CC BY
6
более токснчных компонентов этой смеси были цианистый водород и изоцианаты (в частности, толуилендиизоцианат).
Данные литературы о выделении HCN из полиуретанов разноречивы. Ряд авторов считают возможным образование цианистого водорода только в динамических условиях (Б. М. Булыгин; Chaigneau). При этом роль окислительного агента, вероятно, играют альдегиды, которые образуются при деструкции эфирных групп. Orzeszko и Kol-becki при исследовании термодеструкции полиуретанов в вакууме установили отсутствие HCN. Наличие его, отмеченное в других работах, эти авторы относят за счет вторичных реакций образующихся диаминов. Нами цианистый водород обнаружен при сжигании всех исследованных материалов. Содержание его в смеси колебалось в зависимости от рецептуры материала.
Выделение HCN возрастало с повышением температуры. При 300 °С количество его составляло десятые доли миллиграммов на 1 г-1, при 600 °С оно увеличивалось примерно на 1 порядок, а при 850 °С в отдельных случаях достигало 50—60 мг/г-1.
Содержание толуилендинзоцнаната в анализируемой смеси изменялось от 0,1 до 0,2 мг/г-1 при 300 °С и от 3 до 6 мг/г 1 — при 850 °С, за исключением материала ППУ-ЭТ, который выделял при 850 "С небольшое количество толуиленднизоцианата.
Основную массу продуктов термоокислительной деструкции пенополиуретанов в примененных нами условиях составляли окислы углерода. Выделение их возрастало с повышением температуры.
Окиси углерода в смеси при 300 °С было от 5 до 15 мг/г-1, при 600 °С — от 20 до 100 мг/г-1, а при 850 °С — от 30 до 200—300 мг/г-1.
Непременными компонентами термодеструкцик являются углеводороды различных классов. При термораз-ложенни полиуретанов обнаружены довольно высокие концентрации насыщенных (метан), ненасыщенных (этилен) и ароматических (бензол, толуол) углеводородов. На долю бензола приходилось от 2 до 8 мае. % всей смеси продуктов. При горении пенополиуретанов, содержащих хлор и бром, в экспериментальной камере определялись
хлорированные углеводороды, а также бромистый и хлористый водород.
В отношении продуктов термодеструкции полиуретанов следует отметить, что, по данным литературы (Wolley и Fardel!; Kimmerle), при разложении некоторых полиуре-тановых пен возможно образование высокотоксичного фосфорорганического продукта — триметилолпропанфос-фата. В наших экспериментах это соединение неанализи-. ровалось. *
Таким образом, установлено, что при термическом разложении полиуретанов в токе воздуха в условиях высоких температур (300—850 °С) эти полимеры выделяют в окружающую среду ряд высокотоксичных соединений, таких, как цианистый водород, толуилендиизоцианат, формальдегид, бензол и др. Особенно большое внимание следует уделять совместному присутствию в этой смеси толуиленднизоцианата, окиси углерода и цианистого водорода.
Выводы. 1. При термодеструкции полиуретановых материалов выделяется комплекс токсичных соединений, среди которых наиболее значимыми являются цианистый водород, окислы углерода, толуилендиизоцианат, формальдегид и др.
2. Совместное присутствие в указанной смеси толуиленднизоцианата, цианистого водорода и окиси углерода, по-видимому, представляет опасность для живого организма.
Литература. Булыгин Б. М. — Пластмассы, 19?5^
№ 5, с. 24—27. Перегуд Е. А-, Гернет Е. В. Химический анализ воздуха
промышленных предприятий. Л., 1973, с. 63, 243. Chaigneau M., Le Moan G. — Ann. pharm, franc., 1972,
v. 30, p. 409—414. Kimmerle G. — Ann. oeenp. Hyg., 1976, v. 19, p. 269— 273.
Orzeszko A., Kolbecki A. — J. appl. Polym. Sei., 1980,
v. 25 p. 2969_2973.
Wolley ' W. D., Far del I P. J. — Fire Res. Note, 1976, № 1060.
Поступила 31.08.82
УДК 613.632:547.2931-091-07
А. П. Мельникова, Ш. Е. Токанова
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ПРОПИОНОВОГО АЛЬДЕГИДА И ПРОПИОНОВОЙ КИСЛОТЫ НА ОРГАНИЗМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ
ГИДУВ им. С. М. Кирова, Ленинград
В последние годы пропионовый альдегид и пропионовая кислота находят все более широкое применение в самых различных областях народного хозяйства. Они используются в ряде отраслей химической и медицинской промышленности, особенно перспективной в ближайшие годы будет роль пропионовой кислоты в сельском хозяйстве в качестве консерванта зерна, сенажа, силоса, что также будет иметь важное народнохозяйственное значение. Широкое промышленное производство и применение данных веществ обусловливают возможность загрязнения ими атмосферного воздуха. Однако гигиенические исследования биологических эффектов ингаляционного поступления пропионового альдегида и пропионовой кислоты в организм с воздухом в условиях населенных мест в настоящее время крайне немногочисленны.
В литературе имеются краткие единичные сообщения, касающиеся действий указанных соединений на организм животных (Ван Вэнь-янь; Ю. С. Ротенберг и соавт.; Э. Р. Уждавини и А. А. Мамлеева; Skog).
В настоящей работе исследованы характер и степень выраженности морфологических изменений во внутренних органах, а также зависимость морфофункциональных
сдвигов, возникающих в организме, от продолжительности действия исследуемых веществ и их концентрации в воздухе.
В эксперименте использовано 540 половозрелых крыс-самцов линии Вистар исходной массой 140—160 г. В специальных герметичных камерах проводили непрерывную ингаляционную затравку животных. Были применены два методических подхода: изучение зависимости концентрация — время и проведение 3-месячного хронического эксперимента.
При исследовании зависимости концентрация — время применены следующие концентрации веществ: пропионового альдегида — от 4 до 1300 мг/м3 (7 концентраций), пропионовой кислоты —от 23 до 5000 мг/м3 (5 концентраций). В ходе 3-месячной затравки животные подвергались воздействию 3 концентраций исследуемых веществ начиная с не действующей по рефлекторному критерии^ пропионового альдегида —0,01, 0,1 и 1 мг/м , пропионо* вой кислоты—0,017, 0,17 и 1,7 мг/м3. В качестве интегральных критериев оценки биологического действия исследуемых веществ использовали динамику прироста массы тела.Гобщее состояние, поведение животных и потреб-
ление ими кислорода. Возможность нейротропного действия оценивали по суммационно-пороговому показателю (СПП) и активности холинэстеразы цельной крови. Патогис-тологические исследования, а также определение коэффициентов массы внутренних органов позволили оценить влияние пропионового альдегида и пропионовой кислоты на сердечно-сосудистую систему, органы дыхания, паренхиматозные органы. В экспериментальные исследования были включены анализы крови (подсчет числа эритроцитов и лейкоцитов, количества гемоглобина).
Кратковременное воздействие относительно высоких концентраций пропионового альдегида (1 300, 500, 225 мг/м3) и пропионовой кислоты (5 ООО, 2 ООО, 800 мг/м3) вызывало у животных возбуждение, беспокойство, учащенное дыхание, раздражение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, а затем наступала вялость и заторможенность. При вдыхании средних концентраций альдегида (100, 50 мг/м3) и кислоты (100 мг/м3), а также относительно низких концентраций (10,4 и 23 мг/м3 соответственно) в течение длительного времени особых изменений поведения и общего состояния животных не отмечено. Масса тела животных по сравнении с контролем не менялась при воздействии всех концентраций.
Как показало изучение зависимости концентрация — время наиболее чувствительными к действию пропионового альдегида и пропионовой кислоты по физиологическим, биохимическим и морфологическим показателям являются нервная и сосудистая системы, кровь, органы дыхания, ''печень и почки.
При определении влияния данных веществ на нервную систему установлено изменение функционального состояния ЦНС, выражающееся в повышении СПП (на 25%) и активности холинэстеразы крови (на 25%).
Под влиянием пропионового альдегида и пропионовой кислоты значительно уменьшалось количество эритроцитов и гемоглобина в крови (в среднем на 25%). Статистически достоверных изменений со стороны белой крови во всех сериях опытов не отмечено.
В конце эксперимента все подопытные и контрольные животные были забиты путем декапитации. Для гистологического исследования брали кусочки сердца, легких, печени, почек, селезенки. Материал заливали в парафин, срезы окрашивали гемотоксилин-эозином и по Ван-Гизону.
При вскрытии животных, затравленных малыми концентрациями веществ (пропионового альдегида 0,01, 0,1, 1 мг/м3, пропионовой кислоты 0,017, 0,17, 1,7 мг/м3), морфологических изменений внутренних органов по сравнению с контролем не обнаружено, ф При относительно средних концентрациях (пропионового альдегида 100, 50, 10, 4 мг/м3, пропионовой кислоты 800, 100, 23 мг/м3) у животных наблюдалось умеренно выраженное полнокровие сосудов легочной ткани с отдельными очагами кровоизлияний, полнокровие сосудов миокарда, неравномерное кровенаполнение печени и почек, в ряде случаев — паренхиматозная дистрофия печени и почек. Высокие концентрации веществ (пропионового альдегида 1300 мг/м3, пропионовой кислоты 2000 и 5000 мг/м3) вызывали выраженное расстройство кровообращения: появление очаговых, в ряде случаев субплевральных кровоизлияний в легочной ткани на фоне ее полнокровия, полнокровие сосудов миокарда и почек. При гистологическом исследовании внутренних органов животных в случаях применения малых концентраций пропионового альдегида (0,01, 0,1, 1 мг/м3) и пропионовой кислоты (0,017, 0,17, 1,7 мг/м3) изменений по сравнению с контролем не найдено. При увеличении концентраций пропионового альдегида от 4 до 100 мг/м3, а пропионовой кислоты от 23 до 100 мг'м3 отмечены выраженные изменения со стороны сосудов легких и паренхиматозных органов.
В легких на отдельных участках сосуды межальвеоляр-^ных перегородок были резко расширены и переполнены кровью. На этих участках в просветах альвеол имелись скопления эритроцитов с четкими контурами. На фоне хорошей воздушности паренхимы отмечен перибронхиаль-ный, периваскулярный и интерстициальный отек, а мес-
тами — внутриальвеолярный отек, причем в отечной жидкости также встречались свободно лежащие эритроциты. В субплевральных отделах легочная ткань была повышенной воздушности, стенки альвеол истончены, местами разорваны и образуют воздухоносные полости. В миокарде вены и капилляры межуточной ткани умеренного кровенаполнения, в субэндокардиальном слое вены резко расширены. В печени отмечено полнокровие центральных вен и внутридольковых капилляров, в почках — полнокровие сосудов мозгового слоя, в селезенке — полнокровие синусов. В печени и почках на фоне полнокровия выражены дистрофические изменения.
Применение высоких концентраций пропионового альдегида (1300 мг/м3) и пропионовой кислоты (2000 и 5000 мг/м3) сопровождалось выраженными расстройствами кровообращения во всех внутренних органах. В легких в этих случаях наблюдалось значительное расширение и переполнение кровью средних и мелких вен и капилляров межальвеолярных перегородок, появление очагов кровоизлияний. На большем протяжении был выражен перибронхиальный, периваскулярный, интерстициальный и внутриальвеолярный отек на фоне нарушения микроциркуляции. В субплевральных участках встречались очагн эмфиземы легочной ткани. В ряде случаев обнаружены бронхит и перибронхит, местами с распространением воспаления на интерстициальную ткань легкого. В миокарде отмечено резкое расширение и переполнение кровью вен и капилляров межуточной ткани. Крупные вены в субэндокардиальном слое были паралитически расширены, имели вид широких кровяных озер. В субэпнкардиальном слое на фоне полнокровия сосудов встречались очаги свежих кровоизлияний. В печени и почках было нарушено кровообращение.
Обращают на себя внимание выявленные нами морфологические изменения легочной ткани после непрерывной ингаляции в течение 3—4 нед пропионовой кислоты в концентрациях 23 и 100 мг/м3. В этой серии опытов у животных развивались десквамативный бронхит и перибронхит, в ряде случаев — межуточная пневмония. Кроме того, на фоне неравномерного кровенаполнения легочной ткани встречались участки эмфиземы легких, чередующиеся с очагами ателектазов.
Ингаляция пропионовой кислоты вызывала выраженные дистрофические изменения в почках и печени в виде белковой и жировой дистрофии, полнокровие сосудов и синусов селезенки.
Длительное непрерывное введение пропионового альдегида в концентрации 10,4 мг/м3 также сопровождалось развитием дистрофических изменений в паренхиматозных органах, но выраженных в более слабой степени. Со стороны легких при вдыхании пропионового альдегида в течение 3 нед было отмечено развитие дескваматнвного бронхита и в 30% случаев — межуточная пневмония.
Таким образом, проведенные нами исследования показали, что при ингаляционном поступлении в организм экспериментальных животных пропионового альдегида и пропионовой кислоты наибольшие изменения развиваются в органах дыхания и кровообращения. Рано нарушается функция нервной системы.
Вдыхание пропионового альдегида и пропионовой кислоты вызывает максимум морфологических изменений со стороны бронхов, бронхиол, легочной ткани в виде отека, нарушения кровообращения, воспалительных явлений. Ю. С. Ротенберг и соавт. в подостром эксперименте с ежедневным введением белым крысам пропионовой кислоты в сублетальной дозе наиболее значительные изменения обнаружили в печени, а не в легких, что объясняется способом введения вещества — пропионовую кислоту вводили в желудок.
Мы также обнаружили дистрофические изменения в ткани печени и почек, однако они были выражены незначительно. Наш эксперимент был приближен к естественным условиям, так как поступление пропионовых соединений в организм человека ожидается с атмосферным воздухом.
Развитие явлений бронхита, перибронхита и межуточной пневмонии при длительной затравке животных пропионовой кислотой заставляют думать о возможности снижения защитных сил эпителиального барьера. Изучив морфологические изменения в легких и внутренних органах животных при введении им различных концентраций пропионового альдегида и пропионовой кислоты, мы пришли к заключению, что степень выраженности этих изменений находится в прямой зависимости от концентрации изучаемого вещества к длительности его воздействия на организм. Однако пропионовая кислота обладает более высокой токсичностью, особенно для органов дыхания, так как при ингаляционном поступлении ее развиваются более выраженные изменения со стороны легких в виде бронхита, перибронхита, межуточной пневмонии.
Характер морфологических изменений внутренних органов при ингаляционном введении пропионового альдегида и пропионовой кислоты в организм одинаков, течение патологического процесса при их действии подчиняется одним и тем же закономерностям.
Выводы. 1. Токсическое действие пропионового альдегида и пропионовой кислоты характеризуется политропизмом, а именно влиянием на нервную и сердечно-сосудистую системы, гемолоэз, органы дыхания, паренхиматозные органы.
2. При морфологическом исследовании наибольшие изменения обнаруживаются со стороны органов дыхания — бронхов, бронхиол, легочной ткани по сравнению с другими органами.
3. Степень выраженности морфологических изменений во внутренних органах находится в прямой зависимости от концентрации веществ и длительности его воздействия на организм.
Литература. Ротенберг 10. С., Клочкова С. И., Машбиц Ф. Д. и др. — В кн.: Московская науч.-практ. конф. по проблеме промышленной гигиены. 24-я. Материалы. М., 1969, с. 68—70.
Уждавини Э. Р., Мамлеева А. А. — Техн. и эконом, информация. НИИТЭХИМ. Серия «Охрана труда и техника безопасности. Очистка сточных вод и отходящих газов в химической промышленности», 1969, вып. 1, с. 56—57.
Ван Вэнь-янь — В кн.: Материалы по токсикологии веществ, применяемых в производстве пластических масс и синтетических каучуков. Л., 1957, с. 42—60.
Skog Е. — Acta Pharmacol. (Kbh.), 1950, v. 6, p. 299—302.
Поступила 09.03.82
УДК 615.917:547.5331.015.4:616.61-008.1+616.61-008.1-099:547.533
А. П. Самойлов, В. И. Коркач, С. И. Карачунова, Ю. М. Гупало (Киев)
ВЛИЯНИЕ ХЛОРИРОВАННЫХ ПАРАТРЕТБУТИЛТОЛУОЛОВ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧЕК
Известно, что паратретбутилтолуол оказывает наркотическое действие, а в токсических дозах вызывает некробиоз и некроз нервных клеток, отек и эмфизему легких, жировую инфильтрацию в печени, дистрофические изменения эпителия извитых канальцев почек (Н. В. Лазарев и Э. Н. Левина). Третбутил ингнбирует систему окисления лекарственных веществ с участием цито-хром 480Р-завнснмой окснгеназной системы в печени (Genstenecker и Sies).
Установлено также, что при ингаляции паратретбутил-толуола в почках и мозге может накапливаться его в 4—5 раз больше, чем в крови (Rusmussen и соавт.). » В то же время в литературе отсутствуют сведения о влиянии хлорированных третбутилтолуолов на функциональное состояние почек. Интерес к их изучению связан с тем, что они являются промежуточными продуктами в синтезе гербицида дианата, широко использующегося в сельском хозяйстве. Следовательно, возможен контакт человека с ними,
I |В хроническом эксперименте на 80 крысах-самцах, распределенных на 8 равных групп, изучено влияние различных концентраций моно-и дихлорпаратретбутил-толуола (соответственно МХПТБТ и ДХПТБТ) на биохимические показатели и морфологическое состояние почек. Вещества вводили 5 раз в неделю в течение 4 мес в ингаляционных камерах, ингаляционным путем при 4-часовой экспозиции. Камеры насыщали соответствующими концентрациями МХПТБТ (2, 31,9, 97, 51,5 мг/м3) п ДХПТБТ (3, 15, 62 мг/м3). Через I нед, 1, 2, 3 и 4 мес после начала ингаляции в моче крыс определяли активность щелочной фосфатазы (КФ 3.1.3.1) (В. Г. Колб и В. С. Камышников) и выражали в микромолях фосфора за 1 ч инкубации в 1 мл. Как известно, уровень ее в моче изменяется при пролиферативных и дистрофических процессах в эпителии почечных канальцев (Basacchi и Maggi; Bonner и соавт.; Cornell и Hodson).
Важным показателем функции почек может быть и содержание неорганического фосфора в моче, которое определяли методом, описанным В. Г. Колб и В. С. Ка-мышниковым. Количество неорганического фосфора и активность щелочной фосфатазы исследовали в моче,
собранной у крыс в течение 2 ч после водной нагрузки, которую осуществляли путем внутрижелудочкового введения воды из расчета 2,5 мл на 100 г массы.
Через 4 мес после ингаляции животных забивали де-капитацией. На вскрытии изучали состояние внутренних органов макроскопически. Для исследования брали участки почки размером 0,5X0,5X0,3 см, которые после фиксации и проведения через спирты восходящей крепости заключали в парафин. Срезы окрашивали гематоксилин-эозином, пикрофуксином, на параллельных срезах ставили гистохимические реакции по Браше, Фельгену, ШИК-реакцию.
Биохимические исследования показали, что через 1 нед после ингаляции МХПТБТ в концентрации 51,5 мг/м3 уровень щелочной фосфатазы в моче снизился на 34,17%^ (Р<0,001), тогда как концентрации 2,31 и 9,97 мг/м3 не вызывали его изменений. Через 1 мес активность щелочной фосфатазы существенно повысилась на 134,5% (Р<0,001), 115,56% (Р<0,001) и 121,55% (Р<0,05) в ответ на введение МХПТБТ в концентрациях соответственно 51,1, 9,97 и 2,31 мг/м3. Достоверные изменения активности щелочной фосфатазы наблюдались через 3 и 4 мес. Так, через 3 мес она снизилась на 26% (Р<0,01) в ответ на ингаляцию МХПТБТ в концентрации 51,5 мг/м3. Через 4 мес та же доза вызвала повышение активности фермента на 55,1% (Р<0,001). В эти сроки энзимурия наблюдалась и под влиянием концентрации 9,97 мг/м3. МХПТБТ в концентрации 2,31 мг/м3 на 4-м месяце вызывал снижение активности щелочной фосфатазы в моче на 35,2% (Р<0,05).
При изучении уровня неорганического фосфора установлено, что он достоверно повышался: через 2 и 4 мес после ингаляции МХПТБТ в концентрации 51,5 мг/м3 соответственно на 103,3% (Р<0,05) и 61% (/><0,01). Другие концентрации данного вещества не вызывали изменений содержания фосфора. Наши исследования показали, что МХПТБТ в концентрациях 51,5 и 9,97 мг/м3^ приводили к фазным изменениям активности щелочной фосфатазы в моче — с двумя пиками снижения (1 нед и 3 мес) и двумя пиками повышения (через 1 и 4 мес). Концентрация 2,31 мг/м3 обусловливала повышение ее
