CC BY
4
УДК »13.832:547.786.8
Т. В. Пастушенко __
ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОЦЕНКА ПОРОГОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ МЕТИЛ-1Ч-(2-БЕНЗИМИДОЗОЛИЛ)КАРБАМАТА ПО ЕГО ВЛИЯНИЮ НА Х-ХРОДОСОМЫ
Тернопольский медицинский институт
Одной из важнейших задач гигиенической токсикологии является установление безвредных уровней воздействия химических факторов среды на здоровье населения. Успешное решение этой задачи находится' в тесной связи с окончательным решением проблемы пороговое™. В последнее время вероятностный подход с определением изо-эффективных концентраций CES0 или доз DE50, рассчитанных в остром и особенно в хроническом экспериментах по наиболее чувствительному интегральному или специфическому показателю открывает возможность непосредственного перехода к ПДК и ее прогнозированию по результатам краткосрочных опытов.
Данная работа посвящена изучению влияния метил-К-(2-бензимидозолил)карбамата (БМК) на морфологическое и функциональное состояние половой Х-хромосомы и вероятностной оценке его эффективных (пороговых — СЕ™;,11) и подпорого-вых (недействующих — СЕ5°о) концентрации при обосновании ПДК в воздухе рабочей зоны.
Процессы спирализации и деспирализацнн половой Хгхромосомы изменяются под влиянием экзогенных факторов, поэтому наличие или отсутствие полового хроматина может служить в некоторой степени показателем влияния на генетический аппарат клетки.
Опыты проводили на нелинейных половозрелых белых крысах-самках. БМК вводили животным однократно внутрижелудочно, однократно и многократно — ингаляционно. Все опытные и контрольные группы состояли из 12 крыс при однократном введении и из 10 — при хроническом ингаляционном воздействии. Процесс спирализации половой Х-хромосомы в ядрах клеток ряда органов и тканей оценивали по методу Thiriez (1956). Для окраски полового хроматина использовали ацето-орсеиновый метод. Тельце полового хроматина подсчитывали по методу (Barr и Bertram). Контролем служили гистологические срезы, окрашенные по Фельгену.
Наличие изменения количества ядер с половым хроматином является только морфологическим показателем и ничего не говорит о функциональном состоянии инактивированной Х-хромосомы. Маркером ее функциональной активности может служить фермент глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (Г-6-ФДГ), ген которого находится в Х-хромосоме (В. П. Эфроимсон). Активности Г-6-ФДГ определяли по методу Э. Пирс. Цитологические отпечатки инкубировали в среде, содержащей нитросиний тетразолий. Цитофотометрию выполняли на цито-
спектрофотометре, сконструированном на основе люминесцентного микроскопа ЛМ-2 и спетрофото-метра СФ-4А (О. Т. Деммв и соавт.) Измерения проводили одноволновым методом при 590 им с зондом площадью 3 мк (Т. В. Крестинская и Н. Б. Манусова). В каждом препарате измеряли 50 точек. Активность Г-6-ФДГ определяли по оптической плотности образованного в клетке фор-мазана. Условия инкубации максимально стандартизированы.
Вероятностную оценку эффективных (СЕ™оп) и подпороговых (СЕ50) концентраций БМК по влиянию на морфологическое и функциональное состояние половой Х-хромосомы при учете эффектов в градированной форме осуществляли путем расчета по методике Б. М. Штабского и соавт.
При однократном внутрижелудочном введении БМК в дозе Ю200 мг/кг (ЬО50) исследовали следующие органы и ткани животных: печень, желудок, кишечник, мышцы, матку и грудные железы. Целью этого эксперимента было выявление наиболее чувствительных к воздействию БМК органов и тканей по изменению количества ядер с половым хроматином и активности Г-6-ФДГ. Установлено, что фунгицид в среднесмертельной дозе оказывает выраженное влияние на морфологическое и функциональное состояние инактивированной Х-хро-мосомы. Следует отметить, что не все органы подопытных крыс оказались одинаково чувствительны к БМК. Наиболее выражен процесс деспирали-зации гетерохроматинизированных участков ДНК в эпителии желудка и кишечника, с которым препарат контактирует в высоких дозах довольно длительно. Генетический аппарат мышечной ткани почти не повреждался.
Учитывая результаты однократного внутриже-лудочного введения БМК, при ингаляционном воздействии фунгицида с целью опредления его пороговых концентраций Ь1тас и 1птС1, по влиянию на морфологическое и функциональное состояние половой Х-хромосомы исследование ядер с половым хроматином и активности Г-6-ФДГ проводили в наиболее длительно контактирующем с препаратом органе — легких, а для сравнения — в мышечном органе — матке.
Для определения порога однократного воздействия (итжс) БМК на половой хроматин й активности Г-6-ФДГ в ядрах эпителия легочной ткани и матки животных в один и тот же день (против одного и того же контроля) подвергали однократному 4-часовому ингаляционному воздействию препаратом в концентрациях 357,3, 120,5, 33,9 мг/м*
Морфологическое и функциональное состояни > половой Х-хроиосомы некоторых тканей белых крыс при однократном
ингаляционном воздействии БМК (М±т) )
Показатель 9 Контроль Концентрация БМК. мг/м'
357,3 120.5 33.9 12.1
Количество полового хро-
матина клеточных яд-
рах. %: 37,8±1,42
эпителия легочной ткани 39,0±1,36 14,0±1,05 22,5±1,15 29,1 ±1,20
(36,0—42,0) (11,7—16,3) (20,0—25,0) (26,4—31,7) (34,7—41,0)
Р <0,001 <0,001 <0,001 >0,5
. эпителия матки 44,25±1,39 22,4±0,88 29,7±0,99 35,6±1,36 43,5±1,53
(41.2—47,3) (20.5-24,4) (27,5—31,8) (32,6—38,6) (40,1—46,9)
Р <0,001 <0,001 . <0.001 >0,5
Активность Г-б-СРДГ,
отн. ед.:
в эпителии легочной 0,350 ±0.011 0,695±0,017 0,599 ±0,019 0,467 ±0,015 0,365 ±0,013
ткани (0,325—0,375) (0,657—0,732) (0,556—0,641) (0,433—0,501) (0,336—0,394)
Р <0,001 <0 001 <0,001 0,5>Р>0,25
в эпителии матки 0,374 ±0.012 0,485 ±0,011 0.428 ±0,012 0,389±0,013 0,370±0,013
(0,347—0.401) (0,460—0,510) (0,401—0,455) (0,360—0,418) (0,342—0.398)
Р <0.001 0.01 0,5>Р>0,25 >0.5
(дороговая концентрация по общетоксическим показателям) и 12,1 мг/м3. Через 1 ч после окончания затравки в клеточных ядрах эпителия легочной ткани и матки определяли количество полового хроматина и активность Г-6-ФДГ.
Результаты исследований представлены в табл. 1.
Как видно из табл. 1, БМК при однократном ингаляционном воздействии влияет как на морфологическое, так и на функциональное состояние половой Х-хромосомы, которое находится в прямой зависимости от испытанных концентраций. Пороговые величины, установленные традиционным методом, составляют по содержанию Чюлового
хроматина в клеточных ядрах эпителия легочной ткани; эпителия матки и активности Г-6-ФДГ в эпителии легочной ткани 33,9 мг/м3, а' по активности Г-6-ФДГ в эпителии матки 120,5 мг/м3. При сопоставлении Ь1шас, определенных традиционным методом по наиболее чувствительным показателям общетоксического действия БМК и установленных в ходе' изучения влияния ёго на морфологическое и функциональное состояние половой Х-хромосомы, выявлено, что фунгицид не оказывает специфического дейстйия на процесс спирализации половой Х-хромосомы при однократном ингаляционном воздействии, так как
Таблица 2
Морфологическое н функциональное состояние половой Х-хромосомы некоторых тканей белых крыс при хроническом
ингаляционном воздействии БМК (М±т)
Концентрация БМК. мг/м"
Показатель Контроль 12.4 \ 5.0 1.2 0.5
Количество полового хро- •
матина в клеточных ядрах, %: эпителия легочной ткани Р эпителия матки Р Активность Г-6-ФДГ. 40,5±1,59 (36.9—44,1) 46,3±1,82 (42.2—50,4) 8,6±0,6 • (7,2—9.9) <0.001 12.5±0,94 (10,4—14,6) <0,001 14,2±1,13 (11,6—16,8) <0,001 21,7±1,58 (18,1-25,3) <0,001 24,0±1,18 (21,3—26 7) <0,001 33,4±1,42 (30,2—36.6) <0.001 36,9±1,72 (33,0-40,8) 0,25>Я>0,1 44,8±1,68 (41,0—48,6) >0.5 ,
отн. ед.: в эпителии легочной ткани Р эпителии матки Р 0,368 ±0,013 (0,338—0,398) 0,385 ±0,016 (0,349—0,421) 0,893 ±0,020 (0,847—0,939) <0,001 0,616±0,014 (0,585—0,647) <0,001 0,712±0,018 (0,672—0.752) <0.001 0,502 ±0,020 (0,456—0,548) 0.002>Я>0,001 0,533 ±0,017 (0,495—0,571) <0,001 -0,408 ±0,016 (0,371—0.445) 0,5>Р>0,25 0,384 ±0,016 (0,348—0,420) 0,5>/>>0,25 0,390±0,015 (0,357—0,423) >0,5
пороговые величины находятся на одинаковом уровне (33,9 мг/м3).
Влияние БМК на состояние половой Х-хромо-сомы изучали и в условиях хронического эксперимента. Животных на протяжении 4 мес (цо 4 ч в день, кроме воскресений) подвергали ингаляционному воздействию препарата в концентрациях 12,4 и 5 мг/м3 (пороговая по общетоксическим показателям), а также 1,2 и 0,5 мг/м3. Контрольных животных помещали в камеру, куда поступал чистый воздух. По окончании эксперимента всех животных (подопытных и контрольных) в один и тот же день и даже приблизительно в одно и то же время убивали путем декапитации. В клеточных ядрах эпителия легочной ткани и матки определяли количество полового хроматина и активность Г-6-ФДГ. Полученные данные приведены в табл. 2.
Как следует из данных табл. 2, БМК при многократном ингаляционном поступлении в организм белых крыс оказывает выраженное влияние на морфологическое и функциональное состояние половой Х-хромосомы. Отмечается резкое снижение количества полового хроматина в клеточных ядрах эпителия легочной ткани и матки. Активность маркерного фермента Г-6-ФДГ резко повышается. При традиционном подходе к установлению пороговых концентраций порог БМК (Ь1шсь) по влиянию на процесс спирализации половой Х-хромосомы находится на уровне 1,2 мг/м3, а концентрация 0,5 мг/м3 является недействующей. При сопоставлении пороговых показателей общетоксического действия БМК (5 мг/м3) и его влияния на морфологическое и функциональное состояние половой Х-хромосомы установлено, что фунгицид в условиях хронического эксперимента оказывает специфическое действие на процесс спирализации половой Х-хромосомы,' так как порог этого действия находится ниже общетоксического.
Учитывая, что результаты изучения влияния
БМК на морфологическое и функциональное состояние половой Х-хромосомы и условия проведения экспериментов полностью соответствуют требованиям методики вероятностной оценки эффективных и подпороговых концентраций Б. М. 'Рабского и соавт., мы расчетным путем определили пороговые (СЕ^ое) и недействующие (СЕ50) концентрации препарата по этим показателям при однократном и хроническом ингаляционном воздействии. Вычисленные С™о'п и СЕ?0 сопоставили с пороговыми (Ытжс и 1птсь) и недействующими величинами, установленными традиционным способом. Итоги этого сопоставления при однократном ингаляционном воздействии БМК представлены в табл. 3, а при многократном — в табл. 4.
Как видно из табл. 3 и 4, вероятностные пороги отличаются от традиционных более низким уровнем, большей точностью и статистической достоверностью.
Вероятностное установление подпороговых показателей (СЕ°Ь0) по специфическому действию в хроническом эксперименте позволяет исключить необходимость введения коэффициента запаса при переходе к ПДК, учитывая при этом только видовые различия в чувствительности. При установлении специфического показателя действия (в данном случае — влияния БМК на процесс спирализации половой Х-хромосомы) наиболее надеж- г ным регламентом будет ПДК, установленная на уровне нижней доверительной границы СЕ°6в, определенной с помощью метода вероятностной оценки. Согласно этому, ПДК данного вещества рекомендуется на уровне нижней доверительной границы СЕ\0, рассчитанной по наиболее чувствительному показателю специфического действия фунгицида на процесс спирализации половой Х-хромосомы — снижению количества полового хроматина в клеточных ядрах эпителия легочной ткани, ч|-о соответствует 0,07 мг/м3.
Таким образом, в нашем эксперименте ПДК,
Таблица 3
Сопоставление итас и недействующих концентрации)) с СЕ^п и СЕ°0 при однократном ингаляционном воздействии БМК по влиянию на морфологическое и функциональное состояние половой Х-хромосомы ,
Показатель Величины, установленные традиционным способом. мг/м> Величины, рассчитанные по методике нероят-1 ностной оценки, мг/м1
итас недействующие концентрации св50 СЕ50
Количество полового хроматина в клеточных ядрах: эпителия легочной ткани эпителия матки Активность Г-6-ФДГ: в эпителии легочной ткани в эпителии матки > 33,9 33,9 33,9 120, э 12,1 12,1 12,1 33,9 ( 16,98 (11,5—24,9) 18,1 (11,9-27,6) 21,5 П4.5—31 ,9) 97,7 (50,3—189,7) 7,8 (5,3-11,5) 7,8 (5,1-11,9) 9 8 (6,6-14,5) 26,0 (13,4-50,3)
Сопоставление величин ЫшсЬ и Недействующих концентраций с СЕ™0,п ■ СЕ°0 при хроническом ингаляционном воздействии БМК по влиянию на морфологическое ■ функциональное состояние половой Х-хромосомы
Показатель « Величина, установленная традиционным способом, мг/ыл Величина, рассчитанная по методике вероятностной оценки, мг/м'
Llrach недействующая концентрация се50 се50
Количество полового хроматина в клеточных яд-
рах:
эпителия легочной ткани 1.2 0,5 0,19 0,095
(0,13—0,26) (0,07—0,13)
эпителия матки ч 1,2 0,5 0,57 0,29
(0,41—0,80) (0,21-0,41)
Активность Г-6-ФДГ:
в эпителии легочной ткани 1.2 0,5 0,77 0,45
(0,59—1.00) (0,34—0,59)
н эпителии матки 5,0 1.2 2.14 1,05
(1,40—2,86) (0,68—t ,40)
установленные традиционным способом и с помощью метода вероятностной оценки различаются незначительно. Однако следует отметить, что величина 0,1 мг/м3 установлена на глаз, а показатель 0,07 мг/м3 имеет вероятностный смысл.
Выводы. Фунгицид БМК, оказывая выраженное влияние на морфологическое и функциональное состояние половой Х-хромосомы органов и тканей белых крыс как при однократном, так и при хроническом ингаляционном воздействии, однако специфичность этого действия проявляется только в последнем случае.
2. Применение метода вероятностной оценки при учете специфического действия БМК на. процесс спирализации половой Х-хромосомы в градированной форме позволило более точно установить его пороговые и недействующие концентрации, а также ПДК, которая при незначительной разнице с традиционной имеет вероятностный смысл.
Лит ер а т у р а. Демк Ы О. Т., Ртецький Р. Т., Фе-
дик Я. Д. — Укр. ботан. ж., 1971, № 3, с. 309. Крестинская Т. В., Манусова Н. Б. — Цитология, 1969,
№ 1, с. 126. Пирс Э. Гистохимия. М., 1962.
Штабский Б. М., Красовский Г. НКудрина В. Н
и др. — Гиг. и сан., 1979, № 9, с. 41—45. Эфроимсон В. П. Введение в медицинскую генетику. М., 1968.
Вагг М. L„ Bertram Е. G. —¡, Nature, 1949, v. 163, p. 676.
Поступила 10.04.81
Summary. The effect of carbamine fungicide me-tliyl-N(2-benzimidosoiylcarbamate) (BMC) on the process of spirilization of sex X-chromosome after a single intragastric, and multiple inhalation administration to white random bred female rats has been studied. The morphological state of the sex X-chromosome in the cell nuclei of organs and tissues was evaluated by the changes in the number of nuclei with sex chromatine, and the function of the sex X-chromosome by the activity of its marker enzyme, glucoso-6-phosphate dehydrogenase. Threshold and no-effect concentrations were determined by the conventional technique, as well as by the probability evaluation method. BMC was found to produce a pronounced effect on the morphological and functional state of the sex X-chromosome after botha single and many-time inhalation exposure, but the specificity of this effect is manifested only after chronic exposure. The use of the probability evaluation method permitted a more accurate determination of the threshold and no-effect concentrations for the specific effect of BMC, as well as its MAC determination (0.07 mg/m3), which, being somewhat different from the MAC established by the conventional method (0,1 mg/m3), takes on a probability significance.
УДК 613.863:371.711-057.875
A.A. Калашников, В. С. Сауткин, Л. В. Косова
К ВОПРОСУ О ПРОФИЛАКТИКЕ НЕРВНО-ЭМОЦИОНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ У СТУДЕНТОВ ВО ВРЕМЯ ЭКЗАМЕНОВ
Донецкий медицинский институт им. М. Горького
Выраженное нервно-эмоциональное напряжение, возникающее у студентов во время экзаменов, вызывает неблагоприятные функциональные изменения многих систем организма и препятствует проявлению в полной мере знания предмета (И. В. Савицкий и соавт.; С. М. Рашман; А. П. Се-
ливанов и соавт., и др.). Принимая во внимание сложность прогнозирования динамической ситуации экзамена, можно с большой вероятностью предположить, что эмоциональные конфликты, обусловленные этим моментом учебного процесса, всегда будут существовать.
