CC BY
7
УДК «13-07:612.«1-085.2
Кандидаты бнол. наук С. Д. Ковтун и Н. В. Кокшарева
ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО НЕРВА И МИОНЕВРАЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ КАК КРИТЕРИЙ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОМ НОРМИРОВАНИИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Всесоюзный научно-исследовательский институт гигиены и токсикологии пестицидов, полимерных и пластических масс, Киев
Многие химические вещества, используемые в сельском хозяйстве и быту, могут поражать центральную и периферическую нервную систему, поэтому выявление их влияния, а также количественная оценка степени нейротоксического действия играют важную роль при определении гигиенической характеристики новых соединений. Изучение природы нейротоксических изменений — одно из необходимых условий при гигиеническом нормирований химических веществ в объектах окружающей среды, поскольку нарушение функции нервной системы часто является наиболее ранним и по нему устанавливают пороги острого и хронического действия веществ. Особое место занимает оценка так называемой замедленной нейротоксичности (термин ВОЗ). Вещества, оказывающие паралитическое действие, связанное с демнэлинизацией, не должны внедряться в народное хозяйство.
В настоящее время функциональное состояние /периферического нерва и нервно-мышечного соединения в токсикологической практике обычно изучается на наркотизированных животных при операционном вмешательстве (С. Д. Ковтун и Н. В. Кокшарева; Н. В. Кокшарева), что не позволяет проследить динамику эффекта исследуемых препаратов в опытах с длительным многократным введением веществ на одних и тех же животных in vivo. При этом следует учитывать возможность взаимодействия вводимого вещества и наркоза.
Нами р&зработан доступный информативный электрофнзиологический подход, позволяющий объективно выявлять нейротоксическое воздействие химических веществ в опытах на белых крысах. К стандартному домику для иммобилизации крыс, мы сконструировали приспособление для фиксации хвоста, которое позволяет отводить от вентрального нерва и сегментарной мышцы электрические реакции in vivo в хронических, подострых и острых опытах на одних и тех же животных.
Как видно из рис. 1, в области отверстия для хвоста крысы крепится конусообразная плексигласовая планка длиной 160 мм, высотой 10 мм, шириной проксимальной части 10 мм, дистальной — 4 ním. Для ограничения движения хвоста в дистальной части приклеиваются 2 плексигласовые верти-
^альные пластинки толщиной 2 мм. Кроме того, ггальная часть хвоста фиксируется металлическими скобами (1, 2, 3), которые могут быть установлены в зависимости от условий отведения электрических реакций. Электроды отводящие (Э0), раз-
дражающне (Эр,, Эр4) и электрод заземления (3) изготовлены из нержавеющей стали и имеют диаметр 0,3 мм. Такие электроды при вкалывании не вызывают существенного повреждения тканей хвоста. Электроды соединяются с осциллографом и стимулятором через коммутатор (К), сделанный для этой цели. Это позволяет сочетать стимуляцию, отведение и точку заземления в различных ситуациях. Регистрация потенциалов действия (ПД) латеральных сегментарных мышц осуществляется низкочастотным катодным осциллографом (0). Процессы с экрана фотографируются рекордером как при ждущей, так и при непрерывной разверстое. Для раздражения используется трехканальный стимулятор, который позволяет воспроизводить в различных комбинациях одиночные и ритмичные стимулы как по времени, так и по амплитуде. Функциональное состояние периферического нерва и нервно-мышечной передачи оценивается in vivo по параметрам скорости распространения возбуждения (СРВ), относительной и абсолютной реф-рактерности нерва и лабильности нервно-мышеч-ного проведения.
СРВ определяется по разности латентных периодов двух ПД, вызванных в латеральной мышце при раздражении вентрального нерва. Как видно из рис. 1, Эр, и Эр2 вкалываются в область вентрального хвостового нерва крысы в средней и проксимальной частях хвоста на расстоянии 50—60 мм
Рис. 1. Домик для иммооилнзацин крысы с приспособлением для фиксация хвоста. Сх — первый канал электронного стимулятора. С, — второй канал. Остальные обозначения в тексте.
Рис. 2. ПД сегментарной латеральной мышцы хвоста крысы при раздражении вентрального нерва.
Л — при раздражении через Эр1: Б — при раздражении через Эр., горизонтальная сторона одной клетки соответствует 1 мс.
друг от друга. Э0 вкалываются дистально на расстоянии 30 — 40 мм от Эр,. СРВ, выраженная в метрах в 1 с, рассчитывается по фор-
Б с
муле: где 6 — расстояние между раздражающими электродами (в м); Т — разность латентных периодов (в с). Как видно из рис. 2, разница между латентными периодами ПД составляет 0,001 с, расстояние между раздражающими электродами в данном случае 50 мм, следовательно, СРВ будет: 0,05-1000 _ 0,001-1000 ~~ м/с-
Относительная и абсолютная рефрактерность нерва определяется по амплитуде сегментарной латеральной мышцы хвоста крысы. ПД вызываются парными максимальными стимулами (кондиционирующим и тестирующим), которые посылаются через одни и те же электроды (Эр2) с различными интервалами времени. На рис. 3, А, видно, что в абсолютную рефрактерную фазу нервный импульс попадает при сближении ПД на интервал 1 мс. В этом случае при увеличении максимального раздражения тестирующий импульс не возникает даже при супрамаксимальном раздражении. Относительная рефрактерная фаза наступает при
Рис. 3. Изменение амплитуды тестирующего ПД в абсолютную и относительную рефрактерную фазы. А, — при интервале между парными стимулами 3 мс амплитуда тестирующего Г1Д не изменяется. А, — при интервале между 11Д I мс даже на супрамакснмальный тестирующий импульс ПД не возникает (абсолютная рефрактерная фаза нерва). Калибровка времени I мс: Б, — при интервале между стимулами 15 мс амплитуда тестирующего ПД не изменяется. В, — при интервале между раздражениями 2'/i мс тестирующее раздражение снижается на 10% (относительная рефрактерная фаза нерва). Кали ровкн времени 2 мс.
интервале, когда амплитуда тестирующего импульса на максимальное раздражение начинает снижаться (рис. 3, Б2). В среднем это время составляет 2,4—3,5 мс.
Функциональное состояние нервно-мышечного соединения при воздействии различных веществ определяется по способности мышцы воспроизводить ритмические возбуждения (30—400 Гц) и изменению амплитуды ПД как на одиночную, так и\ на ритмическую стимуляцию. Методика отведения^ ПД такая же, как и при определении рефрактерно-сти нерва.
Таким образом, предложенный методический подход дает возможность изучать нервные процессы на периферическом нерве и нервно-мышечном соединении крыс in vivo в хроническом подостром и остром опытах на одних и тех же животных, что значительно повышает достоверность полученных экспериментальных данных, сокращает время снятия показателей и число подопытных животных. Вместе с тем данная методика позволяет оценить критерий вредного воздействия веществ при их длительном поступлении в организм: выявлять локализацию поражения, ранние процессы аксональ-ной дегенерации или демиелинизирующие расстройства нервных волокон, изменение ионной проницаемости на мембране двигательных аксонов, нарушение мионевральной передачи.
ЛИТЕРАТУРА
Ковтун С. Д., Кокшарева Н. В. — Бюлл. экспер. биол., Кокшарева Н. В. — В кн.: Фармакология и токсикология. 1974, № 1, с. 25—27. Киев, 1975, вып. 10, с. 129—132.
Поступила 26/V11 1979 Т.
\
* >Г
