УДК 615.9:615.2/3.099

ВЛИЯНИЕ КРОТОНОВОГО АЛЬДЕГИДА НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ПЕЧЕНИ ПРИ ОСТРОМ И ХРОНИЧЕСКОМ ИНГАЛЯЦИОННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

П.Г. Жминько, к.б.н., Т.В. Хилькевич, Н.А. Шушурина, к.м.н., Н.В. Кокшарева, д.б.н.

Институт экогигиены и токсикологии им. Л.И. Медведя, г. Киев

Кротоновый альдегид (2-бутеналь, бета-метилакролеин) — ненасыщенный алифатический альдегид, широко используется в органическом синтезе, а также для одорации газа [1]. В атмосферу кротоновый альдегид (КА) выделяется с выбросами производства, как один из продуктов сгорания автомобильного топлива и некоторых полимерных материалов. КА образуется в естественных условиях как продукт жизнедеятельности растений, при гниении мусора, значительные его концентрации обнаруживаются возле компостных ям, на свалках (2,6 мг/м³) [2]. КА является высокотоксичным соединением при ингаляционном воздействии и оказывает резко выраженное раздражающее действие на органы дыхания и слизистые оболочки [1, 3]. Действие КА на печень изучено в меньшей степени.

Целью настоящей работы являлось изучение характера влияния кротонового альдегида на функциональное состояние печени крыс при ингаляционном воздействии в условиях острого и хронического эксперимента.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования служили половозрелые крысы (самцы) линии Wistar, массой тела 160–180 г, содержащиеся в виварии на общем рационе.

Крыс подвергали однократному или многократному (5 раз в неделю в течение 4 мес) ингаляционному воздействию паров КА в газопаровых камерах Б.А. Курляндского, время экспозиции — 4 ч. Объем камер — 200 л, трехкратный обмен воздуха осуществлялся со скоростью 2 л/мин, поддерживалась температура 20–24 °С и относительная влажность воздуха 78–86 %. Содержание КА в воздухе определяли газохроматографическим методом.

Исследовано действие следующих концентраций паров КА: в остром эксперименте — 1,0±0,18, 5,0±0,85, 87,0±10,2 и 130,0±12,6 мг/м³; в хроническом эксперименте — 0,14±0,04, 0,56±0,09 и 5,18±0,83 мг/м³.

С целью изучения влияния КА на функциональное состояние печени определяли активность аланин- и аспартатаминотрансфераз (АЛТ и АСТ) [4], щелочной фосфатазы (ЩФ) [5], содержание общего белка [6] в сыворотке крови, интенсивность перекисного окисления липидов — в гомогенате печени [7]; для оценки состояния липидного обмена определяли содержание общего холестерина [8], триглицеридов и общих липидов в сыворотке крови (с помощью стандартного набора Биотест-Лахема); для оценки углеводного обмена — концентрацию глюкозы в крови [8].

О состоянии процессов детоксикации в печени судили по таким показателям как активность деметилазы [9] и альдегиддегидрогеназы (АльДГ) [10] в постмитохондриальной фракции. На радиоспектрометре "Varian E-109" определяли содержание парамагнитной формы цитохрома Р-450 в замороженных в жидком азоте образцах печени [11]. Оценку проводили измеряя амплитуду ЭПР-сигнала с гамма-фактором 2,25 (цитохром Р-450 с гемовым железом в низкоспиновой окисленной форме). Условия записи спектров ЭПР: мощность СВЧ 5 мВт; магнитное поле 0,25–0,35 Тл; частота СВЧ 9,5–9,6 Ггц; частота модуляции 100 кГц; амплитуда модуляции 0,8 мТл. Результаты выражали в относительных единицах как частное между размахами ЭПР-сигнала образца и стандарта. В качестве внутреннего стандарта использовали рубин, помещенный внутри резонатора и дающий ЭПР-спектр определенной интенсивности в зависимости от условий записи и резонансных свойств исследуемого образца.

Исследуемые показатели регистрировали в динамике через 1 ч, 1, 3 и 7 сут после однократного ингаляционного воздействия и через 0,5, 1, 2 и 4 мес после начала эксперимента — в хроническом опыте. В опытных и контрольных группах было по 6 животных.

Полученные экспериментальные данные были обработаны методом вариационной статистики [12].

Результаты исследования

При воздействии КА в максимально переносимой концентрации — 130 мг/м³, активность аминотрансфераз (АЛТ и АСТ) и щелочной фосфатазы в сыворотке крови крыс во все сроки наблюдения достоверно не отличалась от таковой у животных контрольной группы (табл.). Через 1 ч после воздействия на 14 % увеличивалось количество общего белка в сыворотке крови. Через 3 сут уровень общего белка в сыворотке крови оставался повышенным ( на 16 %), но через 7 сут. данный показатель уже не отличался от контроля.

В результате воздействия кротонового альдегида в концентрации 130 мг/м³ наблюдались изменения показателей, характеризующих состояние липидного и углеводного обмена. Через 1 ч количество общего холестерина в сыворотке крови крыс было увеличено на 97 % по сравнению с контрольной группой. Однако на 3–7 сут достоверных изменений содержания общего холестерина у животных опытных групп не было установлено. В этот период наблюдалось возрастание содержания триглицеридов в сыворотке крови, которое на 3 сут было на 45 %, а на 7 сут — на 43 % выше, чем в контроле. На 3 сут наблюдалось повышение концентрации глюкозы в крови (на 33 %).

В результате ингаляционного воздействия КА в концентрации 87 мг/м³ (табл.) через 1 ч после воздействия повышалось содержание общего холестерина в сыворотке крови (на 44 %), а через 3 сут увеличивалось содержание глюкозы в крови (на 35 %).

При действии КА в концентрации 5 мг/м³ наблюдались достоверные изменения только одного показателя — количества общего холестерина в сыворотке крови, уровень которого через 1 ч после воздействия был на 53 % выше, чем в контроле. И только при действии КА в концентрации 1 мг/м³ данный показатель не изменялся.

Подобные изменения показателей углеводно-жирового обмена (холестерина — в ранние, триглицеридов и глюкозы — в более поздние сроки) могут быть связаны с гипоксией, развивающейся при действии КА.

Активность перекисного окисления липидов в печени крыс при действии максимально переносимой концентрации КА (130 мг/м³), также как и интенсивность реакции деметилирования амидопирина не изменялась во все сроки исследования (рис. 1). Данные ЭПР-спектрометрии свидетельствуют о тенденции к снижению содержания парамагнитной формы цитохрома Р-450 (рис. 1) на 3 сут, и о достоверном снижении (на 17%) — на 7 сут после воздействия КА в концентрации 130 мг/м³.

Изменения активности АльДГ в печени носило фазовый характер: наблюдалось повышение ее на 3 сут (на 71 % по сравнению с показателем у животных контрольной группы), а затем — снижение на 7 сут (на 54 %) (рис. 1).

Таким образом, КА в максимально переносимой концентрации не оказывает существенного воздействия на способность печени крыс осуществлять метаболизм ксенобиотиков, в том числе и самого альдегида.

При хроническом ингаляционном воздействии кротонового альдегида в концентрациях 5,18 и 0,56 мг/м³ активность АЛТ и АСТ достоверно не отличались от таковых у животных контрольной группы. Было выявлено повышение концентрации глюкозы в крови животных опытных групп. Так, при действии КА в концентрации 5,18 мг/м³ содержание глюкозы возросло через 0,5 мес — на 30 %, через 1 мес — на 15 %. При действии КА в концентрации 0,56 мг/м 3 содержание глюкозы в крови было повышенным через 1 мес эксперимента (на 30 %). И только при воздействии КА в концентрации 0,14 мг/м³ этот показатель не изменялся достоверно. Следовательно, и при хроническом действии КА, как и при остром, гепатотоксичность его не проявляется; изменения углеводного обмена, наблюдаемые только в ранние сроки хронического эксперимента (0,5–1 мес) в последующем компенсируются и не приводят к развитию патологии.

В хроническом эксперименте при действии КА в концентрации 5,18 мг/м³ активность альдегиддегидрогеназы изменялась только через 0,5 мес и была в 4 раза более высокой, чем у животных контрольной группы (рис. 2). В последующие сроки и при действии других концентраций активность АльДГ не отличалась достоверно от величины показателя в контрольной группе.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что только при хроническом воздействии КА в концентрации 5,18 мг/м³ у крыс наблюдается индукция активности АльДГ; при действии КА в меньших концентрациях детоксикация альдегида осуществляется без существенных изменений альдегиддегидрогеназной активности в печени.

Таким образом кротоновый альдегид как при однократном, так и при длительном воздействии в исследованном диапазоне концентраций не оказывает выраженного гепатотоксического действия. Наблюдаемые изменения углеводно-жирового обмена являются, по-видимому, вторичными и связаны с гипоксическим действием кротонового альдегида.

ЛИТЕРАТУРА
1. Вредные химические вещества. Галоген- и кислородсодержащие органические соединения: Справ. изд./А.Л.Бандман, Г.А.Войтенко, Н.В.Волкова и др.: Под ред. В.А.Филова и др. —Спб: Химия, 1994. —688 с.
2. Pцhle Helmut, Kliche Roger. Geruchsstoffemissionen bei der Kompostierung von Bioabfall//Zentralbl. Hyg. und Umweltmed. —1996. —199, N —P.38–50.
3. Вредные вещества в промышленности. Органические вещества.7-е изд./Под ред. Н.В. Лазарева и Э.Н.Левиной. —Л.: Химия, 1976. —Т.1, 592с.
4. Унифицированные методы лабораторных исследований. Определение активности аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы в сыворотке крови динитрофенилгидразиновым методом (метод Райтмана и Френкеля) // Лабораторное дело. —1974. —N 4 —С.252–253.
5. Bodansky V. Serum phosphohexose isomerase// Biol. Chem.. —1953. —v.202. —P. 829.
6. Лабораторные исследования в клинике. Справочник // Под ред. В.В.Меньшикова. —М.: Медицина, 1987. —С. 174–175.
7. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты// Современные методы в биохимиии/ Под ред. Ореховича В.Н. —М.: Медицина, 1977. —С. 66–68.
8. Колб В.Г. Камышников В.С. Клиническая биохимия. —Минск. —Беларусь. —1976. —С. 114–158.
9. Nash T. The colorimetric estimation of formaldehyde by means of the Hantsech reaction// Biochem. J.. —1953. —v. 55, N 3. —P.416–421.
10. Vasiliou V., Marselos M. Tissue distribution of inducible aldehyde dehydrogenase activity in rat after treatment with phenobarbital or methylcholantrene // Pharmacology and Toxicology. —1989. —N 64. —P. 39–42.
11. Ингрэм Д.Дж.Е. Электронный парамагнитный резонанс в биологии. —М.: Мир, 1972. —296 с.
12. Минцер О.П., Угаров Б.Н., Власов В.В. Методы обработки медицинской информации. —Киев: Выща школа, 1991. —271 с.