CC BY
10
УДК 614.72:613.155.3:861.888.22
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ К ГИГИЕНИЧЕСКОМУ ОБОСНОВАНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЯТИОКИСИ ВАНАДИЯ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
В. М. Пазынич Кафедра общей гигиены Днепропетровского медицинского института
Источником загрязнения атмосферного воздуха соединениями ванадия могут служить дымовые выбросы различных промышленных предприятий, особенно тепловых электростанций, и выхлопные газы дизель-моторов. Особое значение имеют производства ванадиевых соединений и предприятия металлургической промышленности, где используют феррованадий и пятиокись ванадия для легирования металлов. Пятиокись ванадия в виде аэрозолей конденсации сравнительно чаще других соединений металла может поступать в воздух благодаря относительно низкой (675°) температуре плавления (И. В. Рощин; Могейе, и др.).
Загрязнение атмосферы ванадием отмечали в последние годы многие авторы. Так, по данным СЬо1ак с сотрудниками, в воздухе г. Цинциннати (США) и его окрестностей концентрация этого элемента достигает 0,2 мкг/м3, по данным ОоЬап, в атмосфере 5 американских городов концентрация ванадия колеблется от 0,2 до 1,2 мкг/м3. Могейе обнаруживал от 11 до 1922 мкг ванадия в 1 г уличной пыли в Париже.
По литературным данным, соединения ванадия и особенно его пятиокись небезразличны для организма. В концентрациях, встречающихся в производственных условиях, они вызывают разйражения дыхательных путей с явлениями острого и хронического воспаления. Соединения ванадия приводят к изменениям в легких и других внутренних органах, влияют на состояние центральной нервной системы, картину крови, состояние гемодинамики, обмен веществ, окислительно-восстановительные процессы и т. д. (Е. И. Матанцева; Е. А. Мельникова; Я. Б. Резник; И. В. Рощин; Оийоп; Бутапэк!, и др.).
Для экспериментального обоснования среднесуточной предельно допустимой концентрации (ПДК) пятиокиси ванадия в атмосфере в соответствии с методической схемой Комитета по санитарной охране атмосферного воздуха проведена круглосуточная непрерывная затравка животных этим веществом в течение 70 суток. В опыте было использовано 33 белые крысы (самцы) с исходным весом 110—130 г, которых разделили на 3 группы.
Крыс 1-й группы подвергали затравке пятиокисью ванадия в дозе 0,027±0,002 мг/м3, что в 3,7 раза ниже ПДК, установленной для воздуха производственных помещений (0,1 мг/м3). Крыс 2-й группы подвергали затравке пятиокисью ванадия в дозе 0,002±0,00013 мг/м3, т. е. близкой к найденным нами концентрациям вблизи металлургических заводов, не применяющих ванадий со специальными целями. Крысы 3-й группы служили контролем. Затравку производили в 3 камерах емкостью по 100 л. Скорость воздуха, подаваемого в камеры, составляла 30—33 л/мин, что обеспечивает достаточный воздухообмен в них (В. А. Попов).
Для генерирования аэрозолей конденсации пятиокиси ванадия использовали трубчатую печь, где стабилизировалась температура на уровне 800° с помощью специально сконструированного терморегулятора. В печи находилась ванночка с расплавленной пятиокисью ванадия. Подача мелкодисперсного аэрозоля в камеры обеспечивалась пропусканием через печь воздуха со скоростью 2,5—3 л/мин. Концентрации пяти-
окиси ванадия в камерах устанавливали с использованием фильтратов АФА-ХА-18, химическое определение вели по методу М. В. Нифонтовой с применением фотоэлектроколориметра ФЭК-М.
Хроническое воздействие пятиокси ванадия на организм животных оценивали по следующим показателям: общее состояние и вес животных, моторная хронаксия мышц-антагонистов, активность холинэстера-зы, крови, общий белок и белковые фракции сыворотки крови, содержание оксигемоглобина в венозной крови, люминесцентная картина лейкоцитов крови. По окончании затравки, кроме того, изучали поглощение кислорода измельченной тканью печени в аппарате Варбурга и проводили патогистологическое исследование некоторых внутренних органов подопытных животных. Статистически достоверными считали различия в функциональном состоянии животных начиная с Я<0,05.
В процессе затравки все животные (как опытных групп, так и контрольной) хорошо прибавляли в весе, были активны. Моторную хронак-сию мышц-антагонистов голени у крыс определяли с помощью электронного импульсного стимулятора ИСЭ-01 по принятой методике. В процессе хронической затравки моторная хронаксия и показатели соотношения хронаксий мышц-антагонистов у крыс 2-й группы не претерпели никаких изменений по сравнению с аналогичными 'данными у контрольной группы. У крыс 1-й группы моторная хронаксия мышц-разгибателей за период затравки уменьшилась в среднем на 0,8 мксек (Я<0,01), а хронаксия мышц-сгибателей увеличилась за этот период в среднем на 4 мксек (Я<0,001).
Более наглядным у крыс этой группы являлся показатель соотношения хронаксий мышц-антагонистов (рис. 1); уже к 20-м суткам затрав-
Рис. 1. Соотношение хронаксий мышц- Рис. 2. Активность холинэстеразы цель-
антагонистов у крыс. ной крови у крыс.
/ — крысы 1-й группы; 2 — крысы 2-й группы; / — крысы 1-й группы; 2 — крысы 2-й
3 — крысы 3-й группы; 4 — крысы опытной группы; 3 — крысы 3-й группы, группы (II серия); 5 — крысы контрольной
ки он стал равен 1 (Р<0,02),а к 30-м суткам достиг 0,5 (Р<0,01), отражая динамику изменившегося субординационного влияния центральной нервной системы на периферию. Через 20 суток восстановительного периода величины моторной хронаксии мышц-антагонистов и показатели соотношения между ними у крыс 1,-й группы возвратились к исходному уровню.
Активность холинэстеразы цельной крови изучали по методу Нез1пп с использованием фотоэлектроколориметра ФЭК-М, оценивая ее в микрограммах ацетилхолина, разлагаемого холинэстеразой крови в 1 мин. Как видно на рис. 2, активность холинэстеразы крови снизилась у крыс 1-й группы, причем это снижение оказалось статистически достоверным как в период затравки, так и на протяжении 90-суточного восстановительного периода. У крыс 2-й и 3-й (контрольной) группы достоверного изменения активности холинэстеразы не произошло.
2,0
Ю 20 81015 20 30 ЬО 50 60 70 10 20 % Фон Период затрави и восстанови- 5
-тельный §
10 г'о я?
Суш ни
период
группы (II серия).
Общий белок сыворотки крови у крыс определяли по микрометоду Кьельдаля, выражая его количество в грамм-процентах. У крыс 2-й и 3-й группы отмечено закономерное увеличение общего белка в сыворотке крови, связанное с ростом организма; у крыс же 1-й группы под влиянием пятиокиси ванадия произошло торможение его синтеза (Р<0,01). Влияние ванадия на снижение синтеза белков в организме животных наблюдали также Snyder и Cornatzer.
Белковые фракции сыворотки крови исследовали методом электрофореза на бумаге. Результаты исследований выражали в процентах. За период затравки у крыс 1-й группы произошло увеличение содержания у-глобулинов сыворотки крови (Я<0,05) и некоторое снижение содержания р-глобулинов (0,05<Р<0,2). При пересчете процентного содержания р-глобулинов в сыворотке крови у крыс 1-й группы в абсолютные величины (грамм-проценты) отмечено достоверное снижение их по сравнению с исходным уровнем (Р<0,05). Через 20 суток восстановительного периода различия в содержании белковых фракций у крыс 2-й и 3-й группы существенных изменений не было.
Люминесцентную микроскопию препаратов крови производили с помощью микроскопа МУФ-ЗМ с осветителем ОИ-23М в фиолетовом свете под иммерсией. Препараты окрашивали акридином оранжевым 1 : 20ООО суправитально (Е. Б. Закржевский и Л. Г. Васильева). Нормальные и измененные формы лейкоцитов различали по характеру свечения их ядер.
Как видно из рис. 3, у крыс 2-й и 3-й группы не наступило каких-либо существенных изменений в люминесцентной картине лейкоцитов крови на протяжении всего опыта. У крыс 1-й группы увеличилось количество лейкоцитов с желтой люминесценцией ядер, а также появились клетки с оранжевыми и красными ядрами вместо нормальных с зеленым свечением уже к 20-м суткам затравки (Р<0,01) с нарастанием до конца затравки. В восстановительном периоде, через 20 суток, люминесценция лейкоцитов крови у этой группы животных стала такой же, как и в исходном положении.
Содержание оксигемоглобина в венозной крови у крыс определяли с помощью комбинированного окси-гемометра модели 0-57. После статистической обработки полученных данных только у крыс 1-й группы удалось обнаружить за весь период затравки снижение содержания оксигемоглобина (51,5±2,9%) по сравнению с контрольной группой (61,2±1,3%; Р<0,01). Через 20 суток восстановительного периода эта разница не выявлялась.
По окончании затравки у 11 белых крыс 1, 2 и 3-й группы была взята печень. Поглощение кислорода измельченной тканью этого органа изучали в аппарате Варбурга. У крыс 1-й группы измельченная ткань печени поглощала кислорода на 24% больше, чем у крыс контрольной группы (Р<0,05). Потребление кислорода тканью печени крыс 2-й группы не отличалось достоверно от этого показателя у контрольной группы.
При гистологическом исследовании 1 некоторых внутренних органов крыс удалось установить патологические изменения только в 1-й группе. Так, в легких обнаружены резкое застойное полнокровие, очаговые кро-
Пери од затравки Восстановительный период
20 20 304045 70 20 Сутки
Рис. 3. Количество лейкоцитов (в %) с изменившейся люминесценцией ядер.
/— крысы 1-й группы; 2 — крысы 2-й группы; 3 — крысы 3-й группы; 4 — крысы опытной группы (II серия); 5 —крысы контрольной группы (II серия).
1 Проведено канд. мед. наук Г. П. Златиным.
воизлияния, явления панбронхита. В печени найдены резкое полнокровие в центральных венах, единичные мелкие кровоизлияния вокруг них, единичные инфильтраты между печеночными дольками и явления зернистой дистрофии печеночных клеток. В почках выявлена выраженная зернистая дистрофия эпителия извитых канальцев, доходящая в отдельных участках до некроза. В миокарде — резкое полнокровие сосудов с очаговыми кровоизлияниями вокруг них.
Ввиду того что между изучавшимися нами концентрациями пяти-окиси ванадия существовал относительно большой разрыв, мы провели дополнительную серию опытов для изучения промежуточной концентрации, более близкой к недействующей (0,002 мг/м3). Опыты были поставлены на 20 молодых белых крысах-самцах, которых разделили на 2 группы — опытную и контрольную. Опытную группу крыс подвергали затравке пятиокисью ванадия в дозе 0,006±0,00056 мг/м3, контрольная группа пятиокиси ванадия не получала. Затравку производили в течение 40 суток непрерывно.
Для выявления сдвигов в функциональном состоянии животных были избраны тесты, которые позволили в I серии опытов выявить наиболее ранние изменения в организме, а именно: изучение хронаксии мышц-антагонистов и исследование люминесцентной картины лейкоцитов крови. Кроме того, наблюдали за общим состоянием и весом животных.
На протяжении 1-го месяца затравки достоверных различий в величине хронаксий мышц-антагонистов и люминесцентной картине крови у крыс опытной группы по сравнению с контролем не обнаружено. Однако через 30 суток затравки в соотношении хронаксий мышц-антагонистов у крыс опытной группы (см. рис. 1) произошли незначительные, но достоверные сдвиги (Я<0,05).
Учитывая, что начальные сдвиги в организме животных выявляются лучше в условиях функциональной нагрузки, мы на 6-й неделе затравки давали им одну лишь воду. Исследованиями, проведенными через З'/г суток голодания подопытных и контрольных крыс, выявлены существенные сдвиги в функциональном состоянии животных опытной группы. Так, произошло статистически достоверное (Р<0,001) изменение величины соотношения хронаксий разгибателей к сгибателям голени у крыс опытной группы: оно стало обратным нормальному (показатель — 0,92). В люминесцентной картине лейкоцитов крови у подопытных животных (см. рис. 3) произошло достоверное увеличение количества лейкоцитов с изменившейся люминесценцией (Р<0,005) по сравнению с контрольной группой в 4,83 раза.
Выводы
1. Вдыхание пятиокиси ванадия в концентрации 0,027 мг/м3 при хронической круглосуточной затравке животных в течение 70 суток вызывает существенные изменения в функциональном состоянии организма, а также патологические изменения в некоторых внутренних органах.
2. Вдыхание пятиокиси ванадия в концентрации 0,006 мг/м3 в условиях непрерывной 40-суточной затравки приводит к существенным изменениям в функциональном состоянии белых крыс после применения функциональной нагрузки голодом.
3. Концентрация пятиокиси ванадия 0,002 мг/м3 оказалась недействующей на изучавшиеся функции организма подопытных животных в условиях хронической круглосуточной затравки в течение 70 суток.
4. На основании исследований в качестве , среднесуточной ПДК пятиокиси ванадия в атмосферном воздухе рекомендована величина 0,002 мг/м3.
ЛИТЕРАТУРА
3 а к р ж е в с к и й Е. Б., Васильева Л. Г. Люминесцентная микроскопия в кли-нико-гематологических исследованиях. Л., 1963.—Матанцева Е. И. Гиг. труда, 1960, № 7, с. 41. — Мельникова Е. А. Гиг. и сан., 1957, №3, с. 25.— Нифонтова М. В. Цит. М. С. Быховская, С. Л. Гинсбург, О. Д. Хализова. Методы определения вредных веществ в воздухе и других средах. М., 1960, ч. 1, с. 238. — Резник Я. Б. Врач, дело, 1954, № 7, стб. 627. — Р о щ и н И. В. Гиг. и сан., 1952, № 11, с. 49. — О н же. Гиг. труда, 1962, № 5, с. 17. — С h о 1 a k J. et al„ Arch. ind. Hyg., 1952, v. 6, p. 314. — Dahan F. C., Arch, environ. Hlth., 1961, v. 3. p. 387. — D u 11 о n W. F., J. A. M. A., 1911, v. 56, p. 1648. — H es tri n S., J. biol. Chem., 1951, v. 180, p. 249,— Morette A., Ann. pharm. br„ 1957, v. 15, p. 209. — S n у d e r F., Cornatzer W„ Nature, 1958, v. 182, p. 462. — S у m a n s к i, Arch, für Gewerbpath., 1939, Bd. 9, S. 225.
Поступила 13/IV 1965 r.
EXPERIMENTAL DATA FOR HYGIENIC SUBSTANTIATION OF THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF VANADIUM PENTOXIDE IN THE
ATMOSPHERE
V. M. Pazynich
An all day round chronic poisoning of albino rats with aerosols of vanadium pento-xide sondensate proved that at a concentration of 0.027 mg/m3 it had a significant effect on the functions of the experimental animal's body and produced morphological lesions in certain internal organs. Vanadium pentoxide at a concentration of 0.006 mg/m3 influenced the functions of the animal's body after a functional strain in the form of hunger. Vanadium at a concentration of 0.002 mg/m3 had no effect on the investigated functions of the body and it is suggested as the daily average maximum permissible concentration of this substance in the atmosphere.
УДК 616.24-006.6-092.9-02:668.74
ОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ РАКЕ ЛЕГКОГО ПРИ ВВЕДЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ ДОЗ 1, 2, 5, 6-Д И БЕНЗ АНТРАЦЕН А
Канд. мед. наук Н. Я. Янышева, Н. В. Баленко Киевский научно-исследовательский институт общей и коммунальной гигиены
В литературе имеются данные об индукции опухолей легких введением канцерогенного углеводорода 1,2, 5,6-дибензантрацена (Л.М. Ша-бад, 1935, 1936; Andervont; Andervont и Lorenz; Andervont и Shimkin; Niskanen; Snell и Stewart, и др.)- Однако способы введения вещества, которыми пользовались авторы (накожные аппликации, подкожные и внутривенные инъекции, скармливание, оперативный метод), отличались от естественного пути поступления канцерогена со вдыхаемым воздухом. В связи с этим представляло интерес выяснить возможность воспроизведения рака легких при введении его через дыхательные пути.
В наших исследованиях был применен интратрахеальный способ введения 1, 2, 5, 6-дибензантрацена. В опыте использовано 170 белых беспородных крыс в возрасте 2'/г—3 месяцев. Животных разбили на 5 экспериментальных групп, причем одна из них была контрольная. Число крыс в каждой группе и дозы введенного вещества представлены в таблице.
