CC BY
3
Таблица 3
Гистологические показатели состояния миокарда (в усл. ед.) при воздействии изофоса-3
Показатель
Контроль
Через 3 мес
1/50 LDto
1/800 LD,„
Через 10 мес
1/50 LD„
1/800 LDI0
СДГ
.лдг •цхо
АТФ-аза
38,56±0,32 16,80±0,12 43,88±0,13 68,88±0,1
32,68±0,36* 26,79±0,19» 43,80±0,07 68,72±0,1
37,57±0,09* 17,84±0,09* 43,12±0,18 70,88±0,2*
26,73±0,12* 36,37±0,19* 36,14±0,12* 49,04±0,31*
28,90±0,14* 37,68±0,09* 34,84±0,06* 65,36±0,19*
Примечание. Представленные общие усредненные показатели ферментативной активности миокарда контрольных животных основаны на средних показателях в каждом временнбм интервале.
Через 10 мес воздействия пестицида в количестве '/»о и Ч»оо ЬОбо на фоне уменьшения расстройств кровообращения в сосудах сердца, органах дезинтоксикации и подкожной соединительной ткани отмечены стазы мелких сосудов, расширения околососудистых пространств, в соединительной ткани которых выявлены пролиферативные изменения. Количество функционирующих капилляров уменьшено. В состоянии тучноклеточной популяции наблюдаются явления стабилизации и даже уменьшение изменений, выявлявшихся ранее. С помощью гистохимических реакций обнаружено снижение содержания гликогена и накопление ядрышковой РНК. Анализ результатов гисто-энзиматическнх исследований позволяет констатировать перестройку метаболизма миокарда: снижение аэробных
Реакций энергообразования (низкая активность СДГ и 1ХО), снижение утилизации энергии (низкая активность АТФ-азы), повышение интенсивности анаэробного гликоге-нолнза (высокая активность ЛДГ). Наряду с описанными изменениями в миокарде животных при дозе 'До 1-Оао обзорными гистологическими методами выявлены дистрофические изменения мышечных волокон, утрачивающих поперечную исчерченность с плохо контурированными или гиперхромными сморщенными ядрами, гипертрофия мио-фибрилл, наблюдавшаяся преимущественно в мышечных волокнах субэпикардиального слоя левого желудочка.
Следовательно, через 10 мес воздействия пестицида выявлено сочетание компенсаторно-приспособительных реакций (повышение активности ЛДГ, гипертрофия мио-фибрилл), процессов внутриклеточной регенерации и по-
лома компенсаторных реакций (снижение активности СДГ, ЦХО и А'ГФ-азы, уменьшение числа функционирующих капилляров). Кроме того, четко прослеживалась зависимость время — доза — эффект. Наибольшие изменения происходили при воздействии дозы '/so LDao и характеризовались нарушением компенсаторных реакций и развитием патологического процесса. Изменения при дозе '/eoo LD50 свидетельствуют о морфофункциональных сдвигах, в то же время доза '/агоо LDso изменений не вызвала.
Выводы. 1. Изучаемый пестицид оказывает кардио-токсическое действие. Обнаруженные структурные нарушения сердечно-сосудистой системы являются результатом сосудисто-метаболических повреждений.
2. Использованный комплекс морфологических методов позволил установить рфвернутую картину изменений сердечно-сосудистой системы, свидетельствующих о наличии общепатологических процессов и структурных проявлений реакций повреждений и регенерации изучаемой системы при хроническом воздействии нзофоса-3.
3. Исследованные дозы по своему воздействию являются: '/5о LDso — действующая, '/«00 LDso — пороговая и '/3200 LDso — недействующая.
Литература. Айнокенова Р. Р. — Кардиология, 1973,
№ II, с. 66—68. Ljunggvist A.. Unge G. — Acta path, microbiol. scand., 1973, v. 81-A, p. 233—240.
Поступила 30.06.82
УДК 616-008.925.6-02:613.647)-0
И. И. Швайко, И. П. Козярин
ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ (50 Гц) НА ОБМЕН МЕДИ, ЖЕЛЕЗА И СВЯЗАННЫХ С НИМИ МЕТАЛЛОФЕРМЕНТОВ
(экспериментальные исследования)
Киевский медицинский институт
Интенсивное развитие энергетики, обусловленное ростом потребности в энергии различных отраслей народного хозяйства, науки и сферы обслуживания, создание единой энергетической системы страны, строительство линий электропередач сверхвысоких напряжений приводят к усилению воздействия электрополей на человека в производственных условиях и в условиях населенных мест, что вызывает необходимость совершенствования гигиенического нормирования данного фактора.
В поисках лимитирующих показателей для такого нормирования нами выполнены экспериментальные исследования по изучению баланса и межорганного распределения элементов, играющих важнейшую роль в кроветворении, — меди и железа, а также активности связанных с ними металлопротеидов — церулоплазмина и транс-феррина.
Интерес к изучению обмена указанных микроэлементов в организме обусловлен выявленным нами существенным влиянием электромагнитной
Т а б л и ц а 1
Содержание меди (в мг на 1 кг сырой массы) в тканях внутренних органов и выделениях животных после 4 мес воздействия
электрополя ПЧ (М±т)
Объект исследования 1-я группа (контроль) 2-я группа (7 кВ/м) 3-я группа (12 КВ/м) 4-я группа (15 кВ/м)
Печень 7,21±0,43 6,99±0,42 6,31 ±0,32 5,87±0,23*
Почки 2,03±0,1 2,50±0,1* 2,92±0,15** 3,43±0,17* *
Селезенка 0,45±0,02 0,57±0,03* 0.7±0,03** 12,9±0,06* •
Головной мозг 1,64±0,12 1,69±0,1 >,71 ±0,07 2,02±0,08*
Сердечная мышца 1,21 ±0,05 1,41 ±0,07* 1,53±0,09** 1,82±0,09* *
Кожа 0,21 ±0,01 0,22±0,01 0,26±0,02* 0,28±0,01* *
Кости (бедренные) 4,33±0,22 5,13±0,31 5,82±0,23** 5,91±0,24* *
Зубы (резцы) 2,54±0,15 2,92±0,18 3,21 ±0,16* 3,69±0,19* *
Кровь 0,6±0,04 0,6±0,03 0,73±0,03* 0,75±0,04*
Моча 0,73±0,04 0,62±0,04 0,53±0,03** 0,46±0,02* •
Фекалии 38,45±2,31 37,45± 1,87 32,21± 1,61 29,45±1.18* *
Примечание. Здесь и в табл. 2 одна звездочка — Р<0,05, две — Р<0,01.
энергии на обмен ряда других микроэлементов — марганца, кобальта, молибдена, никеля и др. (Р. Д. Габович и соавт.; И. П. Козярин и соавт., и др.).
Исследования выполнены на белых крысах-самцах, которые в зависимости от напряженности электрополя частотой 50 Гц (промышленная частота — ПЧ) были распределены на 4 группы по 15 особей. Животные 1-й группы служили контролем, а крысы 2, 3 и 4-й групп в течение 4 мес ежедневно по 30 мин подвергались воздействию электрополя ПЧ напряженностью соответственно 7, 12 и 15 кВ/м. Для облучения животных помещали между электродами установки по моделированию поля (В. П. Выборный и В. П. Суворов). Напряженность поля создавалась с помощью масляных высоковольтных трансформаторов.
Содержание меди и железа в крови, органах и тканях, а также выделениях животных измеряли в конце эксперимента количественным спектрографическим методом на спектрографе ИСП-28. Активность церулоплазмина и трансферрнна в крови определяли до облучения (фон), через
30, 60, 90 и 120 дней эксперимента, а также спустя месяц после его окончания (восстановительный период) колориметрическим методом (Г. А. Бабенко). Результаты исследований подвергали статистической обработке, достоверными считали различия при Р<0,05.
Результаты исследований показали (табл. 1 и 2), что наиболее выраженные изменения в межорганном распределении и обмене изученных микроэлементов имелись у животных, подвергавшихся воздействию электрополя ПЧ 12 и 15 кВ/м.
У контрольных животных (см. табл. 1) распределение меди в организме было следующим. Наибольшее ее количество содержалось в печени, являющейся основным депо микроэлементов (7,21 ±0,43 мг на 1 кг сырой ткани). Затем в порядке убывания следуют кости, зубы, почки, головной мозг, миокард, в которых количество Си находится в пределах 1,21—4,33 мг/кг, и, наконец, кровь, селезенка, скелетные мышцы и кожа, где ее менее 0,72 мг/кг. В моче у животных контрольной группы меди было 0,73±0,04 мг, в фекалиях — 38,45±2,31 мг.
Таблица 2
Содержание железа (в мг на 1 кг сухой массы) в тканях внутренних органов и выделениях животных после 4 мес воздействия
электрополя ПЧ (М±т)
Объект исследования 1-я группа (контроль) 2-я группа (7 КВ/м) 3-я группа (12 кв/м) 4-я группа (15 КВ/м)
Печень 331,1 ±23,3 295± 18 138,8± 12,2* 184,5±7,1 **
Почки 93±5,2 102,2±5,5 114,4±7,1 * 125,2±6**
Селезенка 146,3±8,1 157,5±6,4 !51.5±6,3 148,7±6,3
Головной мозг 142,2±8,4 132,4±7,7 125,3±7,1 112,5±6*
Сердечная мышца 28± 1,6 28,7± 1,1 28,4± 1,7 29,3± 1
Скелетные мышцы 3+0,2 3+0,2 4±0.2 з±а,1
Кожа 22,4 ±1 22,1± 1,4 18,6± 1 17,3±0,7**
Кости (бедренные) 222± 15,5 175,3± 10,0* 152,9±6,6** 124,0±6**
Зубы (резцы) 176,9± 12,2 154,6±9,3 154,3±8 123,1±6**
Кровь 328,8± 19,3 304 ±21,2 274,2± 19,4 238,4± 12,1**
.Моча 0.3±0,02 0,4±0,02** 0,5±0,02** 0,7±0,03**
Фекалии 549±27,4 583±23 698,9±35,4* 711,1 ±42*
У животных, подвергавшихся воздействию электрополя, наблюдалось снижение по сравнению с контролем выведения меди из организма, которое у животных 4-й группы было достоверно выраженным (Р<;0,01). Соответственно этому отмечен рост накопления меди во всех органах и тканях: в костях — в 1,6 раза, в селезенке — в 3 раза, в остальных органах и ^канях — в 1,2—1,5 раза. Исключение составила печень, в которой содержание меди снижалось. Уменьшение выведения медн из организма и ее количества в печени связано, по-видимому, с повышенной потребностью организма в этом микроэлементе в условиях воздействия электрополя ПЧ, следствием чего являлось усиление синтеза церулоплазмина и повышение концентрации меди в крови (до 0,73— 0,75 мг/кг при 0,60 мг/кг в контроле). Динамическое наблюдение за содержанием церулоплазмина в крови экспериментальных животных (рис. 1) свидетельствует о том, что активность металлофермента достоверно возрастает после
2 мес воздействия электрополя ПЧ напряженностью 12 кВ/м (3-я группа) и через 1 мес у крыс 4-й группы (15 кВ/м), достигая максимума через
3 мес от начала опыта и удерживаясь на этом уровне до конца эксперимента (у крыс 4-й группы до 46,0 ед. при 37,6 ед. в контроле при Р<0,01). И лишь в восстановительный период активность церулоплазмина постепенно возвращалась к исходному уровню. Учитывая роль меди в кроветворении и окислительно-восстановительных реакциях, можно полагать, что увели-
«« чение ее содержания в тканях многих органов играет определенную роль в адаптационно-компенсаторных реакциях организма в ответ на воздействие электрополя ПЧ.
Медь активно участвует в обмене железа у животных, влияя на его всасывание и нспользо-
0.25 0,70
I г ? 4 . 5.
Рис с вп
Рис. I Активность церулоплазмина (в абс. ед.) крови экспериментальных животных прн действии электрополя ПЧ.
Здесь н на рнс. 2: 1 — контроль, 2 — 7 кВ/м. 3 — 12 кВ/м. 4 —
15 кВ/м; ВП — восстановитсльныЛ период. Рис. 2. Активность трансферрнна (в абс. ед.) крови экспериментальных животных при действии электрополя ПЧ.
вание в системах кроветворения. Поэтому представляло значительный интерес параллельное изучение обмена и межорганного распределения железа в животном организме при воздействии электрополя ПЧ и связанного с ним фермента — трансферрнна.
Результаты изучения обмена и распределения железа представлены в табл. 2, из которой видно, что у крыс контрольной группы наибольшее количество этого микроэлемента содержится в печени и крови (около 330 мг/кг), затем — в костях (222 мг/кг), зубной ткани (177 мг/кг), селезенке и ткани мозга (146,3 мг/кг). В остальных органах и тканях оно обнаружено в незначительных количествах.
У животных, подвергавшихся воздействию электрополя ПЧ, отмечено усиление выведения железа с мочой и фекалиями, причем содержание его в моче достоверно отличалось от контроля не только при воздействии высокого напряжения — 15 кВ/м (4-я группа), но даже и 7 кВ/м (2-я группа) — соответственно 0,7 и 0,4 мг/кг при 0,3 мг/кг в контроле. Усиление выведения железа из организма при воздействии на животных электрополя сопровождалось существенным нарушением распределения железа в органах и тканях облученных животных, особенно 3-й и 4-й групп; у них наблюдалось выраженное уменьшение содержания железа в печени, головном мозге, коже, костях, зубной ткани, крови и повышение в почках. В селезенке, сердечной мышце количество Ре не отличалось от контрольного (см. табл. 2).
Активность трансферрнна крови, как видно из рис. 2, у животных 4-й группы достоверно уменьшалась" после 2-го, а у крыс 3-й группы — после 3-го месяца эксперимента и удерживалась на низком уровне до конца опыта. Так, этот показатель после 4 мес облучения у животных указанных групп составил соответственно 0,2 и 0,16 ед. прн 0,26 ед. в контроле (Р<0,05). По данным ВгизсЬке, уменьшение содержания железа в крови в сочетании с пониженной насыщенностью трансферрнна наблюдается при хроническом недостатке его в организме и повышенном расходе запасного железа из депо, что отмечено и в нашем эксперименте.
Резюмируя результаты исследований, можно прийти к заключению, что длительное воздействие электрополя ПЧ на организм животных приводит к нарушению баланса и распределения в органах и тканях меди и железа и изменению активности связанных с ними металлоферментов: выраженность сдвигов зависела от напряженности электрополя и времени его воздействия. Несомненно, что эти сдвиги играют определенную роль в защитных реакциях организма в ответ на воздействие электрополя ПЧ, направленных на обеспечение гомеостаза при изменившихся внешних условиях.
Следовательно, сдвиги в метаболизме микроэлементов крови, тканей и органов при облучении животных электрополем занимают определенное место в сложной цепи физико-химических реакций, которые составляют основу патофизиологических превращений, происходящих в организме при действии изучаемого фактора, и в определенной степени раскрывают также механизм действия этого фактора.
Изложенные результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о необходимости изучения особенностей баланса и обмена микроэлементов у лиц, подвергающихся воздействию электрополя ПЧ в условиях производства (обслуживание подстанций, линий электропередач высокого напряжения), с целью выявления физиологической значимости наблюдаемых сдвигов при действии данного фактора, с последующим принятием мер, направленных на профилактику этого действия, как с точки зрения нормирования, так и принятия мер, повышающих резистентность организма (профилактическое питание, УФ-облучение в период светового голодания и др.).
Выводы. 1. Воздействие электрополя ПЧ на организм животных при напряжении более 12 кВ/м вызывает нарушение баланса и межорганного обмена меди и железа в крови, органах и тканях с изменением активности металлофер-ментов церулоплазмина и трансферрина.
2. Обнаруженные изменения нарастают с повышением напряженности электрополя и времени его воздействия и являются весьма чувств^ тельным индикатором этого воздействия.
Л итература. Бабенко Г. А. Микроэлементы в экспериментальной и клинической медицине. Киев, 1965. Выборный В. П., Суворов В. П. — А. с. 641959 (СССР).—
Открытия, 1979, № 2. Габович Р. Д., Минх А. А., Михалюк И. А. — Вести. АМН
СССР, 1975, № 3, с. 16—25. Габович Р. Д., Михалюк И. А., Шутенко О. И. и др. —
Гиг. и сан., 1977, № 3, с. 26—33. Козярин И. П., Михалюк И. А., Фесенко Л. Д. — Физиол.
ж. СССР, 1977, JSs 3. с. 369—379. Brüschke G. — Der Eisentoffwechsel. Dresden, 1964.
Поступила 08.06.82
