CC BY
5
Краткие сообщения
УДК 615.917'412.133.015.7
Канд. мед. наук Т. И. Бонашевская, кандидаты биол. наук H. Н. Беляева, Е. К. Булочникова, канд. мед. наук '3. П. Григоревская, Г. И. Некрасова
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ ПРЕРЫВИСТОГО ДЕЙСТВИЯ ЧЕТЫРЕХ-
ХЛОРИСТОГО УГЛЕРОДА НА РАЗВИТИЕ ГЕПАТОТОКСИЧЕСКОГО
ЭФФЕКТА
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Вариабельность концентраций атмосферных загрязнений обусловливает интер-миттирующий характер их воздействия на организм, в связи с чем особую актуальность приобретает проблема экспериментального изучения характера интермиттирую-щего действия химических веществ с оценкой их кумулятивного эффекта.
Для решения этих вопросов предложена методика сравнительного изучения в эксперименте непрерывного и прерывистого действия атмосферных загрязнений на основе зависимости концентрация — время (М. А. Пинигин, 1970, 1977). Методика оценки интермиттирующего действия базируется на возможности выражения зависимости концентрация — время в виде прямых на логарифмической сетке как в случае непрерывного, так и прерывистого воздействия изучаемого вещества, если при последнем построение прямой проводится с учетом средних концентраций. Это позволяет сравнивать эффективность непрерывного к интермиттирующего действия по времени наступления одинакового эффекта при условии равенства средних концентраций в обоих случаях.
Кумулятивный эффект оценивают по углу наклона прямой зависимости «чистого» времени наступления эффекта (суммарное время всех воздействий в условиях прерывистой затравки) от отношения длительности перерыва к длительности отдельного воздействия.
В серии экспериментов, проведенных на различных химических веществах с использованием физиологических и биохимических показателей, апробирована возможность применения такой схемы эксперимента и продемонстрирована ее перспективность в гигиенических исследованиях (X. С. Маркарян; Ю. Е. Якушевнч; 3. П. Григоревская; И. К. Остапович; Е. В. Печенникова и соавт., и др.). Однако для решения теоретических вопросов токсикологии и практических целей гигиенического нормирования атмосферных загрязнений имеет значение установление возможности оценки характера интермиттирующего действия и кумулятивного эффекта на основе изучения морфофункциональных тестов.
Ранее в опытах с исследованием непрерывного действия различных концентраций четыреххлористого углерода — СС14 (в диапазоне 300—5 мг/м3) впервые установлена возможность выражения зависимости концентрация — время по ряду морфофункциональных показателей в пределах 5 мес воздействия в виде прямых на сетке с логарифмическим масштабом (Т. И. Бонашевская и соавт.), что еще раз подтвердило общебиологический характер указанной зависимости.
Целью данной работы являлось установление возможности оценки интермиттирующего действия и кумулятивного эффекта СС14 на основе изучения морфофункциональных тестов. Для этого была поставлена задача изучить зависимость времени
наступления морфофункциональных изменений от режима прерывистой ингаляции СС14.
Проведена прерывистая затравка самцов белых крыс CCI 4 в концентрации 300 мг/м3 при следующих режимах: 4-часовые отдельные воздействия с 20. 8 и 4-часовыми перерывами (табл. 1).
Учитывая гепатотоксиче-ский эффект CCI4, в качестве критериев действия вещества использовали гистоструктуру печени, содержание в ней РНК и гликогена, а также
Таблица 1
Время наступления одинаковых морфологических изменений в печени при прерывистом воздействии СС14 в концентрации 300 мг/м3
Длительность, ч Средняя концентрация. СС14 мг/м' Время наступления эффекта, ч
воздействия перерывов ^чистое» «общее»
4 20 53,3 24 144
4 8 105,3 24 72
4 4 161,6 12 24
ее
Таблица 2
Время наступления морфофуикциональных изменений при непрерывном и интермнттирующем воздействии СС14 (при равенстве средних концентраций)
Длительность, ч Средняя концентра -ция СС|4, мг/м' Время наступления эффекта, ч
каждого воздействия каждого перерыва при непрерывном действии при ин-термит-тирующем действии
4 4 161,6 180 30
4 8 105,3 290 60
4 20 53,3 550 150
определяли на цитофотометре условных единицах. От каж-
активность ряда окислительных ферментов. Для морфологического исследования парафиновые срезы печени окрашивали гематоксилин-эозином, содержание РНК измеряли по методу Браше, гликогена — по методу Хочкисса с соответствующими контролями. В свежезамороженных срезах изучали активность ряда окислительных ферментов (СДГ, ЛДГ, глюкозо-6-фосфатдеги-дрогеназы — Г-6-ФДГ, НАД-и НАДФ-диафораз). Для ци-тофотометрического исследования РНК из кусочков печени приготовляли мазки гепатоци-тов, которые после фиксации в смеси Карнуа окрашивали
галлоцианииом по Эйнарсону. Концентрацию РНК МУФ-5 в видимой области спектра и выражали в дого животного просчитывали не менее 50 клеток. Контроль за показателями проводили в динамике (не менее 4 раз), что позволяло устанавливать время наступления морфофункционалышх изменений равной степени выраженности при каждом режиме затравки. При этом время наступления эффекта регистрировали в двух вариантах: «чистое» (суммарное время всех воздействий) и «общее» (суммарное время воздействий и перерывов между ними).
Изучение влияния на организм животных СС14 при 4-часовом воздействии и 20-часовом перерыве позволило установить, что в печени через 1 сут ингаляции происходит незначительное набухание гепатоцитов, появляются слабая диффузная пиро-нинофнлия (в отличие от зернистого и глыбчатого распределения РНК в контроле) и некоторое равномерное снижение гликогена. Активность Г-6-ФДГ, НАД- и НАДФ-диафораз была на уровне контрольных показателей, активность СДГ и ЛДГ незначительно повышена по периферии долек.
При 2-суточном воздействии CCI4 при этом же режиме в гепатоцитах центральных отделов печеночных долек появлялись-признаки жировой и вакуольной дегенерации со снижением содержания РНК, гликогена и активности окислительных ферментов (СДГ и ЛДГ). Активность Г-6-ФДГ была несколько увеличена. Эти нарушения сочетались с полнокровием синусоидов центральных отделов печеночных долек, появлением лимфоидно-гистиоцитарных узелков.
Воздействие CCI« в течение 6 сут при 4 ч воздействия и 20 ч перерыва приводило к прогрессированию патологических изменений в печени. Зоны клеточных повреждений распространялись от центра к периферии долек, оставляя интактным пояс клеток вблизи триад. В центральных отделах печеночных долек наблюдалась вакуольная дегенерация и деструкция части клеток. По мере удаления от центра в гепатоцитах преобладали признаки жировой дистрофии. Повреждения паренхимы органа сопровождались глубокими сосудистыми изменениями, наличием геморрагических фокусов. Изучение метаболических процессов позволило установить, что в зонах повреждения клеток имелись резкое снижение содержания РНК, отсутствие гликогена, инактивация СДГ, уменьшение активности ЛДГ и Г-6-ФДГ.
Цитофотометрические исследования концентрации РНК в гепатоцитах, сохранивших структурную целостность, показали, что последняя не изменена по сравнению с контролем. Таким образом, в периферических отделах печеночных долек, где сохраняются клетки с неповрежденной структурой, концентрация РНК не меняется.
Анализ препаратов печени крыс, подвергавшихся воздействию СС14 в режиме 4 ч воздействие и 8 ч перерыв, позволил установить, что при сокращении интервалов между затравками патологические изменения развиваются в более короткие сроки. Так, в результате лишь односуточного воздействия вещества в данном режиме отмечаются жировая дистрофия в центролобулярных отделах, а также снижение количества РНК, гликогена и ферментативной активности СДГ и ЛДГ. При этом активность Г-6-ФДГ возрастает равномерно. В интерстициальной ткани центральных отделов появляются скопления лимфоидных клеток.
Через 3 сут воздействия в указанном режиме структурно-гистохимические нарушения полностью соответствуют изменениям, развивающимся при 4-часовом воздействии и 20-часовом перерыве на 6-е сутки экспозиции.
При исследовании гепатотоксического эффекта CCI 4 в режиме 4 ч воздействие и 4 ч перерыв обнаружено, что патологические изменения в этом режиме наступают раньше. Так, уже через 24 ч экспозиции выявлены вакуольная и жировая дистрофия в центральных отделах печеночных долек, снижение в них содержания РНК и гликогена, угнетение активности СДГ и ЛДГ. Эти изменения аналогичны развивающимся
в печени животных через 3 сут воздействия CCI« в режиме 4 часа воздействие — 8 ч перерыв и 6 сут воздействия в режиме 4 и 20 ч соответственно.
Таки м образом, при различных режимах воздействия СС14 в определенные сроки в печени возникают одинаковые структурные, гистохимические и гистоферментатив-ные изменения. При этом по мере увеличения перерывов между воздействиями одинаковой продолжительности время наступления равных эффектов возрастает (см. табл. 1). Следовательно, удлинение перерыва между воздействиями одинаковой длительности, судя по времени наступления эффекта, ослабляет токсическое влияние изучаемого вещества на печень животных.
Результат изучения непрерывного и прерывистого действия СС14 позволил также оценить эффективность его интермиттирующего поступления в организм (табл. 2). Интермиттирующее действие оценивали путем сравнения его с непрерывным по времени наступления одинаковых эффектов на уровне равных средних концентраций.
Из табл. 2 видно, что интермиттирующее воздействие на уровне всех средних концентраций приводит к усилению токсического влияния СС14. Действительно, если при воздействии средней концентрации на уровне 53,3 мг/w3 в случае интермиттирующего действия изменение морфофункциональных показателей наблюдалось через 150 ч, то при непрерывной ингаляции этой же концентрации такой же эффект наступал через 550 ч.
Средняя концентрация 161,6 мг/м3 вызывала структурные и гистохимические сдвиги в печени через 30 ч, в то время как непрерывное поступление в организм равной концентрации приводило к аналогичным сдвигам через 180 ч.
Увеличение токсического влияния СС14 при его интермиттирующем действии можно связать с тем, что кумулятивный эффект этого вещества изменяется в зависимости от режима ингаляции. С целью общей характеристики кумулятивной способности СС14 в соответствии с предложением М. А. Пинигина (1973) была построена кривая зависимости «чистого» времени наступления морфофункциональных изменений в печени от отношения длительности перерыва к продолжительности,повторного воздействия. Установлено, что в логарифмическом масштабе данная зависимость носит прямолинейный характер. При этом угол наклона полученной кривой равен 20°. В соответствии с величиной угла наклона прямой «чистого» времени по классификации М. А. Пинигина (1973) СС14 следует отнести к высококумулятивным веществам (второй класс кумуляции).
Выводы
1. При различных режимах прерывистого ингаляционного действия CCI4 в концентрации 300 мг/м3 в определенные сроки в печени возникают одинаковые структурные, гистохимические и гистоферментативные изменения, адекватные таковым при непрерывном воздействии той же концентрации вещества.
2. Увеличение перерывов между очередными ингаляциями одинаковой продолжительности сопровождается возрастание времени наступления идентичных токсических эффектов.
3. Интермиттирующее действие СС14 по сравнению с непрерывным сопровождается усилением его токсического влияния на организм белых крыс.
4. СС14 по его кумулятивной способности является высококумулятивным веществом (второй класс кумуляции).
ЛИТЕРАТУРА
Бонашевская Т. И., Пинигин М. А., Тарасова К. И. и др. — Гиг. и сан., 1977, № 12, с. 27—31.
Григоревская 3. П. — Там же, 1977, № 3, с. 6—10.
Маркарян X. С. Сравнительная токсикологическая оценка анилина и диметиланилина
при непрерывной и прерывистой ингаляции. Автореф. дис. канд. М., 1973. Остапович И. К. — Гиг. и сан., 1975, № 2, с. 9—13.
Печенникова Е. В., Пинигин М. А., Попов В. А. и др. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. М., 1977, вып. 5, с. 50—53. Пинигин М. А. — В кн.: Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сыси-на АМН СССР. Конференция по итогам научных исследований за 1969 г. Материал лы. М., 1970, с. 26—28. Пинигин М. А.— В кн.: Биофизические аспекты загрязнения биосферы. М., 1973, с. 114—115.
Пинигин M. А. Биологическая эквивалентность в решении методических задач гигиенического регламентирования атмосферных загрязнений. Автореф. дис. докт. М., 1977.
Якушевич Ю. Г. Экспериментальная оценка постоянного и интермиттирующего действия бензола, толуола и ксилола в аспекте гигиенического нормирования. Автореф. дис. канд. М., 1973.
Поступила 14/1X 1978 г.
