|
МЕХАНИЗМЫ ИНТОКСИКАЦИЙ УДК 615.9:611-013:615.849:57.08 СОЧЕТАННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ СВИНЦА И РАДИАЦИИ НА ПОТОМСТВО В ПЕРИОД ПРЕДИМПЛАНТАЦИИ Н.Ф. Иваницкая, проф., Ю.Н. Талакин, проф., Т.Ю. Бабич, к.м.н. Государственный медицинский университет им. М. Горького, г. Донецк; Результаты наших исследований и наблюдения других авторов свидетельствуют об отдаленных последствиях действия химических и физических факторов малой интенсивности на репродуктивную систему и потомство [1-4]. В экологически неблагоприятных регионах отмечается высокая частота репродуктивной патологии, осложнений течения беременности и родов [5]. В результате исследований на животных установлено влияние на репродуктивную функцию низких концентраций тяжелых металлов, не вызывающих общетоксического действия [1, 2]. Число самок без имплантаций было достоверно больше в группе, которая спаривалась с самцами, подверженными воздействию свинца. Соединения ртути и свинца в зависимости от дозы, концентрации и химической структуры оказывают существенное влияние на функцию гонад. Поступление в организм ацетата свинца вызывает достоверное уменьшение общего количества сперматозоидов и увеличение числа патологически измененных сперматозоидов. Морфологические исследования свидетельствуют о снижении индекса сперматогенеза, увеличении числа дегенеративных форм сперматогоний и канальцев со слущенным эпителием. Ртутная интоксикация отрицательно влияет на генеративную функцию материнского организма и потомство и характеризуется увеличением внутриутробной гибели плодов, снижением плодовитости, угнетением развития эмбрионов [6]. Нами установлено, что комбинированное и сочетанное воздействие физических и химических факторов обладает супрааддитивным эффектом на гонады, обусловленным химическим фактором и не зависящим от дозы ионизирующей радиации и концентрации свинца [2, 7]. Оценка риска сочетанного воздействия низких доз ионизирующей радиации и свинца in utero является важной составной частью актуальной гигиенической проблемы — защиты женщин репродуктивного возраста, подвергающихся воздействию радиационного и химического факторов в профессиональных условиях или проживающих в районах, контролируемых по радиационному фактору. Известно, что у плацентарных млекопитающих очень рано, уже на стадии бластулы активируется генетический аппарат клетки и начинается синтез РНК и белков. Нарушение этих процессов обычно приводит к остановке зародышевого развития и невозможности осуществления следующей фазы развития — наступления гаструляции [8]. В этом и заключается роль предимплантационного периода развития зародыша человека и других млекопитающих как первого критического периода, в течение которого внешние условия легко могут оказывать патогенное действие. Цель исследования: изучить в эксперименте влияниe сочетанного воздействия малых концентраций свинца и низких доз ионизирующей реакции на потомство в предимплантационный период. Материалы и методы исследования В связи с краткостью предимплантационного периода у человека (0-8 дней) и невозможностью диагностики зачатия, исследования на человеке раннего периода эмбриогенеза затруднены. Обычно, подобные эксперименты проводятся на мелких лабораторных животных (мыши или крысы), что объясняется возможностью тестирования беременности и небольшой ее длительности. Предимплантационный период у крысы 0-7 суток. Наши исследования проведены на крысах согласно методическим рекомендациям. Животных переводили в виварий, где размещали по 8 штук на стандартную клетку и содержали на общем пищевом рационе. В опыт отбирали здоровые самки массой тела 200-220 г. Для спаривания подсаживали самцов вечером в клетки, где содержались самки, в соотношении 1:3 на 14 ч. Первый день беременности устанавливали по наличию сперматозоидов во влагалищном мазке нормально циклирующих самок. Изолированному и сочетанному воздействию радиации и свинца самки крыс подвергались со 2-го по 7-й день беременности. Ингаляционное воздействие свинца — ежедневное 4-х часовое в концентрации 0,05±0,009 мг/м3. В сериях опытов, где предусматривалось сочетанное воздействие, самки после ингаляционного воздействия свинца подвергались общему фракционированному g-облучению на аппарате "Рокус-М" в малых дозах (0,125; 0,250 Гр) на 3- и 5- сут беременности. Параллельно проводили опыты с изолированным воздействием изучаемых факторов в аналогичных условиях эксперимента. Часть животных являлась контрольными и специальным воздействиям не подвергалась. На 19-е сут беременности эвтаназию, опытных и контрольных крыс осуществляли под хлороформным наркозом. У каждой самки подсчитывали количество желтых тел беременности, число жизнеспособных плодов и число резорбций. Предимплантационную, постимплантационную и общую эмбриональную гибель оценивали по специальным формулам [9]. Часть беременных самок оставляли рожать для изучения раннего постнатального развития животных. У потомства регистрировали: динамику массоростовых показателей: на 3-, 10-, 20- и 25- сут проводили взвешивание, определяли длину их тела и хвоста. Фиксировали такие признаки, как время отлипания ушной раковины и открытие глаз. Эти признаки характеризуют физическое развитие потомства и являются косвенными показателями созревания ЦНС. Определяли процент животных в опытной и контрольной группах, у которых наступало формирование признака к контрольному сроку, а именно: отлипание ушной раковины на 2-е сут жизни, открытие глаз на 16-е сут. На 30-е сут определяли у потомства способность ЦНС суммировать подпороговые импульсы по суммационно-пороговому показателю (СПП). Для комплексной оценки влияния изучаемых факторов риска на потомство также учитывали общее количество новорожденных в первом помете; индекс жизнеспособности (отношение числа живых новорожденных к общему числу родившихся), индекс выживаемости в динамике наблюдения, (отношение выживших крысят к 4-, 14-, 21- сут к числу крысят, родившихся живыми), наличие видимых аномалий развития скелета, мягких тканей, ЦНС. Учитывая значительную вариабельность показателей развития потомства по сезонам, эксперимент проводили с параллельным контролем. Исследования выполнены на 4 группах животных: I — самки подвергались со 2- по 7- день беременности ингаляционной затравке ацетатом свинца в концентрации 5 ПДК для рабочей зоны; II — фракционированное g-облучение в такие же сроки, суммарная доза 0,25 Гр; III — сочетанное воздействие изучаемых факторов в аналогичных дозах; IV — контроль. Полученные результаты обработаны методами математической статистики с использованием ЭВМ. Результаты и их обсуждение Результаты исследования действия малых доз ионизирующего излучения (ИИ) и свинца на самок в первые 7 сут беременности представлены в табл. 1. Эмбриолетальный эффект при раздельном действии свинца и облучения в самые ранние сроки беременности (на стадии бластулы) обусловлен в основном доимплантационной гибелью потомства. Эти данные согласуются с материалами наблюдений ряда исследователей [10, 11]. Характер сочетанного воздействия ИИ и свинца на эмбриогенез в научной литературе не изучен. В наших исследованиях ингаляционное воздействие на облученных самок ацетата свинца резко увеличивало общую эмбриональную гибель (p<0,001), при этом существенно увеличивался процент постимплантационной гибели эмбрионов в сравнении с изолированным действием факторов. Установлен супрааддитивный эффект (коэффициент сочетанного действия — Ксд>1,0) низких доз радиации и свинца на эмбрионы в период доимплантации, обусловливающий их гибель, снижение индекса беременности и количества потомков в помете (табл. 1). Следует подчеркнуть, что свинец, влияющий на репарацию, восстановление исходной структуры ДНК после ее радиационного повреждения, резко усиливает радиационный эффект. О степени риска двух факторов для предимплантационного зародыша позволяют судить данные структуры эмбриональной гибели. Массо-ростовые показатели эмбрионального развития на 19-й день беременности при различных режимах эксперимента представлены в табл. 2. Изолированное и сочетанное воздействие ИИ и свинца на эмбриогенез в доимплантационный период вызывает статистически значимые отклонения всех изученных показателей эмбрионального развития по сравнению с контролем. Анализ результатов исследований свидетельствует об уменьшении размеров и массы плодов у самок опытных групп. При макроскопическом исследовании видимых соматических уродств обнаружено не было. В группе самок, подвергшихся сочетанному действию изучаемых факторов в доимплантационный период, в помете встречались нежизнеспособные плоды с задержкой в развитии. Известно, что сроки развития и функциональная неполноценность различных органов и систем часто выявляются после рождения, поэтому необходимы наблюдения за постнатальным развитием потомства у животных, которых подвергали воздействию промышленными ядами на протяжении всей беременности или в отдельные её периоды [12]. В наших исследованиях выявлено увеличение массо-ростовых показателей у потомства облученных самок по сравнению с контрольной группой. При обследовании потомства самок, подвергавшихся действию свинца, выявлена тенденция к снижению массо-ростовых показателей (рисунок). Сочетанное воздействие двух факторов на крыс-самок в доимплантационный период оказывало выраженное влияние на потомство. Во все сроки наблюдения крысята этих самок отставали в развитии, масса и размеры тела с высокой степенью достоверности отличались от потомства контрольных и облученных самок (рисунок). Данные табл. 3 указывают на удлинение сроков формирования признаков физического развития и созревания ЦНС у крысят, которые подвергались действию ИИ и свинца в период предимплантации. В этой группе потомства только у 43 % физическое развитие по изученным тестам соответствовало уровню контрольной группы. Следует отметить, что сочетанное действие изучаемых факторов по тестам физического развития потомства характеризовалось потенцированием. Ранняя постнатальная смертность может служить одним из показателей изменения жизнеспособности новорожденных, подвергшихся воздействию радиационного и химического факторов в период предимплантации. Следует особо подчеркнуть, что при воздействии на крыс-самок ИИ и свинца в первые 7 дней беременности среднее количество потомков на один помет было достоверно ниже, чем в контроле и группе с одним облучением. Результаты табл. 4 свидетельствуют о том, что действие одного фактора — облучения в сравнительно низких дозах в период предимплантации существенно от контроля по уровню постнатальной смертности не отмечалось. Смертность потомства, подвергавшегося сочетанному воздействию изучаемых факторов на ранней стадии эмбриогенеза, оказалась повышенной, особенно на 4- сут после рождения в сравнении с контрольной группой и с облученным потомством (p<0,01), и на 21- сутки в сравнении с облученным потомством. Одной из возможных причин повышения гибели потомства на 4- и 21- сут после рождения в контрольной группе может быть большая численность помета у необлученных самок и, соответственно, менее полноценное вскармливание. Численность выявленных морфологических аномалий развития у жизнеспособных новорожденных контрольной и опытной групп не превышала 2-3 %. В этом отношении полученные результаты полностью соответствуют устоявшимся представлениям. Чувствительность ЦНС к воздействию факторов риска в период пренатального развития оценивали, принимая во внимание срок формирования у потомства отдельных признаков физического развития, а также способность суммировать импульсы и отвечать на электрокожное раздражение. С этой целью у всех групп потомства на 60- сут после рождения определяли СПП. Было выявлено достоверное повышение этого показателя у потомства всех опытных групп, что указывает на снижение чувствительности и преобладание процессов торможения (табл. 4). Таким образом, основным эффектом действия низких доз ИИ и свинца в доимплантационный период является пренатальная гибель эмбрионов, как пред-, так и постимплантационная, которая может приводить к уменьшению численности помета или полной его гибели. Установлено, что химический фактор потенцирует ионизирующее излучение. Для выжившего потомства характерно отставание в физическом развитии и снижение жизнеспособности. Возникновение пороков развития менее вероятно в сравнении с частотой пренатальной гибели. Представляется возможным возникновение структурно-функциональных нарушений высших отделов ЦНС при сочетанном действии радиации и свинца в предимплантационный период. Литература |