CC BY
10
регистрированы на глубине 80 см. По-видимому, оба соединения способны к самостоятельной миграции по профилю почвы, но у изопропилбензола эта способность выражена несколько больше, а а-метилстирол лучше выносится «осадками» в глубже лежащие слои.
В заключение следует отметить, что обнаруженное замедление процессов самоочищения под влиянием а-метилстирола и изопропилбензола приобретает особо важное значение в зоне влияния завода синтегического спирта, поскольку к его территории непосредственно примыкают коллективные сады, в почву которых могут вноситься органические вещества как в качестве удобрений, так и для обезвреживания (хозяйственно-бытовые сточные воды). Миграция изучаемых соединений по профилю почвы может представлять определенную опасность для грунтовых вод.
Выводы
1. Однократное внесение а-метилстирола и изопропилбензола в равных дозах в почву вызывает нарушение процессов самоочищения, причем первое вещество оказывает более выраженное действие на нитрификацию, а второе — на аммонификацию.
2. Комбинированное воздействие а-метилстирола, изопропилбензола и фенола обусловливает торможение процессов аммонификации и нитрификации, превышающее раздельные эффекты каждого соединения.
3. Установлена способность а-метилстирола и изопропилбензола к самостоятельной миграции по профилю почвы, причем у последнего эта способность выражена лучше, а а-метилстирол хорошо выносится в более глубокие слои почвы «осадками».
ЛИТЕРАТУРА. Еникеева Н. А. — «Гиг. и сан.», 1976, № 1, с. 91— 93. — Шелюг М. Я., Ярошевскнй Б. Н. — В кн.: Вопросы коммунальной гн-• гиены. Вып. 6, Киев, 1966, с. 142—148.
Поступила 4/1II 1977 г.
Краткие сообщения
УДК 613.632+ем.7:6(1-07:612.014.24
Канд. мед. наук Т. И. Бонашевская, канд. биол. наук "И. Н. Беляева, проф. В. Я. Бродский, канд. биол. наук Т. Л.¿Маршак, канд. мед. наук В. Р. Цулая
ПОЛИПЛОИДИЗАЦИЯ КАК МЕХАНИЗМ КОМПЕНСАЦИИ ПРИ ДЕЙСТВИИ ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР и Институт биологии развития им. Н. К. Кольцова АН СССР, Москва
При решении гигиенических задач, связанных с оценкой влияния окружающей среды на состояние здоровья, важная роль принадлежит экспериментальным исследованиям, направленным на изучение компенсаторно-приспособительных реакций, реализуемых организмом в условиях воздействия факторов малой интенсивности. Вскрытие механизма развития компенсаторных процессов имеет теоретический интерес и практическое значение, так как открывает лерспективы изучения возможности направленного влияния на них с целью повышения неспецифической резистентности организма. Важный аспект проблемы— исследование механизма компенсации на уровне различных биосистем.
Начальным звеном формирования компенсаторных реакций организма является клетка с ее органеллами и молекулярной организацией последних. При действии малоинтенсивных факторов окружающей среды функциональное состояние биосистемы на уровне целостного организма и отдельных органов может выть компенсировано в такой степени, что
и>
интегральные показатели не дадут возможности выявить какого-либо напряжения. В то же время незначительные воздействия могут влиять на состояние внутриклеточных обменных процессов, изучение которых доступно морфологическим методам. Таким образом, процессы компенсации на уровне отдельной клетки и внутриклеточных органелл служат тонким критерием неблагоприятного действия фактора окружающей среды. Полиплоидия характерна для таких органов, клеточная популяция которых на определенном этапе онтогенетического развития относится к числу стабильных и долгоживущих.
Изучение плоидности (кратность содержания ДНК числу хромосомных наборов) ядра стало возможным после открытия относительного постоянства количества ДНК в соматических тканях и доказательства соответствия ее количества числу хромосомных наборов у животных одного вида (Swift; Pogo и соавт.). По современным представлениям (В. Я. Бродский и И. В. Урываева), основным условием полиплоидизации клетки является продолжительное совмещение процессов, обеспечивающих клеточное деление и специфические синтезы. Поскольку предполагается, что суммарная интенсивность процессов аутосинтеза (синтез веществ, необходимых для деления клетки) и гетеросинтеза (синтез специфического для данной клетки продукта) не должна превосходить определенный для клеток каждого типа уровень, который может быть задан количеством рибосом, АТФ, активностью ферментов и др., конкуренция этих процессов в определенном периоде онтогенеза некоторых органов приводит к дефективности подготовки клетки к делению и как следствие — к различным аномалиям митотического цикла. Указанное, однако, не препятствует основной цели ауторепродукции — удвоению количества ДНК в клетке. При этом редуплицироваиные хромосомы (разделенные или не разделенные на сестринские хроматиды) остаются в одном ядре или одной клетке, что и приводит к полиплоидизации ткани.
Исследование свойств ди- и полиплоидных клеток показало, что хотя удельная активность их при разных размерах одинакова, в результате увеличения размера общая активность, содержание ряда веществ (белок, РНК, гликоген, некоторые ферменты) и структур у полиплоидных клеток значительно выше, чем у диплоидных (В. Я. Бродский, 1964), что указывает на большие функциональные возможности полиплоидной клетки.
Объектом данного исследования являлась печень как орган, чрезвычайно важный в функциональном отношении и характеризующийся полиплоидией. Основная масса паренхимы печени в эмбриональном и раннем постнатальном периодах образуется за счет полноценной пролиферации малодифференцированных клеток. В первые 2 нед после рождения печень крысы представляет собой чисто диплоидный орган. По мере роста происходит его полиплоидизацня и к 3 мес устанавливается относительно стабильное соотношение клеток разной плоидности (В. Я. Бродский, 1964). Характеризуя в здоровом организме здоровую физиологическую внутриклеточную регенерацию, полиплоидия под воздействием ряда неблагоприятных факторов странсформируется» в репаративную, обладая большей степенью выраженности полиплоидизации (В. Я. Бродский, 1964; Д. С. Саркисов и соавт.). При патологии печени полиплоидизацня органа является главным способом компенсации деструктивных процессов. И ранний постнатальный рост, и физиологическая и репаратив-ная регенерация в печени происходят за счет ауторепродукции дифференцированных клеток, приьодящей к их полиплоидии (В. Я. Бродский и соавт.). Если полиплоидизацня как проявление реакции компенсации в ответ на действие экстремальных факторов исследована достаточно хорошо (В. В. Садовникова; Б. П. Солопаев и соавт.; Heiser; Gerhard и соавт.; Maurer и соавт., и др.), то вопрос о ее роли в условиях воздействия факторов окружающей среды отражен в единичных работах (Н. И. Цирельников и соавт.) и нуждается в изучении.
Для определения плоидности клеток используют цитофотометрические и кариомет-рические методы, которые имеют самостоятельное значение, не утрачивая своей ценности в связи с возможностью биохимического анализа ядерной фракции клеток. Последний менее трудоемок, но дает возможность установить лишь среднее содержание ДНК в ядре. Так, в печени, по данным биохимического исследования (В. Я. Бродский, 1969), среднее количество ДНК в ядрах гепатоцитов составляет 11—12 пг. При цитофотометрическом анализе обнаруживается неравномерность распределения ДНК по ядрам (феномен плоидности) — наличие нескольких классов ядер: диплоидных (2п) с содержанием ДНК на ядро, равным 6 пг, тетраглоидных (4п) 12 пг, октоплоидных (8п) 24 пг. и т. д. Таким образом, при количественном цитохимическом анализе дифференцируются суммарные биохимические показатели и выявляется специфика реакций разных клеток.
В течение ряда лет в лаборатории морфологии Института общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР и лаборатории цитологии Института биологии развития АН СССР проводится комплексное изучение влияния химических факторов окружающей среды на состояние плоидности гепатоцитов на примере группы хлорпроизводных углеводородов. Цитофотометрическое и кариометрическое исследование изменения количества полиплоидных клеток позволило получить количественные показатели полиплоидизации органа в ответ на подострую и хроническую затравку крыс рядом хлорорганическнх соединений: 1,2-дихлорпропаном (ДХП), 1,2,3-трихлорпропаном (ТХП) и перхлорэтнленом (ПХЭ). Учитывали такие параметры, как число клеток, находящихся в стадии синтеза ДНК (клетки промежуточной плоидности), а также изменение числа одно- и двухъядер-ных клеток.
В подострых экспериментах (7-суточная ингаляционная затравка крыс в герметичных камерах при постоянной концентрации 1,0 и 2,0 мг/л ДХП, 0, 8 мг/л ТХП и 2,75 мг/л ПХЭ) морфологически в центральных отделах печеночной дольки отмечены де-
генеративные и деструктивные изменения клеток, вплоть до частичной их гибели. При этом регистрировалось отчетливое центро-лобулярное снижение активности ряда окислительно-восстановительных ферментов, особенно сукцинатдегидрогеназы (СДГ) и лактатдегндроге-назы (ЛДГ).В хронических экспериментах (3-месячное ингаляционное воздействие 0,009 мг/л ДХП, 0,002 мг/л ТХП, 0,019 и 0,0042 мг/л ПХЭ) структурные изменения и угнетение активности исследованных ферментов менее значительны. Однако и в подостром, и в хроническом экспериментах наблюдалось увеличение числа клеток с большей плоидностью при уменьшении числа двухъядерных (Н. Н. Беляева и соавт.; Т. И. Бонашевская и Н. Н. Беляева). При этом степень полиплоидизации зависит от дозы и времени воздействия повреждающего агента, и при подборе определенных условий воздействия выявляется зависимость эффекта (М. А. Пинигин) по принципу доза — время. Поскольку полиплоидные клетки обладают большими функциональными возможностями, изменение соотношения плоидных клеток в сторону увеличения количества гепатоцитов с плоидностью 4п, 8п, 8п+8п и даже 16п приобретает для органа компенсаторное значение.
Вместе с тем на ранних сроках в подостром эксперименте (через 1 и 3 сут ингаляционной затравки 2,0 мг/л ДХП) и во всех сериях хронического наряду с центро-лобу-лярным угнетением активности окислительно-восстановительных ферментов отмечалась их активация по периферии дольки. Кроме того, известно, что при ряде токсических воздействий повышается активность и ферментов, ответственных за детоксикацию чужеродных химических веществ (Plaa и Traiger; Reirä и соавт., и др.). Можно предположить, что развивающаяся в этих условиях полиплоидизация печени является итогом конкуренции за энергообеспечение клеточного деления и активации ферментных систем. Эта конкуренция приводит к нарушениям митотического цикла и как следствие — к полиплоидизации органа, приобретающей при воздействии химических факторов окружающей среды компенсаторное значение.
Сравнивая исследуемый показатель с рядом других тестов, применяемых при гигиенической оценке факторов окружающей среды, следует указать, что он соответствует таким интегральным критериям, как характеристика ферментных систем крови, состояние тучно-клеточной системы и коры надпочечников. Такое сравнение возможно в связи с широким охватом различных биосистем в комплексной оценке хлорпроизводных углеводородов.
Таким образом, проведенные исследования дали возможность установить, что одним из существенных механизмов компенсации, реализуемым органом при действии химических факторов малой интенсивности на внутриклеточном уровне, является полиплоидизация клеток, приводящая к повышению их пластического и биоэнергетического потенциалов. Биологическая роль ее в этих условиях — компенсация функции паренхимы печени, осуществляющей метабслизирование чужеродных химических соединений.
Не превышая по чувствительности показатели, применяемые в практике нормирования ПДК химических веществ, изучение степени полиплоидизации органа имеет преимущество — позволяет направленно, с достаточной степенью теоретического обоснования характеризовать процессы компенсации на клеточном уровне организации.
ЛИТЕРАТУРА. Беляева H.H., Цулая В. Р., Маршак Т. Л. и др. — сБюлл. экспер. биол.», 1974, № 12, с. 7&—81.— Бонашевская Т. И., Беляева H.H. — «Гиг. и сан.», 1975, № 6, с. 111—112. — Бродский В. Я.— «Ж. общ. биол.», 1964, № 1, с. 39—50. —Он ж е. — В кн.: Введение в количественную цитохимию. М., 1969, с. 5—20. — Бродский В. Я-, Урываева И. В. — «Онтогенез», 1970, № 3, с. 229—247. — Б р о д с к и й В. Я., Фактор В. М., Урываева И. В. — «Арх. анат.», 1973, № 7, с. 7—15. — Пинигин М. А. — В кн.: Материалы юбилейной научной конференции мед. факультета Университета дружбы народов им. П. Лумумбы. М., 1970, с. 133—134. — Садовникова В. В. Реперативная регенерация печени, патологически измененной воздействием марганцовокислого калия. Ав-тореф. дис. канд. Горький, 1972. — Солопаев Б. П., Коваленко И. А., Садовникова В. В. и др. — «Бюлл. экспер. биол.», 1973, № 11, с. 50—53. — С а р -кисов Д. С., Пальцын A.A., Втюрин Б.В. Приспособительная перестройка биоритмов. М., 1975. — Цирельников Н.И., Леонтьева Л. И., Якобсон Г. С. — В кн.: Материалы 6-й конференции по итогам современных исследований по изучению процессов регенерации и клеточного деления. М., 1971, с. 195—196. — Heiser Р. — «Chromosoma (Berl.)», 1955, Bd 7, R. 281—327. —Gerhard H., Schul-t ze В., Maurer W. — «Virchows Arch. Abt B. Zellpath.», 1973, Bd 14, S. 345—359. — Maurer W., Gerhard H., Sc h u 1 t ze B. — lbid.,S. 361—371. - PlaaG.L., Traiger G. J. — In: Pharmacology and the Future of Man. V. 2. Basel, 1973, p. 100— 113.— Po go A., Po go В., Cordero F. J. — «Exp. Cell Res.», 1960, v. 20, p. 208— 211. — S w i f t H. — «Physiol. Zool.», 1950, v. 23, p. 169—199. — R e i d W. D., К г i s h -na G., Gillette J. R. et a. — «Pharmacology», 1973, v. 10, p. 193—214.
Поступила 3/11 1977 r.
