CC BY
10
УДК 615.916:546.224-31 ]. 015.42: [б 12.215.3 + 612:35] .015.32
И. В. Высочина, И. К■ Константинова, Н. Н. Скворцова
ВЛИЯНИЕ СЕРНИСТОГО ГАЗА НА ГЛИКОГЕНОЛИЗ В ЛЕГКИХ И ПЕЧЕНИ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Сернистыйтгаз — один из наиболее широко распространенных загрязнителей атмосферного воздуха городов и промышленных центров. В связи с полученными в последнее время экспериментальными данными, указывающими на активирующие свойства сернистого газа в легочном химическом бластомогенезе (Н. Н. Скворцова и соавт., 1968, 1970), возникла необходимость более углубленного исследования действия на организм концентраций S02 в атмосферном воздухе. Токсическое действие сернистого газа, по-видимому, связано главным образом с нарушением углеводного обмена (И. В. Сидоренков; М. И. Кужман).
Мы исследовали хроническое действие относительно небольших концентраций сернистого газа (10 мг/м3), нередко встречающихся в атмосфере промышленных городов, на гликогенолиз в легких и печени белых крыс. Работа выполнена на 25 белых крысах-самцах весом 300—400 г. Затравки животных сернистым газом производили в затравочных камерах круглосуточно, ингаляционно, в течение 6 мес.
Изучение гликогенолиза шло по 2 направлениям: мы стремились определить компоненты гликолиза и адениловой системы в печени и легких, фиксированных жидким азотом немедленно после декапитации животного и извлечения органа (определение in situ), а также исследовать гликогенолиз в гомогенатах этих тканей в анаэробных и аэробных условиях, вереде, содержащей кофакторы, необходимые для гликолиза.
Гомогенаты легких и печени получали гомогенизацией тканей в гомогенизаторе с тефлоновым пестиком в среде следующего состава: трис-НС1-буфер 0,05 М, рн 7,3, КС1 0,15 м, никотинамид 5х 10-3 М. Инкубационная среда для изучения гликогенолиза: трис-НС1-буфер 0,05 М, рН 7,3, КС1 0.15М, MgCl,6x 10"3М, K2HP040,03M, АТФ 2х 10-3М, НАД 2,5X 10~4М цистенн 2х10~3 М, гликоген 0,3%. Инкубация 30 мин при 30е, газовая фаза — азот и воздух. Объем инкубационной среды на пробу 2,6 мл, объем гомогената 0,4 мл, что составляет 100 мг сырого веса ткани.
Определяли потребление гликогена из среды инкубации, прирост фрук-тозо-1,6-дифосфата (ФДФ) и молочной кислоты.
Гликоген определяли по методу Krisman в модификации И. В. Высочи-ной и соавт., ФДФ — по реакции с резорцином, молочную кислоту — по методу Баркера и Соммерсона (Н. П. Мешкова и С. Е. Северин). Аденин-нуклеотиды (аденозинтри-, аденозинди- и аденозинмонофосфат — АТФ, АДФ и АМФ) после их осаждения из трихлоруксусного фильтрата 20% уксуснокислой ртутью разделяли хроматографическим методом по Carter с последующим количественным определением по рибозе (В. В. Умбрейт и соавт.).
При длительном действии сернистого газа (10 мг/м3) в легких и печени крыс происходит изменение энергетического обмена, особенно значительное в легких. Содержание АТФ в легких по сравнению с контролем резко снижено, несколько уменьшается количество АДФ, в результате сумма аденин-нуклеотидов в 21/» раза ниже, чем в контроле (табл. 1). В то же время зна-
Таблица 1
Содержание компонентов гликолиза и адениловой системы в легких и печени белых крыс
(в мкМ на 1 г ткани)
Компонент гликолиза и адениловой системы Легкие Печень
контроль сернистый газ контроль сернистый газ
Гликоген ........... 3,96±0,23 3.07^:0,22 73,3^:12,9 98,8^:17,0
Р< 0,05 Р>0.1
ФДФ ............. 0,397— 0,03 0,492— 12,9 1,9—0,15 1,08—0,13
Я>0,1 Я>0,1
Молочная кислота ....... 2,09^0,44 4,72—0,20 0,55—0,47 7,54^0,53
Я<0.01 Р>0,1
АТФ ............. 1,02—0,12 0,34—0,08 1,03±0,32 0,79=^0,19
Р<0,001 Р>0,1
АДФ ............. 0,2—0,07 0,17—0,00 1,00—0,24 0,89—0,07
Я>0,1 Я>0.1
АМФ ............. 0,06^0,03 0,00=±0.03 0,83^0,18 0,82—0.19
Я>0,1 Р>0.1
Сумма адениннуклеотидов .... 1,34^0,20 0,57^:0,15 2,92—0,81 2,5—0,44
Р<0,05 Р>0.1
чительно активируется гликогенолиз: количество гликогена в легких под действием сернистого газа снижается, а содержание молочной кислоты возрастает.
В печени достоверных изменений в содержании компонентов гликолиза под действием сернистого газа не обнаружено; наблюдается тенденция к снижению количества адениннуклеотидов в этой ткани (см. табл. 1).
Исследование анаэробного гликогенолиза в гомогенатах (в среде, содержащей кофакторы, необходимые для гликолиза) показало некоторое усилие этого процесса в легких. Потребление гликогена из среды инкубации гомогенатом этой ткани по сравнению с контролем возрастает, что сопровождается некоторым увеличением прироста ФДФ.
Аэробный гликогенолиз в гомогенатах печени и легких заторможен: потребление гликогена из среды инкубации и прирост молочной кислоты в гомогенате печени снижаются вдвое, в гомогенате легких в 4 раза уменьшается прирост ФДФ (табл. 2).
Сопоставление данных, полученных при определении содержания компонентов гликолиза непосредственно в ткани и при исследовании кинетики этого процесса в гомогенатах, показывает, что сернистый газ в легких, по-видимому, подавляет окислительный путь производства энергии, а это приводит к снижению содержания АТФ, не восполняемому даже активированным гликолизом.
В печени исследуемая концентрация сернистого газа приводит к незначительным изменениям гликогенолиза. Возможно, что детоксикация большей части SO, происходит в легких. Это предположение согласуется с данными Т. А. Быстровой, которая методом меченых атомов установила, что образующиеся метаболиты сернистого газа в основном сосредоточены в легочной ткани.
Активация гликогенолиза в легких на этой стадии действия сернистого газа может быть расценена не только как регуляторная реакция организма, направленная на компенсацию дефицита энергии, возникшего вследствие больших энергетических затрат на детоксикацию S02. Поскольку усиление анаэробного гликогенолиза в этой ткани наблюдается не только при определении in situ, но и в гомогенате, при инкубации в среде, содержащей все необходимые для гликолиза кофакторы, очевидно, сернистый газ непосредственно активирует некоторые гликолитические ферменты. Возможно, что одной кз причин активации является изменение рН, вызываемое сернистым газом вследствие его растворимости в тканевых жидкостях. Образу-
Таблица 2
Действие сернистого газа на анаэробный н аэробный гликогснолиз в гомогенате легких и печени белых крыс. Прирост — убыль компонентов гликолиза (в мкМ на г ткани)
Легкие Печень
контроль сернистый газ контроль сернистый газ
Анаэробно
Убыль гликогена........ 200—31 248— 12 279— 43 2422:27
Я>0,1 Р>0,1
Прирост ФДФ......... 2,26=t0,36 3,19=±0,61 9,98^0,71 12.2— 1,14
Р>0,1 Р>0.1
Прирост молочной кислоты . . . 11,92:0,66 14,9—2,04
Р>0,1
Аэробно
Убыль гликогена........ 116— 19 114— 13 153^:22 69,2— 11,3
/>>0,1 Р<0,05
Прирост ФДФ......... 1,3—0,17 0,30—0,12 6,3±1 4,242:0,95
Р<0,001 Р>0,1
Прирост молочной кислоты . . . 102= 1,36 5,882:1,09
Я>0,1
ющнеся при этом ионы SO^- могут вызвать подкисление среды, что подтверждается данными Fscharaktsckiev и соавт., наблюдавшими возникновение ацидоза у крыс при действии высоких концентраций сернистого газа. Кроме того, как показали de Baun и соавт., ионы SOJ" способны ускорять связывание метаболитов некоторых веществ, в частности полициклических углеводородов с белками, что, по мнению авторов, приводит к образованию новых высокоактивных канцерогенных соединений.
Это подтверждается данными Н. Н. Скворцовой и В. П. Осинцевой, которые установили, что сернистый газ (10 мг/м3) усиливает действие канцерогенного углеводорода 3,4-бензпирена. Так, при комбинированном действии бензпнрена и SO, процент выхода опухолей в легких выше, чем при действии одного канцерогена. При этом изменения биоэнергетики появляются задолго до образования морфологически оформленной опухоли и приобретают сходство с энергетическим обменом, характерным для опухолевых тканей. В частности, наряду с усилением анаэробного гликогенолиза в легких у крыс резко активируется аэробный гликолиз (Н. Н. Скворцова и В. П. Осинцева). Сам сернистый газ (10 мг/м3) при длительном изолированном действии в ряде случаев вызывает предопухолевые изменения в этой ткани (Н. Н. Скворцова и соавт.), а большие дозы S02 (262 мг/м3) в сочетании с 3,4-бензпиреном при кратковременном действии приводят к образованию плоскоклеточного рака легких (Kuschner).
Все изложенное выше позволяет сделать вывод, что сернистый газ обладает коканцерогенными свойствами и, следовательно, нормирование его в_ атмосферном воздухе должно проводиться с учетом этих свойств.
ЛИТЕРАТУРА. Быстрова Т. А. Гиг. и сан., 1957, № 5, с. 30. — К У ж-м а и М. И., Сидеренков И. В. Труды Чкаловск. гос. мед. ин-та. Чкалов, 1955, в. 4, с. 59. — Мешкова Н. П., Северин С. Е. Практикум по биохимии животных. М., 1950. — Сидоренков И. В. Вестн. Чкаловск. области, отделения Всесоюзн. химического об-ва им. Д. И. Менделеева. 1957, в. 7, с. 65. — Скворцова H. Н., Осинцева В. П. В кн.: Материалы Республиканск. научно-практической конференции по проблеме гигиены в условиях Узбекистана. Ташкент, 1970, с. 162. —Скворцова H. Н. В кн.: Материалы Конференции по итогам научных исследований за 1967 г. Ин-та общей и коммунальной гигиены им. А. Н. С ы с и н а. М., 1968, с. 9. — У м б р е й т В. В. и др. Манометрические методы изучения тканевого обмена. М., 1951. — Carter С. Е., J. Am. Chem. Soc., 1950, v. 72, p. 1966. — De Baun I. R., Smith 1. V. R. et al. Science, ♦ 1970, v. 167, p. 184. — Kuschner M., Am. Rev. resp. Dis., 1968, v. 98, p. 573. — T s с h a r a k t s с h i e v D. et al. Z. ges. Hyg., 1971, Bd 17, S. 10.
Поступила 6/11 1973 год«
THE EFFECT OF SULFUROUS GAS ON THE GLYCOGENOLYSIS IN THE LUNGS
AND LIVER
I. V. Vysochina, I. K■ Konstantinova, N. N. Skvortsova
The authors investigated the chronic action of sulfurous gas (10mg/m3) on the glycogenosis of the lungs and liver of albino rats. The finding was that the action of sulfurous gas on the lungs consisted of a sharp fall in the adeninnucleotides content, increase of the amount of lactic acid and activation of the anaerobic glycogenolysis in the homogenate of this tissue. The investigated dose of sulfurous acid had no effect on the anaerobic glycosis of the liver of experimental animals. However, it inhibited the aerobic glycogenolysis in the homogenates of both tissues.
УДК 614.72:647.263]:613.155.3
Кандидаты мед. наук Б. К■ Байков и О. Е. Горлова, проф. М. И. Гусев, доктор мед. наук Ю. В. Новиков, канд. биол. наук Т. В. Юдина, канд. мед. наук А. Н. Сергеев
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ СРЕДНЕСУТОЧНЫХ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПРОПИЛОВОГО| И ИЗОПРОПИЛОВОГО СПИРТОВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Пропиловый и изопропиловый спирты широко применяют ! промышленности. В связи с этим они огут поступать в атмосферный во д х населенных м ст.
С ш лью обоснования среднесуточных предечьно допустимых концентраций обоих спиртов в атмосферном воздухе нами была проведена круглосуточная затравка экспериментальных животных в течение 86 сут. Экспериментальная затравочная установка была смонтирована по общепринятому принципу (В. А. Рязанов и соавт.).
Резорбтивное действие пропилового и изопропилового спиртов изучали на 105 белых крысах-самцах исходным весом от 90 до 110 г. Все животные были разбиты на 7 равных групп по 15 особей в каждой. 1-я группа животных подвергалась затравке парами пропилового спирта в концентрации 20 мг/м3, 2-я группа — в концентрации 1,25 мг/м3, 3-я группа — в концентрации 0,3 мг/м3. Еще 3 группы подвергались затравке парами изопропилового спирта в концентрациях соответственно 20, 2,5, и 0,6 мг/м3; 7-я группа животных служила контролем. Взятая нами большая концентрация была в 10 раз м ньше пр дельно опусгимой для рабочих помещений {200 мг/м3). Средние концен1 рации обоих спиртов соответствовали пороговым при определении обонятельного ощущения, свеювой чувствительно ти глаза и скрытого времени условнор' фл кторной двига ельной реакции на свет. Малые концентрации соответствовали максимально недействующим, установленным при изучении рефлекторного действия пропилового и изопропилового спиртов в атмосферном воздухе.
Изменение среднего веса крыс опытных групп в течение всего эксперимента показало, что хроническое вдыхание ими паров пропилового и изопропилового спиртов в изучаемых концентрациях не влияет на его динамику по сравнению с контрольной группой.
Скрытое время рефлекса изучали по методике, разработанной М. И. Гусевым и А. А. Минаевым, с помощью рефлексогенометра С. И. Горшкова. Результаты измерений представлены на рис. 1. Скрытое время рефлекса до затравки во всех группах животных колебалось в незначительных, примерно одинаковых пределах. При действии паров пропилового спирта в концентрации 20 мг/м3 наблюдалось статистически достоверное изменение скрытого времени рефлекса, которое имело двухфазный характер. В течение 1-го месяца затравки обнаружилось укорочение латентного периода, а со 2-го месяца — удлинение его; на 3-м месяце достоверной разницы в скрытом
