печени и соответствие получаемых при этом данных тем закономерностям, которые имеют место в целом организме, были показаны в опытах с пестицидами других химических классов. Так, в проведенных нами (Т. А. Попов и соавт., 1976) экспериментах с ДНОК Установлено, что он приводит к разобщению процессов окислительного фосфорилирования перфузируемой печени, что полностью соответствует механизму действия этого яда на целый организм. Вместе с тем перфузия изолированного органа позволила выявить некоторые специфические закономерности, связанные с изменением концентрации отдельных интермедиатов, окислительно-восстановительного состояния и фосфатного потенциала в условиях разобщения окислительного фосфорилирования.
Метод перфузии изолированной печени дает также возможность оценить некоторые специфические стороны токсикодинамики, выявление которых на целом организме затруднительно или практически невозможно. В частности, это относится к возможности оценки влияния ксенобиотиков на бел-ковообразовательную функцию печени. Известно, что в печени происходит распределение и перестройка аминокислот, синтез альбумина и большинства глобулинов. Известно также, что традиционные показатели белковооб-разовательной функции печени в токсикологических исследованиях, такие, как содержание общего белка в сыворотке крови и распределение белковых фракций, отражают сравнительно поздние и выраженные нарушения функционального состояния органа. Это можно объяснить значительными компенсаторными возможностями белковообразовательной функции печени. В последние годы перфузия печени все шире используется в качестве незаменимой экспериментальной модели для выявления различных сторон механизма синтеза белка. Мы исследовали влияние хлорофоса, ПХП и ТМТД на белковообразовательную функцию печени в условиях перфузии и на интактных крысах (Т. А. Попов и Л. М. Овсянникова). В этой серии опытов перфузатом служила аминокислотная смесь в растворе Рингера — Локка, в которой учтены физиологические соотношения аминокислот. Применяемая нами искусственная среда отличалась от перфузата других серий опытов отсутствием эритроцитов и плазматических белков. Таким образом,
преимуществом этого состава была возможность точного учета динамики вновь синтезированного белка, недостаток — отсутствие оксигемоглобина, компенсировали обильным насыщением перфузата кислородом. Изучаемые токсические агенты подавали в перфузат непосредственно перед печенью с помощью микродозатора. Материал для исследования отбирали из венозной магистрали (оттекающей из печени) до введения пестицидов и по ходу перфузии. Содержание общего белка в перфузате определяли по методу Лоури, аминокислотный спектр определялся Л. М. Овсянниковой и М. А. Осиповой на автоанализаторе аминокислот К А—5 «Хитачи».
Полученные результаты показали, что добавление пестицидов к перфу-зату значительно снижает скорость синтеза белка из аминокислот':ой смеси. При сопоставлении аминокислотных спектров сыворотки крови при пер-оральном введении указанных пестицидов ннтактным крысам и в условиях перфузии выявлен однонаправленный характер изменений в обоих случаях. Наряду с этим перфузия изолированной печени при аминокислотном дисбалансе, соответствующем интоксикациям пестицидами, позволила установить, что нарушение белковообразовательной функции печени связано не только с их влиянием на белковый обмен, но и с конкретными изменениями соотношения аминокислот, которые они вызывают. Таким образом, была показана возможность применения метода перфузии изолированной печени крысы для качественной и количественной оценки влияния токсических веществ на белковообразовательную функцию печени.
Таким образом, на основании приведенных данных следует, что метод перфузии изолированной печени крысы может быть использован в гигиенической токсикологии для изучения процессов токсикодинамики и токсико-кинетики, математического моделирования и прогнозирования количественных параметров этих процессов на целом организме, выявления механизмов адаптации и комбинированного действия, сравнительного изучения терапевтической эффективности лекарственных препаратов, применяемых при интоксикациях, выявления механизма лечебного действия и его прогнозирования.
ЛИТЕРАТУРА. Арчаков А. И. Микросомальное окисление. M., 1975. — П^о п о в Т. А. — В кн.: Математические модели в биологии и исследование физиологических систем. Киев, 1975, с. 92—100. — Он ж е. — «Бюлл. экспер. биол», 1975, № 3, с. 122—124. — Попов Т. А., Овсянникова Л. М. — Тезисы докладов 5-й Всесоюзной научной конференции «Новейшие вопросы гигиены применения пестицидов». Киев, 1975, с. 132. — Попов Т. А., Великий H. Н., Пархомец П. К. — «Укр. 61ох1м. ж.», 1976, № 2, с. 202—208. — Hems R., Ross В. D„ Berry M. N. et a. — tBiochem. J.», 1966, v. 101, c. 284—292. — Ryoo H., TarverH.— «Proc. Soc. exp. Biol. (N. Y.)», 1968, v. 128, c. 760—772. — H e s t г i n S. — «J. biol. Chem.», 1949, v. 180, c. 249—261.
Поступила 17/1II 1976 г.
УДК 612.33.017.2:612.014.4*
Т. И. Бонашевская
МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВ АДАПТАЦИИ ПЕЧЕНИ К ВОЗДЕЙСТВИЮ НЕКОТОРЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
В последние годы появилось большое число исследований, посвященных проблеме адаптации. Морфологические реакции адаптации на органном уровне включают в себя, с одной стороны, адаптационные процессы паренхиматозных элементов органа, с другой — реализуются при участии клеток и основного вещества соединительнотканной стромы, сосудов, функциональные сдвиги в которых приводят к изменению тканевой проницае-
