CC BY
6
у 4 и 14 % в весенний и осенний периоды соответственно.
Выявлено, что показатели заболеваемости подростков находятся на среднем уровне и составляют 83,8 (62,1 —101,8) случая на 100 учащихся. Число дней нетрудоспособности 337,5 (272,3— 403,0). Средняя длительность одного случая 4 дня (3,5—4,6).
В структуре заболеваемости наибольший удельный вес имеют болезни органов дыхания (83,2 %), на втором месте по числу случаев — травмы и отравления (5,3 %), на третьем — болезни нервной системы и органов чувств (2,9%), далее идут болезни органов пищеварения (2,8 %), болезни кожи и подкожной клетчатки (2,3%).
Таким образом, проведенные комплексные гигиенические исследования алиментарного статуса подростков на Европейском Севере позволили выявить ряд особенностей их питания, энергетических затрат, состояния витаминного обмена, уровня умственной и физической работоспособности, заболеваемости с ВУТ.
На основании полученных результатов уточнены нормы потребления основных пищевых веществ для изучаемой группы населения: белки — 99 г, в том числе животные 59,5 г, жиры—101 г, в том числе растительные 30 г, углеводы — 428 г.
Полученные данные явились основой для разработки гигиенических рекомендаций, направлен-
ных на улучшение питания и состояния здоровья учащихся подростков.
Литсратура
1. Вопросы изучения фактического питания и состояния здоровья населения в связи с характером питания: Метод, рекомендации / Сост. Заиченко А. И. и др.— М., 1984.
2. Догле Н. В., Юркевич А. Я. Заболеваемость с временной утратой трудоспособности.— М., 1984.
3. Методы оценки и контроля витаминной обеспеченности населения.— М., 1984.
4. Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения СССР.— М., 1991.
5. Ноткин Е. J1. Статистика в гигиенических исследованиях.— М., 1965.
6. Оценка эффективности профилактической витаминизации учащихся средних школ: Метод, рекомендации / Сост. Кондратьева И. И. и др.— М., 1987.
7. Потребности в энергии и белке,— М., 1987
8. Химический состав пищевых продуктов: Справочник таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности блюд и кулинарных изделий.— М., 1984.
9. Химический состав пищевых продуктов: Справочник.— М„ 1987.
Поступила 29.03.9)
Su m m а г у. Energy expenditures, real nutrition, intellectual arid physical capacity for work, vitamin sufficiency arid morbidity of pupils at professional technical schools of Republic of Komi were studieid. Hygienic recommendations on improvement of pupils' nutrition were developed.
Общие вопросы гигиены
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1991 УДК 6!8.33-02:614.7|-07
Н. Н. Беляева, В. С. Журков, 3. М. Гасимова, В. И. Казачков
ВЛИЯНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ФОРМАЛЬДЕГИДА В ПРЕНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ
НА РАЗВИТИЕ ПОТОМСТВА
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
Вопрос о влиянии пренатального воздействия химических соединений на дальнейшее развитие организма в онтогенезе изучался широким кругом авторов [1, 8, 9], однако системное его исследование отсутствует. В связи с этим нашей задачей был анализ этого процесса с использованием широкого спектра показателей, характеризующего структурно-функциональный гомеостазис.
В качестве модельного вещества выбран формальдегид, наиболее часто воздействующий на организм человека в быту, на производстве, в окружающей среде и относящийся к веществам, оказывающим политропное действие [1, 13—16]. Самкам белых беспородных крыс ежедневно, с 1-го по 21-й день беременности, перорально вводили водный раствор формальдегида в дозе 0,5 мг/кг. Оценивали общепринятые показатели эмбриотоксичности в постнатальном периоде: число живых новорожденных крысят на 1 крысу, число живших крысят на 4-й и
21-й день жизни, индекс выживаемости, индекс лактации, число крысят, погибших к 21-му дню жизни, время появления шерстяного покрова, отлипания ушной раковины, открытия глазной щели, массу тела животных, массу печени, легких, сердца, селезенки, надпочечника и тимуса. У новорожденных, 2-недельных крысят, 2-месячных самцов, самок крыс и 4-месячных самцов анализировали структурно-функциональные показатели: морфологические, морфо- и стереометрические, гистоферментативные на срезах и мазках органов. Морфологически оценивали гистологию органа. Морфометрически определяли: в печени — индекс альтерации гепатоцитов (ИАГ, в процентах), балочную дискомплексацию (в баллах), процессы фиброзирования стромы (в баллах), лимфоидно-макрофагальную инфильтрацию и пролиферацию (в баллах), число клеток ретикулоэндотелиальной системы (РЭС) на стандартную площадь срезов, процент крыс с полями микронекротических ло-
иг:.- ------- Г:
Морфофункциональные изменения у потомства крмс, подвергавшихся во время беременности воздействию формальдегида в дозе
0,5 мг/кг
Возраст Показатели, достоверно изменившиеся по сравнению с контролем
печень почка легкие
Новорожденные 2 нед ИАГ! Относительная масса почки,], Плоидность| СДГ периваскулярных гц! Балочная дискомплексация| Доля нормальных клубочков! Относительное содержание альвеолярных макрофагов^
2 мес (самцы)
2 мес (самки) 4 мес (самцы)
Очаги экстрамедуллярного Доля атрофнчных клубочков|
кроветворения!
ЛДГ периваскулярных гц|
кф;
Лимфоидно-гистиоцитарная
инфильтрация | Фиброзирование сосудов]1 Плоидность|
Микронекротические лoкycыf ЛДГ|
Плоидность]
Микронекротические локусы]1 Плоидность!
Микронекротические локусы| ЛДГ периваскулярных гц| ЛДГ|
КФ клубочков^ КФ канальцев^
Доля нормальных клубочков! Доля атрофичных клубочков]1 Доля гипертрофированных клубочков|
ЛДГ канальца! СДГ клубочка! СДГ канальца! КФ клубочка | СДГ клубочка|
ЛДГ альвеолоцитов| СДГ альвеолоцитов!
Относительное содержание альвеолярных макрофагов^
ЛДГ альвеолоцитов!
Доля нормальных клубочков! Доля атрофичных клубочков^ СДГ клубочка^ СДГ канальца^ КФ клубочка| КФ канальца|
Примечание.} —увеличение показателя,! —уменьшение; гц — гепатоциты; —отсутствие статистически значимых различий с контролем.
кусов, процентное распределение гепатоцитов по классам плоидности на мазках гепатоцитов, в легких — степень воздушности (в баллах). Стереометрически в почке определяли долю нормальных, атрофичных и гипертрофированных клубочков (в процентах), в печени — площадь очагов экстрамедуллярного кроветворения. Гистофермен-тативно исследовали ферменты различных метаболических циклов, структурно связанных с клеточными органеллами: сукцинатдегидрогеназу (СДГ) — дегидрогеназу цикла Кребса, прочно связанную с митохондриальной мембраной, лак-татдегидрогеназу (ЛДГ) — дегидрогеназу гликолиза, связанную с мембранами эндоплазмати-ческой сети, и гидролитический фермент — кислую фосфатазу (КФ), связанную в основном с лизосо-мами и в меньшей степени с внутренними мембранами цистерн незернистой эндоплазмати-ческой сети. У 2-недельных и 2-месячных животных состояние системы мононуклеарных фагоцитов (СМФ) оценивали путем определения содержания макрофагов в бронхоальвеолярных смывах (БАС), а у 2-месячных самцов и самок в крови определяли абсолютное содержание лейкоцитов, в кости — миелокариоцитов, а в БАС — абсолютное содержание клеток БАС, абсолютное и относительное содержание альвеолярных макрофагов. Методики приводятся в руководстве [4]. При статистической обработке использовали /-критерий Стьюдента и непараметрический метод Колмогорова—Смирнова. В тексте и таблице приводятся только результаты исследований, статистически достоверно отличающиеся от контроля (р<0,05).
При оценке стандартных показателей эмбрио-
токсичности не выявлено эффекта формальдегида. При оценке массы тела контрольных и подопытных крысят разного возраста также не обнаружено значимых изменений, за исключением самок 2-месячного возраста, у которых масса тела была увеличена по сравнению с контролем в 1,2 раза. Изменение относительной массы органов отмечено только у новорожденных крысят для надпочечника с 1,5-кратным увеличением и для почки с 1,3-кратным уменьшением в опытной группе. С возрастом относительная масса этих органов выравнивается и не отличается от контроля.
При морфофункциональном исследовании выявлено воздействие формальдегида на печень, легкие и почку., не нормализующееся с увеличением постнатального срока развития.
В печени новорожденных крысят опытной группы при неизмененной структуре органа развиваются морфофункциональные изменения, являющиеся результатом воздействия формальдегида в пре-натальном периоде (см. таблицу). К ним относятся в первую очередь изменения клеточной биоэнергетики. При гетерогенности распределения, встречающейся в контрольных и опытных группах, более интенсивная гистоферментативная активность выявлялась в периваскулярно расположенных гепатоцитах. Чаще всего это были гепатоциты, расположенные около перипортальных трактов, но в случае асинхронности функционирования печеночных долек — около центральных вен; в остальных гепатоцитах активность была выражена слабее. В печени новорожденных подопытных крысят в периваскулярно расположенных
гепатоцитах определялось снижение уровня СДГ, объяснявшееся двояко: либо увеличением числа нефункционирующих митохондрий, либо угнетением этой части звена цикла Кребса. Параллельно с этим увеличивается полиплоидизация гепа-тоцитов с появлением гепатоцитов тетраплоидного класса, практически отсутствующих в печени интактных новорожденных крысят. Развившаяся полиплоидия скомпенсировала часть погибших гепатоцитов, о чем свидетельствует снижение у подопытных животных ИАГ. В легких и почке новорожденных крысят не отмечено морфофунк-циональных изменений.
К 2-недельному возрасту у интактных крысят происходит структурно-функциональная перестройка печени, в которой к этому сроку исчезают очаги экстрамедуллярного кроветворения [5, 6,
11]. Выявленные очаги кроветворения в печени животных опытной группы свидетельствуют о задержке нормальной дифференцировки органа и сохранении черт эмбрионального строения. Аналогичные нарушения структуры печени у потомства раннего возраста крыс, кроликов и человека наблюдались при хронической внутриутробной гипоксии, вызванной различными способами [6,
12]. У крысят 2-недельного возраста опытной группы задержка нормального развития сопровождается снижением активности ЛДГ в перивас-кулярно расположенных гепатоцитах при сохранности в них активности КФ и снижении ее в остальных гепатоцитах печеночной дольки. Таким образом, у 2-недельных крысят при воздействии формальдегида в пренатальном периоде выявлена задержка нормального строения печени при угнетении активности окислительно-восстано-вительного и гидролитического ферментов.
В легких подопытных крысят 2-недельного возраста как в просвете альвеол, так и в септальных отделах отмечается увеличение клеточных элементов, что подтверждается возрастанием в БАС содержания альвеолярных макрофагов. В альвео-лоцитах при повышении активности ЛДГ наблюдается снижение активности СДГ и КФ, активность КФ оказывается также сниженной в бронхиальном и бронхиолярном эпителии подопытных крысят. В почках подопытных крысят этого возраста уменьшение доли нормальных клубочков сопровождается понижением в них гистофермента-тивной активности КФ. Активность этого фермента в почечных канальцах, наоборот, компенсаторно повышается.
При сравнительном анализе результатов пре-натального воздействия формальдегида на потомство крыс в зависимости от половой принадлежности выявлены более значимые изменения у самцов, чем у самок. Так, в печени самцов 2-месячного возраста опытной группы в 3,5 раза повышается частота встречаемости микронекротических локусов, а нарастание степени полиплоиди-зации не приводит к их компенсаторному замещению. Выявлено усиление процессов фиброзиро-вания и лимфоидно-гистиоцитарного инфильтрирования. При сохранении активности ЛДГ в пери-васкулярно расположенных гепатоцитах ее активность в остальных гепатоцитах снижается. У самок опытной группы изменения характеризуются менее выраженными реакциями повреждения (увеличение микронекротических локусов в 2,5 ра-
за) в печени, хотя уровень полиплоидизации аналогичен таковому у самцов, чем, по-видимому, и объясняется отсутствие снижения активности ЛДГ.
В почках самцов подопытных крыс 2-месячного возраста продолжает накапливаться доля атрофичных клубочков (повышение в 2,3 раза) с параллельным компенсаторным увеличением гипертрофированных форм. Активность одних окис-лительно-восстановительных ферментов (ЛДГ) снижается только в почечных канальцах, а других (СДГ) — как в канальцах, так и в клубочках. Активность КФ в почечных клубочках также понижается. Все это позволяет предположить, что у подопытных крыс-самцов 2-месячного возраста процессы повреждения как в печени, так и в почке все еще преобладают над реакциями компенсаторного плана, в результате чего гомео-стазис органа оказывается невосстановленным. В почках подопытных самок отмеченные изменения менее выражены, за исключением снижения уровня СДГ в почечных клубочках. В легких подопытных самцов 2-месячного возраста продолжалось уменьшение относительного содержания альвеолярных макрофагов, сопровождавшееся снижением воздушности легкого за счет инфильтративно-пролиферативных процессов в септальных отделах и увеличения периваскуляр-ных и перибронхиальных лимфоидньгх муфт.
Отмеченное снижение миелокариоцитов у подопытных крыс-самцов 2-месячного возраста на фоне неизмененного числа лейкоцитов крови и вымываемых из клеток БАС связано, возможно, с ускоренной миграцией клеток костного мозга в кровь и органы. Это предполагает вовлечение центрального звена гемопоэза в формирование ответных реакций организма крыс на пренатальное воздействие формальдегида.
Так как у животных 2-месячного возраста наибольшие изменения выявлены у самцов, только самцы были изучены в возрасте 4 мес. У животных подопытной группы 4-месячного возраста при нормализации некоторых структурно-функциональных показателей в печени, почке и легких сохраняется ряд нарушений, отмеченных в более ранние сроки постнатального развития. В первую очередь к ним относится увеличивающаяся полиплоидизация печени с появлением у подопытных животных двуядерных клеток с октаплоидны-ми ядрами и единичных гепатоцитов с ядрами плоидностью 16 п. Это характеризует переход физиологической регенерации в восстановительную. Так как полиплоидия в печени, закончившей свой рост (у крыс между 2 и 3 мес), является основной формой воспроизводства клеток, в том числе замещения поврежденных, степень ее выраженности свидетельствует об уровне повреждений. Полиплоидия, развивавшаяся в печени подопытных животных 4-месячного возраста, не скомпенсировала повреждения клеток, возникшего во время пренатального воздействия формальдегида, что подтверждается сохранением микронекротических локусов и снижением активности ЛДГ не только в периваскулярно расположенных гепатоцитах, но и во всех гепатоцитах печеночной дольки.
В почках усиливаются реакции повреждения: отмечено четырехкратное повышение доли атро-
фичных клубочков, особенно коркового вещества, не сопровождающееся компенсаторными процессами в виде увеличения доли гипертрофированных форм. Преобладание реакций повреждения привело к снижению активности СДГ в клубочках и канальцах и повышению в них активности КФ. Активация последней может играть существенную роль в повреждении структурных компонентов клетки. В легких по-прежнему отмечалось снижение в альвеолоцитах активности ЛДГ.
Несмотря на то что по общепринятым показателям развития потомства в постнатальном периоде и большинству антропометрических данных не выявлено влияния формальдегида, по результатам морфологического анализа установлено его воздействие. Как видно из таблицы, при воздействии формальдегида в пренатальном периоде отмечается системное нарушение структурно-функционального гомеостазиса, в рамках которого и целесообразно рассматривать весь спектр развивающихся изменений, где, по образному выражению В. Г. Маймулова и соавт. [10], «соседствуют и гибель клеток, и явление регенерации». По степени выраженности изменений и соотношению их между собой представляется возможным оценивать уровень неспецифической резистентности организма. В работе наиболее полно комплекс таких взаимосвязанных реакций изучен для печени, в меньшей степени — для почки и СМФ.
В печени потомства при пренатальном воздействии формальдегида, как и в случае действия многих ксенобиотиков [2], регистрируются реакции повреждения (снижение гистоферментатив-ной активности, увеличение микронекротических локусов, задержка нормальной структурно-функциональной дифференцировки органа, увеличение лимфоидно-гистиоцитарной инфильтрации и фиб-розирование стромы) и компенсаторно-приспособительные реакции, определяемые по интегральному показателю клеточного восстановления в виде увеличения степени полиплоидизации органа. Показано, что увеличение степени полиплоидизации у подопытных животных приводит к восстановлению ряда структурно-функциональных характеристик гомеостазиса органа. Так, уже в 2-ме-сячном возрасте у подопытных крыс нормализуется балочная дискомплексация, исчезают черты эмбрионального строения, а лимфоидно-гистиоцитарная инфильтрация и фиброзирование сосудов выравниваются только к 4-месячному возрасту. Вместе с тем темпы убыстрения степени полиплоидизации у подопытных животных остаются не-, достаточными и делящиеся гепатоциты не замещают микронекротические локусы, выявленные у . 2-месячных (самцы, самки) и 4-месячных самцов крыс. Это сопровождается стойким снижением активности маркерного фермента гликолиза — ЛДГ. Кроме того, развивающаясявосстановитель-ная регенерация органа у подопытного потомства является фактором риска, нарушая сложившийся гомеостазис органа [3], и, по гипотезе Ю. Н. Корыстова [7], может служить основным фактором онкогенеза.
В почках 2-месячного потомства подопытных животных реакции повреждения (увеличение доли атрофичных клубочков и снижение активности
всех 3 изученных ферментов в различных клеточных популяциях) сопровождаются компенсаторными реакциями (увеличение доли гипертрофированных форм клубочка). Однако у 4-месячного потомства развитие компенсаторных реакций затухает при нарастании реакций повреждений, возникших в пренатальном онкогенезе при воздействии формальдегида.
В легких к воздействию формальдегида оказались более чувствительными альвеолоциты, в которых в процессе постнатальногс развития изменялся характер гистоферментативной активности — от приспособительного повышения, возникающего на ранних стадиях, до снижения — в более поздних стадиях постнатального развития. В связи с предполагаемым активным участием макрофагальной системы в процессах формирования органов и различных защитных механизмов плода и развивающегося организма [9] наблюдаемое нами снижение содержания альвеолярных макрофагов также предполагает нарушение резистентности органа и, возможно, целого организма.
Следовательно, возникшие при воздействиях формальдегида в пренатальном периоде нарушения в системах (печень, почки, СМФ) не нормализуются в постнатальном периоде, что приводит к снижению неспецифической резистентности организма.
Таким образом, оценка эмбриотоксичности по общепринятым показателям развития потомства не является достаточной для оценки этого эффекта и требуется более детальное структурно-функциональное исследование потомства в постнатальный период.
Литература
1. Бвктемирова Р. М., Меркурьева Р. В. // Гиг. и сан.— 1990,— № 4,— С. 36—39.
2. Беляева H. Н. // Там же,— 1989,—№ 3,—С. 48—52.
3. Беляева H. Н. // Гигиена окружающей среды.— М., 1990.—С. 11 — 14.
4. Бонашевская Т. И., Беляева H. Н., Кумпан Н. Б., Панасюк Л. В. Морфофункциональные исследования в гигиене.— М., 1984.
5. Гренберг Т. Ф. // Регуляция морфогенеза и регенерация пищеварительных желез.—Л., 1974.— С. 94.
6. Ещенко О. И. Морфологические изменения плаценты и печени плодов и новорожденных при хронической внутриутробной гипоксии: Автореф. дис. ... канд. мед. наук.— Киев, 1989.
7. Корыстов Ю. H. // Успехи соврем, биол.— 1993.— Т. 113, № 5.— С. 606—616.
8. Литвинов Н. Н., Казачков В. И., Астахова Л. Ф. // Гиг. и сан,— 1988,— № 2,— С. 65—67.
9. Литвинов H. Н., Казанков В. #., Гасимова 3. М. // Арх. анат,— 1990,— № 1,—С. 60—67.
10.. Маймулов В. Г., Иванова В. Ф., Пузырев А. А. // Гис- и сан,— 1994,— № 1,— С. 30—32.
11. Туровинина Л. Т. // Закономерности морфогенеза и регенерация в норме, патологии и индивидуальном развитии.— Свердловск, 1978.— С. 80—81.
12. Уткина Л. И. // Актуальные проблемы патологии беременности и детского возраста на Дальнем Востоке.— Новосибирск, 1989,—С. 161 — 165.
13. Фельдман Ю. Г., Бонашевская Т. И. // Гиг. и сан.— 1971,—№ 5,—С. 6—11.
14. Beall /. R., Utsamer А. I. // J. Toxicol, environ. Hlth.— 1984.— Vol. 14, N 1.— P. 1—21.
15. Grajstrom R. C.. Fornace A. J., Autrup H. A. et al. Il Science.— 1983.—Vol. 220, N 4593.—P. 216—218.
16. Gupta K. C.. UIsomer A. G., Preuse P. W. // Environ, int.— 1983,— Vol. 8, N 1—6.— P. 349—359.
Поступила 31.03.94
