Автореферат и диссертация по медицине (14.00.05) на тему:Роль активных форм кислорода в патогенезе силикоза

8 2 1 П 3 0;

АКАДЕМИЯ МЕДИЦИШШ« УАУЛ СССР ОРДЕНА. ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗШЛЕШ НШЕЮ-ИОСЛЕДОБАТЕЛЬСШ ИНСТИТУТ ГЙГИЕШ ТРУДА И ПРОФЕССИ ОIА ЛЬ Нал ЗАБОЛЕВАНИЙ

На правах рукописи

ДАНИЛОВСКАЯ Елелн Владимиров яа

РОЛЬ АКТИВ (Ш ФОРМ КИСЛОРОДА В ПАТОГЕНЕЗЕ СИЛИКОЗА

14.00.05 - Внутренние болезни

Автореферат

диссертации яа соискание ученой степени, кандидата медицинских наук

Москва - 1990'.

работа вштолнена в ордена Трудового Красного Зиакени маучяо-яоследоьательсксы институте гигиеш труда и профессиональных заболеваний ХМК СССР.

Научный руководитель: доктор «едицяксклх наук, профессор

В.Б. СОКОЛОВ

Ойицнальннб оппоненты:

доктор А:едшивокнх /аук, академик АМН СССР, профессор

докхор ыадвдкнских наук, профессор

Б.Т. ВЕЛИЧКОЗСКИЙ A.M. М0РАЕ1К0ВА

Ведущая организация - Московский научно-исследовательский институт гигиены >:ы. ФЛ* Эрисыана.

в ■_" часов на заседаний снощншшровашюго совета

Д 001,12,01 при ордена Трудового Красного Знамени ШИ гигиьш труда и про^аабслевь-шй XMII СССР но адресу: 105275, Москва, гшоспект Будённого; 31«

С диссертацией wo».но ознакомиться в библиотеке ШИ гигиеш труда и ярофзаболеваклй АМН СССР.

Автореферат разослан "_" _______ I9SO т.,

У четей секретарь слеюад^провйишго совета ■

доктор У5д;:д::нск'йх паук, профессор Р.Ф. АФАНАСЬЕВА •

Защита диссертации состоится

и

и

19$ г.

; ' : • | . ОШЯ УАРАКТЕИЮТйЯА РАБОТЫ

геда. Изучение патогенеза силикоза по-преяпаку остается одеой из актуальшх задач профпатодопш, так как является теоретической базой поиска средств его патогенетической терапии и профилактики, В настоящее вршя является общепризнанным, что ключевым звеном развития сии ко за является гибель фагоцит [¡робевших кварцевую шш> альвеолярных аакрофагов, Однако, коакре т-яне механизмы первичного взаимодействия альвеолярных «акро^егов о частицами кварцевой шли ео многом оотаюгся кеяошми,

В пооладте годи енушький исследователей извлекла возможная роль кислородашзиспйсй бактерицидной системы ельвеолтрых макрофагов, связанной о генерацией актпвшх форм кислорода, таких как супероксаддай ашюв-рздикал (0^*) > перекись Еодброда Оу^Ь гидроксплъиий радикал (ОН*), в патогенезе пкевмоконио-80в, Рядом авторов было высказано предположение об ее участил В механизмах взаимодайзтзкя иипераяышх гщдей и фатоцятов. Од- • нако, углубленное биохимическое Есследоваюе геиермдаа активпи фор« кислорода алььеояяршми макрофагами лек их взаимодействий с кварцевой пылью до настоящего хремеги: не проЕсдоюсь,

В продуктах распада елъвеолярпнх макрофагов, погибших после фагопитоза микоралыш шлвЗ, содержится фактор, приплекиаций яейтрофилы» Развитие пневмохояаэзез сопроьоздав(гоя масснровакшм притоном полаыорфофюгеарвше лейкоцитоз в легочную ткань и броя-хо-альвеоляриое пространство» Папи>6рфпсядерше ле£чсццтв: играют большую рель в развитии воспаления а последующего фцброаирсва-ная легочной тгодя при воздаст?;'.:: различных агентов, активирующих "респаратог-г.нй взрыв". _Однако, до ¡(астояадго времеш роль кислородзависимой бактерицидной системы »тг.х меток, обязанной

о генерацией активных форм кислорода, в патогенезе оиликова не наследовалось.

Очевидно, что при изучении, роли, активных форм кислорода в патогеиеве силикоза необходимо параллельно о активацией их генерации изучать активность антиокоидантной системы как самих. бетонитов, так к легочной паренхимы. Оообую важность приобретает-изучение активйоогг кшчевого фермента антиокислительной; эаадан, специфически обезвреживающего С£*, суперокоиддисмутази (СОД)» •

Цель и задачи исследования. Целью исследования явилось изучение роли активных форм кислорода в механизмах. развития сэ-лияотичеокого процесса,

В связи с этим были поставл&кы следующие задачи: I, Исследовать процесс генерации активных форы кислорода альвеолярными макрофагами и полшорфонуклеарньаш лейкоцита»»- при ■ фагоцитозе ими минеральных пи лей с помощью комплекса «Зоохимических методов в модельных системах ¿п у^Ьго. 2» Изучить степень активированности кислородзависимой бактерицидной системы этих клеток в.бронхоальвеолярной лаважвой жидкости больных пылевыми заболеваниями легких. ■ 3» Исследовать состояние активности антиокислительной, защиты фагоцитирующих клеток в норме и при воздействии на них кварцевой пыла, а также легочной ткани на различных стадиях.силе-котического- процесса.в сопоставлении с интенсивностью колла-генообразования-в легких на. модели экспериментального' силикоза на крысах с помощь® изучения активности фермента су-пероксиддасг<угазы. 4, Изучить влаяше экзогеано вводимых.ферментов антиокислительной защиты СОД и каталаэы на развитие силикогического фибр»- . за в легких крыс с эксперименталышм '-силикозом для доказатель-

ч

ства патогенетической значимости нарушений баланса наработки и ■детоксикации активных форы 'кислорода в развитии силикотичвского ■йроцесоа,

■Научная ¿товязва работы. При помощи биохимических методов проведено углубленное последоваяиа генерации активных форм кислорода при маимодействш 'альвеолярных макрофагов и полимсрфэнун-леарннх лейкоцитов о кварцевой пылью в модельных системах ¿п \/С -¿го Впервые изучена степень активации киолородзариоиыой бактерицидной системы фагоцитов бронхоальвеолярной лаважяой жидкости больных'Пилешми заболеваниями легких (силикозом, шлевыы -бронхйтоы) и выяснена адекватность клинических дансих результата«, полученным в модельных системах Сп к-Иъо , а такк'о шелепа диагностическая и прогностическая значимость исследуемо: показателей» Изучена активность фермента антеониолятельной защит« СОД ткани легкого при экспериментальном силикозе у крыс. Впервые показана возможность торможения экспериментального силикотичеоко-го фиброза у крыо под действием акзогенно бводишх ферментов антн-оняолительноа зедиты СОД и каталази.

Практическое значение реаудгьуатов работа. Результаты провб-денного исследования свидетельствуют о целесообразности поиска антиоксидаигных средств профилактики и леченая силикоза. Кройо тоге, проведенное клиническое исследование в сопоставлении о данными, полученными в моделышх опытах ¿п \zit-io , показывают, что состояние активации кислородзависимой бактерицидной системы фагоцитов бронхоальвеолирной лаваипой жидкости больных пылевыми заболеваниями легких зависит от клинической формы заболевания и от особенностей этиологического фактора. Это позволяет заключить, что изучение активированноста фагсодтов брокхо&львеолярпой лаваж-иоЛ жидкости с помощью ШТ-теста может быть использовано в кля-

йической практике в диагностических и прогноетичеоких целях. Цолученные результаты использованы при подготовке методичеоких рекомендаций "Методические подхода к выбору » экспериментальна»» цюпыташш,1 оредстз патогенетической терапии в профилактика пнев-*окониозов" (утверждена КЗ СССР от 19.03.1£85),

Публикаций, По материала!/исследования опубликовано 7 работ и I принята в печать. Основные волоксдня, представленные в _ диссертации, обоуждалиоь на различии: научных к научно-практических конференциях.

Аиррбаиия дисса ртппки проводилась в НИИ ГТ и ГО АМН СССР на заседания факторной комиссия по проблеме "Гигиена труда и клиника профзаболеваний при воздействии про'лаэрозодгй и' газов в ведущих отраслях промышленности" 30»05.1990 IV

Осипе юе положения, выкосямне на звдг-ТУ.

1. При взаимодействии альвеолярных и акр офагов, пожм орфо-нуклеаршх лейкоцитов ■ с кварцевой шлыо происходит усиление генерации активные форм кислорода (С£* и этими клетками. Однако, имеются существенные различия в интенсивности и направленности этой генерации у изученных видов фагоцитирующих клеток, что,

в- частности,; связано с различной обеспеченностью их .ферментами антиокислитель ной залиты СОЛ и каталазы.

2, Степень актиъированности ¿иолородзависикой- бактерицидной системы фагоцитов бролхо-альвеолярной лавандой жидкости больных пнлевши заболеваниями легких зависит о?■клинической форш заболевания в от: особекностел этиологического фактора.. Активация фа-гоцитоэ болыых , лкезм окоялезю вше,' чви у "больных'гклегым бронхитом. ■ фагоаакг Сро5ао-зльвеолярно2 лаватьоа жидкости у. лиц,' педвергй'кгасся действа»' вксохо^рогенной, хвам,' • активирована сильнее-,' чек у:лиц, на-котор&;пыль,....: а' также смешанная пыль ;с.:токс':Ыоаллергическихгкотояёптог.!'..'

>

3. Воздействие кварцевой пыли на легочную ткань при экспериментальном силикозе приводит к спадению активности СОД на равней, досклеротичеокой стадии процесса.

4« Под влиянием екзогешю вводимых ферментов аитиокиоли-тельной аадиты СОД и катвлазы происходит торможение силикотичео-кого фиброза в экспериментах на животных, что свидетельствует о патогенетической значимости активных форы кислорода в натогеневе силикоза.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и списка использованной литературы. В диссертации содержатся 12 таблиц и 9 рисунков. Спиоок использованной литературы включает 203 источников, в т.ч. 164 работы зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В литературном обзоре проведен анализ имеющихся к настоящему времени работ, свидетельствующих о высокой чувствительности легочной ткани к повреждении свободными радикалами кислорода при действии различных агентов, вызываниях "респираторный взрыв", и о вачшой роли в этом повреждении альвеолярных макрофагов и по-лиморфонуклеаркых лейкоцитов. Отмечено, что результатом свобод-нородикалъяого повреждения легочной паренхимы радикалами кислорода, как правило, является последующее развитие фиброза. Поскольку пневмофиброэ наиболее характерен для силикоза, подчеркивается актуальность изучения роли активных форм кислорода в патогенезе этого заболевания.

Материалы и методы. Для решения поставленных задач был проведен ряд экспериментов ¿n </¿tzo и сгх vi i/o, В качестве модели для изучения изменений, которые происходят в фагоцитах легких под

влиянием кварцевой одвд,, была использована. инкубация, сусленэяи адьвеолярвдх ыазсрофш?ов кролика и гракулоциточ крови чэловека о чдстицаыи, дали, ¿n.v.¿i%.o.«_ Альвеолярные Ыакрофаг^ выделили. методов JUyxuth: (Iü6e^r Зсего. было использовано. 60 1®авиков-с8Щое пороли, Шмщшлла,. маосоЛ 2,5-3. кг. Выделение гранулоцитов крова проводили . мет.одрыЕюуот(I96B), Всего.в экспериментах tn vxtio была использована кровь 45 доноров. Генерацию фа1рцита«и. оценивали, с помощью метода бессубстратного восстановления нитро-синего т.етразолиеного до формазанз (ЮТ-тает) ВиеА п е г( 195 в) а: тага а с помощь» интдбируемого СОД, восстановления цитохроы&-С. ÚXLjkoi (1973), HgOg определяли,методом опосредованного перокси-дазой окисления фенолового. красного PicA 1980, Активность СОД ?! биолоцическом материке изучали по ингибиронашш автоокиоления адреналина^ стимулируемого адренохромом^ мзтодш,, предложенным. Мига, f~7.ídpL>LcA (I9V2)- ц. модификации, 0»С,. Бруоова и; ооавт, (1976)», Эксперименты in vivo проводились на подели, экспериментального крысиного, силикоза. Для. изучения активности СОД лоточной. цщщ ijü- разных стадиях, силикоза использовала ингаляционную модель этого заболевания,, как наиболее адекватную реалъким. условиям, Влщише зкзоганно вводимых ферментов антиокислитель но?.. защиты на. развитие фиброзного процесса в легких изучали на, модели интратрахеалъного силикоза, создаваемого однократном введением. 20. мг пили,, как'наиболее удобной.для испытания, средств, влияицих на развитие силикотического фиброза. Всего нами было использовано НО белых крыс-самцов линии Вистар,, исходной массой 150-200 г.. Качественная оценка развития силикотического фиброза давалась на основании гистоморфологического изучения срезов легких, а количественная - по изменению массы легких и трахеобронхеальяых лимфоузлов, по суммарному содержанию в легких липидов,; а также по количеству пыли, отложившейся в. легких. Для выяснения адекватности ;

ч

результатов, полученных в опытах i.n viiw, реальней "ироцбосй*. Происходящим в организме человека, я тоже для 'выяснения тзися.-ной практической значим ооти использованных методов 'был изучав достав я функциональная активность фагоцитирующих клатйк бронхо-йлъвеоляркой лаввжной жидкости больных двумя формами 'шлейых Ш-болевапий легких (пиевмоковиозоы и пылевна бройситом) о 'nofedspio 'HCT-ieoia по методу H.H. Грачевой (1964) о набсиьшик'и нодифйи*-цшши-.

Результата исследований а их обсуждение« С Целью изучензя одного йЗ 'предполагаемых механизмов взаимодействий аЛЬеоолярлых иакрофаГов а Гранул ош г ов о кварцевой пылью бедо йаугепо влияние Час¥Иц SC '02 на Генерацию и I^Og атими клерками, 'Известно, Ор йвААеТся пе'рйнчкш интермедиа!ом однбалокгронно'гб fe'dccva-йовле'шм киоЛорода-, чр'ейвйчайно химически актйьш'м-, но Коро'гкйЖи-Ьущий радикалом.^ Oft либо быстро реагирует о биологический субстратом, либо Дискутирует (фермента^ивНо пай кеферйентативно) о образование« К0Т>°Ра>1 является вторяч'ййм интернедаатом одио-

электронноГо восстановления Кислорода', и кокет 'бить обезврежена При помощи каталазй. Действие кварцевой Ннли (Люберецкий карьер) на фагоцита сравнивали с воздействием пыли окиси алхмния, являющейся примером ыалофиброген'яой пили и вызывающей своаобраз-яый х'рацуломатоз, а также токоико-аллергической пыли металлического кобальта. Величина частиц использованных палей ^ 5 ыкы. Проведенные исследования показали, что взаимодействие альвеолярных иакрофагов о кварцевой пылью приводит к стимуляции генерации активных форы кислорода, регистрируемых с помощью ШТ-теста, который, благодаря.использованию низкомолекулярного индикатора, по-•'заоляет,обнаружить как вне-, так и внутри фагосомц (рис« I), Экзогенная СОД* добавленная в среду инкубации, лишь в незначи-- тельной степени иигибарсвала процесс восстановления НЗТ до

пкли и малофиброгенной пыли окиси пыли и малофиброгенной шли окиси

алюминия на. восстановление НСТ до алш..лия на восстановление НОТ до

фориазана альвеолярными макрофагами форказана гранулоцитами крови чело-

кролика. века.

формазвиа. Поскольку СОЛ является высокомолекулярным белкой, огранячепнш виаклеточтм пространством, она может перехватывать лишь те радикал» Од*, которые освобождаются фагоцитами внеклето-чао. Полученные данные позволяю? предположить, что практически воа генерируемые альвеолярными макрофагами при вэаимодейот-вма о кварцевой гаыгю, остаются внутри клетки. Нам на удалось »арегясграровать генерации Од* методом восстановления цитохрома-С, при помощи которого мокно определить выделяемый во внеклеточную среду, т.к. цитохром-С является белком, ограниченны» внеклеточным пространством, а также генерации B^Og методом опосредованного пероксидааой окисления фенолового красного, при взаимодействии альвеолярных макрофагов о частицами кварцевой пыли. Ранее усиление генерации активных форм кислорода при фагоцитозе перитонеальшыи и альвеолярными макрофагами кварцевой пыли было констатировано методом регистрации хеыалюмияеоцевции (Велич-ковский Б.Т., 1932), а также по увеличению потребления кнолорода (Яхъяев А .В., 1965).

Взаимодействие полиыорфонукдваряшс лейкоцитов с частвдами кварца также сопровождается усиленней суммарной генерации (вне-, и внутриклеточной) этими клетками Og*, регистрируемых о помощью НСТ-теста (рис. 2). Но при атом не только интактные гранулоци-ты в два раза более интенсивно, чем интактные альвеолярные макрофаги, восстанавливают 1КГ до формазана, но й стимуляция этого процесса под действием кварцевой ныли в гращулоцитах выражена сильнее, чем в альвеолярных макрофагах. Экзогенная СОД на 4В% ия-гибирует этот процесс, что позволяет предположить, что примерно половина (т.е. №%) супероксидов, генерируемых нейтрофилами под действием кварцевой ныли, освобождается во внеклеточное пространство. В пользу данного предположения свидетельствуют и результат ты экспериментов, по восстановлению цитохрома-С (рис, 3): стиму-

Рис.3. Злияние зысокофиброгенной кварцевой ■ пыли,малофиброгенкой пыли окиси алюминия и токсикоаллергической пыли металлического кобальта на 'генерацию гранулоцитами кроаи человека.

пыли и калофкброгенкрй пыли окиси-алюминия на генерацию Н2О2 гранулоци-тами крови человека.

- II - .

яяция грацулсцигсб квьрдаьыми частицаиа приводят к усилении акс— трацеллиляриой генерация Оо* , определяемой от mi методом, пропорционально количеству добавленной пыли, Кроме того, ато взаимодействие приводит к стимуляции освобождения IljOg гранулоцатами, более выраженной+ чам в тех жъ условиях (рис. 4).

Изучение взаимодействия фагоцитов о пыль» окиси ащшинмя доказало, что оно также приводит к стимуляции суммарной генерации Og* (определяемой о поиоцьп 1ЮТ-теота), как альвеолярными макрофагами, так и гранулоцитами (рис. I, 2), Однако-, эта стимуляция менее выражена, чем в-случае кварцевой пыли» По-видимому* он*- имеет место за счет внутриклеточной .компоненты генерации, т.к. внеклеточноеосвобождение гранулоцитами под действием пили окиси алюминия дозозевисшо снижается (рис. 3). Генерация HgOg при этом не меняется по сравнении с интактшми клетками (рис. 4). В связи с этими результатами интересно вспомнить данные Г,В» Ароновой и соавт. (1982), продемонстрировавшие, что контакт о кат о нам и алюминия вызывал резкое целение фиброгеннцх свойств кварцевой пцли, а таксе работу Po¿¿ca-ic¿(JS64), показавшую высокое противосштнотическое дойстЕие нлвыинийсодержшцих препаратов. Эти данные могут быть по-новому осмыслены в свете полученных нами результатов.

Под действием шли металлического кобальта, обладвдцей то№» сико-аллергическим действием, такие происходит снижение вкетра-целлюлярного освобождения грацу лоцитьми (рио. З). Необходимо отметить, что подавляющее действие кобальта на систему генерации Og* . грацу лоцитов выявлено нами не только в экспериментах сп. vitxo , но и на грацулоцитах крови практически здоровых рабочих предприятия твердых сплавов'; контактирующих. в процессе,работы о кобальтом и его соединениями. Механизм ш явленного снижения экстрацсллюлярного освобождения гранулоцитами под действием

пыли кобальта т оовоеи ясен. HötSezts (1966) бшю гюказака опособнооть иоисв тяжелых металлов (кадмия, свища) подавлять фагоцитарную активность клеток я ингибироввть стимулированную виню-эаном вспышку хемилюмиивоценция* По-видимому, ото связью о проявление» токоячеокого действия тяжела металлов на ме*браяу фагоцитов,

Обсуждея возможные механизм», определяющие выявленное различие между альвеачяриы*я макрофагами и хранулоЦйтами в их способности освобождать я Ejtвод действие» кварцевой шиш, необходимо вспои нить об. оснащенности этих клеток ферментами антиокис-лителъио» защиты. Как показано в дайной работе, активность ключевого фермента антиокислительной защиты ССЩ альвеолярных макро-фчгов, рассчитанная на белок, более чем в четыре раза превышает таковую в грацулоцитех (0,60JD,08 ед/*г для альвеолярных макрофагов и 0»I4jP,04 ед/мг для гранулоцитов), Что согласуется о даа-ннмк Eistet (1976), Инкубация. же фагоцитов с кварцевой пылью, как показали результаты исследования, ив приводят к достоверному изменению активнооти СОД. ни альвеолярных макрофагов, ни нейтро-фильных лейкоцитов по сравнению о интактными клетками» В литературе имеются, данные о том, что активность каталааы альвеолярных макрофагов выше, чем соответствующей активность поляморфонуклеар-ных лейкоцитов ( fcossi , 1778). Таким образом, собственные исследования и. данные литературы позволяют предположить, что высо-ки^ уровень активности СОД в каталааы альвеолярных макрофагов обеспечивает утилизацию n-H^Og внутри фагоцитирующей клетке* Это ограничивает возможность экстрацаллюлярного освобождения указанных активных интермедяатоз кислорода» В то же 'время» гораздо белее ниэчлй уровень активности этих ферментов в гранулоштах в сочетавши о более высокой,, как показали ваши результаты, стимула-

- 13 -

цивй генерации 0^! под действием кварцьвой пыли» по-видимому, во обеспечивает поллого обезвреживания активных форм кислорода внутри клетки, тем самым ие препятствуя йх освобождению по вяи-онш» канала* во внеклеточное прэотраиогво. Выявленные различия между альвеолярной макрофагами я гранулоцитеми имеет, по-»идямшу, фиэиологичеокий смысл. Альвеолярное макрофаг« постоянно в большом количестве присутотвуют на бронхо-мьв солярной поверхности, поэтому неконтролируемая вкстраделлолярпая генерация тл чрезвычайно токсичшх и н^ при попадании в легкие шля морда бы привести к повреяденяю легочной ткана» Увеличение *е количества граиулоцитов в бронхо-атьввсимрном пространстве свидетельствует о раэвитг' воспалительного процесса. Это согласуется О полученными даншуя об экотрацеллюлярном освобождении грвнуло-цитами и Н^О^ я стикуляпяп этого процесса при фагоцитозе кварцевой пыли. Пооколькувинеральшо шли» в отличие от микроорганизмов, яе могут быть деградировали фагоцитами, фпброзирова-ние легочной ткани может быть рассмотрено как защитная реакция на развитие воспалительного процесса»

Как известно» иитермедиати одноэлектровного восстановления кислород» чрезвичайно токсичны и могут сказывать повреждающее воздействие не только на сами фагоциты, но и на окружевдие ткани. Кроме того, рассматривается некоторым» авторами как медиатор синтеза коллагена, В данном случае, мишенью для избыточно-'обраи-эуицихся активных форм кислорода является легочная паренхима» Повреждающий потенциал кислородных интермедиатов зависит- от степени сбалансированности их наработки и детоксикации, что в свою очередь зависит от уровня антишислительной активности клеток я тканей. Поэтому понятно, что важной является информация о состоянии активности СОД ткани лвгхого> подвергшиегося воздействию кварцевой пили. Результата исследования активности. СОД в легоч-

иой ткали интактшх крыс и на разных стадиях экспериментального силикоза представлены в табл. I, Как видно из приведенных данных, через три неделя ингаляций кварцевой пылью показатели, характеризующие фиброзный процесс в легких, изменены незначительно. В то не время, удильная активность СОД на этой стадии р^аития силикоза существенно и достоверно отмена у животных, вдщхавших кварцевую пыль, по оразнени» с интакгаиш животными, На более поздних стадиях ззто снижение прогрессировало.

Таким образе«, под влиянием кварцевой пыли происходит избыточное образование активных форм кислорода фагопятами и снижение активности их обезвреживания легочной паренхимой. Однако, остается неясным, насколько зтк процессы патогенетически значимы о точки зрения развития силякотичеокого фиброза. " Для выяснения этого вопроса били проведены эксперименты по изучению влияния вкзогенно вводимых ферментов аитиокислительной защиты - СОД « каталазы - на развитие фиброзного процесса при экспериментальной силикозе у крыс. Часть животных была забита через месяц пооле начала эксперимент а. Как видно ад представленных данных (табл. 2), предпринятое в течение первого месяца введете ферментных препаратов (частота ингаляций - 2 раза в неделю, продолжительность -60 минут, концентрация СОД - 0,95 мг/мл, каталазы - 0,47 мг/мл) не дало объективных положительных результатов, так как масса легких и лимфоузлов .у. силикозпых живоу/.их, получавшие и не получавших ферментше препараты, практически на различалась. В связи о етиы, п дальнейдем количество вводимых ферментов било удвоено (1,9 ед/ыл СОД к 0,54 ед/ил каталазы), а частота ингаляций увеличит. до пятй раз в-подели. Из представленных данных видно,-что через .2,5 месяца после введения кварца у животных продолжает развиваться фиброзный процесс з леших. Однако^ показатели пневмо-фнброза у животных', .получавших ингаляции фермешчлх препаратов,

ТаДдица I

""Показатели фиброзного процесса и активность супероксиддясмутазн (СОД) в гойо-генате легких крыс с ингаляционный силикозом

Срок . !Группа!Вес ziibot-тШсс лег- !Вес легких !В ее д/у Sec л/v !Содеожаняе!&ктав- !Акта&-запы- !в экс-'ного, г !ких сырой ¡cyxoii, ыг !сырсл, мг! сухой, мг лиявдоз !ность С0Д!ность CQE лешя !i;sdï:hs!'M +-m ! г,.. „, ! м __ ! м 1 м I мг/легкое^д/мг тха1ед/г бех-

.! ите ! ~ ! 'Mi^ ! % m , U +m ,M+m , ^ |на, M+m. !ка, M+rn.

.•" -К 377+13,2 1,4+0,07 312,5+24,5 52,5+7,5 15,0^,0 45,5+0,6 0,30+0,06 3,4+0,33

s . n = 6

■a 1 ' st ' • 5-02 361+8,9 1,6+0,14 327+7,2 74,0+S ,3 20,0+1,9 43,6+1,9 0,37+0,05 1,9+0,27

a> ■ x - П = 8

' СО '. К К S6 116 105 141 133 96 62 55

F/0,5 P /0,5 P 0,5 F/0,I P /0,2 P/0,5 P/0,05 P/0,QI

; d " к ; n = 7 5' °2 • -П = 8 % к К 430tI4,7 1,4+0,05 299+16,2 56+4,7 1.6+1,3 42,5дЗ,8 0,41+0,05 2,7+0,45

•" '.S ." : 430+13,7 1,83+0,09 413+21,2 83+6,5 21+1,6 55,4+3,9 0,21ч£,02 1,1+0,14

Ю •со." .100 PAO,5 130 137 . Pj/0,05 Pj/0,05 I4S P/0,05 131 P/0,05 130 P/0.05 51 P/Q,05 41

СЛ

I

Тайлипа 2

Влияете супероксиддисиутазн и кагалайи го некоторые показатели фиброзного процесса в легких крас с экспериментальна» силикозом

Условия

опыта

Г Показатели

!

янехшофиброза (М т. )

Защитный эффект С?)

I касса легких ! касса сзратрах»л/у !содеря, !по кассе ле1-!по кассе !пс со! -_ I _ !лшидов ! кшс_1 л/у 1дешс.

{ сырая(Г) >сухая(Г) 1сырая(мг)1сухая(мг) Цухой 1 сырой!сухаа ¡^^

Еиологй-ческ,ко король (п. =6) 1,9+0,1 0,41^0,0.? 49,5+14

.Силикоз • нелеченый "

1кес.(п-=7) 2,5*0,3 - 164^17

1,Силш:оз лечений СОД+катаив-аа 1 кес.

2,5+0,1

7,9*14 53+3,8

166 Л 17

341

(а= в)

2.Силикоз нелеченый . ' •, 2,5 иес,

К =7) 3,7+0,2 0,%0,05 30^22 66,4*5,4 219+12,4

3„Силикоз. ■ ' " "

' леченый 3,1+ОЛ 0,7+0,01 214+16 ' 39,2+6,7 148+3,8

ыес(гг'=б) Р2?3/0,05 Р2?э/0,05 Р2^0,05 Р2|>3/0,05 Р2>3^0,05 50я 4.Силикоз

леченый - 2,6+0,1 0,6+0,0? 178+18 38,11« ,7 106+3,6 61'

Р2г^0,05 Р2 Р2 ¿0,05 Р3 Ж» 91,7*

Р3^0,05 Р3^0,05 Р3*4А0,5 Рз^Об

Примечание: " » " - зшзитшй эффект по отношение к началу вксперекеетв " * " - защитный эффект по отногению к гвчаду второго

40»

60'

50'

аз*

49'

^грса лечения

№ I

36» 47' 64,5* -

43»

6В»

оказались гораздо ниже, чем у животина, но получавших ингаляций. Более эффективное торможение развития фиброза проявилось при совместном введении СОД и каталазы. Если за точку оточета принять начало второго курса лачениг, то защитный эффект совместно вводимых СОД и каталазы оказывается более Таким образом,

полученные в экспериментах на животных результрты свидетельствуют о патогенетической значимости избыточно генерируемых фагоцитами под действием, кварца активных форм кислорода для развитая силикоза.

Естественно, нас интересовал вопрос, насколько результаты, полученные в модельных экспериментах, адекватны реальгам процессам, происходящим в организме. Благодаря возможности получения бронхоальвеодярной даважной жидкости (ШИ) больных, контактировавших с пылью на производстве, мы смогли выделить из нее и изучить о интересуыцей точки зрения фагоцитирующие клетки, которые подвергалась действию пыли не в системе in vLtto, а непосредственна в человеческом организме4, была изучена степень активироваа-ности фагоцитов бронхоальвеодярной лаваж ной жидкости больных пылевыми заболеваниями легких (оиликозом и шлевым бронхитом), В сравнительном плане проведено исследование группы больных, работающих в условиях воздействия промышленных аэрозолей и страдаюцих различными формами легочных диссеминаций непрофессионального гене-за (диффузно-диссемлнированными процессами в легких - ДЩ1Л). Всего в условиях клиники обследовано 33 больных. Всем больным проведено клиническое, функциональное и лабораторное обследование, У семнадцати из них бал диагносцирован пневмокониоз: у шестнадцати - I стадии, у одного больного - П стадак» Двое больных имели неосложпенный процесс, у десяти больных пнзвмокониоз "сочетался , с проявлениями хронического бронхита,, у 'пяти"- о наличием туберку-

лезь, который в двух случаях «а основании клйнкко-л&бораторкшс данных был расценен как активный, У восьми больных был диагностирован пылевой бронхит Д стадии. У семи из пах имелоя оботру»-тившй вариант течения заболевания, у одного - -астматический «а-риант. Среди восьми изученных для оравиешя большх ДЦП| у четырех имел место оарко.эдоз, у двух - легочный ваокулих, у одной -экзогенный аллергический ачьвеолит, у одного больного характер ДДЦЛ уточнять не удалось-, БОлшинотво обследованных '{22 человека) Сыт Актинами, в основной (29 человек) обаледов&цше были оtарке 40 лет, у больоинства <28 человек) "пылевой" ста» составлял более 10 лаг. Больных с пылевыми заболеваниями легких (вневмоко-ниоз, ¡пылевой бронхит) «окно было разделить на три групгш> в ааг-вцокмооги оч характера шли, воздействии которой они подвергались, I группа (II человек) контактировала о аыоокофиброгенйой вылью (рабочие ооноешх профессий лйтейкых цехов, камеицики-огве-упорщики, горнорабочие рудников Северо-Восгока страш)-, П группа (6 человек) контактировала с ыалофиброгвяиой пыль» (газоэлектросварщики, шифовдики), Ш группа (? человек) подвергалась воздействии Кварцсодеряацей шли 6 токсико-айлергическим компонентом {рабочие полиметаллического рудника, где условия труда характеризовались воздействием сложнокомплеконого промаэрозоля, в состав кот poro входила полиметаллическая кварцеодержащая роль § а также продукты иейолйого огорания дизельного топлива), Из металлов, составляющих руду» можно отметить вольерам, молибден, кобальт, бериллий к др,). Всем большы проводилось бронхофйброскопкческсе исследование (В „В, Мклишникове). о получение» бронхиального смыва для последующего биохимического и цитологического и!ученяя. Как показал цатологичес&Ш анализ, в основной.клетки ШЖ представлены макрофагами, нейтрбфшй>нуми лейкоцитами и клетками бронхоальве-' оляряого (реснитчатого) эпителия. Количество эозлнофидов и лвм-

фонвдов. было незначительным, поотому детально, были неучены, основный вышеперечисленные показатели. цитограяш», Ввиду наличия, Небольшого, количества, смыва провести, разделенно клеток не прел-ставлялось возможным. Поэтому к~отки Ш1Я били взяты для. биохимического изучения оовместно. При етом имелось ввиду, что способностью к генерации активных форм кислорода обладают только фагоцитирующие клетки (макрофаги и нейтрофшш). Полученные Да1>-ные был», проанализированы, во-первых, в зависимости от формы патологии. легких, во-вторых, от вида действующей пыли. Как пока--зали результаты исследования (рио. 5), интенсивность восстановления ИСТ одним миллионом клеток оказалась более высокой в групт пе больных пиевмокон"озом и достоверно ниже в группах о пилеэкм. бронхитом и ДДПЛ. В то же время, анализ данных с точки, зрвнил, этиологического фактора показал, что максимальная велияина. оптя-вации фагоцитов наблюдается в группе больных, подвергавшихся^ воздействию высокофиброгенных шлей, менее выраженная - в группе, ма-лофиброгенных пылей и минимальная - в группе,, на. которую, действовала кварцсодержещая полиметаллическая пыль с- токсикоаллсргичес- . ким компонентом. Сравнительный анализ^ экспериментальных и клишь ческих данных показывает, что. результаты проведенного клинического исследования хорошо согласуются о таковнш, получении»! в экспериментах Сп *сЬга и- позволяют подтвердить некоторые теоретические; представления, о патогенетических механизмах развития пылевсЗ. патологии легких. Кроме того, они свидетельствуют о том, что метод бессубстратного восстановления ЮТ. до форыазана, отражающий активацию кислородзввисимой. бактерицидной системы фагоцитов,, может быть использован в клинической практике в диагностических и. прогностических целях.

Полученные в настоящей работе данные о, первичны* механизмах

Усл.ед.

■ £20

; 260

240 200

160 120

ео

40

Пневмогсни- Пылевой бро- а1?1--!! аз-л=г17 н>а? п-3 п-3

ПН,4 °'01 Рйр,дал°.5

- ,

— •

- 64,с+1Б,3

_--

Г * о4,С7+6,7

N 25,5*7,8 -|т-_

— •

•

Ркс.5.Интенсивность носстэнсзления НОТ фа-гоцит;:рую51!?.ж клеткауи брокхо-аль"=зе-олярной лаважней жидкости больных (на I млн клеток).

Вы сокофибро~Ма лофи бро- Кв ?рц cor ерх;. генная пыль генная пкльп.ыль с ' п-П п-С аллергичегк.

j гл т-а"

сл.ед. Р:. £Л0,0Ь компоненте:.

п=7 Рв,т-а°'02

, 7+j

23,4*7,6

с.5.Интенсивность восстановления БСТ фагоцитирующими клеткам! Срокхо-альвеоляр-ной лазажной жидкости больных пиевко-кониоьом.и пылевым брог:хктом,контактировавших с разными видами пром. гылей (на I млн клеток).

- 21 -

взаимодействия фагоцитов (альвеолярных макрофагов и гранулоця-тов) о кварцоодерлсащей пылью, результат экспериментов, демонстрирующих тормозящее влияние ферментов антиокислительной защиты на развитие силикотическогс фиброза, а также анализ данных литературы о возможной последовательности изменений, приводящих к повреждению клеток и развитию легочного фиброза, являются доказательствами важной роли активных форм кислорода в патогенезе силикоза и определяю? направление одного из путей патогенетической терапии и профилактики силикоза, а так*о разработки диагностических и прогностически: тестов.

ВЫВОДЫ

1. Исследованиями установлено, что. нарушение сбалансированности свободно-радикальных процессов э легких при действии кварце- • вой пыли в сторону усиления генераций активные форм кислорода легочными фагодатеуи и снижения антиоккслктельной активности легочной ткани является одним из патогенетических механизмов развития силикотического процесса.

2. Взаимодействие альвеолярных макрофагов и нейтрофильшх лейкоцитов с кварцевой пылью сопровождается усилением генерации активных форм кислорода этими.клетками. Степень активации генерации зависит от количества пыли, вступаацей во взаимодействие с фагоцитами.

3. Альвеолярные макрофаги, характеризучпиеся гасокой активностью ферментов ант иокислит ель ной защити, генерирузт активные форш кислорода интрацсллплярно., . Нейтрофильные: лейкоцита, имеющие более низкий уровень активности о тих ферментов, способны ге-

" нерйро.вать активные интермедиаты. кислорода под действием кварце-• вой пыли как интра-, гак и экстрацеллздярно. .....

4. Величина и особенности генерации активных - форм кислорбдь фа--.

•гсцитируэдими клетка),щ зависит aie только от количества, но и вида действующей пили» ' Окись -алюминия увеличивает суммарной генерацию активных форм кислорода альвеолярными ыакроф»-гачи и нейгрофпльяыми лейкоцитами, однако в меньшей степени, чем -кварцевая пыль. -Под действием :щяи -окиси алюминия и -пыли металлического кобальта снижается -вкстрацеллюлярное освобождение «лионра-дикала гранулоштаыи.

б. -Степень актквировашюсти кислородзависимой бактерицидной системы фагоцитов, полученшх из бронхоальвеоляр-ко-го смыва у вольных -пылевыми заболеваниями легких, связанной с генерацией ими -активных форм кислорода, зависит от характера действующей -пыли ( bucoK&j»!Орогаиная, матофмброгенкая, токсикоаллер-гическай), а также от клиническойформи заболевания (пневмоко-яиоз, пылевой бронхит)«

6. Воздействий кварца на легкие при экспериментальном силикозе приводит к снияенгао активности суиероксиддисмутазы легочной ткани на ранней, досклеротической стадии процесса.

7, Введение путем ингаляций ферментов антиокислительной защиты супероксиддкомутазы и каталазы вызывает торможенио вкспери-«ептвлыюго силякоткческого фиброза благодаря обезвреживанию имя избыточных количеств активных фор« кислорода.

СПИСОК ОПУ БЛИНОВАIIHLLX ПО ТЕМЕ ДИСЕЕРШЩИ РАБОТ

1. Влияние аитиоксидангных ферментов супероксиддг.смутазы и ката, лазы на развитие пиевыофибреза у крыс при экспериментчьном

силикозе //Всесоюзщ копф. "Биоантиоксидант"» 2-я; Тезисы. ~ Черноголовка, IS8S. - Т. 2. - С. 195. - (в соавт.).

2. Роль активных форм кислорода в патогенезе пиевмокон:юзов (обзор) // Вопросы медицинской химии. - 1987. - Х- 5. - С. 9-15. - (в соавт.).

3. Исследование активации альвеолярных макрофагов кролика-пылка-о различной степенью фиброгенности с помощью ЖТ-кста // Гигиена труда и профзаболевания. - 1986, - 'Л I,. - С. 31-33». - (е соавт.),

4-, Генерация суиерокоздшх анион-радикалов гранулсцитоми^крови* человека при фагоцитозе шлей двуокиси кречнля- ч.- кобальта // Всеооюзн. конф. "Биоантиоксидаит", 3-Я! Тезисы. - Черноголовка, 1989.,- Т. 2. - С. 224. - (в соавт,).

5. Активность супероксвддисмутазы в легких крыс на разных стадиях экспериментального силикоза // Всесоюзна конф, "Бяоад^ тиоксадант",, 3-я: Тезисы. - Черноголовка,. 12о9, - Т. 2, -С,. 224; - (в соа^т.).

6, Сравнительное- исследование особенностей взаимодействия макро-' фагов и гранулоцигоь о фиброгенными пылями // Тез. докл. копр, молодых, ученых Ш ГТ и ПЗ АНН-СССР. - 1989. - Депонировано.

7«. Влияние минеральных пылейна генерацию оупорсксидных радикалов и пгрекиси водорода граэдлоцитами крови человека // Гигиена труда и про|>за0олевания. - 1990, - (в-печати).

8» Влияние минеральных хилей-на генерацию супероксидных' радикалов и перекиси водорода-альвеолярными макрофагами,. гра.нулоци-тами и-.моноцитами // Бюллетень.экспериментальной биологии н-

медицины. - 1990. - № 10., (в соавт.)»

*

а . .

Считаю своим долгом выразить искренна» благодарность соавтору

и консультанту, кандидату биологических' наук, старшему научному

сотруднику.Владимиру Александровичу 1УСЕВУ.

Зак, ]■•'> ЗХ> подп. к печати 02.10.60 г., тир. ¡00 экз.

Ротапринт НИИ ГТиГО АМН СССР