CC BY
9
Выводы
1. Морфологическими исследованиями внутренних органов экспериментальных животных, подвергавшихся воздействию пыли порошковых полимеров, показаны однотипность изменений, возникающих в органах дыхания в виде пневмокониоза, наличие гигантских клеток и воспалительных процессов, различная выраженность которых обусловлена особенностями физического состояния и химического состава пыли.
2. При изучении фиброгенных свойств порошковых полимеров и смол целесообразно провести оценку фагоцитарной реакции легких на протяжении всего эксперимента, в том числе и в ранние сроки (3, 5, 15 и 30 суток).
3. В условиях однократного интратрахеального введения пыли порошковых полимеров и смол ввиду особенностей их физического состояния-и химического состава, а также характера морфологических изменений и фагоцитарной реакции легких возможно сокращение срока эксперимента с 12 до 6 месяцев.
ЛИТЕРАТУРА
Галкина К- А. и др. Гиг. труда, 1969, № 6, с. 27.— Крапоткнна М. А и др. В кн.: Материалы Российск. республиканск. научной конференции по итогам гигиенических исследований за 1966—1967 гг. Ставрополь, 1969, с. 139.— Крапоткнна М. А и др. В кн.: Гигиена и токсикология высокомолекулярных соединений и химического сырья, используемых для их синтеза. Л., 1969, с. 132.— Лесная А. А. Арх. пат, 1969, в. с. 38.— Раввин В. А., Эньякова П. А. В кн.: Борьба с силикозом. М., 1963. с. 79.— Степанов С. А. и др. Гиг. труда, 1966, № 8, с. 8.— У р ю п и н В. А. В кн.: Авторефераты докл. 2-й Конференции молодых научных работников Хабаровск, мед. ин-та. Хабаровск, 1967, с. 109.— Федорова В. Н. Арх. пат., 1961, в. 8, с. 62.— Фетисова А. А., Кочеткова Т. А. В кн.: Сборник научных трудов Ивановск. мед. ин-та Иваново. 1968, в. 36. с. 162.
Поступила 21/1У 1970 г
УДК 616-018.1-099-0Т
УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИМПЕДАНСА ТКАНЕЙ ЖИВОТНЫХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ТОКСИЧЕСКОГО АГЕНТА
Канд. мед. наук Ю. А. Кучак
Всесоюзный научно-исследовательский институт гигиены и токсикологии пестицидов по лимерных и пластических масс, Киев
Изменение витальности клеток различных органов и тканей при воздействии на них пестицидов можно оценить путем сравнения величин электропроводности, измеренной с помощью электрического тока низкой и высокой частоты. Различия электропроводности между мертвыми и живыми тканями настолько существенны, что можно определять степень их жизнедеятельности в количественном выражении.
Известно, что электропроводность тканей — величина, обратная сопротивлению. Сопротивление, возникающее при прохождении постоянного или низкочастотного переменного тока через живые ткани, слагается из активного сопротивления, обусловленного физико-химическими свойствами электролита тканевой жидкости и реактивной составляющей, возникающей в результате поляризации клеточных мембран и электродов. Сумма активного (/?) и реактивного (Хс) сопротивления называется общим импедансом ткани и может быть выражена следующей формулой (М. Деркач):
г = К/?2 + хсг
Поданным Б. М. Тарусова, Н. Е. Диденко, Е. В. Бурлаковой, М. Дер-кача, Р. Стейси, реактивный компонент импеданса тканей может быть показателем физиологического состояния клеток. По мнению авторов, реактивное сопротивление обусловлено поляризацией клеточных мембран, т. е.
распределением по обе стороны мембраны ионов с противоположными зарядами. При этом часть внутриклеточной энергии, освобожденной в результате окислительно-восстановительных процессов, затрачивается на механизм поляризации мембраны. Естественно, что полное энергетическое обеспечение процесса поляризации мембран возможно только в клетках с нормальной жизнедеятельностью. Различные токсические вещества, в частности ядохимикаты, способные нарушать метаболизм клеток, снижают внутриклеточный энергетический баланс и реактивный компонент общего импеданса ткани. Таким образом, на основании регистрируемых изменений процессов поляризации мембраны можно судить о степени жизнеспособности клеток.
Процесс поляризации клеточных мембран связан с частотой тока, пропускаемого через ткань. Чем ниже частота, тем выраженнее процесс поляризации. Однако при высоких частотах распределение ионов по обе стороны клеточной мембраны не поспевает за колебаниями тока. Поэтому реактивное сопротивление тканей на этих частотах практически отсутствует и регистрируется только омическая составляющая комплексного сопротивления.
Нарушение жизнеспособности клеток можно оценить количественно по коэффициенту поляризации (Б. М. Тарусов). Коэффициент поляризации (N) представляет собой отношение сопротивления ткани низкочастотному току (Я104) к сопротивлению высокочастотному току (R108)г
Одинаковые или близкие по величине значения импеданса для обеих частот тока свидетельствуют о снижении жизнеспособности клеток.
Применение мостовой схемы для измерения электропроводимости сопряжено с некоторыми трудностями балансирования резисторного и емкостного магазина, а также с настройкой осциллографа и усилителя. Поэтому нами применен более простой и высокочувствительный нулевой метод измерения омического сопротивления тканей.
Для получения стабильных результатов измерения импеданса тканей в процессе опыта необходимо учитывать все факторы, влияющие на величину электропроводности. К ним относятся величина и геометрическая форма электрода, расстояние между электродами и глубина их погружения в ткань, постоянство частоты и удельной плотности тока, стабильность температуры исследуемой ткани и др. Проходящий через орган ток не должен вызывать в нем необратимых изменений или значительно изменять его свойства, поэтому необходимо подавать допороговую плотность тока, а сам процесс измерения должен быть как можно короче (В. Байер). Сопротивление электродов должно быть минимальным, а шунтирующие пути сведены к возможно меньшей величине. Во время измерения контакт объекта с электродом должен быть неподвижным. Выполнение перечисленных условий гарантирует объективность получения информации.
Для определения импеданса тканей теплокровных животных нами применена установка, которая состоит из 2 транзисторных генераторов переменного электрического тока разных частот — 10 кгц и 9 мггц, измерительного устройства, термостатической ячейки и электродов (см. рисунок). Схемы генераторов не зависимы друг от друга, питание их — батарейное (3, 7 в). Сигналы генераторов имеют синусоидальную форму. Выходное
Блок-схема установки для определения общего импеданса тканей и органов. / — генераторы электрических импульсов; 2 — гальванометр; 3 — высокочастотныП кабель; 4 — универсальный штатив; 5 — пластинка органического стекла с кабелем;
6 — стаканчик с вазелиновым маслом;
7 — платиновые электроды: 8 — микротер-
мостат.
переменное напряжение (0,6 в) регулируется потенциометром, подключенным в схему питания генераторов.
Сопротивление биологического субстрата уравновешивается при помощи калиброванного переменного сопротивления, в результате чего измерительный прибор (осциллограф или зеркальный гальванометр), включенный в схему, устанавливается на 0, а показание при этом эталонного сопротивления соответствует импедансу измеряемого участка ткани.
Измерительная ячейка состоит из микротермостата (МТ-03), автоматически поддерживающего стабильную температуру (37°) водяной бани, на которой помещается стакан с вазелиновым маслом (50 мл). В масло опускают 2 платиновых электрода длиной 5 мм, с поперечным сечением 0,5 мм на расстоянии 15 мм друг от друга. Электроды вплавлены в пластину из органического стекла, располагаются параллельно поверхности масла и могут смещаться по вертикали на штативе.
Биологический объект можно исследовать in vitro и in vivo. В первом случае у контрольных и подопытных животных отпрепаровывают необходимые для исследования органы и ткани. Материал помещают в отдельные пробирки с раствором Рингера и заданной концентрацией ядохимиката. Контрольные ткани и органы помещают только в раствор Рингера. Пробирки ставят на водяную баню при 37° на 1 час. Затем орган или ткань прополаскивают дистиллированной водой и просушивают фильтровальной бумагой, надевают на электроды и при помощи штатива опускают под вазелиновое масло, имеющее температуру 37°, и измеряют импеданс ткани.
Второй вариант такого исследования отличается от первого только тем, что животное, предварительно получившее определенную дозу ядохимиката, забивают; затем ткани и органы поступают в опыт.
Измерения можно также проводить в условиях хронического опыта на живом объекте с вживлением электродов в исследуемый орган. Однако этот вариант связан со значительными техническими трудностями.
Предлагаемая методика определения импеданса тканей и органов позволяет получить информацию об изменении биофизической структуры живых тканей при воздействии пестицида, об избирательном токсическом действии вещества на различные органы и ткани. Можно установить зависимость между дозой и экспозицией действия химического вещества на орган, с одной стороны, и изменением внутриклеточных энергетических процессов — с другой.
Количественное выражение электропроводности ткани, а следовательно, и степени жизнеспособности клеток можно подвергнуть математическому анализу.
Результаты опытов по изучению степени жизнеспособности органов крыс в зависимости от влияния термического и химического факторов представлены в таблице. В опыте находилось 5 групп крыс по 9 животных в каждой группе, у которых тотчас после умерщвления отпрепаровывали печень, почку, сердце, мышцу, мозг и легкие. Три серии органов находились в растворе Рингера и в течение 15 мин. подвергались воздействию одной из температур (37, 56 и 87°). Четвертая серия органов при оптимальной температуре (37°) в течение 30 мин. находилась в смешанной среде раствора Рингера и 0,01% раствора инсектицида рогора. Контрольная серия выдерживалась (30мин.) в растворе Рингера при 37°. Опыты в идентичных условиях повторялись дважды.
Снижение коэффициентов поляризации клеточных мембран всех органов при воздействии термического фактора (56 и 87°) зависело от изменения величины реактивной составляющей общего импеданса ткани при проведении низкочастотного тока. Активное сопротивление органов высокочастотному току оставалось без существенных изменений.
Рогор оказал избирательное действие только на печень, почку и сердце. Снижение коэффициентов поляризации других органов (легкие, мозг, мышца) было недостоверным.
Исследование жизнеспособности клеток внутренних органов крыс при воздействии термического и химического факторов (по коэффициенту поляризации)
Характер воздействия Серия Статистический показатель Печень Почка Сердце Мышца Мозг Легкие
37° (контроль) М ±т 1,87 0,13 1.8 0,1 1.7 0.08 1,52 0,1 1,2 0,05 1,4 0,1
Действие температуры 56° М ±т Р 1,54 0,18 0,5 1,5 0,05 0,01 М 0,1 0,01 1.1 0,1 0,01 1.1 0,07 0,05 1.1 0,03 0,02
85° М ±т Р 0,88 0,11 0,001 0,5 0,07 0,001 0,8 0,03 0,001 0,8 0,07 0,001 0,9 0,09 0,05 1.0 0,05 0,01
Контроль М ±т 1,96 0,1 2,1 0,1 1,65 0,12 1.2 0,04 1,32 0,05 1.3 0,06
Действие рогора Опыт М ±т Р 1,26 0,06 0,001 1.5 0,18 0,02 1.12 0,04 0,001 0,92 0,14 0,1 1,26 0,03 0,1 1.2 0,05 0,2
Предварительные опыты по определению импеданса органов при воздействии на них ряда пестицидов свидетельствуют о перспективности данного метода при изучении токсикодинамики ядохимикатов.
| ЛИТЕРАТУРА
Бурлакова Е. В. Практикум по общей физике. М., 1961, в. 3—4.—Деркач М-Основы биофизики. Львов, 1967.— Диденко Н. Е. Архив биологических наук. М., 1938, т. 52, в. 2, с. 168.— С т е й с и Р. Основы биологической и медицинской физики. М., 1959, с. 406.— ТарусовБ. Н. Архив биологических наук, 1938, т. 52, в. 2, с. 178.— Байер В. Биофизика. М., 1962.
Поступила 6/У 1970 г.
ЗА РУБЕЖОМ
УДК 613.632.4:6в1.993]:в5в.И
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОКИСИ УГЛЕРОДА ИЗ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ АВТОМОБИЛЕЙ НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ РЕГУЛИРОВЩИКОВ ДВИЖЕНИЯ
П. Людериц и К. Хорн
Кафедра общей и коммунальной гигиены Института гигиены медицинского сектора (Шаритэ) университета им. А. Гумбольдта, Берлин
Ожидается, что к 1980 г. в столице ГДР Берлине 1 автомобиль будет приходиться на 5 жителей или 1 легковой автомобиль на 7 жителей. Выхлопные газы автомобилей содержат в себе наряду с продуктами полного
