CC BY
4
Методы исследования
УЛК 615.».ОТ
Проф. JI. А. Тиунов, кандидаты мед. наук В. А. Воронин и В. И. Касаткин, канд. биол. наук В. А. Иванова ПРИМЕНЕНИЕ ФАКТОРНОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ОЦЕНКИ ТОКСИЧНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Физиологические и биохимические процессы в здоровом организме постоянно флюктуируют в определенных пределах, претерпевая циклические колебания. Для целого ряда показателей осцилляция осуществляется синхронизированно. Нарушение синхронности ведет к патологии, так как это сопряжено с дисгармонией метаболических процессов, с дезорганизацией функций подсистем (А. С. Коникова).
Оценка степени синхронизации циклических колебаний физиологических, биохимических и гематологических показателей может быть произведена с помощью корреляционного анализа (Л. А. Тиунов и соавт.). Этот прием с успехом был использован Л. В. Тиуновой и А. П. Румянцевым при исследовании хронического действия винилацетата, когда в качестве критерия вредности использовалась степень нарушения под влиянием действия яда синхронизации циклических колебаний активности амино-фераз печени и крови.
Еще большие возможности в оценке степени синхронизации циклических колебаний физиологических, биохимических и гематологических показателей открывает использование факторного анализа, позволяющего не только выявить корреляционные связи и степень их нарушения при воздействии яда, но и получить материал о механизмах процесса. В качестве примера приводим использование факторного анализа при исследовании токсического действия фреона 114-В2 в условиях повторного ингаляционного воздействия. Опыты проводили на обезьянах Macaca mulata весом 2—3 кг в возрасте 3 лет. В затравочные камеры объемом 0,5 м* помещали по 1 животному. Концентрацию фреона 114-В2 в камере контролировали хроматографически, она колебалась в различных вариантах опыта от 100 до 360 мг/л. Содержание кислорода в камере составляло 20—24%. Продолжительность затравки составляла 30 мин в сутки. Воздействие фреоном 114-В2 осуществляли 4-кратно с интервалом 1—3 дня.
До и после каждого воздействия у подопытных обезьян брали кровь и производили исследование содержания эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина, определяли активность каталазы, пероксидазы в крови, исследовали изоферменты лактатдегидрогеназы, гистохимически в лейкоцитах определяли активность цитохромоксидазы, пероксидазы и содержание липидов. Всего изучено 9 показателей. Полученные результаты сравнивали с исходными (фоновыми) данными. Гибели животных не отмечалось. Максимальные из используемых концентраций вызывали у них кратковременные клониче-ские судороги и наркотический сон. Все результаты обрабатывали на ЭВМ БЭСМ-4 по программе «многомерной статистики». Исследовали структуру корреляционных связей между гематологическими и биохимическими показателями крови у обезьян и характер их изменения под воздействием фреона 114-Вг.
Результаты изучения влияния фреона 114:В2 на тесноту корреляционных связей между некоторыми гематологическими и биохимическими показателями у обезьян представлены в табл. 1.
Как следует из табл. 1, фреон 114-В2 при повторных ингаляционных воздействиях разрушает корреляционные связи между колебаниями уровня
Таблица I
Влияние повторных воздействий фреона 114-В2 на величины коэффициентов корреляции между некоторыми гематологическими и биохимическими показателями у обезьян
« ° ® * с 4) 1? 2 — о; 1? 4* сх &? хт ыЩ и О. X ао о О ь- о
Пвры признаков ь с. 1 а V X « II5" л з и Р >ЭффНЦИС!П шин после здействия Р Коэффициет ляции после воздействия Р * й 1 а о £ = с и «•» й р г^г = й ■ а 2 " = = о ■е-*« 25 я Р
5ч о Ж Ч I
Эритроциты Каталазный индекс крови Эритроциты Общая пероксидазная активность -0,61 0,03 —0,12 >0,05 —0,25 >0,05 —0,97 0,01 —
-0,53 0,05 — —0,42 >0,05 — — -0,69 0,01
крови Эритроциты Гемоглобин Гемоглобин Пероксидазная активность крови Лейкоциты Пероксидазная активность лейко- 0,55 0,05 0,70 0,03 0,94 0,001 0,59 0,05 0,99 0,001
—0,76 0,68 0,01 0,02 0,42 0,18 >0,05 >0,05 0,42 >0,05 0,08 >0,05 0,39 >0,05
цитов
гемоглобина и пероксидазной активностью крови, между колебаниями уровня лейкоцитов и содержанием в них пероксидазы. Нарушалась также синхронизация в колебаниях уровня эритроцитов с каталазным индексом и с общей пероксидазной активностью крови, показателем чего служило уменьшение до недостоверных величин коэффициентов корреляции между этими парами признаков. Однако в последнем случае к концу воздействия корреляционные связи восстановились. Наиболее устойчивыми оказались корреляционные связи между колебаниями уровня эритроцитов и гемоглобина в крови. Воздействие фреона 114-Вг не повлияло на эту пару признаков. Корреляционный анализ вскрыл нарушения в синхронизации циклических колебаний отдельных гематологических показателей у обезьян под воздействием фреона 114-Вг, что свидетельствовало о нарушении регу-ляторных механизмов гомеостаза и должно быть расценено как проявление патологии.
Далее с помощью факторного анализа нам предстояло оценить влияние фреона 114-В2 на «скрытые» связи (факторы по Андерсону), определяющие структуру зависимости рассматриваемых показателей в различные периоды воздействия яда. При этом на основании рассмотрения результатов факторного анализа (метод головных компонент по Хоттелингу) выявлено 3 значимых фактора, изменившихся независимо друг от друга (табл. 2).
Первый фактор с информационной емкостью 44—51 °о объединяет такие показатели, как общая пероксидазная активность крови, пероксидаз-ная активность лейкоцитов, изоферменты лактатдегидрогеназы (ЛДГ5, ЛДГ4). Этот фактор может быть интерпретирован как фактор, связанный с процессами биологического окисления. Воздействие фреона существенно изменяет струтуру первого фактора. Анализ факторных весов свидетельствует об усилении окислительных процессов под воздействием фреона 114-Ва. Второй фактор, информативность которого составляет 28—41%, объединяет такие показатели, как содержание липидов в лейкоцитах, цито-хромоксидазу лейкоцитов и лактатдегидрогеназу (ЛДГ3). Этот фактор условно можно рассматривать как фактор, связанный с процессами струк-
Таблица 2
Результаты факторного анализа гематологических и биохимических показателей у обезьян при повторном действии фреона 114-В2
(значения факторных весов у 3 главных компонентов — факторов)
Контроль (фон) 1-е воздействие 2-е воздействие 3-е воздействие 4-е воздействие
Показатель 1-й фактор 2-й фактор 3-й фактор 1-й фактор 2-й фактор 3-й фактор 1-й фактор 2-й фактор 3-й фактор 1-й фактор 2-й фактор 3-й фактор 1-й фактор 2-й фактор 3-й фактор
Эритроциты крови Каталазный индекс Гемоглобин крови Пероксидазакрови Лейкоциты крови Липиды лейкоцитов Цитохромокси-даза лейкоцитов Пероксидаза лейкоцитов Изоферменты лактатдегнд-рогеназы сыворотки крови: лдг6 лдг4 лдга —0,64 0,29 —0,99 0,98 —0,58 0,29 —0,076 0,90 0,35 —0,79 —0,025 —0,007 -0,003 —0,94 0,98 —0,023 0,67 0,52 0,10 -0,15 —0,81 0,11 0,12 -0,41 0,98 0,93 -0,62 -0,29 0,58 0,41 — -0,80 0,26 0,06 0,065 0,76 0,76 0,81 -0,91 -0,41 0,94 —0,17 0,33 —0,14 0,57 —0,033 —0,004 0,42 0,21 0,52 —0,95 0,74 -0,85 -0,87 -0,55 0,84 0,99 0,83 0,26 0,67 0,50 —0,096 —0,80 0,47 0,076 0,16 0,14 —0,034 —0,12 -0,46 0,19 0,26 -0,042 0,99 -0,98 0,52 -0,94 -0,21 0,30 0,19 0,67 0,004 0,14 —0,650 0,31 0,64 0,74 —0,93 -0,45 0,13 0,010 0,54 —0,095 -0,73 0,59 —0,28 -0,58 0,11 0,53 0,20 -0,76 0,83 0,56 -0,99 0,093 -0,98 0,49 —0,96 0,62 0,33 0,32 —0,13 0,90 0,10 0,69 0,13 0,16 0,42 -0,75 0,043 —0,40
0,86 —0,91 0,26 0,22 —0,41 0,96 0,44 -0,021 0,052 -0,99 0,60 0,93 0,095 -0,51 0,33 0,043 0,61 —0,088 0,72 -0,25 0,74 —0,64 0,51 0,18 0,23 0,81 —0,63 0,% -0,70 0,23 0,22 -0,19 0,97 0,10 0,68 —0,063 -0,99 0,88 0,36 0,024 —0,32 0,91 -0,025 -0,33 0,17
турно-метаболического характера. Повторное воздействие фреона 114-В2 привело к изменению степени зависимости между отмеченными показателями, что свидетельствовало, по-видимому, об изменении липидсодержащих внутриклеточных структур в лейкоцитах и связанных с ними метаболических процессов.
Анализ третьего фактора, имевшего сравнительно невысокую информативность (14—19%), показал, что он связан, по-видимому, с изменением иммунобиологической резистентности. Под воздействием фреона 114-В2 структура этого фактора менялась за счет постоянного увеличения числа лейкоцитов в периферической крови.
Следовательно, факторный анализ не только позволил обнаружить нарушения корреляционных связей между гематологическими и биохимическими показателями у обезьян под влиянием фреона 114-В2, но и дал возможность в определенной степени представить их механизм.
Нарушения синхронности колебаний биохимических, физиологических и гематологических показателей под влиянием действия химических веществ, свидетельствующие о нарушениях гомеостаза и его регуляторных механизмов, являются гигиенически значимыми и могут служить для оценки токсичности ядов, особенно при повторных и хронических воздействиях. В то же время те или иные изменения изучаемых показателей, не сопровождающиеся нарушениями синхронизации, могут быть оценены как проявления физиологической адаптации. Все изложенное выше позволяет рекомендовать корреляционный и факторный анализ наряду с другими известными приемами для выявления патологии и разграничения явлений физиологической адаптации и первых признаков хронической интоксикации.
ЛИТЕРАТУРА. Кон и нова А. С. — В кн.: Биологические ритмы в механизмах компенсации нарушенных функций. М., 1973, с. 7—19.—Тиунов Л. А., Воронин В. А., Иванова В. А. и др. — «Физиол. ж. СССР», № 2, с. 235— 238. — Т и у н о в а Л. В., Румянцев А. П. — «Бюлл. экспер. биол.», 1976, № 4, с. 101—103.
Поступила 4/1 1976 г.
УДК 612.143;087.73+в1в. 12-0 0 8.331-0 7 3.173
А. И. Духовная, Б. А. Курляндский, 10. К. Кушнир
ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО
ДАВЛЕНИЯ У КРЫС
Санэпидстанция Москвы
Разработан фотоплетизмографический метод регистрации давления (систолического, диастолического, среднединамического) у крыс. Метод позволяет также выявить некоторые другие параметры, характеризующие состояние сердечно-сосудистой системы, а именно: пульс, скорость восходящей и нисходящей частей пульсовой волны. Принцип действия прибора основан на регистрации изменения светопропускания тканями при их кровенаполнении (пульсациях крови). В качестве датчиков, улавливающих изменяющийся световой поток и преобразующих его в электрический сигнал, используют 2 фотодиода, включенных по дифференциальной схеме. Такое включение датчиков позволяет увеличить полезный сигнал и уменьшить влияние сетевых помех. Источником света служит миниатюрная лампа накаливания (0,9 Вт). Оба датчика и источник света размещены в клипсе, одеваемой на хвост крысы. Сигнал от датчиков подается на один из каналов усилителя электрокардиографа и записывается на бумажной ленте в виде пульсограммы. На другой канал электрокардиографа подаются импульсы отметок давления от импульсного датчика соб-
