CC BY
7
6. JRPTC Data Profile on: PCBS. International Reglesfer of Potentially Toxic Chemicals United Nations Environment Programme. — Geneve, 1983. 7 .Kumar J., Brownlee B.// Chemospere. — 1978. — Vol. 7, N 2. —P. 155—164.
8. Mailews H. B., Anderson M. UP.//Toxicol, appl. Pharmacol. — 1975. — Vol. 33, N 1. —P. 183—184.
9. Mattews H., Tried G.. Garnder A. et al.//Environ. Hlth Perspect. — 1978. — Vol. 24. — P. 147—155.
10. Paulson E. G.//Cheir.. Engin, deskbook. — 1977. — Vol. 84, N 22.— P. 21—27.
11. Tanabe S., Naltagawa L., Talzuhawa B. //Arg. Biol. Chem.—1982, —Vol. 45, N 3. — P. 717—726.
12. Zell M„ New H. // Chemosphere. — 1978. — Vol. 7, N 2, — P. 173—176.
Поступила 15.06.87
Summary.. On the basis of experimental findings (impact on water organoleptic characteristics, sanitary regime of water reservoirs, LD53, cumulative properties and late effects), the results of rapid experimental methods (calculation of death rate of animals, 6T50) and design equations of threshold and maximum non effective doses, MACs for biphenyl, mono-, di- and pentachlorbiphenyl in water reservoirs were set at 0.001 mg/1. A comparative assessment of the accuracy of methods used for forecasting toxicometric parameters is set forth.
УДК 6I2.43/.45.014.424.08
А. Г. Карташев, Л. А. Иванова
ХРОНИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ЭНДОКРИННУЮ СИСТЕМУ БЕЛЫХ МЫШЕЙ
НИИ биологии и биофизики при Томском университете
Влиянию переменного электрического поля (ПЭП) промышленной частоты на эндокринную систему млекопитающих посвящено ограниченное число работ [2, 6].
В настоящем исследовании изучали возрастные особенности реакции эндокринной системы при действии ПЭП, а также длительное (до 320 сут) влияние поля на постнатальное развитие белых мышей с оценкой биологической значимости данного фактора и выяснением характера переадаптаций к ПЭП.
Воздействие ПЭП создавали на специальном стенде при помощи двух параллельных пластин размером 0,52X1,05 м с зазором между ними 0,4 м, на которые подавали напряжение от повышающего трансформатора. Напряженность поля между пластинами составляла 40±5 кВ/м, ¿частота — 50 Гц. В опытах использовали животных в возрасте 12—14 сут, половозрелых (95— 100 сут) и в начальный период старения (350 сут) после предварительной адаптации к условиям эксперимента в течение 4—5 дней. В ПЭП животных помещали в клетках из оргстекла. В лабораторном помещении поддерживали постоянную температуру (23±1°С) и относительную влажность воздуха (58±Ю%). Контрольные животные находились в аналогичных условиях.
Исследовали морфофункциональное состояние надпочечных и щитовидной желез неполовозрелых животных при воздействии ПЭП в течение 5, 10, 20, 40, 80, 160 и 320 сут, половозрелых и старых — в течение 10 сут. Параллельно исследовали эндокринные железы контрольных животных, возраст которых был соответственно 20, 25, 35—40, 55—60, 95, 185 и 335 сут. Взятие исследуемого материала производили в 10—11 ч после быстрой декапитации животных. Железы для морфологического исследования фиксировали в смеси Шаффера, аскорбиновую кислоту выявляли по Жиру и Леблону [4]. Парафиновые срезы
толщиной 5 мкм окрашивали гематоксилином и эозином. При морфометрических исследованиях с помощью винтового окуляр-микрометра измеряли кору, высоту клубочковой и сетчатой зон, размеры ядер с дальнейшим вычислением объема по формуле я:6-АВ2, где А — большой, В — малый диаметр ядра [7]. Содержание аскорбиновой кислоты определяли по 5-балльной системе. В щитовидной железе измеряли высоту ти-реоидного эпителия, размеры ядер тиреоцитов, средний диаметр фолликулов (для чего замеряли большой и малый диаметры не менее чем в 50 фолликулах на срезе), затем подсчитывали процентное содержание мелких (диаметр ^20 мкм), средних (диаметр 20—40 мкм) и крупных (диаметр ^40 мкм) фолликулов [10]. Всего в эксперименте исследовано 126 животных. Все морфометрические показатели обрабатывали статистически [5].
Полученные результаты представлены графически. Для удобства проведения сравнительного анализа осуществляли процентное нормирование в каждой экпериментальной точке для каждого случая достоверного отклонения показателя от его контрольного значения по формуле:
X
100 %.
С целью выяснения характера изменений исследуемых параметров эндокринной системы при действии ПЭП в процессе постнатального развития проводили процентное нормирование каждого из них, причем за 100 % принимали значение показателя в среднем возрасте (экспозиция 80 сут) и оценивали величину отклонений в процентах. При этом выяснилось, что исследуемые показатели имели тенденцию к функциональной сопряженности, вследствие чего стало возможным разбить их на группы. Так, показатели надпочечных желез были разделены на 4 группы: А — морфометрические (размер коры, ширина
5" Ю 20 Рис 1
во 1бо зго
Рис. I. Реакция надпочечных желез белых мышей при действии ПЭП.
Сплошная линия — непрерывное действие поля на животных юве-нилыюго возраста; прямоугольники — кратковременяое действие тюля (10 сут) на животных различных возрастных групп. Здесь и на рис. 2 по оси абсцисс — длительность действия поля, сут (шкала логарифмическая); по оси ординат — процентное отклонение опыта от контроля.
Рис. 2. Реакция щитовидной железы белых мышей при действии ПЭП.
Обозначения те же, что н на рис. 1.
клубочковой и сетчатой зон), В — объем ядер (клубочковой, пучковой и сетчатой зон), С — содержание аскорбиновой кислоты в клубочковой, пучковой и сетчатой зонах, Э — количество деструктивных ядер в коре.
Показатели щитовидной железы были разбиты на 3 группы: А] — диаметр фолликула, высота эпителия, диаметр ядер тиреоцитов; В1 — содержание крупных, средних и мелких фолликулов; С1 — деструкция фолликулов (количество опустошенных, неправильной формы и с десква-матами).
Анализ результатов I серии опытов, в которой ПЭП действовало в течение 10 сут в различные возрастные периоды, показал (рис 1, 2), что как величина, так и направленность ответных реакций исследуемых показателей существенно зависели от возраста животных. Так, для ювениль-ного периода характерна активация всех исследуемых показателей, за исключением группы А1 показателей щитовидной железы (см. рис. 2, А1). Реакция эндокринных органов половозре-
— Ю
лых животных (абсолютный возраст 95 сут) была менее выражена, за исключением показателей секреторной активности щитовидной железы (см. рис. 2, В1 и С1). При этом наблюдались разнонаправленные сдвиги функционального состояния. Так, отмечалось понижение функционального состояния щитовидной железы и клеточных элементов клубочкового и сетчатого слоев на фоне гипертрофии пучкового слоя коры надпочечных желез, что свидетельствует о продолжительной стимуляции АКТГ [1]. Изменения в показателях эндокринной системы белых мышей при действии ПЭП в начальный период старения характеризовались снижением функциональной активности клеточных элементов всех зон надпочечных желез (особенно пучковой и сетчатой). Кроме того, у животных этой группы, как и у не<^ половозрелых, наблюдалось, но только более вы-раженное развитие гемодинамических расстройств, сопровождавшихся деструктивными изменениями, такими как расширение венозных синусов, интерстициальный отек. Обращал на себя внимание очаговый характер изменений в коре: наряду с участками повышенной функциональной активности имелись участки, характеризовавшиеся пониженной функциональной активностью. Это объясняется наличием в железах структурно-функциональных комплексов, способных асинхронно включаться в реакцию, что является наиболее выгодным при раззитии компенсаторно-приспособительных реакций [8]. Кроме того, в сетчатом слое увеличивалось количество деструктивных ядер (см. рис. 1, С) и клеток, содержащих бурый пигмент, причем такие клетки образовывали крупные скопления. Это указывает на истощение секреторной активности железы, и в первую очередь клеточных элементов сетчатого слоя, ответственных за вы^ работку половых гормонов. Щ
Реакция щитовидной железы старых животных на действие ПЭП была схожа с таковой половозрелых животных (см. рис. 2). Исследование хронического действия ПЭП (20, 40, 80, 160 и 320 сут) было проведено на животных ювенильного возраста (начиная с возраста 15 сут). При этом выявлено, что увеличение экспозиции приводило к проявлению кумулятивного эффекта, причем ответные реакции эндокринных желез имели противоположную направленность по сравнению с кратковременным действием. На рис. 1, 2 показан характер ответных реакций при хроническом влиянии ПЭП. Так, после повышения функциональной активности как коры надпочечных желез, так и щитовидной железы при 20-суточных экспозициях отмечалось угнетение функциональной активности обеих желез.
Более длительное воздействие ПЭП (40—80 сут) вызывало новую волну повышения активности клеточных элементов пучковой зоны коры надпочечников. Параллельно происходило развитие и углубление сосудистых расстройст^
А
во 160 МО 120 /00 во во
40 20
Ш '°/25 Щв^Чв 'ю/тЩюУго^^^/яЩвЩтЯО/ях;
е&эЩзМ/х ю/яв0/дд/б0/тз20/ж Рис 4
J_1_
J_!_
¡/ю ,0/22 Ю/з5 "0/55 Щб Щя РисЗ
Рис. 3. Реакция надпочечных желез при действии ПЭП в процессе постнаталыюго развития.
Здесь и на рис. 4 сплошная лнння — контроль, прерывистая — опыт. По оси абсцисс — длительность действия ПЭП/абсолют-ный возраст животных, сут (шкала логарифмическая): по оси ординат — процентное отклонение показателя от значения в возрасте 80 сут.
^Рис. 4. Реакция щитовидной железы при действии ПЭП к в процессе постнаталыюго развития.
и деструктивных сдвигов, особенно в клубочко-вой и сетчатой зонах коры.
Функциональная активность щитовидной железы оставалась низкой как при этих (40—80 сут), так и при более длительных (160 и 320сут) экспозициях поля. Однако в надпочечных железах при экспозициях 160 и 320 сут наряду с понижением функциональной активности клеточных элементов отмечалось углубление деструктивных сдвигов, выражающееся в увеличении числа дегенерирующих клеток, окруженных очагами инфильтрации, скоплении клеток с бурым пигментом в нижнем отделе пучковой дозы и в сетчатой зоне. Подобные изменения возникают в надпочечных железах в старческом возрасте и при состоянии длительного напряжения организма, что свидетельствует о снижении и даже об истощении секреторной активности железы [3], так как пластические возможности организма, находящегося в период увядания, снижены, а , наблюдаемые сдвиги при действии поля можно
интерпретировать как ускорение процессов старения. Анализ исследуемых показателей эндокринной системы белых мышей при действии поля в период их постнатального развития по отношению к показателям контрольной группы (рис. 3, 4) подтвердил, что после начального периода активации надпочечных желез происходило снижение их функциональной активности, затем постепенно, с увеличением времени воздействия снова наблюдалась их активация, наиболее выраженная на 335-е сутки абсолютного возраста животных. У контрольных животных в этом возрасте начинался период (см. рис. 3, Л), характеризовавшийся гипофункцией ядер клеточных элементов коры надпочечников (см. рис. 3,В), снижением содержания витамина С (см. рис. 3, С). Наиболее информативным при действии ПЭП являлось содержание деструктивных ядер надпочечников (см. рис. 3, £>), которое при всех экспозициях было достоверно выше, чем у контрольных особей.
Изменения морфологических показателей щитовидной железы при действии поля были как бы растянуты во времени, и отчетливая реакция, выражающаяся в гипофункции, начинала проявляться только на 55-е сутки абсолютного возраста животных (см. рис. 4), что указывает на низкий уровень зрелости данной системы у неполовозрелых животных. При этом наблюдалось резкое перераспределение соотношения фолликулов по размерам (см. рис. 4, В), выявлялось усиление процессов деструкции фолликулов (см. рис. 4, С).
Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что ПЭП указанных параметров активирует функциональную активность щитовидной железы, не вызывая изменений патологического характера.
Таким образом, при изучении действия ПЭП на эндокринные железы животных различных возрастных групп выявлено, что наиболее выраженные сдвиги морфофункционального состояния возникали у неполовозрелых животных, тогда как у стареющих реакция на воздействие была снижена. Это согласуется с результатами исследований других авторов [11, 12], показавших, что эндокринные органы как старых, так и очень молодых животных не способны адекватно реагировать на стрессорные воздействия [9].
Длительное действие ПЭП приводило к возникновению кумулятивного эффекта, проявляющегося в повышении функциональной активности щитовидной железы. Подобное стойкое повышение функциональной активности ведет к преобладанию в организме процессов катаболи-ческого характера и увеличению энерготрат, а следовательно, и к ускорению процессов старения организма, что и выявлено в надпочечных железах при длительном действии ПЭП.
Установлено, что ПЭП (50 Гц, 40 кВ/м) является биологически активным фактором как при
10-суточном, так и при более длительном действии. Показано, что величина и направленность ответной реакции зависят от возраста животных. Выявлен кумулятивный характер действия ПЭП при хроническом действии в течение 20—320сут постнатального развития жвотных.
Литература
1. Богданович Н. К.// Арх. пат, — 1974, —№ 5. — С. 53— 59.
2. Иванова Л. А., Карташев А. Г.// Гиг. и сан.— 1984.— № 2. — С. 76—78.
3. Обут Т. А., Гизатулин 3. #., Сорокин А. С и др.// Изв. Сиб. Отдел. АН СССР: Сер. биол. наук. — 1979, —№ 15, вып. 3. —С. 151 — 154.
4. Пирс Э. Гистохимия: Пер. с англ. — М., 1962.
5. Плюта В. Сравнительный многомерный анализ в экономических исследованиях: Пер. с польск. — М., 1980.
6. Попович В. М., Прохватило Е. В., Любченко С. А. // Физико-математические и биологические проблемы действия ЭМП и ионизации воздуха. — Ялта, 1975. — Т. 3.— С. 49—51.
7. Ташкэ К. Введение в количественную цито-гистологи-ческую морфологию: Пер. с рум. — Бухарест.— 1980.
8. Тихонова Г. П. Морфология надпочечной железы в период реадаптации после длительного стрессового воздействия: Дис.... канд. мед. наук. — М., 1977.
9. Фролькис В. В. Регулирование, приспособление и старение.—Л., 1970.
10. Хмельницкий О. К-. Катинас Г. С., Быков В. Л. // Арх. пат. — 1975. — № 7. — С. 71—76.
11. Эскин И. А. // Регуляция вегетативных и аномальных функций в онтогенезе. — М.; Л., 1966. — С. 71—80.
12. Эскин И. А., Михайлова Н. В.// Пробл. эндокринол.— 1960.—Л1» 3. —С. 3—8.
Поступила 23.07.87
УДК 613.644:613.681-07:612.663.53
А. А. Волков
О НЕКОТОРЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ РЕАКЦИЯХ НА ДЛИТЕЛЬНОЕ КРУГЛОСУТОЧНОЕ ШУМОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
НИИ гигиены водного транспорта, Москва
Интенсивный шум вызывает изменения различных физиологических и биохимических показателей состояния организма [4]. Вместе с тем в литературе отсутствуют сведения о влиянии длительного и круглосуточного, т. е. характерного для водного транспорта, шумового воздействия на общие и наиболее существенные свойства биологических систем, к которым в первую очередь следует отнести устойчивость организма к экстремальным внешним факторам и показатели воспроизводительной функции.
В настоящей работе изучали влияние шума с уровнем 85 дБ А при круглосуточном воздействии в течение 90 сут на показатели функционального состояния семенников крыс и на устойчивость животных к острой гипоксии. Выбор методов был обусловлен отсутствием в литературе данных о влиянии длительного шумового воздействия на показатели мужской генеративной системы, в то время как персонал водного транспорта представлен практически только мужским контингентом. Кроме того, согласно существующей гипотезе [3], общей реакцией на неблагоприятные внешние воздействия является изменение устойчивости организма к гипоксии.
Исследование выполнено на 60 беспородных белых крысах-самцах в возрасте к началу эксперимента 4 нед (с учетом 2 нед карантина). До начала эксперимента все животные были разделены на 2 равноценные группы по величине массы тела, суммационно-пороговому показателю (СПП) и показателям клеточного состава периферической крови. 1-я группа животных (опытная) находилась в условиях воздействия широкополосного шума с уровнем 85 ±1 дБ Л, созда-
ваемого генератором «белого шума» фирмы «Брюль и Къер» (Дания), круглосуточно в течение 90 сут с 1 июня по 29 августа. Животные 2-й группы содержались в соседнем помещении при шумовом фоне 50±1 дБ А (контроль).
Забой животных проводили методом декапи-тации через каждые 30 сут. Сперматозоиды получали из задней трети каудальной части придатка левого семенника путем промывания физиологическим раствором. Подвижность сперматозоидов оценивали с помощью микроскопии, выражая долю подвижных клеток относительно их общего числа в условных единицах от 0 до 10. Определяли также время подвижности сперматозоидов в физиологическом растворе при температуре 37 °С и их кислотную устойчивость по минимальному значению рН, при котором сперматозоиды еще сохраняли видимую подвижность.
В гомогенате правых семенников, полученных от 7—9 животных, определяли активность лак-татдегидрогеназы (ЛДГ), пируватдегидрогеназы (ПДГ), изоцитратдегидрогеназы (ИЦДГ), сук-цинатдегидрогеназы (СДГ), а-кетоглутаратде-гидрогеназы (КДГ), содержание общего белка, холестерина, глюкозы, восстановленной и окисленной фракций аскорбиновой кислоты. Определение биохимических показателей выполняли на полуавтоматическом анализаторе фирмы «Гиль-фо'рд» модель 3500 (США) с использованием стандартных реактивов.
В конце эксперимента на 8 животных каждой группы ставили пробу с острой гипоксической гипоксией: крыс помещали под стеклянный колпак, под которым создавали разрежение с р02, равным 31,6 ГПа. Регистрировали время наступле-
