CC BY
4
2. Засорин Б. В., Жумагалиева Г. Д., Гусев А. В. // Актуальные проблемы охраны и укрепления здоровья населения Казахстана,— Алма-Ата, 1990,— С. 60—61.
3. Молдашев Ж. А.*У/ Город, среда, человек.— Уфа, 1989.— С. 34-35.
Поступила 17.05.90
Summary. Influence of environmental pollution from the chrom treated mills in Aktubinsk on the allergic morbidity of the population was studied.
© О. В. ГУДЗЬ, 1991 УДК 613.632:6*15.91.076.7
О. В. Гудзь
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ МЕМБРАНОПОВРЕЖДАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
В ОПЫТАХ НА БАКТЕРИЯХ
Киевский научно-исследовательский филиал ГосНИИхлорпроекта
Возрастающие масштабы производства и применения химических средств в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве и быту ставят задачу разработки новых и совершенствования известных ускоренных методов оценки их токсичности на простых биологических моделях [7, 8]. В качестве экспрессных тест-систем используют культуру клеток миокарда, печени, почек и других органов [11], клетки периферической крови [3], митохондрии клеток печени [1], клетки простейших и бактерий [5]. Важное место в прогнозировании токсичности на клеточном уровне отводится изучению структурно-функционального состояния плазматической мембраны, нарушение проницаемости которой является достоверным критерием повреждающего действия
Таблица 1
Влияние ксенобиотиков на проницаемость цитоплазматической мембраны клеток кишечной палочки (М±т)
Изучаемое вещество
Триэтиленгликоль Тетраэтиленгликоль Пентаэтиленгликоль Соль этилендиаммония Соль тетраметилендиаммония Соль гексаметилендиаммония
Примечание. Звездочка достоверные различия с контролем (/><0,05).
Концентрация, г/л Езво, ед. опт. плотн.
Контроль 1,12±0,16
100 10,19±0,29*
10 2,09±0,14*
1 0,78±0,17*
Контроль 1,12±0,16
100 19,25±0,34*
10 2,03±0,09*
1 1,29±0,21
Контроль 1,12±0,16
100 Ю,20±0,24*
10 1,75±0,15*
1 1,58±0,34
Контроль 0,49±0,15
0,1 3,04±0,15*
0,01 1,83±0,30*
0,001 0,50±0,09
Контроль 0,82±0,21
0,1 1,39±0,09*
0,01 1,92±0,09*
0,001 0,56±0,09
Контроль 1,59±0,33
0,1 4,69±0,90*
0,01 3,71 ±0,ß0*
0,001 1,76±0,27
(здесь и в табл. 2—3)
химических веществ даже в тех случаях, когда сама мембрана не служит местом приложения действия ядов [4, 9]. В наших предыдущих работах показано, что алифатические спирты оказывают избирательное действие на проницаемость плазматической мембраны эритроцитов in vitro [6].
В настоящей работе проведено сравнительное изучение влияния алифатических спиртов и бис-четвертичных аммониевых солей полиметиленди-аммония на барьерные свойства плазматической мембраны клеток прокариот (кишечная палочка) и эукариот (эритроциты крови крыс) с целью поиска новых доступных тест-объектов для ускоренной экспериментальной оценки мембраноопо-, средованных токсических реакций.
Опыты проведены на культуре кишечной палочки серотипа 0111 В:4 штамм Stok W и эритроцитах периферической крови белых крыс. Клетки суточной культуры кишечной палочки смызали с поверхности плотной питательной среды (мя-сопептонный агар) изотоническим раствором натрия хлорида, отмывали от остатков питательной среды центрифугированием в течение 15 мин при 7000 g, ресуспендировали до плотности 1012 клеток/мл, вносили в среду инкубации различные концентрации изучаемых веществ и культивировали при температуре 37 °С. После 2-часового контакта клетки осаждали центрифугированием при 7000 g и в надосадочной жидкости определяли светопоглощение при 260 и 280 нм на
Таблица 2
Влияние спиртов на осмотическую резистентность эритроцитов крови крыс в гипоосмотической среде (М±т)
Концентрация, г/л Эритродиерез, %
контроль триэтиленгликоль тетраэтиленгликоль пентаэтиленгликоль
1 10,94±1,56
10 7,32± 1,39
25 5,88±0,69
50 6,37±0,78
100 8,94±0,84
8,39±2,17 9,22±1,07 9,89±2,19 9,61 ±1,50 7,30±1,32 5,39±С,55 5,39± 1,28 4,65±0,73 5,85±1,15 18,20± 1,77* 29,25±4,33* 13,81 ±1,50* 37,38±6,82* 38,25±4,90* 17,19±3,43*
Влияние солей полиметнлеидиаммония на осмотическую резистентность эритроцитов крови крыс в гипоосмотической среде
(М±т)
Изучаемое вещество Эритродиерез, %
контроль 0,01 0,05 0,075 0,10
Соль этилендиаммония 9,32±0,44 9,37±1,90 9,82±1,86 20,33±1,41* 86,02±2,00*
Соль тетраметилендиаммония 7,24±1,28 10,74±1,55 9,43±0,97 42,22±8,12* 82,40±5,32*
Соль гексаметилендиаммония 13,33±1,39 14,78±1,36 10,83±1,63 92,84±3,05* 99,23±0,81
спектрофотометре СФ-26. Нарушение барьерных свойств плазматической мембраны клеток кишечной палочки оценивали по выходу в среду инкубации нуклеотидов с максимумом поглощения при 260 мн (Егбо) и выражали как непосредственную величину разности поглощения при 260 и 280 нм.
Эритроциты периферической крови крыс (7,5-1012 — 8• 1012/л) в течение 2 ч инкубировали в гипоосмотической среде (0,5 % раствор хлорида натрия, приведенный фосфатной буферной смесью к рН 7,4) в присутствии различных концентраций изучаемых веществ. По истечении срока инкубации определяли процент эритродие-реза [12]. Полученные результаты обрабатывали методами вариационной статистики [2].
В серии опытов по изучению влияния двухатомных алифатических спиртов, на барьерные свойства плазматической мембраны клеток кишечной палочки установлено, что триэтилен-, тетра-этилен-и пентаэтиленгликоли вызывают достоверное- повышение проницаемости плазматической мембраны в концентрации 10 г/л. При повышении концентрации спиртов до 100 г/л отмечается практически полный выход из клеток в среду инкубации нуклеотидов с максимумом поглощения при 260 мн. В низких концентрациях (I г/л) тетраэтилен- и пентаэтиленгликоли не оказывают влияния на барьерные свойства плазматической мембраны клеток кишечной палочки, триэтилен-гликоль стабилизирует мембрану (табл. 1). В этом плане полученные нами результаты согласуются с имеющимися в литературе данными о том, что конечный результат взаимодействия алифатических спиртов с биомембранами определяется их концентрацией: в низких концентрациях спирты стабилизируют мембранные структуры, в средних и высоких — лабилизируют [10].
Бис-четвертичные соли этилен-, тетраметилен-и гексаметилендиаммония в низких концентрациях (0,001 г/л) не оказывают влияния на проницаемость мембраны клеток кишечной палочки, в концентрации 0,01 г/л повышают ее, в высоких (0,10 г/л) — вызывают существенную утечку из клеток в среду инкубации цитоплазматиче-ских компонентов, поглощающих при 260 мн.
В опытах с экстракорпоральным воздействием алифатических спиртов на эритроциты крови крыс установлено, что исследуемые вещества снижают устойчивость к гипоосмотическому гемолизу начи-
ная с концентрации 50 г/л. По мере увеличения концентрации спиртов гемолитический эффект нарастает (табл. 2). Бис-четвертичные аммониевые соли полиметилендиаммония в концентрациях 0,01—0,05 г/л не влияют на проницаемость плазматической мембраны эритроцитов, в концентрации 0,075 г/л способствуют выходу гемоглобина из эритроцитов в среду инкубации, а при повышении концентрации веществ до 0,1 г/л эрит-родиерез достигает 90 % (табл. 3).
Таким образом, в процессе сравнительного изучения влияния алифатических спиртов и бис-чет-вертичных аммониевых солей полиметилендиаммония на барьерные свойства плазматической мембраны клеток прокариот и эукариот установлено, что нарушение структурно-функционального состояния мембран развивается по универсальным механизмам и приводит к изменению их проницаемости. Сопоставление концентраций изучаемых соединений, вызывающих достоверное повышение проницаемости.плазматической мембраны эритроцитов крови крыс и клеток кишечной палочки, позволяет прийти к выводу, что последняя более чувствительна к воздействию минимальных концентраций ксенобиотиков. Доступность, информативность, высокая чувствительность- и простота исследований на клетках кишечной палочки дают основание рекомендовать клетки прокариот в качестве тест-объекта для прогнозирования мембраноповреждающего дейст вия бис-четвертичных аммониевых соединений, алифатических спиртов и близких к ним по структуре веществ.
Литература
1. Балабанова Э. Л. // Проблемы санитарной охраны водоемов.— Пермь, 1988,— С. 57—58.
2. Беленький М. Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта.— Л., 1963.
3. Брагинская Ф. И.. Султанова Г. Г., Зорине О. М. // Бюл. экспер. биол,— 1983.— № 7,— С. 36—38.
4. Голиков С. Н. // Проблемы гомеостаза в химической патологии и экспериментальная терапия осложнений.— Л., 1983,— С. 30—32.
5. Гудзь О. В. II Проблемы саннтарной охраны водоемов.— Пермь, 1988,— С. 65—66.
6. Гудзь О. В. Ц Рукопись депонир,— в ВИНИТИ 24.02.88, № 14911-В.
7. Елизарова О. Н., Рязанова Р. Н. Клеточнь:е культуры как биологическая модель в токсикологических исследованиях.— М„ 1982.
8. Заугольников С. Д., Кочанов М. М., Лойт А. О., Став-чанский И. И. Экспрессные методы определения токсичности и опасности химических веществ.— Л., 1978.
9. Лужников Е. А., Костомарова Л. Г. Острые отравления: Руководство для врачей.— М., 1989.
10. Маркова М. А., Сорокина Л. Н., Копанев В. А., Анти-пова И. Г. // Гиг. и сан,— 1986,— № 6.— С. 90—91.
11. Моргунова Я. И. // Гигиена труда.— Киев, 1985.— Вып. 21.— С. 54-59.
12. Станевская А. Т. // Лаб. дело,— 1972,— № 12,— С. 756— 757.
Поступила 09.08.90
Summary. Comparative study of the cytoplasmic membrane sensivity in procaryotic cells (E. coli) and encaryotic cells (rat red bood cells) to bis-quartenaryammonea compounds and diatomic alifatic alcohols was carried out. Comparative study of the membrane permeability demonstrated, that E. coli is more sensitive for these xenobiotics. Cells of E. coli recommended as a biotest-object for the membrane tropic toxic reactions to study.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1991 УДК 615.916:546.491.076
Л. А. Иванова, Ю. Н. Талакин, М. Н. Коршун, М. В. Савченко
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТОКСИЧНОСТЬ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ РТУТИ ДЛЯ КУЛЬТУРЫ КЛЕТОК И ЦЕЛОСТНОГО ОРГАНИЗМА
Донецкий медицинский институт им. М. Горького; Киевский научно-исследовательский филиал ГосНИИхлорпроекта
Предшествующими исследованиями установлены различная токсичность соединений одно- и двухвалентной катионной ртути типа МеА по величине среднесмертельной дозы при введении в желудок крыс и мышей (токсичность первых в 3— 11 раз ниже) [2] и хорошая корреляция между токсичностью производных ртути (II) по величине среднесмертельной дозы для мышей при введении в желудок и параметрами токсичности (средне-смертельные и среднеэффективные концентрации — CL5o и СЕ5о) в культуре клеток [1]. Установлены также некоторые количественные соотношения параметров острой токсичности в подгруппах неорганических соединений катионной ртути, сформированных с учетом валентности ртути (Hg*+ и Hg2^), растворимости веществ и характера преобладающей связи металл — анион [3].
Целью настоящей работы явилось изучение особенностей токсического действия диртутных соединений [производные ртути (I), соли закисной ртути] в культуре клеток в сравнении с действием ртутных соединений [производные ртути (II), соли окисной ртути]. Исследования цитотоксичности проведены на 2 линиях перевивных культур (Нер-2 и Vero). Использовали 2—3-дневную культуру, выращенную в пробирке на покровном стекле по общепринятой в вирусологической практике методике [5]. Инокуляцию производили разведениями солей понижающейся концентрации — от 5 до 0,38 мг/мл. Готовили растворы или взвесь (для нерастворимых) после тщательного растирания в ступке изучаемых веществ на стерильном растворе Хенкса. Через 8 ч после воздействия растворы заменяли свежей средой. Учет цитоток-сического действия по степени дегенерации монослоя проводили через 3,24 и 48 ч.
CLso и концентрацию, вызывающую дегенерацию 50 % монослоя, определяли после многократного повторения опыта [8]. СЕ50 определяли по
морфологии клеток и митотической активности после фиксации и окраски монослоя по Романовскому. Просматривали 200 клеток, отмечая среди них измененные по внешнему виду. Для оценки митотической активности просчитывали 2000— 3000 клеток и учитывали число клеток, находящихся в митотическом делении. Митотический коэффициент рассчитывали как отношение митотически делящихся клеток к общему числу просмотренных.
Параметры токсичности изученных веществ в культуре клеток и для целостного организма приведены в табл. 1.
Токсичность производных ртути (I) в культуре клеток на два порядка меньше таковой соединений ртути (II), в то время как по параметрам острой токсичности при введении в желудок разница между ними составляет 3,5 для сульфатов и 7,8 для хлоридов, т. е. укладывается в один порядок.
Влияние аниона производных ртути (II) на параметры токсичности как в культуре клеток, так и для целостного организма выражено резче, чем
Таблица 1
Сравнительная токсичность неорганических производных ртути (I) и ртути (II) в культуре клеток и на уровне целостности организма
Двухвалентная ртуть (Hg2+)
Аннон
Хлорид Сульфат
342 333
1,7-Ю-3 1,65-Ю-з
166
205
3.28 6,2
1,1-10—5 21,4 2,1-Ю-5 59
