CC BY
6
реакций, отражающих наиболее значимые взаимоотношения мембранных структур клеток и их функциональных состояний. Так, нарушение строения и уменьшение количества митохондрий, компактное расположение их и гранулярной цито-плазматической сети, при котором цистерны последней окружают митохондрии в виде кольцевидных образований, свидетельствуют о напряжении энергетического обмена клетки вследствие дефицита АТФ и необходимости сокращения протяженности ее транспорта. Аналогичные результаты ранее получены при других воздействиях [5]. Изменения в митохондриях и эндоплазмати-ческой сети (гладкой и гранулярной) отражают также развитие компенсаторных процессов, направленных на сохранение структурного гомео-стаза и обеспечение на его основе необходимого уровня функциональной активноети клеток и ткани в целом. Именно в рамках структурного гомеостаза целесообразно рассматривать весь спектр развивающихся адаптационных изменений, где соседствуют и гибель клеток, и явления регенерации органелл. Развитие как той, так и другой крайних сторон жизнедеятельности клеток в условиях воздействия химических факторов сопровождается появлением в ткани значительного числа переходных (полиморфных) форм. Спектр морфологических ответных реакций на уровне клетки при анализе на органоидном уровне в значительной степени сужается, выявляя вместе с тем основные направления в сохранении гомеостаза структур — целостность и репарацию поврежденных внутриклеточных мембран и связанных с ними обменных процессов. В этом контексте явления неспецифичности приспособительных реакций на уровне ультраструктур и отражают общебиологические закономерности адаптации, поскольку основываются на онтогении
клетки как целостной структурно-функциональной единицы. Истощение резервных возможностей клеток к репарации на внутриорганоидном и органоидном уровнях проявляется в появлении участков цитоплазмы, лишенных органелл (опыт с газом), что создает условия для развития диз-адаптации. Продолжительность воздействия факторов является одним из важнейших условий, ведущих к срыву адаптационных механизмов [2, 3]. Положительным прогностическим признаком при условии прекращения воздействия исследованных химических факторов является сохранение межклеточных контактов, структуры ядра и части пластического материала клетки.
Литература
1. Авцын А. П. // Клин, мед.— 1974,— № Т. 52, № 5.— С. 5—15.
2. Бонашевская Т. И. // Вести. АМН СССР.— 1978.— № 4,— С. 44—52.
3. Бонашевская Т. И., Волгарев М. Н., Иванов И. В. и др. // Гиг. и сан,— 1992,— № 5—6,— С. 42—45.
4. Казначеев В. П. Современные аспекты адаптации.— Новосибирск, 1980.
5. Меркурьева Р. В., Судаков К. В., Бонашевская Т. И., Журков В. С. Медико-биологические исследования в гигиене,— М., 1986.
6. Пузырев А. А., Иванова В. Ф., Михеева Е. А., Россоль-ко Г. Н. II Профилактика донозологических состояний в системе окружающая среда — здоровье человека.— СПб., 1991,— С. 99—105.
7. Пузырев А. А., Иванова В. Ф. // Влияние антропогенных факторов на морфогенез и структурные преобразования органов.— Астрахань, 1991.— С. 126—127.
8. Структурные основы адаптации и компенсации нарушенных функций: Руководство / Под ред. Д. С. Саркисова.— М„ 1987.
9. Шварцман И. Е., Пузырев А. А. // Проблемы ранней диагностики и профилактики профессиональных заболеваний химической этиологии.— Л., 1973.— С. 97—103.
Поступила 08.06.93
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1994
УДК 616.24-02:615.916:546.В15|-06:616.98:578.8]-036.1-07
Н. Н. Беляева, 3. М. Гасимова, Д. М. Климова ВЛИЯНИЕ ИНТОКСИКАЦИИ СВИНЦОМ НА ТЕЧЕНИЕ ВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
Известно, что свинец может давать гепато-кардио-гонадотоксические и другие эффекты [4, 6]. Поступая из объектов окружающей среды и с пищевыми продуктами, тяжелые металлы, в частности, свинец, накапливаются в организме людей. Так, при естественной концентрации свинца в среде 0,4 мг/кг, его концентрация в органах, например, в легких, может достигать 7,4 мг/кг [1]. Во многих странах существуют национальные программы по свинцу, в которых продолжается изучение механизма его действия и проводится контроль за содержанием свинца в объектах окружающей среды и в организме. Особый интерес представляет изучение сочетанного воздействия свинца и других факторов окружающей среды. Частным вопросом этой проблемы являются патогенетические особенности развития инфекционного процесса на фоне воздействия свинца.
Цель данного исследования — морфофункцио-
нальный анализ легких мышей, подвергавшихся как раздельному 3-месячному воздействию ацетата свинца (свинца), так и в сочетании с последующим заражением вируса гриппа.
Эксперимент проведен на белых инбредных мышах-самцах ЭНК, содержащихся на стандартной диете с добавлением в корм овощей и молочных продуктов. Исследовали 2-недельное, 1, 2 и 3-месячное пероральное воздействие ацетата свинца (свинца) в дозах 10 и 100 ПДК. Мышей заражали на следующий день после окончания срока затравки. Для заражения контрольных и подопытных мышей использовали эмбриональную аллантоисную жидкость вируса гриппа А1 (штамм ИР-в), адаптированного к мышам, в дозе ЭИД50 (0,1 мл). Вирус гриппа вводили интраназально. После инфицирования животных исследовали на 5-е сутки. Сопротивляемость организма к инфекции определяли по сле-
Рис. 1. Число погибших мышей после воздействия свинца.
По оси ординат — число погибших мышей, здесь и на рис. 2, 3: по оси абсцисс -продолжительность воздействия свинца (в мес). / — инфицированный- контроль. 2 — доза 10 ПДК. 3 — лоза 100 ПДК.
Рис. 2. Степень «опеченения» легочной ткани на 5-й день после заражения вирусом гриппа.
По оси ординат — степень «опеченения» легких (в баллах).
дующим тестам: гибель животных после инфицирования вирусом гриппа на 14-й день после заражения, степень повреждения легочной ткани так называемым опеченением, оцениваемым по
4-балльному методу Т. Н. Каташковой [3] на
5-й день после инфицирования. В контрольных и опытных группах было по 6—20 мышей. Животных выводили из эксперимента декапитацией. За 1 ч до этого мышам вводили 3Н-тимидин из расчета 3,7-104 БК/г. Депарафинированные срезы легких экспонировали с фотоэмульсией типов М или МР в течение 1 мес, обрабатывали амидоловым проявителем. Срезы окрашивали гематоксилин-эозином и метиловым зеленым с пиронином. Индекс ядер, меченных 3Н-тимидином (ИМЯ), определяли в процентах в различных клеточных популяциях легких — в альвеолярном, бронхиолярном и бронхиальном эпителии, а также во всех встречающихся видах клеток межальвеолярных перегородок — фибробластах, лейкоцитах, макрофагах, плазматических клетках.
Определение динамики изменения резистентности организма к вирусной нагрузке у контрольных и подопытных животных, подвергав-
шихся воздействию свинца, показало волнообразный характер таких изменений как по количеству погибших животных на 1-й день инфицирования (рис. 1), так и по «опеченению» легочной ткани на 5-й день после заражения (рис. 2). Если интоксикация свинцом в дозе 100 ПДК вызвала более чем 2-кратное изменение таких показателей, как «опеченение» после 2-месячной затравки (см. рис. 2) и увеличение числа погибших животных после вирусного заражения на фоне ранних сроков свинцовой интоксикации (2 нед и 1 мес—см. рис. 1), то воздействие меньшей его дозы (10 ПДК) привело к снижению резистентности организма на вирусное воздействие только на фоне 3-месячной затравки, более выраженного по показателю увеличения числа погибших животных (см. рис. 1). Суммарный подсчет количества погибших животных после инфицирования на фоне 3-месячнон интоксикации свинцом и такое же суммарное определение степени «опеченения» легких показали, что поражение легких свинцом существенно влияло на изменение резистентности организма к вирусной интоксикации при дозе свинца 100 ПДК и в
Индекс меченых ядер в различных клеточных популяциях легких мышей,подвергавшихся воздействию ацетата свинца
• Клеточные популяции легких
Уровень воздействия альвеолярный эпителий бронхиолярный эпителий бронхиальный эпнтелнй клетки межальвеолярных перегородок сентальных отделов
Интактные (контроль) 2 нед: 10 ПДК 0,62±0,21 0,48±0,15 0,37±0,1 2,95±0,94
0,62±0,21 0,41±0,0Э 0,50±0,18 2,87± 1,94
100 ПДК 0,82±0,21 0,77±0,0Э* 0,77±0,09* 4,0± 1,07
Интактные (контроль) 1 мес: 10 ПДК 0,64±0,13 0,53±0,16 0,41 ±0,09 2,92±0,45
0,69±0,16 0,55±0,13 0,47±0,12 2,84 ±0,62
100 ПДК 1,17±0,17* 0,95±0,15* 0,73±0,19* 7,40-1-2,15*
Интактные (контроль) 2 мес: 10 ПДК 0,50±0,13 0,45±0,12 0,31 ±0,05 5,23±1,4
1,18±0,21 * 0,92±0,12* 0,86±0,21* 7,52±4,2
100 ПДК 3 мес: 10 ПДК 1,07±0,3* 1,15±0,32* 1,14±0,2* 8,07±3,3
1,2±0,21* 1,06±0,16* 1,42±0,37* 11,53±0,94*
100 ПДК 1,2±0,21* 1,93±0,47** 1.45±0,47 13,37±2,10*
Примечание. Одна звездочка — достоверные различия с контролем (р<0,05), две — с группой, подвергавшейся воздействию в дозе 10 ПДК.
5 Гигиена и санитария № 1
—33—
меньшей степени — в дозе 10 ПДК (см. рис. 1).
Морфологический и авторадиографический анализ легких мышей, подвергавшихся интоксикации свинцом с последующим их инфицированием вирусом гриппа, позволил расшифровать это положение.
Было показано, что 2-неделыюе воздействие свинца в дозе 10 ПДК не вызывает структурных изменений в легких, что подтверждается отсутствием развития восстановительной регенерации различных клеточных .структур, определяемой но числу ДНК-синтезирующих клеток (ИМЯ, см. таблицу). Увеличение дозы свинца до 100 ПДК вызывает изменение гистоархитектоники органа: появляются участки с расширением альвеолярных ходов и альвеол и утолщением межальвеолярных перегородок за счет увеличения в них клеточности при отсутствии изменения ИМЯ, что свидетельствует об инфильтративном характере изменения клеточности. Вместе с тем часть меж-. альвеолярных перегородок истончается. Частично наблюдается гипертрофия эндотелиоцитов сосудов и мезотелиоцитов висцерального листка плевры. Изменения обнаруживаются в эпителии воздухоносных путей — десквамацией и слущива-нием их в просвет бронхов и бронхиол и либо равномерной, либо полюсной пролиферацией, что документируется достоверным повышением ИМЯ в эпителии как бронхов, так и терминальных бронхиол.
Через 1 мес воздействия свинца в дозе 100 ПДК воздушность легкого снижается за счет вышеописанных процессов, к которым присоединяется значительное увеличение клеточности межальвеолярных перегородок. Этому соответствует достоверное 2,5-кратное увеличение в них ИМЯ, предполагающее не только их инфильтрацию, но и пролиферацию в легких. Характерной чертой превращения физиологической регенерации в восстановительную в легких является не только численное увеличение числа ДНК-синтезирующих клеток, но и вхождение в этот процесс не пролиферирующих в норме клеток или пролиферирующих крайне редко. В качестве таких ДНК-синтезирующих клеток были выявлены эпителиоциты в растянутых альвеолах, которые вместе с обычными альвеолоцитами достоверно увеличивали ИМЯ. Почти 2-кратное достоверное увеличение ИМЯ отмечается также в эпителии бронхов и терминальных альвеол. Следовательно, уже через 1 мес воздействия свинца в дозе 100 ПДК в восстановительный процесс вовлекаются как строма органа, так и воздухоносная и респираторная ее части.
Интоксикация животных свинцом в течение 2 мес приводит к аналогичным процессам, отмечающимся уже при его воздействии в дозе 10 ПДК: при этом все 3 показателя ИМЯ эпителиоцитов воздухоносной и респираторной частей легкого также достоверно 2-кратно повышаются. Аналогичная картина для эпителия наблюдается и при воздействии свинца в дозе 100 ПДК. Однако отсутствие Изменения ИМЯ в клеточном скоплении межальвеолярных перегородок имеет противоположное значение: в дозе 10 ПДК все еще сохраняется инфильтратив-ный характер увеличения клеточности межальвеолярных перегородок, определяемый по среднему
Рис. 3. Изменение индекса меченых ядер в альвеолярном (/), бронхиолярном (2), бронхиальном (3) эпителии и в межальвеолярных перегородках (4) легких мышей.
По оси ординат — индекс меченых ядер (в %).
уровню показателя ИМЯ для всей группы животных, хотя у 2 из них он уже 4-кратно повышен. Между тем при интоксикации животных свинцом в дозе 100 ПДК в межальвеолярных перегородках уже встречаются разрушенные нейтрофилы и макрофаги, что, по-видимому, не перекрывает продолжающиеся в них пролифера-тивные процессы.
Увеличение срока воздействия свинцом до 3 мес в дозе как 10 ПДК, так и 100 ПДК вызывает достоверные увеличения числа всех изученных ДНК-синтезирующих клеток. При этом наиболее уязвимым местом свинцовой интоксикации оказывается воздухоносный эпителий — именно в нем восстановительные процессы начинаются в более ранний срок воздействия (2 нед в дозе 100 ПДК) и характеризуются дозовой зависимостью — через 3 мес затравки в дозе 100 ПДК ИМЯ терминальных бронхиол достоверно увеличивается в сравнении не только с контрольным уровнем, но и с воздействием свинца в дозе 10 ПДК.
При вирусной интоксикации легких морфологическое отличие от свинцовой интоксикации заключается в резком нарушении микроциркуляции, что проявляется в «опеченении» легких (см. рис. 2) и образовании пневмотических фокусов. В общих чертах инфицирование вирусом гриппа вызывает в легких морфологические изменения, достаточно хорошо описанные [2, 5].
Однако развитие инфекционного процесса в легких на фоне свинцовой интоксикации привело к увеличению десквамативно-пролифератив-ных процессов в тех же структурах, оказавшихся наиболее поражаемыми при воздействии
свинца,— воздухоносном эпителии. Репаргтивная регенерация приобретает необычные формы (на фоне десквамативных и частично метапластиче-ских изменений в бронхах и бронхиолах пролиферация обнаруживает неровный сосочко-образный характер, проявляющийся с отпочковы-ванием бронхиол и с образованием многорядных структур).
На рис. 3 отмечены только достоверные изменения ИМЯ, хотя этот показатель, как и в случае раздельного воздействия свинца, был подсчитан в те же временные параметры и в тех же клеточных популяциях. Показано, что ИМЯ как бронхов, так и бронхиол достоверно увеличивается уже через 2 мед воздействия свинца в дозе 100 ПДК с последующим вирусным заражением; при этом пролиферативные процессы в этот срок не перекрывают десква-мативные, что и приводит к высокой смертности животных (см. рис. 1), как и через 1 мес затравки. Особенно значительное повышение ИМЯ через 2 нед интоксикации свинцом отмечено для клеток межальвеолярных перегородок (см. рис. 3).
Через 1 мес пролиферативные процессы для бронхиолярного эпителия увеличены не только при вирусном заражении животных после воздействия свинцом в дозе 100 ПДК, но и при меньшей его дозе— 10 ПДК (см. рис. 3). При этом достоверное увеличение этого показателя при раздельном воздействии свинца отмечено только при его более длительной экспозиции (2 мес, см. таблицу), что свидетельствует об агравации эффекта вирусной интоксикации на фоне поражения легких мышей свинцом. После 3-месячного воздействия свинца вирусная инфекция в легких мышей вызывает увеличение как десквамативных, так и иролиферативных процессов, при этом для эпителия бронуюл ИМЯ увеличивается у животных, интоксикация у которых проходила на фоне интоксикации свинца в дозе 10 и 100 ПДК (см. рис. 3).
Таким образом, при воздействии свинца на мышей происходит развитие восстановительной регенерации легких, определяемое пролиферацией по увеличению ДНК-синтезирующих клеток различных клеточных популяций и вовлечению в этот процесс клеток, которым в норме пролиферация не свойственна. На развитие пролифера-тивных реакций при свинцовой интоксикации (нитрат свинца, однократное введение крысам) указывали и авторы, изучавшие гипометилиро-вание ДНК [7].
Итак, используя прием изучения восстановительной регенерации в легких как показатель, адекватно отражающий интоксикацию, определили клеточную популяцию, являющуюся наиболее уязвимой как при воздействии свинца, так и при последующем вирусном заражении. Это — воздухоносные клетки бронхиолярного и бронхиального эпителия легких, пролиферация которых зависит от длительности экспозиции свинца; для пролиферации клеток бронхиолярного эпителия прослеживается и дозовая зависимость.
Литература
1. Дмитриев М. Т., Грановский Э. И. // Микроэлементы в биологии и их применение в медицине и сельском хозяйстве.— Чебоксары, 1986.— С. 109—110.
2. Жернакова Т. В., Федорова 3. Д., Камменский Н. А. Геморрагический синдром при инфекционных заболеваниях,—Л., 1984.
3. Каташкова Т. Н. Влияние экспериментальной гриппозной инфекции разной степени тяжести на индивидуальную активность системы клеточного иммунитета: Дис. ... канд. мед. наук.— Л., 1986.
4. Красовский Г. Н., Чарыев О. Г., Варшавская С. П. Свинец в окружающей среде.— М., 1978.— С. 48—50.
5. Фролов Е. А., Шабловская J1. Ф., Шевченко Е. К. Грипп.— Киев, 1983.
6. Харченко Т. И., Андреева С. В. 11 Докл. АН УССР.— 1987,— № 5,— С. 81—84.
7. Kariwar К■ С., Anjali Tiko // J. environ. Path. Toxicol. Oncol.— 1992,— Vol. II, N 4,— P. 241—245.
Поступила 24.06.93
© 3. С. ТОКТАМЫСОВЛ. Г. М. КАЯРАКБЛЕВА. 1994 УДК 614.7: [546.13+546.491 -07
3. С. Токтамысова, Г. М. Кайракбаева
ИЗУЧЕНИЕ СОЧЕТАННОГО ДЕЙСТВИЯ ГЕКСАХЛОРАНА И РТУТИ В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ ИХ СОДЕРЖАНИЯ В ОРГАНИЗМЕ
Институт зоологии HAH Республики Казахстан, Алма-Ата
Наиболее часто в окружающей среде обнаруживаются хлорорганические соединения и соединения различных тяжелых металлов, среди которых преобладают гексахлорциклогексан (ГХЦГ) и ртуть. Изолированное действие ртути и гексахлорана на организм изучено достаточно полно [2, 5—7]. Так, было показано, что ГХЦГ, обладая липофильными свойствами, вызывает нарушения в липидном слое мембран клеток, что влечет за собой изменение физико-химических свойств поверхности мембран [10, 11]. Действие ртути проявляется в инактивации БН-групп белков эритроцитариой мембраны, накоплении перекисей липидов, ингибировании активности цито-
плазматических ферментов [8, 9]. В настоящее время возникала необходимость оценки влияния на организм не изолированных факторов, а их комбинаций и сочетаний. Изучение совместного действия химических факторов окружающей среды в условиях лабораторного эксперимента позволяет установить их взаимное влияние, а также моделировать и прогнозировать изменения, возникающие в результате воздействий.
Мы провели сравнительное исследование действия хлористой ртути и ГХЦГ на некоторые функциональные и физико-химические свойства эритроцитов (объемная концентрация клеток, содержание гемоглобина, глутатиона, осмотическая
5
-35-
