CC BY
9
INFLUENCE SURFACTANT, COMBINED ENZYMES ON STRUCTURALLY-FUNCTIONAL BEHAVIOUR SKIN
Maystrenko Z.U.
ВПЛИВ ПОВЕРХНЕВа-АКТИВНИХ РЕЧОВИН ТА СКЛАДНИХ ЕНЗИМ1В НА СТРУКТУРНО-ФУНКЦ1ОНАЛЬН1 ВЛАСТИВОСТ1 ШК1РИ
МАЙСТРЕНКО З.Ю.
ДУ "1нститут гiгieни та медичноТ екологií iM. О.М. Марзеева АМН УкраТни", м. КиТв
УДК 613.634
интетичнi мийш засоби (СМЗ), якi iснують на ринку та викори-стовуються у побул, належать до факторiв ризику, що е реально та потенцмно небезпеч-ним для здоров'я населення.
До складу сучасних мийних засобiв входять склады ензи-ми, як являють собою сумiшi рiзних класiв ферментiв — про-теаз, лтаз, амiлаз, целюлаз [1, 2]. У лiтературi не зустрiчають-ся дан про взаемодiю поверх-нево-активних речовин та складних ензимiв, характер Тх-ньоТ сумiсноТ дiТ, особливостей бюлопчного впливу на орга-шзм лабораторних тварин за перкутанного шляху прони-кнення.
Аналiз науковоТ iнформацiТ за результатами виконаних роб^ дае змогу стверджувати, що одержанi висновки не дозволя-ють вирiшити проблему з обфунтування безпечних умов використання ензимвмюних синтетичних мийних засобiв у побут та наукових прогнозiв п-пешчних властивостей нових СМЗ без виконання комплексу бiологiчних дослiджень.
За даними науковоТ л^ерату-ри, дотепер було вивчено змЫи структурно-функцiональних
ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И КОМБИНИРОВАННЫХ ЭНЗИМОВ НА СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА КОЖИ Майстренко З.Ю.
Проведенный микроскопический анализ гистопрепаратов кожи экспериментальных животных при перкутанном пути поступления в разных концентрациях комбинаций ПАВ с энзимами по сравнению с контролем свидетельствует, что независимо от величины концентраций во всех опытных группах возникает морфологический комплекс реактивных и патологических изменений, которые происходят над эпидермисом, собственно в эпидермисе, а также под эпидермисом, то есть в дерме. Это свидетельствует о повреждающем действии веществ вплоть до негативного влияния на эпителий глубоко расположенных дериватов кожи (сальные, потовые железы, волосяные фолликулы), что позволяет их квалифицировать как дерматоз химического генеза.
© Майстренко З.Ю. СТАТТЯ, 2010.
7 Environment & Health № 2 2010
властивостей шюри за дм рiзних клаав поверхнево-активних речовин (ПАР) та простих ензимiв — лужноТ протеази [3]. Доведено, що пошкоджуюча дiя ПАР на шюру залежить вщ Тхнього складу, тривалост застосування та дози нанесення [4].
Функцюнальш властивост епщермюу шюри значною ми рою визначаються станом i взаемодiею кл^инних еле-мен^в епщермюу i дерми, ак-тивнютю мiкроциркуляторно-го русла, яке забезпечуе тро-фiку епiтелiального пласту [5]. Таким чином, для з'ясування мехашзму бiологiчноТ та по-шкоджуючоТ дiТ на шкiру речовин, що вивчаються, необхiднi дослщження гiстоструктури шкiри.
В якостi об'ек^в вивчення нами було обрано неюногенну ПАР словасол i ензим еверлаза (сумш протеази, лiпази та аль-фа-амiлази), анiонну ПАР АПГ (алюлбензосульфонову кислоту) i ензим квадразим (сумш протеази, лiпази, целюлази та альфа-амiлази). Цi поверхне-во-активн речовини та скпаднi ензими е найбтьш типовими компонентами сучасних синтетичних мийних засобiв.
Метою роботи було вивчення змш структурно-функцю-нальних властивостей шкiри лабораторних тварин за перкутанного шляху надходження у хрошчному токсикологiчному експериментi композищй по-верхнево-активних речовин та складних ензимiв.
Матерiали та методи. Для вивчення сумюно'Т дм препара-тiв був поставлений хрошчний експеримент на 100 морських свинках, яким щоденно, крiм суботи та недл протягом шести мюя^в на депiльовану ди лянку шюри наносили водш розчини речовин, що вивча-ються. Тваринам контрольноТ групи наносили на шкiру у тих же умовах водопровщну воду.
Об'ектом вивчення була во-допровiдна вода — група 1 (контроль). Комбшащя ПАР словасолу та ензиму еверлази склала групу 2 (8% словасол i 0,3% еверлаза) та групу 3 (0,08% словасол i 0,003% еверлаза). КомбЫа^я ПАР АПГ i ензиму квадразиму — група 4 (5% АПГ i 1,4% квадразим); група 5 (0,05% АПГ i 0,014% квадразим).
Дози препаратiв було обрано з урахуванням вмюту !х у СМЗ.
Гiстопрепарати готували з ди лянок шкiри тддослщних тва-рин, на яких робились аплкаци вищеназваних розчинiв. Об'ек-
ти фксували у 10% розчинi формалЫу та пiсля зневоднен-ня заливали у парафЫ-воск за загальноприйнятою методикою. Виготовлеш з блокiв зрiзи депарафiнували, фарбували гематоксилiн-еозином, пiсля чого дослщжували у свтпооп-тичному мiкроскопi.
Рисунок 1 Нормальна мiкроскопiчна будова шюри (контроль).
Гематоксилiн-еозин.
Зб.х120
Результати дослiджень та Тх обговорення. Протягом експерименту загальний стан тварин був задовтьним. У дея-ких випадках (у тварин 4 i 5 груп) на мюцях аплкацм вiзу-ально спостерiгали шкiру зi стоншенням чи вiдсутнiстю ет-дермального шару, набряком. На рiзних дшянках шкiрного покрову з'являвся папулезний висип, дрiбнопластинчасте лу-щення. Така клiнична картина спостерiгалася переважно у тварин 4 групи (5% АПГ i 1,4% квадразим).
^сля завершення експерименту у тварин уах груп було взято дiлянки шюри мiсць апли кацiй ПАР з ензимами для мор-фологiчного дослщження.
При дослiдженнi пстолопч-них препаралв тварин контрольно! групи (рис. 1) мкро-скопiчна будова шюри вигля-дае таким чином. Ззовш шкiри спостерiгаеться роговий шар, що складаеться з компактних фiбрил, орiентованих уздовж епiдермiсу, як правило, повто-рюючих спрямованiсть остан-нього. Пщ роговим шаром зна-
Рисунок2
Пролiферативний акантоз шкiри (2 група). Гематоксилiн-еозин. Зб. х120
Рисунок 3
Безальнокштинна гiперплазiя епiдермiсу (5 група). Гематоксилш-еозин. Зб. х120
№ 2 2010 Еоттошшт & Иеаьти 8
INFLUENCE SURFACTANT, COMBINED ENZYMES ON STRUCTURALLY-FUNCTIONAL BEHAVIOUR SKIN Maystrenko Z.U.
Conducted microscopic analysis of histology preparations skin of experimental animals at the percutaneous way of receipt in different concentrations of combinations surfactants with enzymes as compared to the control, testifies, that regardless of size of concentrations
in all experimental groups there is the morphological complex of reactive and pathological changes which take place above an epidermis, actually in an epidermis, and also under an epidermis, that in corium. It testifies to damaging action of matters up to negative influence on the epithelium of deeply located derivative skins (sweat-glands greasy, and hair follicles), that allows them to characterize as dermatosis of chemical genesis.
ходиться багатошаровий ет-дермю, тд ним розташована пухка сполучнотканинна дерма, в яюй знаходяться дерива-ти шюри: волосян фолкули, потов^ сальш залози та багато мiкросудин капшярно-сину-соТдного типу.
При дослщженш гютопрепа-ра^в шюри тварин 2 групи вия-влено, що Тхня шкiра знахо-диться у станi реактивних та патолопчних змiн. Так, багатошаровий ештелш епiдермiсу завдяки реактивному розмно-женню (пролiферацiТ) зернистого, шиповатого та базаль-
ного шарiв утворюе сосочки (папти) рiзноí висоти (рис. 2), над епщермюом вiдбуваeться надмiрне утворення рогових мас з явищами дис- та пперке-ратозу. Патогенна дiя комбЫа-цм ПАР з ензимами на шюру тварин 2 групи також просте-жуеться i на ТТ глибЫк Так, у дермi вiдбуваeться реактивне розмноження епiтелiальних клiтин дериватiв шюри, еттели альнi пролiферати розроста-ються у рiзних напрямках i, зо-крема, контактують з потовще-ним епщермюом. Останнш, завдяки реактивнiй пперплази
в окремих дiлянках, набувае надмiрноï товщини i спрямовуе своТ епщермальш вiдростки на pi3Hy глибину пщлеглоТ' дерми. У шкipi 2 групи тварин виникае також лiзис епщермюу з втра-тою всiх його шаpiв без попе-реднього виникнення реактивних змЫ (рис. 3).
При дослщженш гютопрепа-pатiв 3 групи тварин в Т'хшй ш^ також виявлено реактив-нi та патолопчш змiни. Так, над епщермюом вщбуваеться реактивний гiпеpкеpатоз з надлишковим утворенням рогових мас, яю, на вiдмiну вiд
Рисунок 4
Базальнокштинна гiперплазiя епiдермiсу, осередок запалення у дермi (5 група). Гематоксилiн-еозин. Зб. х120
Рисунок 5
Нормальна мшроскошчна будова шкiри (контроль). Гематоксилш-еозин. Зб. х 120
9 Environment & Health № 2 2010
норми (контролю), утворюють не фiбрилярнi лiнiйнi структу-ри уздовж епiдермiсу, а "стшь-никовГ, так званi "роговi пробки" (рис. 4). Власне ешдермю в окремих дшянках, завдяки реактившй пперплазп, наби-рае потовщеного вигляду. В шших дiлянках шкiри реестру-еться гiперплазiя епiтелiаль-них кттин базального та шиповатого шарiв в епiдермiсi , а також в еттелп дериватiв шю-ри, тобто у дермi (рис. 5), що свiдчить про альтернативну дю композицiй ПАР з ензима-ми, нав^ь у низьких концен-тращях, тобто про надмiрну проникнiсть речовин.
При дослщженш пстопрепа-ратiв 4 групи тварин виявлено реактивы та патолопчы проце-си. До змЫ реактивного характеру належать насамперед по-верхневi явища дис- та ппер-кератозу та папiломатозу, а до патолопчних — явища атрофи зi значним зменшенням тов-щини епiдермiсу та втратою його багатошаровостк
При дослiдженнi пстопрепа-ратiв 5 групи тварин встано-влено, що в Т'хшй шкiрi вщбу-ваються реактивнi та патоло-гiчнi змши. Так, постiйною морфологiчною ознакою ре-активних змiн е надлишкова пролiферацiя епiтелiальних клiтин епiдермiсу, переважно базальних кттин. Разом з розвитком пперплазп епщер-мiсу у пiдлеглiй дермi зафiксо-вано осередки запалення, що дозволяе квалiфiкувати Тх як дерматоз хiмiчного Генезу. До патолопчних змш шкiри у цiй пщдослщнш групi належить виникнення атрофiТ зi значним зменшенням епiдермiсу та локальною втратою його багато-шаровостк
Проведений мiкроскопiчний аналiз гiстопрепаратiв шюри експериментальних тварин за перкутанного шляху надхо-дження в обраних концентра-
щях комбiнацiй ПАР з ензима-ми свiдчить, що незалежно вщ величини концентрацiй в усiх дослщних групах виникае морфологiчний комплекс ре-активних та патологiчних змiн, що вщбуваються у роговому шарi епщермюу, власне в ет-дермiсi, а також пщ епщерми сом, тобто у дермк Це свщ-чить про пошкоджувальну дiю речовин аж до негативного впливу на ештелш глибоко розташованих деривалв шю-ри (сальш, потовi залози, во-лосяш фолiкули).
Якщо попереднi роботи з вивчення сумюноТ' дiТ ПАР та ензимiв свiдчили про те, що вираженють токсично! дiТ СМЗ насамперед визначаеться вми стом в Т'хшх рецептурах по-верхнево-активних речовин, а введення ензимiв до складу СМЗ знижуе розвиток сенсиби лiзацiТ до хiмiчних речовин та токсичнють засобiв, то отри-маш нами результати свiдчать, що комбшоваш ензими за су-мiсноТ дм з ПАР не зменшують токсичну дю композицiй на органiзм тварин. Це, можливо, викликане тим, що склады ензими е сумшами простих фер-ментiв: квадразим (протеаза, лтаза, целюлаза i альфа-ами лаза), еверлаза (протеаза, лтаза i альфа-амтаза) i спра-вляють сумарну та потенцмо-вану дiю. Можливо також, що вони збшьшують проникнiсть шюрного бар'еру. Порушення стабiльностi i проникност бю-логiчних мембран е одним з головних шляхiв у реалiзацiТ мембранотропних ефектiв синтетичних ПАР та ферменлв в органiзмi теплокровних тва-рин. З мембранотропними ефектами ПАР пов'язаш приг-шчення бiоенергетичних про-цесiв, порушення механiзмiв трансмембранного переносу, процесiв бiотрансформацiТ ксенобiотикiв. Проявом мем-бранотоксичноТ дiТ синтетичних ПАР за Тх екзогенного над-ходження до оргашзму е уль-траструктурш змiни, якi поля-гають у розвитковi морфоло-гiчного комплексу реактивних та патолопчних змш шюри. Дослщженнями останшх рокiв показано, що тривала дiя низьких доз ксенобютиюв призво-дить до порушення функцп за-хисноТ антиксенобiотичноТ си-стеми цитохромiв З-450, що супроводжуеться змЫою фер-ментноТ органiзацiТ та бар'ер-
hoï функци 6ioMeM6paH, моди-фкацп структури нуклеïнових кислот i бшюв, тобто до розвитку токсичного, мутагенного та канцерогенного ефек-лв, аутамунно!' пaтологiï та aлергiï [6, 7].
Висновки
Таким чином, морфологiчний комплекс реактивних та патолопчних змiн шкiри, шдукова-них ПАР та ензимами, в уах доотджених групах при порiв-няннi з контролем дозволяе ïx квaлiфiкувaти як дерматоз xi-мiчного Генезу.
Можливо, це викликано одним з мехaнiзмiв дiï aнiонних ПАР на шюру — знежирю-вальним ефектом та денатура-цiйними змiнaми бшюв шюри. Вплив на структурно-функцю-нальш елементи шкiри, ступiнь знежирення шюри, денатура-цiйнi змiни бiлковоï молекули можуть бути причиною розвитку дермати^в.
Л1ТЕРАТУРА
1. Gayle de Maria. Enzymes, the basic ingredient in detergents // Household and Personal Care Today. — 2007. — № 3. — Р. 6-8.
2. Зингер Р.Е., Бавика Л.И., Ирлинская Н.И. Исследования по разработке СМС с биодобавками — энзимами // Промышленность химических бытовых товаров: Сб. науч. тр. — М.: НИИТЭХИМ, 1982. — 20 с.
3. Раецкая О.В. Гигиеническое обоснование применения в быту энзимсодержащих синтетических моющих средств: Автореф. дис. канд. мед. наук. — К.: Институт гигиены труда, 1990. — 151 с.
4. Волощенко О.И., Медя-ник И.А. Гигиена и токсикология бытовых химических веществ. — К.: Здоров'я, 1983. — 144 с.
5. Михайлов И.Н. Структура и функции эпидермиса. — М.: Медицина, 1979. — 238 с.
6. Мухамбетова Л.Х. Разработка биохимических подходов к оценке влияния на организм ксенобиотиков // Гиг. и сан. — 2006. — № 6. — С. 24-26.
7. Рахманин Ю.А., Мухамбетова Л.Х., Пинигин М.А. Исследование влияния химического загрязнения окружающей среды на состояние здоровья детского населения методами не-инвазивной биохимической диагностики // Гиг. и сан. — 2004. — № 2. — С. 6-9.
Надiйшла до редакцп 17.05.2009.
№ 2 2010 Environment & Health 10
