Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 13
1.1. Краткая характеристика влияния гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) и других производных феноксиуксусной кислоты на организм человека и животных 13
1.2. Влияние гербицида аминной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на нервную систему 16
1.3. Влияние гербицида аминной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на систему крови 18
1.4. Обоснование выбора метода омегаметрии для оценки функционального состояния организма в условиях интоксикации гербицидом 2,4-ДА 22
2. Материал и методы исследования 43
2.1. Материал исследования 43
2.2. Методы исследования 49
2.3. Статистическая обработка экспериментального материала~51
3. Собственные данные исследований экспериментальных животных 53
3.1. Характеристика проявлений интоксикации у крыс, получавших разные дозы гербицида 2,4-ДА 53
3.2. Результаты исследования омега-потенциала головного мозга у экспериментальных животных, получавших различные дозы гербицида 2,4-ДА 56
3.3. Изменения некоторых показателей периферической крови у экспериментальных животных при интоксикации гербицидом 2,4-ДА в различных дозах 66
3.4. Взаимосвязь средних значений омега-потенциала и некоторых показателей периферической крови у крыс, получавших различные дозы гербицида 2,4-ДА 85
4. Собственные данные исследований рабочих, занятых на производстве гербицида 2,4-ДА 91
4.1. Характеристика условий труда и структура заболеваемости у рабочих производства хлорорганических соединений 91
4.2. Результаты исследования омега-потенциала головного мозга у рабочих, занятых на производстве гербицида 2,4-ДА 98
4.3. Сравнительный анализ показателей периферической крови и их взаимосвязь со средними значениями омега-потенциала головного мозга у рабочих, занятых и не занятых на производстве гербицида 2,4-ДА 109
5. Обсуждение полученных результатов 113
Выводы 133
Практические рекомендации 135
Список литературы 136
- Краткая характеристика влияния гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) и других производных феноксиуксусной кислоты на организм человека и животных
- Влияние гербицида аминной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на систему крови
- Результаты исследования омега-потенциала головного мозга у экспериментальных животных, получавших различные дозы гербицида 2,4-ДА
- Характеристика условий труда и структура заболеваемости у рабочих производства хлорорганических соединений
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. Одним из наиболее приоритетных направлений современной науки является изучение неблагоприятного воздействия на биологические системы использующихся в народном хозяйстве гербицидов. Соединения 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) занимают одно из первых мест среди других гербицидов, производящихся и применяющихся в сельском хозяйстве России. Данные соединения оказывают определенное токсическое воздействие на организм теплокровных животных и человека, они подавляют тканевое дыхание и разобщают окислительное фосфорилирование в клетках, нарушают гормональную регуляцию, функцию печени и почек, поражают ЦНС. (Алексашина З.Н. и соавт., 1989; Герштейн Е.Г., 1990; Каюмова А.Ф. 1996; Имельбаева Э.А., 1998; Камилов Ф.Х., 1998; Галимов Ш.Н., 2000; Ибатуллина Р.Б., 2002). А.Ф. Каюмова (1996) указывает на возможность аминной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-ДА) проникать через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) и оказывать, возможно, непосредственное влияние на функции нервной системы.
На сегодняшний день имеется достаточно много работ, посвященных изучению влияния пестицидов и, в частности, широко применяющегося гербицида 2,4-ДА. Существует множество подходов, методов, используемых для оценки токсического влияния гербицидов. Все их можно свести к методам оценки функционального состояния ЦНС, вегетативной нервной, сердечнососудистой, пищеварительной, мочеполовой систем, нервно-мышечного аппарата, анализа состояния внутренней среды, гормонального фона, состояния системы крови (Захаров Г.Г., 1978-1994; Каган Ю.С., 1981, 1986; Крысанова А.И., 1982; Маковская Е.И. и соавт., 1983; Оксигендлер Г.И., 1991; Зенков Н.К. и соавт., 1993; Гуляева Л.Ф. и соавт., 1994; Жамсаранова С.Д. и соавт., 1983-1994; Осташевский В.А. и соавт., 1994; Щепанский В.О., 1996, 1998; Гильманов А.Ж. и соавт., 1997; Абдуллина Г.М., 1998; Малышева Л.Н. и соавт., 1998; Тимашева Г.В., 1998; Жанаева С.Я. и соавт., 1999; Галимов Ш.Н., 2000; Жданов
А.П., 2000; Хрипач Л.В., 2002; Andreasik Z. et al., 1979; Saracci B. et al., 1991; Dauson M.A. et al., 1993; E. De Duffand A.M. et al., 1993; Palermo Neto I., 1993; Renfo J.F., 1993; Knopp V., 1994; Palmeira CM. et al., 1994, 1995; Paulino C.A.et al., 1994; Pereira L.F. et all, 1994; Feeley M.M., 1995; Sewall C.H. et al., 1995).
Повсеместное применение гербицидов в сельском хозяйстве неотделимо от другой важной задачи — предупреждение и ослабление нежелательных последствий использования этих препаратов.
К актуальным проблемам физиологии относится усовершенствование критериев оценки и прогнозирования предпатологических состояний при воздействии феноксигербицидов. Существующий традиционный подход к оценке состояния здоровья с точки зрения развития заболевания не представляется информативным и практически полезным. Недостаточность методологии изучения механизмов адаптивной регуляции функционального состояния ведет к экономическим и социальным издержкам в нормировании труда, организации профилактических, оздоровительных мероприятий. Поэтому особое значение в современных условиях приобретает создание и
*
внедрение в практику объективных экспресс-способов оценки состояния здоровья, основанных на изучении жизненно важных и фундаментальных физиологических процессов, нарушения которых ведут к изменению защитно-приспособительных возможностей организма и, в дальнейшем, к развитию заболевания.
Одним из методов, рекомендуемых для оценки напряжения адаптации популяции в связи с экологической ситуацией, является неинвазивныи метод омегаметрии, позволяющий осуществить массовую экспресс-оценку состояния систем детоксикации организма. Омега-потенциал (ОП) (или постоянный потенциал - 1111) играет важную роль в формировании функциональных состояний и адаптивных реакций (Бехтерева Н.П., 1966-1995; Илюхина В.А., 1982-2001; Заболотских И.Б. и соавт., 1988-2001). В.А. Илюхина (1982-1986) сформулировала представление о том, что сверхмедленные физиологические процессы отражают системные динамические биохимические превращения в
7 органах и тканях, тесно связаны с механизмами нейрогуморального регулирования. Данный подход в оценке вредного влияния химических загрязнителей с использованием метода омегаметрии имеет принципиальное
значение, так как позволяет определить раннюю, доклиническую чувствительность организма к повреждающему действию химических веществ. Экологический мониторинг предполагает комплексный подход в оценке воздействия гербицида на организм. Дифференцированная оценка результатов нуждается в эталонных параметрах для оценки состояния организма с позиции изучения процессов фенотипической адаптации. В условиях негативного воздействия окружающей среды наиболее информативны показатели интегрирующих систем. Из числа таковых являются система крови и сверхмедленная управляющая система мозга.
Роль фундаментальных исследований в решении прикладных задач физиологии деятельности является общепризнанной. Существенный интерес с этой точки зрения представляет исследование взаимосвязи процессов регуляции системы крови с функциональным состоянием сверхмедленной управляющей системы головного мозга (оцениваемое по динамике установления среднего уровня омега-потенциала, относящегося к фундаментальным показателям адаптивной возможности организма). Вопрос этот становится еще более актуальным в связи с участием сверхмедленной управляющей системы в обеспечении системного ответа организма на
*
изменение внешней и внутренней среды в условиях нормы и патологии, позволяя с новых позиций взглянуть на решение ряда проблем профилактики профессиональных заболеваний, сохранения оптимальной работоспособности и достаточной производительности труда. Мы склонны считать, что сверхмедленные физиологические процессы в организме следует рассматривать в качестве базисных интегральных показателей, отражающих меру координированное центральных и периферических звеньев системы нейрогуморальной регуляции адекватных реакций и состояний организма. Сверхмедленные электрофизиологические процессы в покое от 0 до 0,05 Гц
8 считают универсальными по отношению к различным тканям и органам (нервной, мышечной, железистой). Существование такого рода универсальности сходных по временным характеристикам физиологических процессов по отношению к различным органам и тканям с одной стороны и иерархический принцип организации параллельно протекающих, различающихся по временному течению процессов с другой, раскрывает биологически целесообразную организацию.
Применение метода омегаметрии в практике остается мало распространенным. Отсутствуют производственные нормативы, принципы и способы интерпретации результатов замеров ОП у человека, а также нормативы и принципы интерпретации этого показателя у экспериментальных животных. В доступной литературе не встретились работы, направленные на исследование действия феноксикислот в организме теплокровных на сверхмедленные физиологические процессы. Имеются единичные работы, посвященные изучению влияния гербицидов группы 2,4-Д на систему крови теплокровных животных и человека (Захаров Ю.М., 1988-1994; Каюмова А.Ф., 1995, 1996; Имельбаева Э.А. и соавт., 1995-2000; Щепанский В.О., 1994, 1996, 1998; Башарова Г.Р. и соавт., 2002). Однако с физиологических позиций комплексное изучение омега-потенциала и системы крови при хроническом воздействии на организм различных доз гербицида 2,4-ДА не проводилось, а стато-динамические характеристики омега-потенциала и гематологические показатели в процессе реагирования на воздействие интоксиканта не сопоставлялись. Мало изучены вопросы поиска, определения роли и- значения ОП у животных и, прежде всего, у крыс. Не оценена возможность рассмотрения организма крыс в качестве модели для изучения токсического влияния феноксигербицида 2,4-ДА на сверхмедленные физиологические процессы головного мозга. Требуется разработка профилактических рекомендаций, направленных на предупреждение возникновения не только острых и хронических отравлений, но и отдаленных последствий влияния 2,4-ДА на организм животных и человека.
9 ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Выявить закономерности влияния различных доз 2,4-ДА на сверхмедленную электрофизиологическую активность головного мозга в диапазоне 0-0,05 Гц и некоторые показатели периферической крови, а также поиск сходства и различия приспособительных изменений этих показателей у человека и экспериментальных животных. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:
1. Разработать модель для изучения влияния 2,4-ДА на сверхмедленные физиологические процессы у крыс и оценить ее возможности.
Определить ОП головного мозга у крыс в период подострого эксперимента и в отдаленные сроки после завершения введения гербицида 2,4-ДА.
Выявить изменения некоторых показателей периферической крови (количество эритроцитов, ретикулоцитов, лейкоцитов, гемоглобина, цветового показателя, гематокрита) у крыс, получавших разные дозы 2,4-ДА в период подострого эксперимента.
Установить характер взаимосвязи между изменениями некоторых показателей периферической крови (количество эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина) и изменениями показателя ОП у крыс, получавших разные дозы
2,4-ДА-
5. Исследовать ОП головного мозга и некоторые показатели
периферической крови (количество эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина,
цветового показателя), а также взаимосвязь этих показателей у рабочих,
контактирующих и не контактирующих с гербицидом 2,4-ДА.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Определены величина и амплитудно-временные параметры ОП головного мозга у крыс в период подострого эксперимента и в отдаленные сроки после завершения введения гербицида 2,4-ДА. Показано наличие закономерных волнообразных колебаний ОП в результате
с-
интоксикации гербицидом, при этом происходит увеличение средних негативных значений ОП со смещением в диапазон повышенных негативных значений. Уровни этих сдвигов зависят от дозы введенного гербицида и
10 времени, прошедшего с момента произведения затравки. Выявлено, что при восстановлении нормальных параметров периферической крови показатели ОП остаются в зоне неоптимальных значений, при этом количества эритроцитов и гемоглобина имеют слабую положительную связь со средними значениями омега-потенциала.
Впервые определены величина и амплитудно-временные параметры ОП головного мозга у рабочих, занятых на производстве гербицида 2,4-ДА, и статистически достоверные отличия от контрольной группы. Выявлено, что у рабочих с увеличением возраста и стажа работы на производстве гербицида происходит снижение негативных значений ОП со смещением в диапазон неоптимальных значений. Также у рабочих, занятых на производстве гербицида 2,4-ДА, обнаружено большее (по сравнению с контролем) количество низких негативных значений ОП и неоптимальных показателей периферической крови. При этом у лиц, контактирующих с 2,4-ДА, количество эритроцитов положительно, а количество лейкоцитов отрицательно коррелируют со средними значениями омега-потенциала головного мозга. Также выявлено, что с увеличением возраста и стажа работы людей на данном предприятии наблюдается значительный рост заболеваний пищеварительной, нервной и других систем организма.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Разработана и внедрена в условиях экспериментальной лаборатории кафедры физиологии с экологией Башкирского государственного медицинского университета моДель для изучения влияния 2,4-ДА на ОП головного мозга в эксперименте.
Результаты проведенных исследований позволили установить некоторые закономерности динамики ОП у человека и крыс в условиях интоксикации гербицидом 2,4-ДА. Определены нормативы интерпретации результатов замеров ОП головного мозга крыс и человека, что необходимо как для проведения научных исследований, так и при планировании и проведении профилактических мероприятий в условиях производства. Полученные данные могут послужить основанием для разработки охранных и профилактических
мер при производстве 2,4-ДА, направленных на предупреждение возникновения профессиональных заболеваний, своевременное распознавание интоксикации у людей, связанных с производством 2,4-ДА.
Способ дискретного измерения величины ПП может быть применен для экспресс-оценки и прогнозирования адаптационных возможностей организма к токсическим воздействиям 2,4-ДА в условиях производства.
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
При интоксикации гербицидом 2,4-ДА происходит повышение средних негативных значений ОП головного мозга экспериментальных животных. Глубина этих изменений зависит от дозы и длительности введения препарата.
Средние значения ОП головного мозга крыс обладают слабой положительной связью с количеством эритроцитов и количеством гемоглобина.
Статистические характеристики омега-потенциала у работников производства гербицида 2,4-ДА зависят от возраста и стажа работы.
У рабочих, контактирующих с 2,4-ДА, количество эритроцитов положительно, а количество лейкоцитов отрицательно коррелируют со средними значениями ОП.
Метод омегаметрии приемлем в качестве экспресс-оценки функционального состояния адаптивных резервов организма при интоксикации гербицидом 2,4-ДА в условиях производства.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации представлены:
на XVIII съезде физиологического общества имени И.П.Павлова (Казань, 2001);
на 65-й Республиканской научной конференции студентов и молодых ученых Башкирского государственного медицинского университета (Уфа, 2001);
на 4-м съезде физиологов Сибири (Новосибирск, 2002);
на 67-й Республиканской итоговой научно-практической конференции студентов и молодых ученых Республики Башкортостан (Уфа, 2002);
на 5-й Республиканской научно-практической конференции с международным участием (Рязань, 2002);
на конференции ученых Республики Башкортостан «Научный прорыв-2003» (Уфа, 2003);
на международном научном симпозиуме "Югра-гемо" (Ханты-Мансийск, 2004).
ПУБЛИКАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, оформлено 1 рацпредложение.
* Работа выполнена на кафедре физиологии с экологией (зав. - д.м.н., профессор А.Ф. Каюмова) Башкирского государственного медицинского университета (ректор - д.м.н., В.М. Тимербулатов).
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация представлена на 181 странице машинописи, содержит 2 схемы, 24 таблицы, 29 рисунков, состоит из введения, обзора литературы, главы «Материалы и методы», 2 глав изложения результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы, включающего 323 отечественных и 60 иностранных источников.
Краткая характеристика влияния гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) и других производных феноксиуксусной кислоты на организм человека и животных
Широкое применение пестицидов и гербицидов в нашей стране, их миграция во все среды, длительная циркуляция во внешней среде, переход в растения, используемые человеком и животными, вызывает неблагоприятные последствия для здоровья человека и животных. Большинство зарубежных исследований указывают на прямое патологическое воздействие 2,4-ДА на организм человека и животных (Saracci В. et al., 1991; Feeley М.М., 1995; Sewall C.H. et al., 1995). 2,4-Д и ее производные относятся к категории ксенобиотиков-индукторов монооксигеназ (Оксигендлер Г.И., 1991; Зенков Н.К. и соавт., 1993; Гуляева Л.Ф. и соавт., 1994; Осташевский В.А. и соавт., 1994; Кпорр V., 1994). Усиленное функционирование монооксигеназ сопровождается генерацией свободных радикалов, усилением ПОЛ, в результате чего происходит повреждение липидного бислоя мембран, что в конечном итоге может привести к некротическим изменениям и гибели клетки (Голиков С.Н. и соавт., 1986; Хрипач Л.В., 2002; Evangelista-de-Duffand А., 1993). Активация ПОЛ объясняет полиморфность действия ароматических углеводородов, которое складывается из синдромов поражений системы крови, кожных покровов, нервной системы, из эмбрио- фетотоксического эффекта (Буслович С. Ю., 1976; Алексашина З.А., 1979; Цырлов И.В., 1990). Активизацию ПОЛ можно рассматривать как признак общей неспецифической реакции на стрессорное воздействие (Довжанский И.С. и соавт., 1996).
В механизмы нарушения вовлекаются такие важные для сохранения гомеостаза организма системы, как имунная и эндокринная (Маковская Е.И. и соавт., 1983; Жамсаранова С.Д. и соавт., 1994; Имельбаева Э.А., 1998; Малышева Л.Н., Жаворонков А.А., 1998; Галимов Ш.Н., 2000, 2001; Andreasik Z. et al, 1979; Silkworth J.B., et. al., 1979; Cushman J.R. et. al., 1982; Vos J.G. et al., 1983; Kim C.S. et. al., 1996). Показано, что 2,4-Д нарушает метаболизм полиаминов и таким образом нарушает синтез белка на уровне рибосом (Fabra А., 1993). Отмечаются снижение возбудимости ЦНС, нарушение функций щитовидной железы, минералокортикоидной функции надпочечников (Буслович СЮ. и соавт., 1963-1988; Крысанова А.И., 1982; Ракитский В.И. и соавт., 1984; Гильманов А.Ж. и соавт., 1997; Малышева Л.Н. и соавт., 1997; Попучиев В.В. и соавт., 1998; Гильманов А.Ж., 2000; Kim C.S. et al., 1994a, 1994b, 1996). Эксперименты свидетельствуют о том, что аминная соль 2,4-Д изменяет реактивность организма, нарушает процессы ана- и катаболизма, приводя к изменению структуры тканей и органов. Развиваются дистрофические, некробиотические и воспалительные изменения, имеющие тот или иной характер (Лазарева Н.В. и соавт. 1976; Каюмова А.Ф. и соавт., 1996; Имельбаева Э.А., 1998; Попучиев В.В. и соавт., 1998; Буранбаев Р.З., 2000; Галимов Ш.Н., 2000). Нарушение биохимических и физиологических процессов в различных клетках обусловливает многообразный характер токсического действия диоксина, входящего в состав гербицида, - поражение печени, селезенки, кожи, ЦНС, развитие синдрома истощения, угнетение клеточного иммунитета, канцерогенное, мутагенное и эм-бриотоксическое действие при их экспериментальном изучении (Тимашева Г.В. и соавт., 1998; Жанаева С.Я. и соавт., 1999; Жданов А.П., 2000). Отдалённые эффекты действия феноксигербицидов разнообразны. Экспериментальными и клиническими данными показано неблагоприятное цитогенетическое, эмбрио-и гонадотропное действие производных 2,4-Д, проникновение их через гемато-энцефалический и гематомолочный барьеры (Алексашина З.А., 1979; Антонен-ко Г.А., 1985, 1987, 1989; Во Динь Винь, 1991; Румак B.C., 1993, 1998; Нечкина М.А., 1992, 1993, 1995; Каюмова А.Ф., 1996; Фёдорова Л.М. и соавт., 1983; Голиков С.Н и соавт., 1998; Жаворонков А.А. и соавт., 1998; Малышева Л.Н., 1998; Галимов Ш.Н. и соавт., 1999; Lerda D. et. al., 1991; Saracci R. et al., 1991; Rodriges E. et al., 1994).
У работающих с гербицидами отмечаются быстрая утомляемость, сонливость, головная боль, раздражительность, боль в области печени, желудка, сердца, потеря аппетита, повышенная потливость, одышка (Баширов А.А., 1969; Буркацкая Е.Н. и соавт., 1978; Keller Т. et. al., 1977, 1994).
При острой интоксикации большими дозами гербицидов у людей происходит потеря сознания, падение артериального давления, повышение температуры тела, обильное потоотделение, одышка, боли в области сердца, судорожные приступы (Keller Т. et al., 1994; Paulino С, 1995).
Для хронической интоксикации солями 2,4-Д характерны множественные общетоксические эффекты, обусловленные их высокой липофильностью, вследствие чего они обладают выраженным кумулятивным действием (Гер-штейн Е.Г., 1990; Асташова Т.А. и соавт., 1998). Кумулятивные эффекты производных 2,4-Д возрастают с уменьшением доз, ежедневно вводимых в организм, поэтому они способны оказывать неблагоприятное воздействие в очень малых количествах и представляют реальную экологическую опасность.
Основные признаки хронического отравления ХФГ: слабость, быстрая утомляемость, сонливость, головная боль, головокружение, раздражительность, диспептические явления, боли в области сердца и правом подреберье. Характерны поражения периферической нервной системы (полинейропатии), которые вызваны блокадой гликогенолиза вследствие торможения реакции, катализируемой гликогенфосфорилазой (Violante S. et al., 1989).
Таким образом, при интоксикации феноксисоединениями нарушаются практически все виды обмена веществ и развиваются многочисленные метаболические сдвиги, имеющие в большей степени повреждающее и в меньшей степени адаптационное значение. В механизмы этих нарушений неизбежно вовлекаются регуляторные системы организма.
Влияние гербицида аминной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты на систему крови
Общеизвестно, что система крови и кроветворения остро реагирует на любые эндогенные и экзогенные воздействия, которым подвергается организм.
Подробно изучены повреждающие эффекты феноксигербицидов в отношении гемопоэза. У лиц, работающих с этими веществами, описана значительная распространенность лейкопений, анемических состояний (Избавителев П.В., 1962; Имельбаева Э.А. и соавт., 2000), тромбоцитопений, снижение уровня гемоглобина в периферической крови, а также повышение показателя СОЭ (Буранбаев Р.З., 2000). Даже после однократного острого отравления феноксигербицидами нарушения гемопоэза сохраняются спустя 20-30 лет (Румак B.C., 1993; Phuong W.T. etal., 1990).
При однократном воздействии 2,4-ДА в процессе применения гербицида у сельскохозяйственных рабочих и авиаторов отмечено, что уже через 40 минут после начала работы без средств защиты на поле, за час до этого обработанного соединениями 2,4-Д, у людей в крови возникает умеренная лейкопения, сдвиги в лейкоцитарной формуле. Работа с веществами в течение 10 дней приводит к выраженному уменьшению числа эритроцитов, пойкилоцитозу, анизоцитозу, увеличению цветового показателя, количества лимфоцитов, моноцитов, снижению числа нейтрофилов (Буслович С.Ю., 1964, 1976; Буркацкая Е.И. и соавт., 1978).
При длительном действии пестицидов на организм женщин наблюдается ускорение процессов старения эритроцитов и уменьшение продолжительности их жизни (Карпенко В.Н., 1981). Исследование влияния аминной соли 2,4-Д на свойства эритроцитов выявило отчетливое снижение осмотической и кислотной резистентности, что является отражением возникающих структурно-метаболических изменений эритроцитарных мембран (Щепанский В.О., 1996; Shchepancky V., 1995b). Получены результаты, свидетельствующие об угнетении активности АТФ-аз в мембранах эритроцитов (Аглетдинов Э.Ф., 2000; Shchepancky V., 1995а).
B.C. Румак (1993) предполагает, что диоксинсодержащие феноксигерби-циды могут оказывать прямое повреждающее действие на стволовые кроветворные клетки, а также приводить к изменению функциональной активности иммунокомпетентных клеток и снижению фагоцитоза при увеличенной выработке перекиси водорода на фоне общих метаболических сдвигов в организме, что может способствовать повреждению ДНК или белков-ферментов, участвующих в репарации таких повреждений и приводить даже к генотоксическим эффектам.
В.О. Щепанский (1996) указывает на возможность скрытых повреждений молекул гемоглобина 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислотой. Он также указывает на снижение 2,3-дифосфоглицерата в эритроцитах крыс при остром отравлении гербицидом 2,4-ДА и значительное его возрастание при хроническом воздействии, что находит отражение на изменениях степени сродства гемоглобина к кислороду.
Одновременно отмечены значительные изменения в составе лейкоцитов. Наблюдался резкий рост числа моноцитов с одновременным уменьшением сег-ментоядерных нейтрофилов. Что касается общего числа лейкоцитов, то у одних обследованных отмечалось уменьшение, у других их увеличение (Избавителев П.В., 1962; Буркацкая Е.Н. и соавт., 1978; Карпенко В.Н., 1981).
Однократное введение гербицида 2,4-ДА вызывает формирование стойкой нейтропении и фазовые изменения функциональной способности фагоцитов, в наибольшей степени проявляющиеся достоверным подавлением антимикробной активности как полиморфноядерных лейкоцитов, так и перитоне-альных макрофагов (Муфазалова Н.А. и соавт., 2001).
При действии пестицидов на организм работников в условиях производства феноксигербицидов в лейкоцитах крови, было выявлено снижение активности пероксидазы и цитохромоксидазы (Беломытцева А.А., 1967), повышение активности кислой фосфатазы лимфоцитов (Боброва Л.В., 1980), активность щелочной фосфатазы имела тенденцию к повышению (Брагинская Ф.И. и соавт., 1983; Комарова Л.И., 1986).
Гематологическое обследование рабочих производства 2,4-Д (Башарова Г.Р. и соавт., 2002) выявило увеличение содержания ретикулоцитов и тромбоцитов, среднее значение гематокрита умеренно выше нормативных в 45% случаев, снижение Т- и В-лимфоцитов, повышеные показатели ЦИК (циркули-рующие иммунные комплексы) и комплиментарной активности сыворотки крови, иммуноглобулинов, аутоиммунные процессы — у каждого третьего рабочего.
Обследование бывших рабочих цеха производства 2,4,5-Т (68,6% обследуемых после закрытия цеха 2,4,5-Т работали в цехе производства 2,4-Д) (Башарова Г.Р. и соавт., 2002) выявило достоверное увеличение среднего количества эритроцитов, ретикулоцитов, тромбоцитов, моноцитов. Частыми оказались и случаи выхода за пределы верхней границы нормы этих же показателей. У 22% рабочих обнаружено превышение уровня гемоглобина за пределы верхней границы. Изменения крови не имеют профессиональных различий, но повышенные показатели гемоглобина установлены у каждого третьего рабочего, имеющего стаж работы более 25 лет. Изменения красной крови и тромбоцитов характеризуют процессы ускорения старения этих клеток, сгущения и повышенной свертываемости крови. Отмеченные сдвиги свидетельствуют о раздражении органов кроветворения в результате хронического воздействия токсических веществ.
В эксперименте на животных при введении аминной соли 2,4-Д кислоты Е.Н. Буркацкая и соавт. (1978) отмечали уменьшение активности пероксидазы и каталазы в крови, возрастание аспартатаминотрансферазы и лактатдегидрогена-зы - свидетелей клеточной деструкции, изменение концентрации Na+ и К+ в эритроцитах, лимфопению, уменьшение количества тромбоцитов, снижение свёртываемости крови. При острой интоксикации определяется повышение активности аспартат- и аланинаминотрансферазы, альдалазы, лактатдегидрогена-зы, креатинфосфокиназы крови, что свидетельствует об усиленном выходе этих ферментов в кровь вследствие повреждения ткани.
В работах А.Ф. Каюмовой (1996) и В.О. Щепанского (1996), посвященных исследованиям процессов эритропоэза, показано развитие анемии у животных, получавших 2,4-ДА, что авторы связывают с прямым токсическим действием вещества на мембрану эритроцитов, активацией в них ПОЛ, снижением антиокислительной активности, а также с активацией эритрофагоцитоза макрофагами костного мозга и нарушениями межклеточных взаимодействий в костном мозге, выражавшихся в снижении кооперации КОЕэ с центральными макрофагами.
Результаты исследования омега-потенциала головного мозга у экспериментальных животных, получавших различные дозы гербицида 2,4-ДА
В своих исследованиях мы брали за основу апробированную-другими исследовательскими группами (Сычев А.Г. и соавт., 1980; Илюхина В.А., 1986; Заболотский И.Б., 1995, 1998; Кальметьев А.Х., 2000) методику измерений и оценки ОП с поверхности кожи головы по отношению к тенару правой кисти руки у человека, разработанную в отделе клинической нейрофизиологии и института экспериментальной медицины РАМН (г. Санкт-Петербург). В наших исследованиях мы использовали серийно выпускаемый прибор Щ4313 в режиме милливольтметра с входным сопротивлением 20 МОм и инфранизкоча-стотный усилитель на основе разработок ВИЭМ (Данько С.Г. и соавт., 1977, 1982, 1984) со следующими характеристиками: диапазон измеряемых напряжений от -25 до +75 мВ, погрешность измерений собственно прибора не больше ± 2%, входное сопротивление 50 МОм, чувствительность 1 мВ, дрейф не более ± 0,5 мВ за 8 ч непрерывной работы. Питание прибора автономное, от 2 аккумуляторов 7дО,1С, напряжением 9 В каждый. Потребляемая мощность не более 40 мВт. Для дискретной регистрации ОП с поверхности головы и тела человека использовались жидкостные диффузионные хлорсеребряные электроды ЭВЛ-1МЗ Гомельского завода измерительных приборов (Сычев А.Г. и соавт., 1980; Илюхина В.А. и соавт., 1981, 1982). Конструкция электродов этого типа практически исключает влияние поляризационных эффектов на измеряемые дискретно величины омега-потенциала. Площадь контактной поверхности электродов мы увеличивали до 0,5 см2 цилиндрической полой насадкой, заполненной ватным тампоном, пропитанным насыщенным раствором хлористого калия на дистиллированной воде, с гелем из карбоксиметилцеллюлозы (7%). Для уменьшения высыхания ватного тампона в пасту добавлялось 2% глицерина. При сопротивлении электродов 20 кОм и большом входном сопротивлении усилителя (20-100 МОм) значения омега-потенциала, регистрируемого с поверхности головы по отношению к тенару руки, не имеют искажений из-за изменения степени надавливания электродов на кожу и ее загрязнения.
Приготовленные к работе электроды хранятся погруженными в насыщенный раствор хлористого калия в закороченном состоянии и подключаются на вход усилителя непосредственно перед проведением измерений омега-потенциала.
Для сохранения постоянства условий измерения электрод, устанавливаемый в области макушки, маркировался красным цветом. Этот электрод подключался на вход усилителя со знаком (+). Электрод, устанавливаемый в области тенара кистей рук, маркировался синим цветом, после чего подключается на вход усилителя со знаком (-). Затем проверяется стабильность электродов. Для этого усилитель включается на рабочий режим при погруженных в насыщенный раствор хлористого калия электродах. В том случае, если электроды стабильны, разность потенциалов между ними равна нулю и не имеет дрейфа. Допускается работа на измерительной системе при разности потенциалов между электродами не более 1 мВ и только в том случае, когда эта разность остается постоянной на протяжении всего исследования и при повторных исследованиях в различные дни (Илюхина В. А., 1986).
Данную методику модифицировали для исследования на крысах следующим образом: при измерении ОП у крыс один электрод устанавливали на голову крысы в средней точке линии, соединяющей уши (шерсть предварительно состригалась ножницами), другой - в область внутренней поверхности правой передней лапки. Производилось семь замеров с интервалом в одну минуту. Перед началом проведения эксперимента крыс приучали к условиям эксперимента. Животные быстро привыкают к рукам экспериментатрра и ведут себя вполне спокойно. Ассистент придерживает при помощи мягкой ткани животное за тельце, другой исследователь ставит электроды на кожу животного и снимает показания прибора.
С помощью программы Ехеї в каждой группе для каждого исследуемого показателя крови определяли среднее значение (М), ошибку среднего (т). Различия считали достоверными при уровне значимости р 0,05. Все данные в таблицах представлены в виде М±т.
Поскольку данные об амплитудно-временных характеристиках омега-потенциала при отведении с поверхности головы и тела у крыс, получавших препарат 2,4-ДА, а также у рабочих, занятых в производстве 2,4-ДА, отсутствуют, проводился стандартный статистический анализ с определением среднего значения ОП как конечного результата всех регуляторных влияний на омега-потенциал, ошибки среднего. Гистографический анализ позволил выявить, наиболее часто встречающиеся значения амплитуд в изучаемых выборках (моду), характеризующие уровень относительно стабильного функционирования регуляторных систем головного мозга. Кроме того, оценивались максимальные и минимальные значения. Диапазонный анализ ОП головного мозга у людей проводился в границах -5-19 мВ, 20-39 мВ и 40-70 мВ. Диапазоны ОП характеризуют различные уровни относительно стабильного функционирования и эффективность формирования адекватных функциональных состояний и адаптивных реакций в условиях воздействия гербицида 2,4-ДА.
Также для обработки полученных данных применяли программный пакет STATISTICA FOR WINDOWS. Основным методом математико-статистической обработки данных являлся параметрический дисперсионный анализ. Метод дисперсионного анализа используется с целью оценки влияния одного или нескольких контролируемых факторов на результативный признак. Под контролируемым фактором понимается любое внешнее воздействие на изучаемую систему, которым можно управлять или любое состояние изучаемых объектов, которое исследователь может учитывать. В нашем исследовании контролируемыми факторами являлись: время экспозиции и доза вводимого гербицида 2,4-ДА.
Характеристика условий труда и структура заболеваемости у рабочих производства хлорорганических соединений
Переход показателей омега-потенциала в область повышенных негативных значений говорит о критическом состоянии компенсаторных механизмов. Причем, чем больше была введенная животным суммарная доза гербицида, тем на большую величину отличались значения омега-потенциала на 28-е сутки от исходных значений. Так в группе с дозой ЛД so эта разница составляет 24,9 мВ; в группе с наименьшей дозой V200 ЛД 5о - 11,1 мВ. Также опережая внешние признаки интоксикации у крыс, получавших 2,4-ДА в дозе ЛД5о, с первых дней эксперимента развивалась анемия, сопровождавшаяся снижением количества эритроцитов, гемоглобина, показателя гематокрита, увеличением относительного количества ретикулоцитов, повышением цветового показателя. У крыс, получавших гербицид в дозе 72оо ЛД50, такие же изменения регистрировались позже - соответственно с 21-х суток, то есть их появление зависело от суммарной дозы введённого интоксиканта (глава 3.3, таб. 3.3.1-3.3.4). С этой же зависимостью от дозы введённого препарата у крыс развивался лейкоцитоз, быстрота его появления была тем выраженнее, чем больше суммарная доза была введена животным (таб. 3.3.6).
Медленное восстановление показателей красной крови в единице объёма крови у первой группы крыс отмечалось к концу эксперимента (28-е сутки). У четвертой группы минимальные значения количества эритроцитов, гемоглобина и гематокрита обнаруживались лишь на 21-е сутки, однако уже на 28-е сутки они восстанавливались.
У первой группы, имевшей максимум убыли эритроцитов и гемоглобина в единице объёма крови к 1-7-м суткам, и у четвертой группы, подъём количества ретикулоцитов (в %о) отмечался лишь к 14-м суткам, что свидетельствует о замедленной реакции эритроидного ростка костного мозга на убыль эритроцитов. После подъёма на 14-е сутки количество ретикулоцитов в обеих группах постепенно снижалось и возвращалось к исходному уровню к 28-м суткам со дня начала введения препарата (таб. 3.3.5, рис. 3.3.13-3.3.15).Во всех экспериментальных группах нами был обнаружен статистически значимый лейкоцитоз в течение всего опыта (рис. 3.3.16-3.3.17). Причём максимальных значений подъём числа лейкоцитов в крови достигал при большой дозе 2,4-ДА на 7-е сутки экспозиции (таб. 3.3.6, рис. 3.3.16). При малой дозе максимальное увеличение количества лейкоцитов происходило в более поздние сроки, то есть на 14-е сутки, хотя лейкоцитоз в этой группе регистрировался уже через 24 часа после введения 2,4-ДА (таб. 3.3.6, рис. 3.3.17). На 14-е сутки в первой группе и 21-е сутки в четвертой группе наблюдалось незначительное снижение количества лейкоцитов (таб. 3.3.6, рис. 3.3.16, 3.3.17). Несмотря на это, к концу эксперимента во всех опытных группах сохранялось достоверно повышенное их количество в периферической крови экспериментальных крыс.
Таким образом, в ходе проведенных исследований установлена зависимость между глубиной сдвига в системе сверхмедленных физиологических процессов, системе крови и интоксикацией 2,4-ДА. Можно отметить, что введение интоксиканта в большой дозе вызывает быстрый, остроразвивающиися ответ со стороны крови и сверхмедленных физиологических процессов, проявляющийся развитием гемолитической анемии, повышением уровня неспецифической реактивности, критическое напряжение регуляторных механизмов организма экспериментальных животных. Малые дозы интоксиканта (V200 ЛД50) вызывают эти явления намного позже, лишь после поступления определенного количества 2,4-ДА (на 14-е сутки).
Обращает на себя внимание синхронность (в первом приближении) изменений изученных показателей в первые 7 суток эксперимента, однако имелся и ряд существенных индивидуальных особенностей, обусловленных исходным функциональным состоянием.
Эксперименты на животных показали, что максимальная доза гербицида (ЛД50) уже с 1-х суток приводит к появлению признаков интоксикации по объективным (показатели ОП, крови) и по внешним проявлениям. К концу подострого эксперимента (28-е сутки) было обнаружено возвращение к нормальным значениям показателей периферической крови и некоторое улучшение состояния, однако динамика значений омега-потенциала была противоположна: на 28-е сутки были зарегистрированы его максимальные показатели, хотя наблюдалось улучшение и общего функционального состояния и возвращение к нормальным значениям показателей периферической крови.
Таким образом, можно выделить две фазы проявления интоксикации животных гербицидом 2,4-ДА: в 1-ю фазу происходили одновременные изменения показателей периферической крови и омега-потенциала; во 2-ю -показатели периферической крови возвращались к нормальным величинам, а первоначальные изменения показателей омега-потенциала нарастали. Исследование выявило слабую положительную связь (0,27) между средними негативными значениями омега-потенциала и количеством эритроцитов, а также между средними негативными значениями омега-потенциала и количеством гемоглобина (0,25). Между средними негативными значениями омега-потенциала и количеством лейкоцитов связь не была обнаружена.
