CC BY
8
УДК «14.73:546.11.02.31-07:616-008.921.1.02.3-074
М. И. Балонов, Т. В. Жеско
СОДЕРЖАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИ СВЯЗАННОГО В ОРГАНАХ И ТКАНЯХ КРЫС
Ленинградский НИИ радиационной гигиены
ТРИТИЯ
В СССР для научных целей ежегодно выпускается в обращение десятки кюри меченных тритием аминокислот, ■з пнх в наибольших количествах 3Н-глицин, аланин, лейцин, метионин. Некоторая доля этой активности неизбежно поглощается работающими. Кроме того, в окружающей среде природный и антропогенный тритий включается в водородсодержащие молекулы, в том числе белка и аминокислоты, поступающие в организм человека с пищей. Между тем токсикология 3Н-аминокислот по существу не изучена.
В настоящей работе для целей радиационно-гигиени-ческого нормирования изучены закономерности усвоения ■ удержания тканями млекопитающих (крыс) 6 аминокислот, меченных тритием, в зависимости от их химической формы, стереонзомера, пути поступления в орга-яизм.
Тритиевые аминокислоты, попавшие внутрь организма, включаются в биосинтез белков и накапливаются в тканях в связанном виде. В то же время часть меченых молекул подвергается ферментативным превращениям и деградации. В последнем случае тритиевая метка, как правило, оказывается в форме свободной окиси (ТНО) в составе воды тела. Для расчета доз и нормативов необходимы сведения о содержании в тканях связанной и лабильной форм нуклида раздельно (В. Ф. Журавлев).
Эксперименты проводили на самцах белых беспородных крыс массой 300—400 г, которым вводили меченные тритием аминокислоты в физиологическом растворе из расчета 0,5—1,0 мкКи на 1 г массы тела. Изучали обмен О, Ь-аланина-2,3-3Н 2, глицина-23На, Э, 1^-лсйцина-23Н2, О, Сметнойина-23Н. с удельной активностью от 0,1 до 40 Ки/ммоль производства фирмы «Изотоп», а также лизина-63Н2 и Ь-тирозина-3,5 3Н3 производства венгерской фирмы «Меднмпекс». Для исследования динамики удержания связанного трития в органах и тканях крыс растворы меченых аминокислот либо тритиевой воды ТНО (для сравнения) вводили внутрибрюшинно. Через 1, 3, 6, 10, 15, 22, 30 и 45 сут по 3 крысы забивали декапи-тацией под эфирным наркозом.
Для определения зависимости степени связывания трития в тканях от путей введения аминокислот метку вводили внутрибрюшинно, внутривенно и перорально, а также паносили на освобожденную от шерсти кожу спины животных. Через 6 ч кожу дезактивировали мыльным раствором. В этих опытах животных забивали через 1 сут после введения метки.
Отдельно осуществляли сравнение уровней включения трития в ткани крыс после внутрибрюшинного введения О- или Ь- или Э, 1>-изомеров 3Н-лейцина. Животных забивали также через 1 сут после введения изотопа.
Для радиометрии отбирали пробы сыворотки крови, мочи, печени, почек, селезенки, костного мозга, семенников, легких, тонкой кишки мышц. Совпадение с точностью до 10% концентрации трития в пробах мочи и сыворотки крови принимали за концентрацию ТНО в воде тела. Для определения связанного трития на фоне тритиевой воды навески тканей по 0,1 г двукратно сушили в вакууме при 40 °С по 4—6 ч. Между этими процедурами экстрагировали остаточный лабильный тритий в течение 20 ч в 1 мл 70% раствора этанола в воде. Обработанные таким образом пробы растворяли в течение 3—6 ч в 0,2 мл 50% НЫ03 при 120 °С и переводили в жидкий сцинтнл-лятор на основе дкоксанл (ЖС-8).
Активность трития в пробах измеряли на жидкостном сцинтилляционном счетчике 81.-4000 фирмы «1п1ег1ееЬ-шцис* с использованием внутреннего и внешнего стан-
дартов. Практическая чувствительность методики определения связанного трития в т-анях 2 мкКи/г.
Наглядным показателем, характеризующим особен-^ ности поведения тритиевых аминокислот в организме животных, является степень связывания метки в отдельных органах и тканях через 1 сут после ее введения (табл. 1).
Из табл. I видно, что количество связанной метки в тканях крыс после введения им тритиевых аминокислот существенно выше, чем после введения ТНО. Аминокислоты в табл. 1 расположены в порядке возрастания уровня связывания метки: от D, L-аланина до особо незаменимой аминокислоты — L-лизина. Близки уровни связывания таких аминокислот, как D, L-лейцнн, D, L-метионин и глицин.
Распределение связанного трития по органам и тканям млекопитающих зависит от интенсивности белкового обмена в них. Согласно данным Schulze и соавт., в наибольших количествах метка включается в клетки, секре-гирующие белок: эпителий поджелудочной и слюнной желез, в 2—4 раза ниже включение в кишечные крипты, эпителий печени н почек, еще на порядок меньше мече-ние клеток мышц и соединительной ткани. В соответствии с этими представлениями находятся и полученные нами данные (см. табл. 1).
В табл. 2 представлены интегральные характеристики основных процессов метаболизма тритиевых аминокислот в течение 1 сут: оценки общего количества метки, связанной в тканях тела и деградировавшей до окиси (в процентах от введенной активности нуклида).
Широкий диапазон долей связанного трития, вычисленных с учетом массы органов и тканей (Р. А. Бесядов-ский и соавт.), отражает вариабельность процесса связывания, обнаруженную в повторных опытах.
Известно (А. Майстер), что организм млекопитающих неодинаково усваивает изомерные D- и L-формы аминокислот. Усвоение многих аминокислот в D-форме происходит лишь по мере превращения D-аминокислоты в L-изо-мер. Промышленностью изготовляются меченые амино-
Таблица 1
Удельная активность связанного трития (в мкКи/r) после внутрибрюшинного введения крысам 1 мкКи/г ^-аминокислот или ТНО
1
Объект исследования ТНО • I «и n rt л - • с* -4 • «I _]. ас L-метио-и-2'Н X см а я Э X 2"? X о X к п X
dl о§ OB Ч U j
Печень 0,016 0,08 0,24 0,35 0,17 1,00 2,60
Почки 0,011 0,30 0,30 0,36 0,49 1,40 —
Селезенка 0,009 0,10 0,18 0,27 0,31 1,00 2,40
Костный мозг 0,030 0,18 0,29 0,55 0,60 2,40 4,00
Семенники 0,008 0,03 0,05 0,04 0,10 0,30 0,76
Легкие 0,013 0,05 0,12 0,19 0,28 0,66 1,60
Мышцы 0,005 0,02 0,07 0,06 0,13 — —
Тонкая кишка 0,012 0.12 0,24 0,35 0,33 1,05 2,80
Примечание. При введении 3Н-аминокислот определение производили через 1 сут, при введении ТНО — через 3 сут.
— 7G —
Таблица 2
Соотношение (в %) органически связанного и окисного трития в теле крысы через I сут после введения метки
. "г" I о X
Фракция вуклида ТНО 1 Д. Ят ч т пе - н = |х»х ~ с;« 2я X X я
а'В X
£о за" .51 -1
Органически
Р связанный
тритий 0,5-0,7 2—3 6—12 25-40 50-80
ТНО в воде те-
ла 95 90 80 40 10
Выведено с мо-
чой 5 6 2-8 20 10
кислоты как в киле отдельных изомеров, так и их рацемической смеси. Результаты опыта показали, что усвоение .рИ|Ия в тканях при поступлении в организм Ь-лейци-на-2,33Н вдвое выше, чем при введении Э-изомера этой аминокислоты. В воде тела обнаружено обратное отношение концентраций трития. В рацемической смеси (О, Ь-лейцин-2,3 3Н) эти показатели имеют промежуточное значение.
Опыты, в которых О, Ь-лейцин-'Н и Э, Ь-метионин-3Н вводили животным внутрибрюшинно, внутривенно или зондом в желудок, показали, что уровни связывания трития в тканях животных почти не зависят от пути введения 3Н-аминокислот. При нанесении растворов аминокислот на кожу спины крыс сроком на 6 ч в кровь всасывается 0,5% 3Н-лейцина и 1,5%3Н-ме1ионина, а в лоскуте кожи через 1 сут сохраняется 0,2% нанесенной активности.
Выведение основной массы окиси трития из организма крысы происходит по экспоненте с периодом полувыведения около 41/, сут независимо от того, введена ли животному одна из тритиевых аминокислот или собственно тритисвая вода. Наоборот, функции удержания связанного трития при введении ТНО и •'Н-амннокислот качественно различны (см. рисунок). Для тритиевой воды характерен длительный процесс включения трития в устойчивые связи, чем объясняется наличие на кривой участка накопления в течение 3—6 сут. Благодаря высокой скорости динамического обмена между белками тканей и фондом свободных аминокислот связывание меченых аминокислот в организме протекает около 1 ч (Вогвоок Н., Мшзкй М.). В дальнейшем содержание связанной метки в тканях монотонно убывает. Этот процесс
О 5 ' 'Ю 15 т Я 30
Удельная активность окиси трития в воде тела (/) и связанного трития в печени крыс после введения I мкКи/г 3Н-глицина (2), 3Н-аланина (■?) и ТНО (4).
По оси абсцисс — время (в сут): по оси ординат — удельная активность (в ыкКи/г).
преимущественно аппроксимируется двухэкспоненциаль-ными кривыми, параметры которых представлены в табл. 3. Видно наличие быстрой и медленной компонент выведения трития для большинства органов с периодами полувы. ведения Т,/2 от 0,7 до 2 сут и Т"^, от 7 до 15 сут, что можно объяснить разной скоростью обновления различных видов белков. Мтэ^ и Уеппаг! установили, что быстрее всего из клеток удаляется метка в составе ферментов и гормонов пептидного строения. Так, 96% начального количества 3'$-метионина покидает поджелудочную железу крысы с периодом полувыведения 1 ч. Быстрые компоненты выведения с периодом менее 5 ч отмечены также в печени, почках, двенадцатиперстной кишке. Более медленное выведение обусловлено катаболизмом транспортных, структурных и других видов белков. Анализ данных табл. 3 показал также, что периоды полувыведе-
Таблица 3
Параметры экспонент удержания связанного трития в тканях крысы после введения 1 мкКи/г 3Н-аминокислот или ТНО
ТНО Ц, Ь-аланнн-'Н О. Ь-лсЛции-2"Н Глицин- 2»Н
Объект Л?
исследования экспоненты концентра- ТI /о. с\гг концентра- т1/2- концентра- Т, /о, сут концентра- т1/2>
ции, мкКи/г 1 / ¿% ' ция. мкКи/г сут ция, ыкКи/г 1 / Л» ' ция, мкКи/г сут
Печень 1 0,03 2 0,2 2 0,2 1.5
2 0,02 8.5 0,06 7 0,06 10,5 0,1 8.5
Почки 1 — — 0,15 2 0.3 1,7 0,5 1,5
2 0,015 10 0,15 8,5 0,07 12 0,2 10.5
Селезенка 1 — — 0.1 1.2 0.15 1,5 0,6 0.7
2 0.01 11 0,06 9,0 0,05 11 0,2 9.5
Костный 1 — — 0.25 1.0 0,6 1.0 1, 1
мозг 2 0,03 7 0,05 7.0 0,03 7,0 0,15 9
Семенники 1 _ — — — — — 0,07 2
2 0,01 13 0,03 16 0,05 15 0,07 14
Мышцы _ 0,005 23 0,02 24 0,07 15 0,15 19
Вода тела — 1,5 4.5, 1.4 4,5 1,2 4,5 1,2 4.5
пня связанного трития специфичны для отдельных тканей и мало зависят от вида меченой аминокислоты. Общность процессов белкового обмена тканей позволяет полагать, что периоды, установленные в опытах с тремя аН-амино-кислотами, могут служить для расчета доз облучения прочими соединениями этого класса.
Выводы. I. От 2 до 80% трития, поступившего в организм крыс в форме аминокислот, связывается с органическими веществами тканей. Наибольший уровень связывания характерен для 1^-лизина-:,Н, наименьший — для И, [^-аланина^Н. Связывание ^изомера лейцина-3Н вдвое выше, чем Р-изомера.
2. Содержание трития в тканях одинаково при введении меченых аминокислот в брюшную полость, вену или зондом в желудок. Через кожу всасывается около 1% нанесенной на нее активности.
3. Функции удержания связанного трития в тканях состоят из двух экспонент, реже нз одной. Длительность
удержания ^-аминокислот значительно выше, чем икиси трития, что обусловливает повышенную тканевую дозу. Особенности метаболизма тритиевых аминокислот необходимо учитывать при обосновании радиационно-^игне-нических нормативов.
Литература. Бесядовский Р. А., Иванов К■ В., Ко-зюра А. К. Справочное руководство для радиобиологов. М., 1978.
Журавлев В. Ф. — Мед. радиол., 1981, №6, с. 67- 70. Майстер А. Биохимия аминокислот. М., 1961. Borsook И. et al. — J. biol. Chem., 1950, v. 187, p. «39, Minski M.. Vennart J. — Hlth Phys., 1971, v 20, p. I.* Schultze B. et al. — In: The Use of Radioautography in Investigating Protein Synthesis. New York 1965, p. 107.
Поступила 21.12.82
УДК 371.71
И. Г. Сивков, А. В. Куц, В. И. Сивков
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЖИМА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ ЧЕТВЕРТЫХ КЛАССОВ
Пермскнн педагогический институт
Для учащихся всех возрастов, в том числе четвероклассников, гигиенистами рекомендован типовой режим дня (М. В. Антропова, 1982). Рекомендации по соблюдению гигиенически обоснованного режима находят отражение в различных инструкциях, санитарных правилах и правилах внутреннего распорядка детских учреждений. Гигиенические нормативы, касающиеся режима дня, в частности продолжительность сна, время для выполнения домашних заданий и др., периодически приводятся в научно-популярной i: саинтарно-просветительной литературе (в статьях, памятках, брошюрах).
Одако выполнение этих рекомендаций и нормативов, в частности типового режима дня, зависит от ряда причин, в том числе и от того, насколько серьезно к соблюдению режима относятся учащиеся, родители и педагоги. К сожалению, некоторые школьники допускают существенные отступления от гигиенических норм режима дня.
В связи с изложенным нам предстоя-то дать гигиеническую оценку режима дня учащихся 4-х классов в одной из школ Перми. Исследования проводили путем анкетиро-'' вания на протяжении недели осенью (в октябре) и весной (в апреле). После обстоятельного инструктажа учащиеся заполняли анкету самостоятельно или с участием родителей. Под наблюдением находились 2 параллельных класса. В разные сезоны было роздано по 150 —280 анкет. Оказались пригодным для анализа 80 92%.
Одним из важнейших компонентов режима, обеспечивающих удовлетворение физиологических потребностей организма,является сон. Для четвероклассников нормой считается I01 , ч в сутки (М. В. Антропова, 1970). По нашим данным, нормальный по продолжительности сон был осенью только у 26%, а весной у 24,5% обследованных. Соответственно продленный на 1—V, ч сон был у 7,5 и 4,4% учащихся. Следовательно, благоприятные дангые в осенний период содержались в 33,5% анкет, в весенний — в 28.9%. Осенью в 4,3% анкет указывалось, что дети спали по 12 ч и более в сутки. Весной таких случаев не отмечено.
По данным М. В. Антроповой (1970), v де1ей даже более старшего возраста недосыпание по l"/t—2 ч в сутки неминуемо снижает работоспособность на 30%. А еще больший дефицит сна приводит к тому, что буквально через 2 ч от начала занятий в первую смену учащиеся практически становятся неработоспособными. Нами это отмечено осенью в 21,7%, весной в 19,7% наблюдений.
Заметные сезонные различия продолжительности сна обнаружены у школьников, которые ежедневно недосыпали I ч. осенью нх было 16%, весной — 29,2%. Полчаса недосыпали осенью 22,5%, весной 22,2% учащихся. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что осенью было больше крайних ситуаций, когда сон был или чрезмерно сокращен или, наоборот, продлен. К весне эти явления сглаживались, и данные в анкетах оказывались более однородными.
Важной составной частью режима дня школьников является время, затрачиваемое на выполнение домашних заданий; в норме для четвероклассников оно равно
1—2 ч. Осенью это соблюдалось 47,5%, а весной — 47,3% учащихся, т. е. только около половины соблюдали гигиенические рекомендации. Что же касается остальных, то осенью 1.4% а весной 2,5°« выполняли домашние задания дольше 2 ч. В течение 3 ч и более над заданиями никто из опрошенных не работал ни осенью, ни весной.
Изложенное может навести на мысль, что с объемом домашней учебной нагрузки дело обстоит благополучно, что он посилен, тем более что очень многие учеиики (осенью 14,1%, весной 10,2%) тратили на выполнение домашних заданий от 15 до 45 мин. Однако это позволяет усомцнться в том, что дети выполняли задания полностью. Не исключено, что они прекращали работу в силу некой «отрешенности от учебы» или от непосильной нагрузки. Тем более что в 37% случаев осенью и в 40% весной в анкетах откровенно указывалось, что домашние задания не выполнялись. Вряд ли действительно детям во всех случаях на дом ничего не задавали. Полученные данные свидетельствуют о неупорядоченности объема домашних заданий.
Третьей изученной нами составной частью режима дня было время пребывания детей на свежем воздухе (не считая дороги в школу и обратно). Гигиенисты рекомендуют находиться на свежем воздухе (на улице) не менее
2—.З'/j ч ежедневно. Это, по нашим данным, осенью соблюдали только 28%, н весной — 30,9% учащихся. Случаев, когда пребывание на улице не превышало 1'/, ч, осенью отмечено 22,5%, весной — 17,3%, Не более 1 ч были на улице соответственно 8,5 и 3,4%. Выходили на улицу на 15—30 мин осенью 6,1%, весной 5,7% детей. Число случаев, когда учащиеся вообще не выходили из помещения (дорога в школу, на которую затрачивалось не более 14 мин, не учитывалось), осенью было 34,9%,
