Карагандинский Государственный Университет им. Е.А.Букетова 1
Национальный Центр Гигиены труда и профессиональных заболеваний МЗ РК2

В данном исследовании определялось состояние окислительного метаболизма в ткани легких у крыс при кратковременном и длительном введении полиметаллической пыли г.Балхаш.
Введение
Некоторые ткани в силу своей функциональной метаболической активности обладают чувствительностью к состоянию окислительного стресса, что связано с высокой потенциальной мощностью прооксидантной системы и низкой буферной ёмкостью антиоксидантной защиты (АОЗ). К таким тканям относятся мозг, сетчатка, легкие [1,2]. Окислительный метаболизм имеет особое значение для функционирования системы органов дыхания, так как легкие представляют собой наиболее крупную биологическую мембрану организма, внешняя поверхность которой постоянно контактирует с кислородом, а также с такими активаторами ПОЛ как озон, двуокись азота [3,4,]. Легкие - орган с чрезвычайно высоким уровнем метаболизма липидов, функция которых может определять как режим адаптации ткани, так и устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов [5,6].
По мнению многих авторов, в основе политропного действия промышленной пыли на организм лежит проникновение мелкодисперсных частиц в общий кровоток через стенки легочных вен, вокруг которых они откладываются в большом количестве и постепенно продвигаются до эндотелия сосудов. Кроме того, наблюдаются случаи гематогенного метастазирования пылевых частиц во внутренние органы из распавшихся пневмокониотических очажков [7,8,9,10].
Интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ) в клетках, в том числе клетках бронхо-легочной системы, определеляется деятельностью систем, генерирующих свободные радикалы, с одной стороны, а также ферментной и неферментной составлющими систем антиокислительной защиты – с другой. Их совокупность расматривается как один из важнейших регуляторных механизмов как в норме, так и при патологии. Адекватность защиты обеспечивается согласованностью действия всех звенъев этой сложной системы [11,12].
Существенную помощь в уточнении неблагоприятного воздействия городской пыли на организм на уровне реально действующей нагрузки может оказать изучение окислительного метаболизма как универсального механизма повреждающего эффекта. Процессы окислительного метаболизма в физиологических условиях активно участвуют в функционировании клеточных мембран и адаптационно-приспособительных возможностях организма к различным экстремальным воздействиям. Вместе с тем, ведущее значение в патогенезе воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды на организм имеет образование свободных радикалов с их способностью вызывать окислительную модификацию биомолекул, степень выраженности которой зависит от интенсивности генерации оксида азота (N0), активных форм кислорода (АФК) и состояния антиоксидантной защиты[13].
С целью апробации прогностически значимых критериев раннего выявления метаболических изменений было проведено изучение ряда показателей окислительного метаболизма в гомогенатах легких экспериментальных животных, подвергнутых воздействию полиметаллической пыли г.Балхаш.

Материалы и методы
Экспериментальные исследования выполнены на белых беспородных крысах - самцах с массой тела в среднем 200-250г, содержавшихся в стандартных условиях вивария со свободным доступом к пище и воде. Животные были подразделены на 4 группы. В первой группе лабораторным животным однократно интратрахеально вводили полиметаллическую пыль г. Балхаш в дозе 50 мг\мл. Во второй группе затравка производилась ингаляционно в течение 70 дней в дозе 0,05 мг/м3 (доза соответствующая ПДК для населеннных мест); в третьей группе затравка животных производилась 4 месяца (по 0,05 мг/м3). Четвертая группа – контрольная. Животные подвергались ингаляционному запылению в затравочной камере [14]. Ингаляционная затравка производилась по 4 часа в день в течение 5 дней в неделю. Определение уровня продуктов ПОЛ (диеновые коньюгаты - ДК, кетадиеновые коньюгаты - КД, суммарные первичные продукты – СПП, суммарные вторичные продукты – СВП ) осуществлялось по методу Волчегорского И.А. и др. , активность каталазы по методу Королюк М.А. и др., уровень оксида азота по методу Голикова П.П. [15,16,17]. Оценка достоверности полученных данных осуществлялась с применением параметрического t- критерия Стьюдента [18].
Результаты и обсуждение
При однократном интратрахеальном введении лабораторным животным пыли в дозе 50 мг/мл обнаружена, тенденция к увеличению диеновых коньюгатов и суммарных вторичных продуктов в гомогенатах легких. Наряду с этим, нами выявлено достоверное снижение уровня оксида азота и каталазы. Так уровень оксида азота понизился в 2 раза по сравнению с контролем, а уровень активности фермента каталазы понизился в 3,3 раза (табл.1).

Таблица 1.  Показатели окислительного метаболизма в гомогенатах легких  у крыс при воздействии городской пыли г. Балхаша

 

Показатели	Группы животных
	Контроль	1-группа	2-группа	3-группа
ДК усл.ед	2,83± 0,12	3,58±0,05	2,6±0,0 9	3,39±0, 2
КД усл.ед	0,80± 0,04	0,75±0,01	0,5±0,08	0,80±0, 04
СПП усл.ед	0,67± 0,01	0,65±0,02	1,36±0, 045*	0,71±0, 014
СВП усл.ед	0,1 9± 0,013	0,22±0,08	0,26±0, 04	0,13+0, 008
Каталаза мк /мл	6,87±1,53	2,03±0,05**	20,01±0,98**	47,9±0,98***
N0 мкмоль/л	4,67±0,6	2,07±0,27*	5,06±0,44	4,86±0,44

Примечание: *- р<0,05 **-р<0,01  ***-р<0,001 

Полученные результаты позволяют предположить, что при однократном воздействии пыли в дозе значительно превышающей ПДК наблюдалось лишь незначительное увеличение продуктов ПОЛ, но при этом наблюдалось достоверное снижение каталазы, характеризующей состояние антиоксидантной системы. В то же время снижение уровня оксида азота с точки зрения теории адаптации соответствует стадии напряжения адаптационных возможностей организма.
Молекула оксида азота играет важную регуляторную роль в качестве медиаторного звена и выступает как неферментативное звено защиты. Увели¬чение продукции оксида азота соответствует стадии мобилизации адаптивных процессов в результате воздействия пылевого фактора, а уменьшение - стадии напряжения в результате развития чрезмерной стресс-реакции. О вероятном напряжении адаптационных возможностей организма свидетельствуют также изменения в системе ПОЛ-АОЗ [13].
При ингаляционном воздействии пыли в течение 70 дней в дозе 0,05 мг/м3 нами выявлено увеличение суммарных первичных продуктов перекисного окисления липидов в 2 раза, суммарных вторичных продуктов перекисного окисления липидов в 1,3 раза по сравнению с контролем. Существенный рост СВП иСПП липоперекисного окисления свидетельствует о том, что кроме ДК и КД происходит образование и других катоболитов, что может существенно ограничивать клеточные механизмы адаптации. Уровень каталазы увеличился в 3 раза по сравнению с контролем, а оксид азота имел тенденцию к повышению.
По литературным данным длительное поступление полиметаллической пыли в организм вызывает активацию мак¬рофагов и процессов фагоцитоза, приводит к усиленному образованию АФК. Увеличение продуктов КД, ДК и высокая активность каталазы связаны с напряжением адаптационных возможностей на уровне целостного организма. Повышение активности каталазы свидетельствует о вероятном изменении состояния тканевых мембран легких под воздействием вредных веществ, находящихся в исследуемой пыли.
При ингаляционном воздействии пыли в течение 4 месяцев в дозе 0,05 мг/м3 имело тенденцию к увеличению количество ДК и СВП. Вместо с тем, уровень основного антиоксидантного фермента каталазы увеличился в 7 раз.
При длительном введении пыли по видимому активизировались помимо ПОЛ и адаптивные системы организма. Отмеченные изменения в ткани легких могут рассматриваться как отражение хронической интоксикации при длительном воздействии малых концентрации пыли. В механизме развития адаптированных и компенсаторных сдвигов на структурном и метаболическом уровне и перехода обратимых метаболических изменений в стойкие нарушения существенная роль принадлежит генерации оксида азота и продуктов перекисного окисления липидов. Интенсификация процессов окислительной деструкции липидов, белков, нуклеиновых кислот является причиной поражения тканей легких.

 

 

Список литературы:
1. Милишникова В.В., Монаненкова А.М. и др. // Мед. труда и пром. экология.-1995.-№5.-с.30-33
2. Федоров Т.Н., Болдырев А.А., Ганнушкина И.В. // Биохимия.-1999.-Т.64.В. 1. с.94-98
3. Величковский В.Т. // Пульмонология.-1995.-№5.-с.1-8.
4. Кирьянов В.А. и др. // Мед.труда и пром. экология.-20004.-№4.-с.22-26
5. Нестеров Ю.В., Теплый Д.М. // Биомедицинская химия.-2003.-Т.49. -№5.-с.456-462
6. Мотовкин П.А., Гельцер Б.Н. Клинические и экспериментальная патофизиология легких // М.Наука, 1998.
7. Капцов В.А., Суворов С.В., Панкова В.Д., Ратнер Е.М. // Гигиена и санитария.-1997.-№3.-с.15-19
8. Сердюковская Г.Н., Чурьянова М.И. // ВРАМН.-1995. №7.-с.59-64
9. Погуева Л.П., Барков Л.В. и др. // Гиг. и санитария.-1990.-№3.-с.24-26
10. Величковский Б.Т., Фишман Б.Б. // Гигиена и санитария.-2000.-№3.-с.25-28
11. Меньшикова Е.Б., Зенков Н.К. // Усп. совр. биол..-1993.-Т.113. Вып.4.-с.442-445
12. Муравлева Л.Е., Айтпаев Б.К. // Медицина и экология.-1997.-№1.-с.147-151
13. Величковский Б.Т. // Вестн.РАМН.-2001.-№6.- 45-51б.
14. А.С. №939016 ткн А61 м 11/02 СССР Устройства для распыления порошков // Бурханов А.И., Агапкин В.Н., опуб. Бюлл. №24, 1982.-2 б.
15. Волчегорский И.А., Налимов А.Г. и др. //Вопр. мед.химии.-1989.-№1.-с.127-131
16. Корлюк М.А. и др. //Лаб.дело.-1988.-№1.-с.16-18
17. Голиков П.П., Николаева Н.Ю., Гавриленко И.А. и др // Пат.Физ.-2000.-№2.-с.6-9
18. Лакин Г.Ф. Биометрия. М: Высшая школа, 1990.-351с