CC BY
11
THE REFLEX ACTION OF MICROCONCENTRATIONS OF BENZINE, TOLUOL
AND XYLOL AND THEIR COMPARATIVE ASSESSMENT
I. S. Gusev J
According to experimental assays the threshold values of smell for benzine, toluol and xylol fell with an increase of the number of methyl groups in the benzol nucleus. The threshold concentrations of aromatic carbhodyrates, affecting the electric cerebral activity, diminished from benzol to xylol in proportion to the fall of the threshold values of olfectory sensation. Benzol and toluol produce excitation and xylol causes depression of electric cerebral activity. The concentration of benzol comprising 1.5 mg/m3, that of "toluol—0.6 mg/m3 and xylol—0.2 mg/m3 are subthreshold values for the electric cerebral activity and are imperceptible for smell: they are recommended as the one-time maximal permissible concentrations of these substances in the atmosphere.
УДК 613.31-07 : [612.015.31 : 546.41
РЕЗОРБЦИЯ КАЛЬЦИЯ В КИШЕЧНИКЕ, ПУРИНОВЫй ОБМЕН
И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ Са45 В ОРГАНАХ И ТКАНЯХ КРЫС, ДЛИТЕЛЬНО ПОТРЕБЛЯВШИХ ВОДУ С РАЗНЫМ
СОДЕРЖАНИЕМ КАЛЬЦИЯ
К. Г. Басмаджиева-Танчева
Софийский научно-исследовательский санитарно-гигиенический институт, Болгария
N . • •
Нормирование солевого состава питьевых вод — важная и актуальная проблема современной гигиенической науки. Нормативы их качества могут быть установлены только путем изучения влияния того или другого ингредиента на физиологические функции организма. Этот путь до сих пор был использован в основном для оценки анионного состава питьевых вод. В последнее время исследована роль жесткости их в развитии мочекаменной болезни (И. С. Кандрор и соавторы). Катионный состав и, в частности, кальциевые соли до сих пор не получили достаточно полной физиолого-гигиенической оценки. Исходя из этого, мы решили изучить влияние кальция (Са) питьевой воды на некоторые физиологические функции организма.
Не секрет, что среди катионов воды Са по количеству занимает первое место. Также хорошо известно большое значение его солей в физиологических и патологических процессах организма: их роль в строении костной системы, влияние на возбудимость нервно-мышечного аппарата, состояние тканевых барьеров и распад аденозинтрифосфата, а также на различные гормональные и ферментативные процессы в организме. Вопрос о резорбции Са в кишечнике из питьевых вод до недавнего прошлого был спорным. Вот почему мы поставили своей первоочередной задачей экспериментально проверить, зависит ли всасывание этого вещества в кишечнике от его концентрации в питьевой воде и как влияет всасываемый Са на некоторые физиологические функции.
Опыты по всасыванию Са из раствора хлористого кальция (СаС12) проведены на кошках1 по модифицированной нами методике перфузии кишечной петли in situ (1963). О резорбции катиона мы судили по разнице в содержании Са в исследуемом растворе и перфузате, а также по концентрации его в сыворотке крови, взятой из сонной артерии во время
перфузии. Для изучения динамики процесса определяли Са в перфузате через каждые 30 мин. от начала опыта в течение IV2 часов и в крови в течение 3 часов по трилонометрическому методу. Исследуемые растворы готовили на воде Софийского водопровода путем обогащения изучаемым веществом СаСЬ в концентрации 4, 8, 11, 27, 34, 37 и 78°
жесткости.
В результате исследований обнаружено, что содержание Са в пер-фузате к концу опыта увеличивается. В сыворотке крови перед опытом
оно колеблется от 8 до 10 мг% (редко ниже 8 мг%). С началом перфузии в крови становится больше Са; уровень его постепенно достигает
9,5—12,5 мг%. Максимум концентрации этого вещества в крови при пропускании через кишечник растворов 4Г 8, 11, 27 и 34° жесткости наблюдается на 90-й минуте, т. е. в самом конце перфузии. В отличие от этого при содержании Са в растворе, соответствующем 78е
жесткости, максимум концентрации этого элемента наблюдается уже на 60-й минуте от начала перфузии. Опыты позволили установить, что с увеличением концентрации катиона в исследуемой воде увеличивается и абсолютное количество всасываемого Са. Это отчетливо видно из табл. 1. Количество всасываемого Са, выраженное в процентах по отношению к концентрации его в растворе, существенно не меняется и составляет около 50%. В то же время наблюдается увеличение Са в сыворотке крови (в среднем на 20—30% по сравнению с исходным уровнем).
Таким образом, опыты подтвердили, что всасывание Са зависит от его концентрации в питьевой воде.
Не менее важно для нас было выяснить влияние солей Са на пури-новый обмен. Воздействие разных концентраций катиона в питьевой воде на пуриновый обмен мы изучали в хронических опытах на 36 белых крысах-самцах чистой линии (вид \Vhistar) весом по 150 г. Животных в течение 9 месяцев содержали на синтетической диете. Корм давали
сообразно их весу. Крысы были распределены на 4 группы и получали соответственно по 10, 50, 100, 500 мг/л вещества в форме его гидрокарбоната— Са (НСОз)г. Расчеты проведены по иону Са.
Приготавливали и контролировали содержание Са в исследуемых
растворах по следующей методике: к воде, взятой из Софийского водопровода, добавляли определенное количество карбоната Са (СаСОз). потом этот раствор насыщали двуокисью углерода. Кальциевую жесткость определяли по трилонометрическому методу. Содержание мочевой кислоты в суточной моче анализировали 5 раз в течение опыта. Для изучения сдвигов в пуриновом обмене в конце опыта провели функциональную пуриновую нагрузку (крысы получали по 5 г жареной печени на 200 г веса). Содержание мочевой кислоты определяли по методу Фо-лина и Хопкинса.
Динамика содержания мочевой кислоты в суточной моче в контрольной группе крыс, получавших воду с Са в концентрации 10 мг/л, и в 3 опытных группах, получавших воду с Са в концентрации 50, 100 и 500 мг/л, представлена на рис. 1. К началу исследований содержание-мочевой кислоты в суточной моче соответствовало 3 мг. В течение первых 3 месяцев опыта у животных, получавших Са в концентрации 100 и 500 мг/л, наблюдалось резкое повышение содержания мочевой кислоты по сравнению с животными, получавшими Са в дозе 10 мг/л. Различие было статистически достоверно (Р<0,01). В последующие 3 месяца содержание мочевой кислоты несколько снижалось. Дополнительная
пуриновая нагрузка в конце 8-го месяца привела к статистически до-
Т а б'л и'ц а 1 Влияние концентрации Са в исследуемых растворах
на всасывание
Жесткость воды (в градусах)
Количество Са в воде (в мг/л)
Количество всасываемого Са \ (в мг/л за 90 мин.)
4 28 13
8 56 23
11 77 38
27 191 104
34 241 129
37 262 # 115
стоверному повышению выделения мочевой кислоты у всех животных, кроме тех, которые получали воду, содержащую Са в концентрации 500 мг/л.
Анализируя полученные нами данные, следует отметить прежде всего, что повышенное выделение мочевой кислоты у крыс в первые 3 месяца опыта, как и последующее понижение экскреции ее, указывает на нарушение пуринового обмена. Стандартная нагрузка жареной печенью в конце 8-го месяца позволила установить, что изменения являются функциональными и вполне обратимы у крыс, получавших гидрокарбонат Са в концентрации 50 и 100 мг/л. В то же время регуляторные механизмы у животных, получавших Са в дозе 500 мг/л, оказались более нарушенными в результате длительного потребления воды с такой концентрацией его.
Эти наблюдения подтверждают экспериментальные данные Н. М. Воронина, который при исследовании людей обнаружил, что углекислые воды увеличивают выделение мочевой кислоты. В своих последних работах Ю. Л. Петров и В. Г. Гребенкин также показали, что гидрокарбонат Са приводит за несколько недель к повышенному выделению мочевой кислоты у крыс.
Механизм влияния карбоната Са на пуриновый обмен не раскрыт до конца. Однако, по мнению некоторых авторов, потребление карбонатных вод может вызвать в организме человека избыток мочевой кислоты. Последняя в условиях избытка Са образует с ним нерастворимую соль, которая, накапливаясь в организме, будет способствовать развитию таких болезней, как подагра, мочекаменная болезнь, каль-циноз и некоторые другие.
С этой точки зрения воды, содержащие Са на уровне 100—500 мг/л и вызывающие существенные сдвиги в пуриновом обмене, должны получить отрицательную гигиеническую оценку.
Влияние Са, поступающего с питьевой водой, на его обмен в организме мы изучали, используя метод радиоактивных индикаторов: исследовали распределение меченого Са (Са45) в органах и тканях подопытных животных. Об интенсивности обменных процессов судили по скорости
включения и выделения Са45 из различных органов и тканей. Опыты проведены на 48 белых крысах-самцах чистой линии вида \Vhistar с начальным весом 50 г. Их распределили на 4 группы по 12 крыс и в течение 9 месяцев поили водой, содержащей соответственно Са в виде Са (НС03)2 в дозах 10, 50, 100 и 500 мг/л. В течение опыта
мг
7
5
8 м ее.
\
\
8 ме с.
Рис. 1. Содержание мочевой кислоты
в суточной моче.
1 — Са в дозе 10 лг/л; 2 — Са в дозе 50 мг/л: 3 — Са в дозе 100 лг/л; 4— Са в дозе 500 мг!л\ 5 — Са в дозе 10 мгЫ перед нагрузкой и после нее; 6 — Са в дозе 50, 100, 500 мг/л перед нагрузкой и после
нее.
/
см
СЯ
с; чэ
СО
о
О X
со
X
н
а:
я
О X Л П <и н
и
о
X
н
о
3 о.
ае
г
к
X
л ж н
г «в X
л
о о
л
"л
о
О) X
£
о
ч
и
л
О.
см
с*
ас
сч
00
сч
-нс!ви 9ИМЭЭЬИХЭИХВХЭ
(у/зп о) ной* оя э о лого эеьАгои 4сэ ояхээьи1го>[
вииХбл
со
см
см
С:
-И
"Но "Но "Н 2 \/2 V« V
см
см
| I ~ II ~ _м
по МО п
3 V?: V
со
- ю - ю
~Н о "Н о "Н
А~ Л~ V
ио
со
-ю -ю
1 I ~ 4_1 ~_м Но МО м
£ Ло V
со
~Н о ~Н о ~Н
3 V
ю
-ю -ю
+1о+1о+1
со Л со А ^ Л
-ю
ю
"Но "Но ~н
со Л со А со А
со со см со —
-ю -ю
~Но "Но ~Но ^ЛЭЛЙЛ
о
ю
"Но "Но "Но
V?? V
а>
00
~Но ~Но -н
2 V
о
0О
со
5
ю
ю
V
ООО
животные получали синтетическую диету с содержанием всех ингредиентов согласно оптимальному рациону.
Распределение Са45 в тканях и органах подопытных животных изучалось нами в конце 9-го месяца. Каждому животному был введен раствор СаСЬ с Са45
интраперитонеально, по-0,035 мкюри на 1 г веса (7 мкюри на 200 г веса крысы — доза, которая не вызывает никаких патологических изменений в организме и является индикаторной). Подовину подопытных животных забивали через 2 часа после введения метки, остальных — через 48 часов. Образцы тканей готовили из кости, крови и мят-
ких тканей (почек, печени и мышц). Радиоактивность в препаратах подсчитывали торцовым счетчиком на установке Б. Полученные результаты (в импульсах в 1 мин.) приводили к единице веса и пересчитывали в процентах относительной
активности.
Данные распределения Са45 по органам и тканям животных (в процентах относительной активности) через 2 и 48 часов после введения радиоактивного раствора приведены в табл. 2. Судя по этим данным, во
всех 4 группах животных больше всего задерживается Са45 в костях, затем в крови, почках, печени и мышцах. Сопоставление кривых включения Са45 в кости отдельных групп показывает, что самые высокие показатели у животных, получавших Са в дозах 10 мг/л, и самые низкие — в дозах 500 мг/л. Это различие не только достоверно, но и довольно велико.
Обнаружены различные
скорости включения Са45. Так, процент относительной
«
активности его в костях у крыс из групп, получавших Са в дозах 10, 50 и 100 мг/л, через 48 часов был выше, чем через 2 часа (PZ0,01). У крыс, получавших Са в дозе 500 мг/л, такого повышенного включения Са45 к концу 2-х суток по сравнению со 2-м часом почти не наблюдалось.
На рис. 2 представлены те же данные по всем группам животных, обследованных через 2 и 48 часов. Из этого рисунка видна разница во включения Са45 в органы и ткани в зависимости от его концентрации в питьевых водах. Уже через 2 часа после введения Са45 не было существенной разницы в содержании его в крови у отдельных групп
Ю 50 100 500 Ю 50 100 500
Содержание кальция (6 мг/л)
Рис. 2. Включение Са45 в разные органы крыс, которых поили водой, содержащей Са в дозах 10, 50, 100 и 500 иг!л.
А — через 2 часа; Б — через 48 часов; / — кость; 2 — кровь; 3 — почки; 4 — печень;
5 — мышцы.
$
животных. Через 48 часов уровень Са45 в крови и в мягких тканях
у всех групп животных снизился по сравнению с 2-м часом, но никакой разницы между группами не было.
Динамика изменения включений Са45 в мягкие ткани показывает, что ко 2-му часу отмечено явное повышение его, а к 48-му часу — резкое понижение. У крыс, получавших Са в дозе 500 мг/л, наблюдался наиболее высокий процент относительной активности ко 2-му часу и самый низкий — через 48 часов.
Количество потребленного Са (в миллиграммах на 1 л на 100 г веса крысы) в группах, получавших 10, 50, 100, 500 мг/л Са, равнялось
соответственно 24, 127, 260, 1210 мг Са.
Опыты с Са45 выявили большие различия в распределении Са в
органах и тканях подопытных животных в зависимости от его содержания в питьевой воде. При большом содержании Са в воде отложение его происходит главным образом в костной системе; чем выше
концентрация Са в воде, тем больше его откладывается в кости. Этим можно объяснить то, что у животных, длительно получавших воду с Са в дозе 500 мг/л, Са45 откладывается в костях намного меньше, видимо, в результате насыщения костной ткани Са. Динамика включения Са45 в органы и ткани показывает, что обмен Са в костях животных, получавших его в дозе 500 мг/л, замедлен. В связи с этим не лишены интереса данные Г. Н. Красовского о том, что предварительная на-
грузка крыс Са приводит к замедленному отложению Са45 в костной системе. Следует отметить также, что в наших наблюдениях к 48-му часу содержание Са45 в мягких тканях быстро снижается. Это относится прежде всего к животным, получавшим воду с содержанием Са 500 мг/л. Очевидно, излишек Са45 быстрее выводится из организма. Это предположение подтверждается рядом литературных данных относительно влияния Са пищи на выделение Са (А. А. Городецкий и соавторы). Предварительное насыщение организма животных стабильным Са при введении раствора хлористого Са, глюконата Са или диеты, богатой кальциевыми солями, может привести к выделению Са45 на 20% выше введенной дозы по сравнению с контрольными животными.
Экспериментальные исследования В. А. Книжникова и П. Ф. Буг-рышева также подтвердили, что увеличение содержания Са в рационе не только снижает отложение Са45, но и увеличивает его выделение. При этом авторы указывают, что добавление Са к воде усиливает эффект в отложении Са45, возможно, даже пропорционально количеству добавочного стабильного Са.
ш
Выводы
1. Опыты показали, что Са питьевой воды активно всасывается в кровь и в случае недостатка Са в рационе может служить источником пополнения потребностей организма в этом микроэлементе. Однако при большом содержании Са в воде (100—500 мг/л) обмен Са в костной ткани значительно замедлен, что может указывать на усиленную или чрезмерную кальцификацию костной ткани.
2. Ввиду резко возрастающей скорости его выведения из организма и других неблагоприятных сдвигов в обмене, наблюдающихся при этом, концентрации Са, близкие к указанным, можно считать избыточными.
ЛИТЕРАТУРА
Воронин H. М. Клинико-физнологические основы лечебного применения углекислых вод. М., 1963—Городецкий А. А. и др. Выведение из организма некоторых радиоактивных веществ. Киев, 1959.—К а н д р о р И. С., Б о к и и а А. И., Ma-левская И. А. и др. Гигиеническое нормирование солевого состава питьевой воды. М., 1963.—К н и ж н и к о в В. А., Бугрышев П. Ф. Вопр. питания, 1963, № 6. стр. 56.—К р а с о в с к и й Г. Н. Роль кальция питьевой воды в развитии эндемического флюороза. Дисс. канд. М., 1959— Петров Ю. Л., Гребенкин В. Г. Гиг. и сан., 1964, Nb 8, стр. 15.
Поступила 10/1II 1965 г.
COLON CALCIUM RESORPTION, PURINE METABOLISM AND Ca4* DISTRIBUTION IN THE ORGANS AND TISSUES OF RATS AFTER LONG-TERM
DRINKING OF WATER WITH VARIOUS CALCIUM CONTENT
K. G. Basmadzhieva-Tancheva
The experiments showed that calcium in the drinking water was actively absorbed by the blood and in case of its lack in the diet it could serve as a course for the body needs in this microelement. When the Ca content of water was high (100—500 mg/1), its metabolism in the bone tissue was considerably delayed: the latter pointed to intensified and excessive calcification of the bone tissue. As it is accompanied by a considerable rise in the rate of calcium elimination from the body and by other unfavorable shifts in the metabolism, calcium concentrations in water approaching 500 mg/1 must be .considered as excessive.
