CC BY
5
Краткие сообщения
УДК 614.777:574.64:66.09.1.13 /.14И7
Н. Г. Митрофанова,
И. А. Крятов, II. Н. Цапкова, Т. Г. Ламентова,
Р. I у Маркина
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ И ОТДАЛЕННЫХ ЭФФЕКТОВ КРАУН-ЭФИРОВ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ РЕГЛАМЕНТАЦИИ ИХ В ВОДЕ
НИИ общей н коммунальной гигиены им. А. Н. Сысипа АМН СССР, Москва
Целью данной работы явилось исследование токсических свойств краун-эфнров—днбензо-18-краун-6 (ДБ) и дициклогексил-18-краун-б (ДЦГ).
Краун-эфиры (группа химических соединений— циклических полиэфиров) применяются в промышленности для разделения близких по свойствам элементов, например изотопов калия, кальция и т. д.
Работу по определению токсикологических свойств ДБ и ДЦГ проводили в соответствии с инструктивно-методическими указаниями по разработке и научному обоснованию ПДК вредных веществ в воде водоемов, утвержденных Минздравом СССР [8].
При изучении острой токсичности исследовали «чистые» вещества, которые вводили перорально: ДЦГ в виде водной эмульсии, ДБ в виде крахмальной. Наблюдения за поведением и состоянием животных проводили в течение 2 иед от момента введения препаратов. После гибели животных подвергали патологоанатомнческому вскрытию.
Гибель животных под действием ДЦГ находилась в прямой зависимости от концентрации вводимого вещества и сопровождалась тоническими судорогами, так же как и гибель животных при введении ДБ, которая наступала на I—4-е сутки.
Результаты опытов обработаны статическими методами Беренса. Кербера и представлены в таблице.
Кумулятивными свойствами вещества не обладали. Для ориентировочного представления о механизме токсического действия веществ были проведены исследования по определению метгемоглобнна. При этом обнаружено незначительное повышение уровня окси- и метгемоглобнна по сравнению с контролем, что, по-видимому, указывает на угнетение активности дыхательных ферментов у подопытных животных. На вскрытии при макроскопических исследованиях органов погибших животных наблюдались застойные явления в легких, печенн.
Подострын эксперимент проводили на белых беспородных крысах-самцах, которые получали перорально дозу
Сравнительная характеристика токсического действия ДБ и ДЦГ на организм теплокровных животных
i fa Параметры токсичности,
и V а Вид животных Пол мг/кг
s m LD,0 LD,. LD..
ДБ Белые мыши Самцы 4 500±315 3490 5 600
Самки 5 820±593 ЗС40 6 130
Белые крысы Самцы 11 667 ±738 8500 14 300
Самки 13 130+282 9460 15 120
ДЦГ Белые мыши Самцы !92±22,5 120 264
Самки 268±33 146 298
Белые крысы Самцы 383±81 185 650
Самки 510±82 215 694
ДЦГ на уровне '/5 ЬЭьо (75 мг/кг) и 1-03(1 (20 мг/кг) в течение 2 мес.
В эксперименте изучали действие одного ДЦГ, поскольку, как показали острые опыты, это вещество оказалось значительно токсичнее, чем ДБ.
В крови у подопытных животных определяли содержание гемоглобина, метгемоглобнна, число и диаметр эритроцитов, величину гематокрнта; в сыворотке крови — содержание холестерина, активность лактатдегидрогеназы (ЛДГ), холинэстеразы, содержание мочевины, активность АЛТ, содержание общего белка [2, 10, 12].
Наблюдения за динамикой массы животных показали, что в течение всего периода затравки масса животных контрольных и обеих экспериментальных групп различалась незначительно. Исследованиями гематологических показателей установлено, что количество эритроцитов, уровень гемоглобина в крови при действии указанных доз не ( изменялись в крови подопытных крыс по сравнению с контрольными. При действии Чю ЬО50 величина гематокрнта достоверно менялась на 14-й и 49-й дин воздействия, что отражает кинетику процесса интоксикации. Снижение величины гематокрнта в опыте возможно при анемии [12], однако достоверЕшх изменений содержания эритроцитов и уровня гемоглобина в крови подопытных животных не отмечено.
Содержание холестерина в сыворотке крови подопытных крыс достоверно снижалось на различных сроках воздействия начиная с 7-х суток. Активность АЛТ в сыворотке крови опытных крыс на протяжении всего периода интоксикации в обеих группах животных повышалась обычно пропорционально тяжести процесса, развивающегося в печенн. При этом срок изменения активности энзима в сыворотке крови характеризует гепатотокснческий эффект вещества. О повреждающем действии краун-эфира на печень свидетельствует и достоверное снижение активности таких ' ферментов сыворотки крови, как холинэстераза, ЛДГ, в более поздние сроки исследования.
В работах последних лет [1, 6, 7] доказана критериальная значимость указанных ферментов сыворотки крови при развитии ненротоксического эффекта различных химических факторов окружающей среды. Поэтому обнаруженные изменения активности данных энзимов в сыворотке крови подопытных животных могут свидетельствовать не только о развитии токсического процесса в печени крыс, получавших ДЦГ в дозах '/б ЬЭ^о и (в меньшей степени) '/го ЬО50, но н о поражении других систем и органов, в частности нервной системы. Эти факты подтверждены данными пато-логоанатомических исследований внутренних органов животных, получавших ДЦГ, при которых обнаружены общее расстройство кровообращения с венозным полнокровием внутренних органов, картина зернистой дистрофии в печеночных клетках, изменения в белой пульпе селезенки в виде уменьшения размера мальпигиевых телец, а также явления активного эрнтро- и лейкопоэза в красном костном мозге, небольшая лейкоцитарная инфильтрация слизистой оболочки желудка и тонкой кишки. Предварительные
расчеты показали, что ДЦГ относится ко 2-му классу опасности [3—5].
Эксперимент по изучению хронического действия ДЦГ проводили на белых беспородных крысах-самцах. Водные растворы ДЦГ вводили животным ежедневно через зонд в желудок и течение 6 мес в дозах 5 мг/кг (100 мг/л), 0,5 мг/кг (10 мг/л), 0,05 мг/кг (1 мг/л). Контрольные животные получали водопроводную воду в течение всего эксперимента. Выбор указанных доз вещества для затрав-® кн животных основан иа результатах, полученных в остром и подостром опытах, при исследовании кумулятивных свойств препарата и т. д.
В течение всего периода затравки изучали поведение и динамику массы животных, изменение суммационно-поро-гового показателя (СПП), гематологические показатели (содержание гемоглобина, число и размер эритроцитов крови, величину гематокрнта, число лейкоцитов); определяли содержание метгемоглобииа, активность АЛТ и ACT, холннэстеразы, щелочной фосфатазы, ЛДГ, содержание холестерина, ионов кальция (Са-+) в сыворотке крови, а также были изучены весовые коэффициенты внутренних органов (при забое), проведены патологоанатомнческие, гисто-морфологнческне исследования внутренних органов. Статистическую обработку полученных данных осуществляли с использованием критерия Стьюдента. Определение активности ЛДГ проводили методом Н. Г. Зернова [2], АЛТ и ACT—методом Райтмана и Френкеля (12], холннэстеразы— методом Flicher н Pope 112], позволяющего определить количество истинной и ложной холннэстеразы. Определение СПП проводили по методу С. В. Сперанского с помощью аппарата ИСЭ-01, генерирующего импульсы определенной частоты и длительности [9]. Уровень метгемоглобииа определяли спектрофотометрнческнм методом. В работе применяли и другие общеизвестные методы, широко используемые в токсикологических исследованиях * [10, 12].
Результаты проведенных исследований показали, что в течение всего периода затравки в общем состоянии и поведении, а также в динамике массы тела животных не отмечали каких-либо отклонений в опытных группах по сравнению с контролем. В наблюдениях за картиной крови (содержание гемоглобина, число и размер эритроцитов, величина гематокрнта, уровень метгемоглобииа) установлено, что ДЦГ в малых дозах (0,05 и 0,5 мг/кг) не оказывает влияния на указанные параметры. Наибольшая доза ДЦГ (5 мг/кг) вызывала разовое увеличение числа эритроцитов, показателя гематокрнта, уровня метгемоглобииа. При действии доз 5 и 0,5 мг/кг выявлены достоверные изменения активности ферментов (трансамнназа, холннэстераза, щелочная фосфатаза, ЛДГ) в сыворотке кропи подопытных крыс по сравнению с контролем. Доза 0,05 мг/кг по исследуемым тестам подобных реакций не вызывала, к Морфологические исследования печени, почек, тонкой кишки проводили на 2-м и 6-м месяцах пероральпой затравки животных ДЦГ.
Органы фиксировали в растворе формалина по Лнлли. Парафиновые срезы окрашивали гематоксилином и эозином. На крностатных свежезамороженных срезах определяли активность окислительных ферментов — сукцинатде-гидрогеназы (СДГ) и ЛДГ. Активность ферментов оценивали по 5 балльной системе в центральных и периферических отделах печеночных долек, эпителии извитых канальцев.
Через 2 мес пероральное введение ДЦГ в дозе 0,05 мг/кг существенных различий в гистоструктуре печени животных этой группы по сравнению с контролем не вызвало. В печени животных, получавших ДЦГ в дозе 0,5 мг/кг, наблюдалось незначительное венозное полнокровие, на фо-( не которого усиливался процесс дистрофии, захватывающий центральные отделы печеночных долек; нарастала лимфоидная инфильтрация. При морфологическом исследовании отмечены увеличение числа безъядерных гепатоцн-тов в единице площади с 6,7±1.3 в контроле до 11,0±0,7 (р<0,05), а также тенденция к снижению количества клеток ретикулоэндотелнальной системы (РЭС) с усилением
их ннкноза. В группе животных, получавших ДЦГ в дозе 5 мг/кг, процессы повреждения паренхимы печени более выражены. Морфологический анализ показал достоверные различия в подопытных группах по сравнению с контролем таких показателей, как увеличение числа безъядерных ге-патоцитов с 6,7±1,3 до 13,3±2,1 (р<0,05), ннкноза клеток РЭС с 2,1 ±0,4 до 2,9±0,3 на единицу площади (р< <0,05).
На 6-м месяце воздействия ДЦГ у животных обнаружено усиление компенсаторных процессов, выражающихся в увеличении количества гепатоцитов в единице площади, причем при действии дозы 0,5 мг/кг отмечена лишь тенденция, а при воздействии дозы 5 мг/кг — достоверное увеличение числа гепатоцитов по сравнению с контролем (с 75,0±0,7 до 92,0±4,0; р<0,05) и тенденция к увеличению количества двуядерных гепатоцитов в 1.5 раза (/»<0,05). Вместе с тем выявлен однонаправленный процесс повреждения гепатоцитов (увеличение содержания безъядерных форм но сравнению с контролем с 3,2±0,6 до 6,0±2,0; р<0,05) и клеток РЭС (поиышеине их ннкноза с 1,3±0,3 до 3,0±0,9 на 7 единицу площади /><0,05). Активность ферментов СДГ и ЛДГ оставалась довольно высокой во всех пробах у подопытных и контрольных животных.
При гнстоструктурном изучения почек крыс, получавших 0,5 мг/кг и особенно 5 мг/кг ДЦГ, обнаружены участки геморрагий в корковом веществе, усиление процессов десквамацип эпителия извитых канальцев, увеличение количества клубочков в состоянии атрофии.
Таким образом, при действии ДЦ1 в дозе 5 мг/кг происходили однонаправленные дистрофические изменения в печени в исследуемые сроки. Доза 0,5 мг/кг достоверных изменений в органах подопытных животных по сравнению с контролем не вызывала.
Изучение кожно-резорбтивного действия ДЦГ проводили по общепринятой схеме в соответствии с методическими рекомендациями по этапному обоснованию ПДК в воде. Хвосты животных помещали на % длины в 2 % раствор ДЦГ (экспозиция 1 ч ежедневно в течение 2 нед). Для изучения возможного токсического действия вещества на животных исследовали комплекс биохимических и морфологических показателей. Для установления количественных параметров токсичности и степени проникновения ДЦГ через кожу в кровь была апробирована методика определения в сыворотке крови краун-эфнров в тонком слое с применением высокоэффективных тонкослойных пластинок «ьНиЫ», в качестве системы использовали смесь бензол — этиловый спнрт (1:1).
Результаты проведенных исследований показали, что ДЦГ в изученной концентрации кожно-резорбтнвным свойством не обладает. При изучении раздражающего эффекта ДЦГ обнаружено раздражающее действие натнвного препарата на конъюнктиву и слизистую глаза кролика (наблюдали реакцию в виде отека, серозных выделений); указанные явления исчезали на 3—4-е сутки после воздействия.
Изучение аллергенного эффекта ДЦГ проводили согласно методике Минздрава СССР по изучению аллергенного действия при обосновании ПДК вредных веществ в воде водоемов, а также с учетом данных литературы [11].
Первичная комплексная сенсибилизация морских свинок (однократное внутрнкожное введение в ухо 1 мг/кг водного раствора ДЦГ; через 10 дней ежедневные апнкутанные аппликации в течение 7 дней водным раствором ДЦГ 1:50, нативным препаратом; провокационные внутрикожные пробы и т. д.) дала отрицательный результат. В крови морских свинок определяли результаты реакций специфической агломерации лейкоцитов (РСАЛ) и подсчитывали ауто-бляшкообразующне клетки (АБОК) по методу Н. Н. Клем-парской Достоверных различий в изученных показателях у подопытных животных по сравнению с контролем не установлено. На следующем этапе провели пероральную затравку морских свинок ДЦГ дозами 0,05, 0,5 и 5 мг/кг в течение 30 дней. Контрольные животные в этот период получали водопроводную воду. По окончании затравки перед взятием крови (за 24 ч) была поставлена провокационная проба (конъюнктивальная). Симптомов сенсибнлиза-
ции отмечено не было. Достоверных изменений изученных реакций (количество АБОК, РСАЛ) в опытных группах по сравнению с контрольными не наблюдалось.
Полученные результаты позволяют сделать вывод, что ДЦГ в изученных дозах аллергенным свойством не обладает.
В эксперименте по изучению эмбриотоксического действия ДЦГ были использованы белые беспородные крысы (самки) в репродуктивном возрасте. Раствор ДЦГ вводили перорально в дозах 0,05, 0,5 и 5 мг/кг в течение всего срока беременности. Беременных самок забивали на 21-й день затравки и проводили анализ эмбрионального материала. Достоверных различий по основным показателям эмбрнотоксичности (общая, пре- и постэмбриональная смертность) в опытных группах по сравнению с контролем не обнаружено. При морфологическом анализе ткани печени беременных самок, получавших ДЦГ в дозе 0,5 мг/кг, обнаружены процессы повреждения, дистрофии паренхимы печени, нарастающая лнмфоидная инфильтрация; активность СДГ, ЛДГ, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ) была на уровне контрольных величин. В то же время в печени плода (20-й день развития) активность ЛДГ и Г-6-ФДГ достоверно снижена по сравнению с контролем (с 4,2±0,21 до 3,2±0,21 усл. ед.; р<0,05 и с 4,2± ±0,21 до 3,8+0.21 усл. ед.; р<0,05), а также снижена активность Г-6-ФДГ в ткани плаценты, в ее фетальном отделе (с 3,2±0,22 до 2,9±0,09 усл. ед.; /з<0,05); при дозе ДЦГ 5 мг/кг указанные изменения были более выраженными.
Для выявления мутагенного действия ДЦГ использовали краткосрочные тесты, одним из которых является учет частоты полихроматофильных эритроцитов с мнкроядрами в костном мозге животныхНа мышах в остром опыте применяли микроядерный тест. Полученные данные позволили сделать вывод, что ДЦГ в дозах 38 и 9,6 мг/кг при пероральном поступлении не обладает мутагенной активностью.
При изучении гонадотоксического действия ДЦГ были проведены гистологические и гистохимические исследования. Сперматогенез оценивали с помощью морфометриче-ского метода, который фактически позволяет определить пороги вредного действия изучаемых соединений на гонады. В результате установлено, что при 6-месячном поступлении ДЦГ в дозах 5, 0,5 и 0,05 мг/кг масса и размеры семенников в опыте и контроле не различаются.
При традиционном микроскопическом рассмотрении препаратов, окрашенных по методу Караччи, в канальцах семенников интактных крыс наблюдали характерную картину прохождения цикла сперматогенного эпителия. Семерод-ный эпителий прилегал к базальной мембране извитого канальца на всем протяжении.
При исследовании канальцев семенников, подвергшихся
1 Исследования мутагенного действия краун-эфира проведены Е. Г. Фельдт.
максимальной дозе воздействия ДЦГ (5 мг/кг) и средней (0,5 мг/кг), отмечено отхожденне сперматогенного эпителия от базальной мембраны. Выявлено достоверное снижение индекса сперматогенеза у подопытных животных при действии ДЦГ в дозах 5 и 0,5 мг/кг.
При анализе количества нормальных сперматогоний обнаружено, что наиболее отчетливое снижение этого показателя наблюдается в канальцах семенника крыс, подвергшихся действию ДЦГ в дозах 5 и 0,5 мг/кг. Воздей- — ствие ДЦГ в дозе 0.05 мг/кг не вызывает достоверных • отклонений указанных показателей.
Таким образом, в условиях длительного воздействия ДЦГ в дозе 5 мг/кг оказывает наиболее раннее и преимущественное влияние на биохимические показатели сыворотки крови (активность трансамнназы, ЛДГ, холинэстеразы).
Доза ДЦГ 0,5 мг/кг, оказавшая лишь незначительное влияние на организм животных по изученным тестам, должна рассматриваться как пороговая. У животных, получавших ДЦГ в дозе 0,5 мг/кг, ни по одному из изученных показателей достоверных различий по сравнению с контролем не отмечено, что дает основание оценить эту дозу как максимальную недействующую по токсикологическому признаку вредности.
Литература
1. Вилкинсон Д. Принципы и методы диагностической энзимологни: Пер. с англ. — М., 1981.
2. Зернов Н. Г., Юрков Ю. А. Биохимические исследования в педиатрии, —М., 1969.— С. 218—220.
3. Красовский Г. Н. // Состояние и перспективы развития гигиены окружающей среды. — М., 1985. — С. 121 — 125.
4. Красовский Г. Н., Жолдакова 3. И., Егорова Н. А. // -Проблема пороговости в токсикологии. — М., 1979. — С. 27—51.
5. Красовский Г. Н„ Жолдакова 3. И.. Егорова Н. А. и др. // Медицинские аспекты охраны окружающей среды, —М„ 1981, —С. 109—123.
6. Меркурьева Р. В.. Цапкова Н. Н. // Жури, гиг., эпи-демиол., микробиол. — 1982. — № 4. — С. 331—337.
7. Меркурьева Р. В., Литвинов Н. П.. Астахова Л. Ф. и др. // Гиг. и сан. — 1983. — № 8. — С. 13—15.
8. Методические указания по разработке н научному обоснованию предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водоемов. — М., 1976.
9. Павленко С. М. //Санитарно-токснкологическне методы исследования в гигиене.—М., 1975. — С. 5—7.
10. Подильчак М. Д. Клиническая энзимология.— Киев, 1967,—С. 101—108.
11. Русаков Н. В. //Гиг. и сан. — 1984. — № 2. — С. 13—
16. Я
12. Тодоров И. Клинические лабораторные исследования в педиатрии: Пер. с болг. — София, 1968.
Поступила 30.03.87
УДК 614.777:574.64|615.гв1.546.15|-07
X. Т. Христов
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЕ ЙОДОФОРМА В ВОДЕ
ВОДОЕМОВ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Йодоформ—антисептик, применяемый в медицинских 20°С 4,008. Температура плавления 123°С, растворимость
целях и в аналитической химии. Препарат получают обра- в воде при 25 °С 0,01 мг на 100 мл, хорошо растворим в
боткой ацетона йодом и щелочью, а в промышленности — органических растворителях. В процессе производства и
электролизом спиртового раствора йоднда калия или нат- применения в народном хозяйстве йодоформ может попа-
рия. Йодоформ представляет собой желтые гексагональные дать со сточными водами в водоемы хозяйственно-бытово-
кристаллы с молекулярной массой 393,7 и плотностью при го назначения, возможно его образование при обеззаражи-
