medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2021-100-12-1397-1403medlit-1881Research ArticleМЕДИЦИНА ТРУДАOCCUPATIONAL HEALTHОсновные показатели гомеостаза у млекопитающих после гипертермического воздействияAssessment of changes in the main homeostasis indicators in mammals after hyperthermic exposurehttps://orcid.org/0000-0002-1530-4598КрийтВладимир ЕвгеньевичKriytVladimir E.

Канд. хим. наук, рук. отд. комплексной гигиенической оценки физических факторов ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья», 191036, Санкт-Петербург.

e-mail: v.kriit@s-znc.ru

MD, PhD, head of the Department of Complex Hygienic Assessment of Physical Factors. North-West Public Health Research Center, Saint-Petersburg, 191036, Russian Federation.

e-mail: v.kriit@s-znc.ru

v.kriit@s-znc.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1745-2663СладковаЮ. Н.SladkovaYuliya N.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3969-9501СанниковМ. В.SannikovMaksim V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6285-1132ПятибратА. О.PyatibratAleksandr O.noemail@neicon.ruФБУН «северо-западный научный центр гигиены и общественного здоровья»North-West Public Health Research CenterФГБУ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова» Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствийNikiforov Russian Center for Emergency and Radiation MedicineФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет»St. Petersburg State Pediatric Medical University2021231220211001213971403Copyright © Крийт В.Е., Сладкова Ю.Н., Санников М.В., Пятибрат А.О., 20212021Крийт В.Е., Сладкова Ю.Н., Санников М.В., Пятибрат А.О.Kriyt V.E., Sladkova Y.N., Sannikov M.V., Pyatibrat A.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/1881Введение

Введение. Профессия пожарных характеризуется воздействием как опасных факторов пожара, так и комплекса вредных и опасных факторов различной природы, многократно превышающих нормативные значения. Высокая температура воздуха характерна практически для всех видов пожара и является одним из основных неблагоприятных физических факторов, оказывающих воздействие на организм пожарных. Ведущее значение в изучении экстремальных факторов пожара, к которым относится гипертермическое воздействие, имеют экспериментальные модели на животных.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследование выполнено на 124 беспородных белых крысах-самцах 3-месячного возраста массой 250-300 г, разделённых произвольно на 2 группы: первая группа (62 крысы) подвергалась однократной гипертермической нагрузке, вторая группа (62 крысы) подвергалась ежедневной гипертермической нагрузке в течение 14 дней. Изучение основных показателей кислотно-основного состояния и водно-электролитного баланса, биохимического и клинического анализов крови, клеточного и гуморального иммунитета проводилось до и после гипертермического воздействия.

Результаты

Результаты. Полученные данные свидетельствуют, что высокая температура окружающей среды вызывает изменение показателей гомеостаза у лабораторных животных. При этом наблюдаются изменения показателей водно-электролитного баланса, кислотно-основного состояния, клинического и биохимического анализов крови, а также имеются лабораторные признаки изменений системы иммунитета.

Заключение

Заключение. Экспериментальная модель экстремального теплового воздействия на животных показала возникновение и сохранение изменений основных показателей гомеостаза. Отмечено, что в группе однократной гипертермии эти показатели через сутки восстанавливались до фоновых, а в группе многократной гипертермии оставались изменёнными.

Участие авторов

Участие авторов:

Крийт В

Крийт В.Е. — концепция и дизайн исследования, сбор материала и обработка данных, статистическая обработка, написание текста; 

Сладкова Ю

Сладкова Ю.Н. — сбор материала и обработка данных, написание текста;

Санников М

Санников М.В. — редактирование;

Пятибрат А

Пятибрат А.О. — сбор материала и обработка данных, статистическая обработка.

Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Заключение комитета по биомедицинской этике: исследование одобрено локальным этическим комитетом ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора, проведено в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123), директивой Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2010/63/EC от 22.09.2010 г. о защите животных, использующихся для научных целей.

Поступила

Поступила: 01.07.2021 / Принята к печати: 25.11.2021 / Опубликована: 30.12.2021

Introduction

Introduction. The occupation of firefighters is characterized by the impact of both hazardous fire factors and a complex of harmful and dangerous characteristics of various natures, often exceeding the expected values. High air temperature is typical for almost all types of fire and is one of the main adverse physical factors affecting the body of firefighters. Experimental models on animals are of leading importance in studying extreme fire factors, including hyperthermic exposure.

Material and methods

Material and methods. The study was carried out on 124 outbred white male rats of 3 months of age weighing 250-300 g, divided randomly into two groups. The first group (62 rats) was subjected to a single hyperthermic load. The second group (62 rats) was subjected to daily hyperthermic load during 14 days. 

The study of the leading indicators of the acid-base state and water-electrolyte balance, biochemical and clinical blood tests, cellular and humoral immunity was carried out before and after hyperthermic exposure.

Results

Results. The obtained data indicate high ambient temperatures cause changes in homeostasis indices in laboratory animals. At the same time, there are alterations in the indicators of water-electrolyte balance, acid-base state, clinical and biochemical blood tests and the immune system. 

Conclusion

Conclusion. An experimental model of extreme heat exposure on animals showed the emergence and persistence of changes in the leading indicators of homeostasis. In the group of single hyperthermia, these parameters were restored to the background levels in a day. In the group of multiple hyperthermia, they remained altered.

Contribution

Contribution:

Kriyt V

Kriyt V.E. — the concept and design of the study, collection and processing of material, statistical processing, writing a text;

Sladkova Yu

Sladkova Yu.N. — collection and processing of material, writing a text;

Sannikov M

Sannikov M.V. — editing;

Pyatibrat A

Pyatibrat A.O. — collection and processing of material, statistical processing.

All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Acknowledgement

Acknowledgement. The study had no sponsorship.

The conclusion of the committee on biomedical ethics: the Local ethics committee of the North-West Public Health Research Center of the Federal Service for Supervision in Protection of the Rights of Consumer and Man Wellbeing approved this study carried out under the European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experiments or Other Scientific Purposes (ETS N 123), Directive of the European Parliament and Council of the European Union 2010/63/EU of 22.09.2010 on the protection of animals used for scientific purposes.

Received

Received: October 19, 2021 / Accepted: November 25, 2021 / Published: December 30, 2021

пожарныеопасные факторы пожарагипертермиякрысыкровьпоказатели гомеостазаfirefightershazardous factors of firehyperthermiaratsbloodhomeostasis indicatorsReferencesВасильев А.В. Проблемы оценки сочетанного влияния шума и других физических факторов на здоровье человека. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012; 14(6-1): 158-65.Vasilev A.V. Problems of estimation of joint influence of noise and other physical factors on the human´s health. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk. 2012; 14(6–1): 158–65. (in Russian)Рукавишников В.С., Колычева И.В. Медицина труда пожарных: итоги и перспективы исследований. Медицина труда и промышленная экология. 2007; (6): 1-5.Rukavishnikov V.S., Kolycheva I.V. Industrial hygiene for firemen: results and prospects of research. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2007; (6): 1–5. (in Russian).Рукавишников В.С., Колычева И.В., Дорогова В.Б., Бударина Л.А. Некоторые подходы к мониторингу условий труда и состояния здоровья пожарных. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2005; (2): 7-14.Rukavishnikov V.S., Kolycheva I.V., Dorogova V.B., Budarina L.A. Some approaches to monitoring of work conditions and health state in the fire fighters. Byulleten’ Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 2005; (2): 7–14. (in Russian)Шафран Л.М., Нехорошкова Ю.В. Комплексная гигиеническая оценка условий труда и трудового процесса пожарных-спасателей. Гигиена и санитария. 2015; 94(1): 77-82.Shafran L.M., Nekhoroshkova Yu.V. Hygienic evaluation of working conditions and working process of fire rescue employees. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2015; 94(1): 77–82. (in Russian)Смиловенко О.О., Курлович И.Г. Повышение безопасности труда пожарного-спасателя. Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси. 2017; 1(4): 459-67.Smilovenko O.O., Kurlovich I.G. Increasing of the occupational safety of firefighter-rescuer. Vestnik Universiteta grazhdanskoy zashchity MChS Belarusi. 2017; 1(4): 459–67. (in Russian)Мешков Н.А., Бухтияров И.В., Вальцева Е.А. Оценка факторов риска профессиональной деятельности и состояние здоровья сотрудников противопожарной службы. Медицина труда и промышленная экология. 2020; 60(10): 658-73. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2020-60-10-658-673Meshkov N.A., Bukhtiyarov I.V., Val’tseva E.A. Occupational risk factors and physical condition of firefighters. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2020; 60(10): 658–73. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2020-60-10-658-673 (in Russian)Алексанин С.С., Бобринев Е.В., Евдокимов В.И., Кондашов А.А., Сибирко В.И., Харин В.В. Показатели профессионального травматизма и смертности у сотрудников государственной противопожарной службы России (1996-2015 гг.). Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2018; (3): 5-25. https://doi.org/10.25016/2541-7487-2018-0-3-05-25Aleksanin S.S., Bobrinev E.V., Evdokimov V.I., Kondashov A.A., Sibirko V.I., Kharin V.V. Indicators of occupational traumatism and mortality in employees of Russian state fire service (1996–2015). Mediko-biologicheskie i sotsial’no-psikhologicheskie problemy bezopasnosti v chrezvychaynykh situatsiyakh. 2018; (3): 5–25. https://doi.org/10.25016/2541-7487-2018-0-3-05-25 (in Russian)Матюшин А.В., Порошин А.А., Харин Ю.И., Путин В.С., Удавцова Е.Ю. Профессиональный риск пожарных. Пожарная безопасность. 2009; (3): 112-8.Matyushin A.V., Poroshin A.A., Kharin Yu.I., Putin V.S., Udavtsova E.Yu. Professional risk of firemen. Pozharnaya bezopasnost. 2009; (3): 112–8. (in Russian)Колычева И.В. Актуальные вопросы медицины труда пожарных (обзор литературы). Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2005; (8): 133-8.Kolycheva I.V. Urgent issues of labour medicine in the fire fighters (literature survey). Byulleten’ Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 2005; (8): 133–8. (in Russian)Кошкаров В.С., Трошунин А.В. Влияние стресс-факторов на психику пожарных. В кн.: Актуальные вопросы современной психологии: Материалы I международной научной конференции. Челябинск; 2011: 53-5.Koshkarov V.S., Troshunin A.V. The influence of stress factors on the psyche of firefighters. In: Topical Issues of Modern Psychology: Materials of the I International Scientific Conference [Aktual’nye voprosy sovremennoy psikhologii: Materialy I mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii]. Chelyabinsk; 2011: 53–5. (in Russian)Валитова Н.Э., Хайретдинов И.А. Влияние стресс-факторов на производительность труда сотрудников подразделений пожарной охраны. Нефтегазовое дело. 2014; 12(1): 168-71.Valitova N.E., Khayretdinov I.A. The influence of stress factors on fire protection employees´ job performance. Neftegazovoe delo. 2014; 12(1): 168–71. (in Russian)Сорокин Д.В., Никифоров А.Л., Шарабанова И.Ю., Животягина С.Н., Стрижак Е.В. К вопросу защиты пожарных от опасных тепловых воздействий. В кн.: «Современные пожаробезопасные материалы и технологии». Сборник материалов Международной научно-практической конференции, посвященной Году гражданской обороны. Иваново; 2017: 346-53.Sorokin D.V., Nikiforov A.L., Sharabanova I.Yu., Zhivotyagina S.N., Strizhak E.V. The protection of firefighters from dangerous heat exposures. In: Modern Fireproof Materials and Technologies: Collection of Materials of the International Scientific and Practical Conference dedicated to the Year of Civil Defense [«Sovremennye pozharobezopasnye materialy i tekhnologii». Sbornik materialov Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy Godu grazhdanskoy oborony]. Ivanovo; 2017: 346–53. (in Russian)Быкова В.Ю., Домрачев А.А., Домрачева О.А. Актуальность обеспечения безопасности профессиональной деятельности сотрудников оперативных подразделений МЧС России. Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. 2015; (1-1): 16-8.Bykova V.Yu., Domrachev A.A., Domracheva O.A. The relevance of ensuring the safety of professional activities of employees of operational divisions of the Emergencies Ministry of Russia. Sovremennye tekhnologii obespecheniya grazhdanskoy oborony i likvidatsii posledstviy chrezvychaynykh situatsiy. 2015; (1–1): 16–8. (in Russian)Колычева И.В., Несмеянова Н.Н., Соседова Л.М., Тараненко Н.А. Оценка профессионального риска развития болезней органов дыхания и кожи у пожарных. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2005; (2): 50-3.Kolycheva I.V., Nesmeyanova N.N., Sosedova L.M., Taranenko N.A. Occupational risk assessment of respiratory and cutaneous disease development in the fire fighters. Byulleten’ Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 2005; (2): 50–3. (in Russian)Рева И.А., Соснин М.И. Состояние антиоксидантной системы у крыс, подвергнутых чрезмерным физическим нагрузкам в сочетании с гипертермией. В кн.: «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной, клинической медицины и фармации». Материалы 52-й ежегодной Всероссийской конференции студентов и молодых учёных, посвященной 90-летию доктора медицинских наук, профессора, заслуженного деятеля науки РФ П.В. Дунаева. Тюмень; 2018: 49.Reva I.A., Sosnin M.I. The state of the antioxidant system in rats subjected to excessive physical exertion in combination with hyperthermia. In: «Actual problems of theoretical, experimental, clinical medicine and pharmacy». Materials of the 52nd Annual All-Russian Conference of Students and Young Scientists dedicated to the 90th anniversary of the Doctor of Medical Sciences, Professor, Honored Scientist of the Russian Federation P.V. Dunaev [«Aktual’nye problemy teoreticheskoy, eksperimental’noy, klinicheskoy meditsiny i farmatsii». Materialy 52-y ezhegodnoy Vserossiyskoy konferentsii studentov i molodykh uchenykh, posvyashchennoy 90-letiyu doktora meditsinskikh nauk, professora, zasluzhennogo deyatelya nauki RF P.V. Dunaeva]. Tyumen’; 2018: 49. (in Russian)Павлова Т.В., Марковская В.А. Влияние теплового стресса на физическую и психическую работоспособность в экстремальных ситуациях. Проблемы правоохранительной деятельности. 2017; (4): 34-8.Pavlova T.V., Markovskaya V.A. Influence of thermal stress on physical and psychic working efficiency in extreme situations. Problemy pravookhranitel’noy deyatel’nosti. 2017; (4): 34–8. (in Russian)Дигурова И.И. Влияние гипертермии и иммобилизации на деформируемость эритроцитов у крыс. Актуальные вопросы биологической физики и химии. 2017; 2(1): 47-50.Digurova I.I. An influence hyperthermia and immobilization on erythrocyte deformability at rats. Aktual’nye voprosy biologicheskoy fiziki i khimii. 2017; 2(1): 47–50. (in Russian)Генералова К.Р., Лапина Н.В. Влияние интенсивной физической нагрузки и гипертермии на биохимические маркеры стресс-реакции плазмы крови у крыс. Международный научно-исследовательский журнал. 2015; (10-3): 87-8. https://doi.org/10.18454/IRJ.2015.41.039Generalova K.R., Lapina N.V. Influence of intensity of physical activity and biochemical markers hyperthermia on stress reaction of blood plasma in rats. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel’skiy zhurnal. 2015; (10–3): 87–8. https://doi.org/10.18454/IRJ.2015.41.039 (In Russian)Кривошапкин И.А., Ефремов А.В., Самсонова Е.Н., Пустоветова М.Г. Особенности иммунного ответа после воздействия общей гипертермии на экспериментальных животных. Медицинский вестник Башкортостана. 2014; 9(5): 159-62.Krivoshapkin I.A., Efremov A.V., Samsonova E.N., Pustovetova M.G. Features of immune response after general hyperthermia on experimental animals. Meditsinskiy vestnik Bashkortostana. 2014; 9(5): 159–62. (in Russian)Литвицкий П.Ф. Нарушения теплового баланса организма: гипертермия, гипертермические реакции, тепловой удар, солнечный удар. Вопросы современной педиатрии. 2010; 9(1): 96-102.Litvitskiy P.F. Alteration of thermal balance: hyperthermia, hyperthermic reactions, heat stroke, and sunstroke. Voprosy sovremennoy pediatrii. 2010; 9(1): 96–102. (in Russian)Долотина Н.В., Самсонова Е.Н., Матхеев Ц.С., Логачева О.Н., Алексеенко С.Н., Кривошапкин И.А. и соавт. Состояние костномозгового кроветворения крыс при воздействии общей гипертермии. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Биология, клиническая медицина. 2014; 12(2): 12-7.Dolotina N.V., Samsonova E.N., Matkheev Ts.S., Logacheva O.N., Alekseenko S.N., Krivoshapkin I.A., et al. State blood’s marrowy rats under the influence of general hyperthermia. Vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Biologiya, klinicheskaya meditsina. 2014; 12(2): 12–7. (in Russian)Ажикова А.К., Журавлева Г.Ф. Исследования гематологических показателей крыс в норме и в условиях термического воздействия. Современные проблемы науки и образования. 2016; (2): 284-92.Azhikova A.K., Zhuravleva G.F. Research of hematologic indicators of rats is normal and in the conditions of thermal influence. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2016; (2): 284–92. (in Russian)Привалова И.Л., Горпинич А.Б., Озерова И.Ю., Глотова И.В., Богданова Е.И. Анализ функциональной значимости изменений ионного состава плазмы крови в экспериментальных исследованиях с использованием крыс в качестве биологических тест-систем. Современные проблемы науки и образования. 2018; (4): 195.Privalova I.L., Gorpinich A.B., Ozerova I.Yu., Glotova I.V., Bogdanova E.I. Analysis of functional significance of changes in the ion composition of blood plasma in experimental research with the use of rats as biological test systems. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2018; (4): 195. (in Russian)Кинзерский А.А., Долгих В.Т., Коржук М.С., Кинзерская Д.А., Зайцева В.Е. Особенности системы гемостаза крысы линии Wistar, важные для экспериментальной хирургии. Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2018; 11(2): 126-33. https://doi.org/10.18499/2070-478X-2018-11-2-126-133Kinzerskiy A.A., Dolgikh V.T., Korzhuk M.S., Kinzerskaya D.A., Zaytseva V.E. The Wistar rat line hemostatic system characteristics to be important for experimental surgery. Vestnik eksperimental’noy i klinicheskoy khirurgii. 2018; 11(2): 126–33. https://doi.org/10.18499/2070-478X-2018-11-2-126-133 (in Russian)Войтенко Н.Г., Макарова М.Н., Зуева А.А. Вариабельность биохимических показателей крови и установление референсных интервалов в доклинических исследованиях. Сообщение 1: крысы. Лабораторные животные для научных исследований. 2020; (1): 47-53. https://doi.org/10.29296/2618723X-2020-01-06Voytenko N.G., Makarova M.N., Zueva A.A. Variability of blood biochemical parameters and establishing of reference ranges in nonclinical studies. Part 1: Rats. Laboratornye zhivotnye dlya nauchnykh issledovaniy. 2020; (1): 47–53. https://doi.org/10.29296/2618723X-2020-01-06 (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.