CC BY
21
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
УДК 615.777.31-099-092.9-07:616.831-073.97
ЗНАЧЕНИЕ МЕТОДИКИ ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИИ В КАЧЕСТВЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ КРЫС
М. X. Хачатурян, Е. В. Елфимова
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Центральная нервная система наиболее чувствительна к любому вредоносному воздействию. В связи с этим ведется разработка методик, позволяющих осуществлять раннюю диагностику сдвигов в ее функциональном состоянии. В качестве такого показателя в гигиенических исследованиях в последние годы все шире распространяется электроэнцефалография (ЭЭГ) с применением функциональных нагрузок. Она достаточно чувствительна как в наблюдениях над людьми при определении предельно допустимых концентраций (ПДК) токсических веществ в атмосферном воздухе (К. А. Буштуева и соавторы; Ю. Г. Фельдман; Д. Г. Одошашвили; А. Д. Семененко, и др.), так и в экспериментах на животных при пероральном введении токсических веществ (Н. М. Бог-левская; А. Д. СеМененко и соавторы; В. А. Книжников и соавторы).
Использование ЭЭГ при определении максимально разовых ПДК токсических веществ в атмосферном воздухе и отсутствие этого теста .при нормировании среднесуточных концентраций приводят к установлению обеих ПДК, как правило, на одном уровне. Однако трудно предположить, что кратковременное и длительное действие токсического вещества оказывает одинаковое по силе воздействие на центральную нервную систему.
Мы провели электроэнцефалографическое обследование крыс, прошедших 96-суточную затравку сернистым газом в концентрациях: малой— 0,1 мг/м3 (среднесуточная ПДК 0,15 мг/м3), средней — 0,5 мг/м3 (равна максимально разовой ПДК) и большой—1,5 мг/м3. Наша задача заключалась в выявлении по электрофизиологическому показателю тех функциональных сдвигов в центральной нервной системе, которые могли произойти в результате указанного воздействия. Опыт ставили на 8 крысах: 6 из них прошли затравку названными выше концентрациями сернистого газа; остальные служили контролем. Каждому животному вживляли по 2 пары электродов. ЭЭГ отводили от зрительной и двигательной областей. Расположение электродов .показано на рис. 1.
Электроды для вживления изготовляли из нихромовой проволоки диаметром 0,5 мм. Для изоляции их покрывали бакелитовым лаком, затем хорошо высушивали на воздухе, после чего помещали на 30 мин. в сушильный шкаф при 150°. Готовые электроды хранили в эксикаторе.
Операция вживления состояла в следующем. Животное фиксировали в специальном станке, после чего ему в область темени вводили 1 мл 1% раствора новокаина с таким расчетом, чтобы была анастезирована надкостница. Через 10—15 мин. вырезали лоскут кожи и череп очищали от надкостницы. Поверхность черепа обрабатывали перекисью водорода и тщательно высушивали. Отверстия просверливали в черепе тонким сверлом с ограничителем. После повторной обработки перекисью и тщательного просушивания устанавливали электроды и крепили на черепе стиракрилом. Расстояние между электродами каждой пары было равно 1,5—2 мм.
Для отведения биотоков животное помещали в слабо освещенную экранированную камеру в станке. На электроды одевали муфточки с припаянными к ним проводами. Муфточки крепили шурупами.
Потенциалы регистрировали и анализировали комплексом приборов, выпускаемых Эстергомским заводом (Венгрия). В комплекс входили . . 8-канальный чернильнопищущий электроэнцефалограф и
1 I V 8-канальный анализатор, позволяющий выделять часто-Л | ты, соответствующие ритмам энцефалограммы. Наличие
' 8-канального интегратора позволяло характеризовать среднюю величину амплитуды как энцефалограммы, так и выделенных ритмов. Входящий в комплекс фотофоностимуля-тор давал возможность регистрировать энцефалограмму в условиях функциональных нагрузок.
Рис 1 Схе- ® качестве функциональных нагрузок применяли 2 кривые реактив-
ма оасполо- ности (М. Н. Ливанов): первая на частоте раздражения 6 гц, а вторая 1 ' на частоте 12 гц. В обоих случаях применяли одинаковые интенсивности
гродов на светового раздражения: 1,6-10-2, 2,3-10-2, 1,5-10-2, 6,8-10-2,13,5-10-2, черепе коы- 27,0-10—2 и 45,0-10—2 дж. В дальнейшем изложении интенсивности света сы будут обозначаться на графиках цифрами от 1 до 7 по мере их усиления.
1 _ в двига- Источник света располагался на расстоянии 1 м от глаз животного, тельной обла-
тельной "обл" ® ходе опыта сначала 3—4 раза повторяли кривую ре-
те ь сти. активности на частоте раздражения 6 гц, а потом столько
же раз — на частоте 12 гц. Раздражение каждой интенсивностью света продолжалось 10 сек. Паузы между раздражениями варьировали от 3 до 12 мин. На каждом животном проводили 3 опыта; исключение составили крысы, подвергавшиеся действию большой концентрации сернистого газа, на которых было проведено по 2 наблюдения.
Анализ проводили по диапазонам 0- и а-ритмов, т. е. тех ритмов, в которых осуществляли раздражение. В связи с этим при раздражении 6 гц можно было следить за более частыми ритмами, а при раздражении с частотой 12 гц — также за реакцией в ритме раздражения и за трансформацией ритмов.
В обработку брали отрезки кривых по 5 сек., расположенных вблизи от начала раздражения (для каждой интенсивности). Для расчетов использовали показания интегратора, соответствующие этим отрезкам кривых. Величину реакции на свет выражали в процентах к величине фоновой активности. Последнюю вычисляли как среднее арифметическое из двух 5-секундных отрезков кривой.
Применение в опыте светового раздражения с разной частотой и большим диапазоном интенсивностей позволяло изучать деятельность мозга в широком диапазоне и судить о его возбудимости по изменению порога возникновения реакции на свет, о лабильности по способности мозга воспроизводить без трансформации разные ритмы раздражения, о реактивности по амплитуде реакции усвоения ритма и работоспособности по тому, как сохраняется максимальная амплитуда реакции при больших интенсивностях раздражения и изменении этих параметров в результате затравки.
I серия исследований животных была проведена непосредственно после затравки. У животных контрольной группы при обеих частотах раздражения (6 и 12 гц) возросла амплитуда потенциалов в ритме раздражения. Возрастание началось со 2—3-й интенсивности света, достиг-
У
интенсивность света
7 3
интенсивность
У. 460 440
400 •ЛРО 360 340
зго зоо гво гво
240 220 гоо /&о /60 /40
/го >оо
Рис. 2. Изменения средних величин амплитуд выделенных ритмов в ходе светового раздражения с частотой 6 гц (I график) и 12 гц (II график) у контрольной крысы № 12 (а), у крысы № 2, прошедшей затравку сернистым газом в концентрации 0,1 мг/м3 (б), и у крысы № 11, прошедшей затравку сернистым газом в концентрации 1,5 мг/м3 (в).
/ — зрительная область ©-ритма; 2 — зрительная область а-ритма: 3 — двигательная область 0-ритма; 4 — диигательная область а-ритма. Жирные линии — реакция на раздражение, тонкие линии — изменения сопутствующих ритмов.
' г з <г * б 7 /234*67
интенсивность света
ло максимума при действии света 4—5-й интенсивности и упало при 6—7-й интенсивности света. Одновременно при раздражении с частотой 6 гц увеличилась средняя амплитуда более частых ритмов, а при частоте стимуляции 12 гц —более редких ритмов. В двигательной области аналогичные сдвиги были очень незначительными. Средние величины реакций на свет крысы № 12 приведены на рис. 2, а.
Особенность реакции животных, прошедших затравку малой концентрацией сернистого газа, заключалась в том, что в зрительной области не наблюдалось снижения средней амплитуды потенциалов в ритме раздражения при действии больших интенсивностей света; трансформация ритма при частоте раздражения 12 гц наступила только у 1 крысы и при большей, чем у контроля, интенсивности (6—7) раздражения. Реакция на свет в двигательной области по сравнению с контролем не изменилась. Средние величины реакции на свет крысы № 2 приведены на рис. 2, б.
Действие средней концентрации сернистого газа в первую очередь сказалось в увеличении амплитуды усвоенного ритма при частоте раздражения 6 гц. Одновременно у одной крысы отмечено проявление усвоения ритма только с 4-й интенсивности светового раздражения, а у другой — уже с 1-й. Остальные показатели у этих крыс не отличались от тех, которые наблюдались у животных контрольной группы.
В результате действия большой концентрации сернистого газа характерной особенностью действия света явилось увеличение амплитуды колебаний в ритме раздражения (для обеих частот) в двигательной области. Результаты исследований крысы № 11 представлены на рис. 2, в.
Таким образом, в результате действия указанных выше концентраций сернистого газа обнаружены изменения в биоэлектрической активности мозга. По-видимому, асе они свидетельствуют о повышении возбудительных свойств мозговой ткани: под действием малой концентрации не проявляется пессимальная реакция корковых клеток при частоте раздражения 6 гц, повышается их лабильность — отсутствует трансформация ритмов при раздражении частотой 12 гц; под влиянием средней и большой концентраций повышается реактивность, увеличивается амплитуда потенциалов усвоенного ритма при частоте раздражения 6 гц, а под действием большой концентрации сернистого газа, кроме того, увеличивается амплитуда потенциалов в ритме светового раздражения в двигательной области коры. Последнее может объясняться несколькими причинами: повышением возбудимости двигательной области, сильной иррадиацией возбуждения из зрительной области, а также результатом патологической импульсации из легких (Л. Н. Смолин).
Фазовость в изменении биоэлектрической активности в ходе развития токсического процесса, наблюдавшаяся рядом исследователей, указывает на то, что нам удалось выявить начальные этапы в изменении функционального состояния центральной нервной системы.
Статистическая обработка результатов исследования подтвердила достоверность сдвигов, наблюдаемых в энцефалографической реакции на ритмический свет животных, прошедших затравку всеми применявшимися нами концентрациями сернистого газа.
Обследование, проведенное через 2 месяца после окончания затравки, показало, что у животных всех групп происходило восстановление функционального состояния центральной нервной системы. У крыс, прошедших затравку большой концентрацией сернистого газа, перестали наблюдаться сдвиги в энцефалографической реакции двигательной области (по сравнению с контролем). Однако у животных всех групп сохранились достоверные сдвиги в энцефалографической реакции на ритмический свет в зрительной области.
Выводы
1. Трехмесячная круглосуточная затравка белых крыс сернистым газом в концентрациях 0,1, 0,5 и 1,5 мг/м3 приводит к статистически достоверному изменению функционального состояния центральной нервной системы животных по показателю биоэлектрической реакции в ответ
на ритмическое световое раздражение разной частоты и интенсивности. Максимальная разовая ПДК сернистого газа равна 0,5 мг/м3.
Изменения в биоэлектрической активности коры головного мозга всех обследованных животных свидетельствуют об усилении процесса возбуждения.
2. В ходе 2 месяцев после затравки наблюдалось восстановление функционального состояния центральной нервной системы— полное у животных, прошедших затравку сернистым газом в концентрации 0,1 мг/м3, и частичное у всех остальных.
3. Полученные данные свидетельствуют о высокой чувствительности примененного метода при выявлении длительного действия на организм малых концентраций токсических веществ и целесообразности его при установлении среднесуточных ПДК.
ЛИТЕРАТУРА
Буштуева К. А., Полепсаев Е. Ф. и Семененко А. Д. Гиг. и сан., 1960, № 1, с. 57.— Книжников В. А., Цыпин А. В., Щербакова Е. Н. и др. Гиг. и сан., 1963, № 4, с. 16. — Л и в а н о в М. Н. Изв. АН СССР, 1944, № 6, с. 33. — О д о -шашвили Д. Г. Гиг. и сан., 1962, № 4, с. 3.—-Семененко А. Д. Там же, 1963, № 7, с. 49. — Семененко А. Д., Балашов Н. Н., Арзамасцев Е. В. и др. Тезисы докл. Всесоюзн. научной конференции по вопросам гигиены воды и санитарной охраны водоемов, 1963, с. 5. — Смолин Л. Н. Электрофизиология центральной нервной системы. Ростов-на-Дону, 1963. — Фельдман Ю. Г. Гиг. и сан., 1960, № 5, с. 3.
Поступила 14/1Х 1966 г.
УДК 543.31:548.791
К МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОКОЛИЧЕСТВА
УРАНА В ВОДЕ
А. И. Бердников
I Московский медицинский институт им. И. М. Сеченова
Уран в воде при малом его содержании чаще всего определяют колориметрическим методом с Асеназо III и люминесцентным методом. Первый из них является более трудоемким и по чувствительности нисколько не превышает люминесцентный. В последнем используется способность перлов урана давать желто-зеленое свечение при ультрафиолетовом облучении. На люминесценцию урановых перлов влияют многие гасители — хром, марганец, кобальт, никель, серебро, платина, золото, свинец, редкоземельные элементы, железо, медь, цинк, олово, торий и вольфрам.
Поэтому исследованию урана должно предшествовать отделение его от мешающих элементов. Частичное отделение урана от примесей производят с помощью сорбции урана активированным углем, ионнооб-менных смол и анионообменной смолы Н—О в CL-форме. Для отделения урана от железа и тория Хаяси и Коцудзи применили хроматографию на бумаге, обработанной гидроксиламином. Зону урана желтого цвета экстрагировали разбавленной соляной кислотой и определяли люминесцентным методом. А. П. Мусакин и Л. В. Пучков отделяли уран от железа, кальция, алюминия, цинка и натрия на бумажной полосе, зону с ураном вырезали и экстрагировали смесью бикарбоната и карбоната натрия.
