CC BY
11
УДК 613.832:5-16.47
В. С. Спиридонова, Л. П. Шабалина
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКСИЧНОСТИ ФОСФАТОВ ЦИНКА
I ММИ им. И. М. Сеченова
Фосфаты цинка (кислый и средний) являются перспективными антикоррозионными пигментами. Сведений о токсичности этих соединений в доступной литературе не обнаружено. Однако, исходя из «физиологичности» составляющих их анионов и катионов (цинк и ортофосфорная кислота свойственны организму и даже необходимы ему), а также из опыта широкого применения цинк-фосфат-цемента в зубоврачебной практике, фосфаты цинка считали малотоксичнымн. В условиях производства работающие могут подвергаться воздействию этих соединений, которые, будучи мелкодисперсными порошками, могут выделяться в зону дыхания рабочих, особенно при сушке и фасовке готового продукта в момент получения их, а также при последующем применении. В связи с этим была проведена токсикологическая оценка указанных соединений.
При внутрижелудочном введении фосфатов цинка белым крысам в диапазоне доз от 500 мг до 10 г на 1 кг массы (по 8 животных в каждой группе) в виде водной суспензии и последующем наблюдении в течение 21 дня не выявлено изменений во внешнем виде и поведении животных.
Внутрибрюшинное введение белым мышам массой 18—22 г (по 10 животных в каждой группе) взвеси фосфатов цинка в воде (0,3—0,5 мл; наблюдение в течение 21 дня) обусловило гибель животных от ряда доз, начиная с 3-го дня от момента введения. При этом ОЬ50 для фосфата цинка кислого составила 600 (464,7—735,3) мг/кг, а для фосфата цинка среднего — 551,6 (392,4— 710,8) мг/кг.
Местное раздражающее действие на слизистую оболочку глаз изучали на кроликах-альбиносах массой 3,5 кг. 50 мг фосфатов цинка (кислого и среднего) вносили в конъюнктивальный мешок глаза кролика по стандартной методике. Изменения слизистой оболочки глаза оценивали через 1, 3, 6 и 24 ч после введения. Оба фосфата цинка оказывают весьма слабое раздражающее действие на слизистые оболочки, гиперемия полностью исчезает через 30 ч. Местное раздражающее действие на кожу изучали при нанесении 70 % взвеси веществ на предварительно выстриженные участки кожи кролика размером 4 X X 5 см в течение 15 дней. Кроме легкой гиперемии после первого смазывания, не отмечено видимых изменений кожных покровов.
Кожно-резорбтивное действие изучали на 3 группах крыс-самцов массой 200—220 г (по 8—6 животных). Соединения в виде 70% взвеси наносили на хвост крыс, сидящих в индивиду-
альных домиках. После 4-часовой экспозиции в течение 10 дней определяли показатели: массу тела, ректальную температуру, суммацнонно-по-роговый показатель (СПП), количество эритроцитов и лейкоцитов. Массу тела, кроме того, определяли ежедневно. Достоверные изменения привеса массы тела крыс отмечены с 4-го дня эксперимента (контроль 16,42 ±1,51 г, фосфат цинка средний 2,14 ±3,75 г, фосфат цинка кислый 7,85 ±1,51 г; Р < 0,001), однако они исчезали на 6-й день при воздействии фосфата цинка кислого и на 8-й день — фосфата цинка среднего. Достоверным было также различие в количестве эритроцитов для обоих веществ (соответственно 4,18 ±0,36 и 4,6 ±0,11 млн., контроль 5,84 ± ± 0,29 млн.; Р < 0,002) и для фосфата цинка среднего — в СПП (по сравнению с исходным: 1,07 ±0,45 и 2,5 ±0,38; Р = 0,05), в количестве лейкоцитов (16,02 ± 1,89 и 25,0±2,11; Р < < 0,001).
Фиброгенное действие фосфатов цинка изучали на крысах-самцах массой 180—200 г при ин-тратрахеальном введении им под быстрым эфирным наркозом по общепринятой методике 50 мг каждого вещества в 0,5 мл физиологического раствора. Через 3 мес после введения фосфата цинка среднего в легких животных обнаружена значительная пролиферация в межальвеолярных перегородках гистиоцитов и мононуклеаров; в паренхиме рассеяны множественные бугорки продуктивного воспаления, состоящие из гистиоцитов, макрофагов, пылевых клеток; вокруг этих скоплений разрастание соединительной ткани, обилие лимфоидных фолликулов, умеренно выраженный сетчатый склероз. Через 3 мес после введения фосфата цинка кислого в легких была аналогичная картина, кроме того, наблюдали очаги панацинарной эмфиземы. Через 6 и 12 мес морфологическая картина легких не отличалась от таковой у контрольных животных.
Растворимость фосфатов цинка изучали при растворении навесок веществ, равных 100 мг, в 100 мл растворов, близких к средам, имеющимся в организме, в термостате при температуре 37 °С и периодическом встряхивании колб с растворами. Через 1 ч, 1 день, 1 нед, 1 мес растворы отфильтровывали от осадка и проводили определение количества цинка, перешедшего в раствор, методом атомной абсорбции на СФ «Рег-кт-Е1тег-503». Результаты исследования представлены в таблице.
Кислотность фосфатов цинка определяли на рН-метре ЛПУ-01 через 1 ч и через 1 нед после
Растворимость фосфатов цинка в средах, близких к биологическим (в мг/|00 мл цинка, из навески 100 мг)
Вещество Срок определения Среда, в которой проводилось растворение
дистиллированная вода физиологический раствор 0.3% раствор соляной кислоты 0,22 % раствор пнщевоИ соды
Фосфат цинка средний 1 Ч 3,6-ю-2 9,0 Ю-2 66,0-ю-2 1,7-Ю-2
1 день 3,5-Ю-2 0,4-Ю-2 50,0- Ю-2 2,6-10" 2
1 нед 1,9-10-« 14,0-Ю-2 71,0-Ю-2 2,2-Ю-2
1 мес 4,7-Ю-2 8,0-Ю-2 80,0- Ю-2 1,7-Ю-2
Фосфат цинка кислый 1 ч 0,9-Ю-2 4,5-Ю-2 5,5-10-2 1,1 - Ю—2
1 день 2,1-Ю-2 — 9.9-Ю-2 1,6-ю-2
1 нед 2,ЬЮ-2 5,0-Ю-2 0,4-Ю-2 0,8'Ю-2
1 мес 1,5-Ю-2 3,1-ю-2 0,4-Ю-2 0,7-10-2
растворения веществ. При растворении в дистиллированной воде через 1 ч рН фосфата цинка кислого была 6,3, фосфата цинка среднего — 6,65, а через 1 нед — соответственно 6,87 и 6,95, в физиологическом растворе через 1 нед рН обоих веществ была равна 6,2.
ОБУВ фосфатов цинка рассчитывали по формуле 70 для аэрозолей окислов и других мало-растворимых соединений металлов в соответствии с «Методическими указаниями по применению расчетного метода обоснования ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»:
ОБУВ (мг/м3) = 0,85- lg DL50 (мА/кг) — 3,0 — IgM — IgN,
где: DL.50 — смертельная доза для 50% мышей при внутрибрюшинном введении с последующим наблюдением в течение 1 нед, выраженная в миллиатомах на 1 кг массы тела; N — число атомов в молекуле вещества; М — молекулярная масса. Полученные расчетным методом ОБУВ составили: 0,493 мг/м3 для фосфата цинка кислого и 0,444 мг/м3 для фосфата цинка среднего.
Малая токсичность обоих фосфатов цинка (доза (10 г/кг не вызывала гибели животных) при внутрижелудочном введении объясняется, по-видимому, малой растворимостью соединений, «физиологичностью» составляющих вещество компонентов, а также, возможно, быстрой эвакуацией из желудочно-кишечного тракта. Последнее предположение связано с наблюдавшимся нами in vitro (при определении растворимости веществ) явлением, когда во всех колбах, среда которых была близка к желудочному соку, очень быстро образовывался плотный осадок (правда, только из фосфата цинка кислого), который не переходил во взвешенное состояние при взбалтывании, как осадки в других колбах, а прочно лежал на дне и не отмывался от стекла посуды. .Можно полагать, что в желудке также происходит какая-то реакция, возможно, полимеризация молекул на поверхности поступившей массы, вследствие чего образуется нерастворимый комок фосфата, выводящийся затем как инородное тело.
При внутрибрюшинном введении оба фосфата оказались токсичными, а рассчитанные на осно-
вании ОЬ50 ОБУВ были довольно низкие — 0,5 и 0,45 мг/м3.
Местное раздражающее действие на кожу практически отсутствовало, раздражающее действие на слизистую оболочку глаза кролика было слабым. По-видимому, отсутствие выраженного раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки объясняется быстрым изменением рН фосфатов цинка во внешней среде, на которое обратил внимание Туаэ. Он отмечал, что кислотность зубного цинк-фосфат-цемента, свежеприготовленного для пломбы, составляет первоначально 1,6, а через несколько часов реакция материала становится нейтральной. Действием кислой среды он объяснял цитотоксиче-ское и раздражающее свойства цинк-фосфат-цемента.
Результаты нашего исследования рН фосфатов показали, что уже через 1 ч после растворения веществ в воде их рН была 6,3 и 6,65 — слабокислая, а у фосфата цинка среднего — даже более близкая к нейтральной. Этим, по-видимому, и объясняется отсутствие явлений раздражения на коже и слабораздражающее действие фосфатов цинка на слизистую оболочку глаз. Однако случайное попадание фосфатов цинка на кожу наших рук во время эксперимента вызывало легкое пощипывание, как от слабой кислоты. Попадание пыли фосфатов цинка в рот при взвешивании вызывало слабый кислый привкус, а при случайном вдыхании было отмечено чувство жжения и пощипывания в носу и глазах, которое быстро прошло. Тем не менее такое проявление слабокислого действия веществ может вызвать неприятные ощущения у работающих и жалобы с их стороны.
Кожно-резорбтивное свойство имеют оба фосфата цинка (найденные сдвиги характерны для действия цинка), однако в несколько большей степени оно выражено у фосфата цинка среднего.
Цинк и его соединения оказывают выраженное фиброгенное действие (О. Я. Могилевская; и др.). Исходя из того что в молекуле фосфата цинка среднего содержится более 50 % цинка, а в молекуле кислого — 40%, можно было предположить наличие фиброгенного действия этих
веществ. Однако найденные через 3 мес после введения веществ изменения в легких следует рассматривать как результат пневмотоксическо-го действия, а через 6 и 12 мес патологические изменения не отмечены. Возможно, это связано с установленным изменением во времени рН среды, создающейся вокруг вещества, или с ь уменьшением растворимости фосфатов по истечении длительных сроков, так как через 1 мес их растворимость уже меньше, чем через 1 ч, 1 день и 1 нед. Механизм этого явления требует дальнейших исследований.
Подводя итог, следует сделать вывод, что оба фосфата цинка действуют на организм примерно в одном плане, хотя имеются и некоторые различия. Если, например, выразить ЭЬ50 фосфатов цинка кислого и среднего при внутрибрюшинном введении в миллиатомах:
. доза (в мг) X количество атомов цинка
мА =-
молекулярная масса •
то полученные показатели (соответственно 3.717 н 4,23) будут свидетельствовать о различии в токсичности их при пересчете на равное количество цинка и, следовательно, о роли кислотного * радикала. Можно считать, что характер действия указанных нами соединений определяется как наличием в молекуле цинка, так и слабокислой средой, создаваемой кислотным радикалом.
Хотя эти соединения малотоксичны при внут-рижелудочном введении, они могут проникать через органы дыхания, оказывая пневмотокси-ческое действие, а также через кожу, вызывая
токсический эффект, и обладают слабым раздражающим свойством (слизистая оболочка глаз). Полученные расчетным методом ОБУВ близки к принятой в настоящее время ПДК для окиси цинка (0,5 мг/м3), вследствие чего ОБУВ для фосфатов цинка, предложенный нами и утвержденный комиссией по установлению ПДК, составил 0,5 мг/м3.
Технологические процессы получения и применения фосфатов цинка должны быть организованы таким образом, чтобы пыль фосфатов цинка не попадала в воздух рабочих помещений. При отсутствии требуемых условий работа с фосфатами цинка должна проводиться с применением средств индивидуальной защиты: проти-вопылевой спецодежды, респиратора «Лепесток», защитных очков, резиновых перчаток.
Литература. Могилевская О. Я•—В кн.: Токсикология редких металлов. М., 1963, с. 191—193. Tyas M. /. — J. Oral. Rehab., 1978, v. 5, p. 339—347.
Поступила OS.12.81
Summary. Zinc phosphates (acid and medium) are of low toxicity in intragastric administration (the dose of 10 g/kg did not result in the animals' death): in intraperitoneal administration LDM is 600 (464.7—735.3) and 551.6 (392.4—410.8 mg/kg), respectively; intratracheal administration produces a pneumotoxic effect 3 months following the exposure, and no-effect in later periods after the treatment. The both substances cause a dermaresorptive and low-level irritating effect on the eye mucous. Tentative safe exposure level equal to 0.5 mg/m3 has been recommended. Workers should be protected from the exposure to zinc phosphates.
УДК 813.6:622
Н. И. Тарапата
К ВОПРОСУ О ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ТРУДА ГОРНОРАБОЧИХ
Донецкий медицинский институт им. М. Горького
К настоящему времени накоплены данные, позволяющие решать отдельные вопросы физиологической оптимизации труда шахтеров (Ф. Т. Агарков; А. Л. Решетюк; В. П. Гребняк). Однако многие аспекты общих закономерностей влияния на организм шахтеров факторов производственной среды еще не выявлены, не обоснованы и критерии оценки основных физиологических характеристик, не разработаны эффективные пути их практического применения.
В задачу настоящих исследований входило определение информативных критериев тяжести горных работ и потребности шахтеров в отдыхе при их выполнении, выяснение закономерностей влияния на эти характеристики основных факторов производственной среды, обоснование путей их практического использования.
Поставленные задачи решали в производственных и лабораторных условиях с помощью физиологических, экономических и кибернетических методов. Наблюдения проводили над 135 практически здоровыми рабочими очистных и подготовительных забоев. В производственных условиях рабочие выполняли различные операции, в лабораторных — имитировали работу различной мощности на вертикальном эргометре. Во время выполнения работы у каждого исследуемого троекратно с помощью телеметрии регистрировали сердечный ритм, частоту дыхания, легочную вентиляцию, потребление кислорода, время реакции на световой стимул. В производственных исследованиях применяли раднопуль-софон. Полученные данные были обработаны на ЭВМ.
