CC BY
6
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ К ГИГИЕНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ НИТРОЦИКЛОГЕКСАНА В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
В. А. Савелова и В. В. Русских
Из Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана Министерства здравоохранения РСФСР
В процессе производства капролактама — исходного сырья для волокна капрона — в качестве промежуточного соединения образуется нитроциклогексан, который мало изучен в гигиеническом отношении. Нитроциклогексан — СвНп02Г^—представляет собой бесцветную жидкость с ароматическим запахом; температура кипения 205,5—206°, его растворимость в воде составляет при 20° 2 весовых процента [Хейль-брон и Бэнбери (НеПЬгоп и ВипЬигу)].
О токсичности нитроциклогексана известно, что при подкожном введении 50 мг/кг его лабораторным животным или при вдыхании его паров в концентрации 100 см3 на 1 м3 наступает поражение центральной нервной системы, проявляющееся в приступах сильных судорог.
А. А. Канаревская, П. Г. Гаркави и др. (1958) отметили преимущественное действие нитроциклогексана в токсических дозах на центральную нервную систему.
С. Н. Кремнева и Ю. П. Санина (1959) установили, что среднесмер-тельная доза нитроциклогексана при внутрижелудочном введении для мышей составляет 250 мг/кг, минимально смертельная доза — 120 мг/кг.
При гистологическом исследовании во внутренних органах отравленных животных были обнаружены сосудистые расстройства, десква-мативный бронхит, различная степень патологических изменений легочной ткани, мелкокапельная жировая дистрофия печени.
Хроническое воздействие нитроциклогексана в концентрациях порядка тысячных долей миллиграмма в 1 л в течение 7 месяцев вызывало у животных падение веса, снижение порога чувствительности центральной нервной системы к электрораздражениям, снижение уровня кровяного давления. Пороговая концентрация нитроциклогексана при хроническом воздействии была близка к 0,001 мг/л, и в качестве предельно допустимой ориентировочно предлагалась концентрация порядка десятитысячных миллиграмма на 1 л воздуха.
Целью настоящего исследования было получить экспериментальный материал для нормирования допустимого содержания нитроциклогексана в воде водоемов. Исследования проводили по общепринятой методической схеме (С. Н. Черкинский).
Как уже указывалось, нитроциклогексан обладает выраженным ароматическим запахом. Органолептические исследования показали, что нитроциклогексан в концентрации 0,30 мг/л сообщает воде запах интенсивностью 2 балла, а в концентрации 0,15 мг/л—один балл (см. таблицу). Указанные концентрации не сообщают воде постороннего привкуса. Таким образом, пороговой концентрацией нитроциклогексана по влиянию на органолептические свойства воды является 0,15 мг/л.
Влияние нитроциклогексана на процессы самоочишения водоема от органического загрязнения бытовыми сточными водами изучалось по динамике биохимического потребления кислорода (ВПК). Результаты исследования показали, что концентрации нитроциклогексана от 0,15 и до 100 мг/л не оказывают существенного влияния на динамику ВПК-
Токсикологическое изучение нитроциклогексана было начато с выявления смертельных доз вещества при введении в желудочно-кишечный тракт. Однократное введение нитроциклогексана белым мышам в дозе 50 мг/кг веса вызывает их гибель в 30%, а в дозе 55 мг/кг веса — в
Влияние нитроциклогексана в различных концентрациях на запах воды
Одоратор
Интенсивность запаха (в баллах) при концентрации нитроциклогексана (в мг/л)
0.075
0.15
0.30
0,60
А Б В Г
д
о-
0
1 1 о
1.2
2.4
4.8
70%. При остром отравлении у животных наблюдались приступы резких клонических судорог, которые быстро переходили в тонические; гибель наступала через 2—6 минут после введения раствора нитроциклогексана. При введении вещества крысам и кроликам отмечалась та же картина отравления и гибели животных, что и у мышей, но при дозах 100 мг/кг и выше.
При исследовании патологоанатомического материала, полученного в острых опытах, у части животных была обнаружена гнездная жировая дистрофия клеток печени. В легких наблюдали резкое полнокровие, периваскулярный отек, большое количество кровяных элементов, плазмы и жидкости в просветах альвеол и бронхов. Были обнаружены явления раздражения слизистой оболочки дна желудка, достигавшие иногда частичного некроза, что в дальнейшем было подтверждено микроскопически. В этих же случаях при окраске стенки желудка методом Биль-шовского—Грос мы наблюдали вакуолизацию цитоплазмы клеток узлов интрамуральных сплетений.
В опытах на крысах и кроликах исследовалось действие больших доз нитроциклогексана на различные функции организма при однократном и повторном введении. При этом учитывалось общее состояние животных, поведение, изменение веса, состояние периферической крови (содержание гемоглобина, количество эритроцитов и лейкоцитов, лейкоцитарная формула). Функциональное состояние печени исследовали путем определения уровня сахара в крови после нагрузки галактозой из расчета 2 г/кг. Количественное определение сахара в крови проводилось по методу Хагедорна — Иенсена (М. Л. Петрунькин и А. М. Петрунькина). О состоянии окислительных процессов в организме судили по содержанию фермента каталазы в крови и по величине потребления кислорода, определяемого аппаратом Миропольского (Е. В. Майстрах).
Действие нитроциклогексана на центральную нервную систему изучали путем измерения скорости рефлекторных реакций по Закусову в модификации С. И. Горшкова и В. П. Година. Всего в опыт было взято 12 крыс и 4 кролика.
Результаты исследований показали, что нитроциклогексан в дозах 45, 50, 70 мг/кг веса при однократном и повторном введении не оказывает влияния на содержание гемоглобина, эритроцитов и лейкоцитов в периферической крови кроликов. Показатель каталазы у животных после отравления нитроциклогексаном колебался в таких же пределах, как и у контрольных. Но эти дозы оказали влияние на функцию печени. Это выражалось в снижении общего уровня сахара в крови натощак с 94—Ю1 до 62 мг°/с и постгликемического коэффициента с 0,94—1 до 0,49—0,53.
В опытах на крысах наблюдалось снижение потребления кислорода. Через 15—30 минут после введения нитроциклогексана в дозах 10, 20 и 45 мг/кг уровень потребления кислорода соответственно снижался на
60—90% по сравнению с исходным и восстанавливался до исходного уровня через 1—2 часа. Наблюдения за временем безусловных оборонительных рефлексов у белых крыс показали, что нитроциклогексан в дозах от 12 до 30 мг/кг веса не оказал заметного влияния на скорость безусловных оборонительных рефлексов у крыс.
Таким образом, выявлено влияние на функциональное состояние печени и величину потребления кислорода при наименьших испытанных концентрациях.
Хронические опыты по изучению влияния нитроциклогексана в малых дозах на организм животных проводились на 18 кроликах и 20 крысах. Для изучения были приняты следующие дозы нитроциклогексана: 0,015, 0,15, 1,5 и 5 мг/кг веса; меньшая из этих доз — 0,015 мг/кг веса — при пересчете на 1 л воды соответствовала концентрации нитроциклогексана 0,3 мг/л. Кролики ежедневно в течение 6 месяцев получали раствор нитроциклогексана соответствующих концентраций в объеме 1 мл. До начала опыта в течение IVa месяцев у всех кроликов были получены исходные данные изучаемых функций для установления их нормальных колебаний.
Результаты исследования показали, что в продолжение всего опыта подопытные кролики по внешнему виду ничем не отличались от контрольных; почти все подопытные и контрольные животные прибавили в весе. Со стороны морфологического состава крови существенных изменений не наблюдалось.
В течение опыта у контрольных кроликов и у кроликов, получавших нитроциклогексан в дозе 0,015 мг/кг, уровень сахара в крови натощак и характер сахарных кривых при нагрузке галактозой мало изменились по сравнению с исходными данными (см. рисунок). Изменения сахарных кривых у кроликов, которым вводили дозу 0,15 мг/кг, не ■были отчетливыми. При дозе 1,5 мг/кг эти изменения были резко выражены. Начиная с 4-го месяца введения вещества, сахарные кривые носили извращенный характер.
На 5-м месяце опыта с целью изменения реактивности центральной нервной системы животным через зонд в желудок вместе с галактозой было введено 10 мл этилового спирта в разведении 1 : 5. При этом изменился характер сахарных кривых у всех кроликов. Однако если у контрольных кроликов и у кроликов, получивших нитроциклогексан в дозе 0,015 мг/кг, сахарная кривая характеризовалась лишь более высоким, чем в норме, подъемом и медленным возвращением к исходному уровню, то у кроликов, получавших нитроциклогексан в дозе 0,15 и и 1,5 мг/кг, после обычного подъема в первые 30 минут — 1 час содержание сахара снижалось к 2 часам, а затем вновь поднималось к 3 часам, причем гипергликемический коэффициент у этих животных достиг 2—2,2 вместо 1,4—1,6, наблюдавшихся в исходный период.
Уровень потребления кислорода у крыс, получавших нитроциклогексан в дозах 0,2, 1 и 2 мг/кг, в te4eHHe 6 месяцев не претерпел существенных изменений по сравнению с исходным уровнем и уровнем потребления кислорода у контрольных животных1.
Морфологическое исследование центральной нервной системы и внутренних органов производили по группам (согласно дозам 1,5; 0,15; 0,015 мг/кг), результаты сравнивали с контрольными. Были использованы обычные методы: окраска гематоксилин-эозином, по ван Гизону, ■Суданом на жир, по Футу, по Нисслю, по Бильшовскому.
У животных первой группы (доза 1,5 мг/кг) были обнаружены изменения в центральной нервной системе, печени, почках, сердце и желу-
1 Подчеркнув, что в исследовании других авторов было выявлено преимущественное влияние нитроциклогексана на центральную нервную систему, не следовало ограничиваться использованными методами контроля физиологических функций подопытных животных.—Р е д.
дочно-кишечном тракте. В мозгу отмечена картина дистонии сосудов мозга, сопровождавшаяся его отеком и значительно выраженным выпадением нервных клеток. Это наблюдалось особенно в области расположения пирамид Беца и в височных долях. Клетки подкорковых узлов поражены процессом значительно слабее, но все же в зрительном бугре было найдено много измененных нервных клеток. Нервные элементы не-
^140 ^ 120 ч* ЮО Ч 80 к, БО
íj
^ 40
го о
т
too во 60 40
Содержание сахара в крови у кроликов, получавших нитроциклогексан при нагрузке
галактозой.
а — кролик № 5 (контрольный); б— кролик № 1 (контрольный); в — кролик № 16. получавший 0,015 мг/кг нитроциклогексана; г■—кролик № 10, получавший 0.015 мг/кг нитроцнклогексана. / — исходный фон; 2— через 2 месяца; 3 — через 3 месяца; 4 — через 4 месяца; 5 — через 5 месяцев (галактоза введена вместе со спиртом); 6 — через 6 месяцев.
которых ядер ствола мозга и сетчатой формации также оказались структурно нарушенными. В почках патоморфологический процесс заключался в поражении клубочков, утолщении боуменовой капсулы с пролиферацией соединительной ткани и разрастанием аргирофильных волокон; иногда боуменова капсула и клубочки полностью замещались соединительной тканью. Просвет многих канальцев был расширен и заполнен белковыми массами или отпавшим деформированным эпителием извитых канальцев. Уплощение эпителия канальцев указывало на хроническое течение процесса. В печени, помимо общего отека ее ткани, найдена жировая дистрофия и, что особенно важно, наблюдались резкие изменения со стороны купферовских клеток — увеличение их в размерах и перегруженность липоидами. Изменение купферовских кле-
ток и отмеченная во многих местах деструкция эндотелия капилляров преобладают над другими признаками поражения печени.
У животных второй группы (доза 0,15 мг/кг) изменения со стороны нервной системы были выражены слабее, чем в предыдущей группе. Столь выраженных выпадений нервных клеток не было, деструкция как в количественном, так и з качественном отношении была меньше. Со стороны почек и печени при наличии более легких, чем в предыдущей группе, изменений наблюдался процесс того же характера — поражение клубочков в почках, сдавление их эксудатом, растягивающим боумено-ву капсулу (см. рисунок). В печени при наличии частичной липоидной дистрофии ее ткани отмечено расширение пространств Диссе. Изменения эндотелия сосудов и соединительнотканных элементов в печени, почках, сердце и других органах имеются и у животных второй группы, но представлены заметно слабее.
Как при дозе в 1,5 мг/кг, так и при дозе в 0,15 мг/кг. слизистая желудка внешне не имела изменении, однако при микроскопическом исследовании ее на препаратах, приготовленных из разных участков, были обнаружены заметное расширение мелких сосудов и инфильтрация всей толщи слизистой оболочки желудка. Ганглиозные клетки интраму-ральных сплетений, расположенные в подслизистом и мышечном слоях, имели повышенное количество сателлитов и при дозе 1,5 мг/кг нередко были пикноморфными.
Мозг и внутренние органы животных, получавших вещество в дозе 0,015 мг/кг, были свободны от каких-либо морфологических изменений. При сравнении нервной системы и внутренних органов животных этой группы с контрольной группой мы не уловили разницы, так как если в этом случае и имелись легкие изменения, то они были в обеих этих группах в равной степени (например, картина весьма .шкого энтерита у отдельных животных) или же носили характер, близкий к вариантам обычного состояния тканей у экспериментальных животных, и не могли быть объяснены наличием интоксикации.
Специально проведенное гистохимическое исследование содержания гликогена в паренхиматозных клетках внутренних органов животных, подвергшихся хроническому воздействию нитроциклогексана в дозах 0,15 и 1,5 мг/кг, показало снижение содержания в них гликогена.
Таким образом, в результате проведенных исследований нами установлено, что доза нитроциклогексана 0,015 мг/кг при хроническом поступлении в организм не оказывает влияния на общее состояние животных, морфологический состав крови, не нарушает гликогенообразую-щую функцию печени, не вызывает гистологических и гистохимических изменений в клетках внутренних органов животных. Эта доза нитроциклогексана (0,015 мг/кг) при пересчете соответствует концентрации его в воде 0,3 мг/л. Как было указано, концентрация нитроциклогексана 0,3 мг/л вызывает запах в воде интенсивностью 2 балла. Запах интенсивностью один балл возникает при концентрации 0,15 мг/л воды.
На основании изложенного ориентировочно в качестве предельно допустимой концентрации в воде водоемов можно рекомендовать 0,1 мг/л по органолептическому и токсикологическому признаку1.
Выводы
1. Нитроциклогексан оказывает влияние на органолептические свойства воды, придавая ей посторонний запах. Пороговая концентрация нитроциклогексана по влиянию на запах воды cocтaвляet 0,15 мг/л.
1 Полученные результаты исследований подтверждают необходимость дальнейших исследований, особенно в отношении влияния нитроциклогексана на функцию центральной нервной системы подопытных животных.—Ред.
2. Концентрация нитроциклогексана до 3 мг/л не оказывает влияния на динамику БПК.
3. Использованные методы санитарно-токсикологического исследования позволяют отметить, что подпороговая доза нитроциклогексана по влиянию на организм теплокровных животных при хроническом поступлении его через желудочно-кишечный тракт находится на уровне 0,015 мг/кг, что соответствует концентрации его в воде 0,3 мг/л.
4. Сопоставление полученных данных исследования дает возможность ориентировочно рекомендовать в качестве предельно допустимой концентрации в воде водоемов 0,1 мг/л по санитарно-токсикологическо-му признаку вредности.
ЛИТЕРАТУРА
Балаховский С. Д., Б а л а х о в с к и й И. С. Методы химического анализа' крови. М., 1953.—Годин В. П., Горшков С. И. Физиол. журн. СССР, 1958, т. 44„ №5, стр. 496.—Кана ре века я А. А. и др. Тезисы докл. научной конференции Ин-та гиг. труда и профзаболевания АМН СССР. М., 1958, стр. 14.—Кремнева С. Н-, Санина Ю. П. Тезисы докл. научной сессии, посвящ. вопросам мед. обслуживания рабочих химической промышленности. Горький, 1959, стр. 105.—Колосов Н. Г. Иннервация внутренних органов и сердечно-сосудистой системы. М.—Л., 1954.—Май-страх Е.' В. К теории холодового наркоза. Дисс. докт. Л., 1955. — Петрунь-кин М. Л., Петрунькина А. М. Практическая биохимия. М., 1951.—Dictionary of organic compounds. London. 1949, v. 3, p. 124.
Поступила 20/X 1959 г
HYGIENIC BACKGROUND FOR DETERMINING THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF N1TROCYCLOHEXANE IN SURFACE WATERS
ф I'.A. Savelova, V. V. Russkikh
Nitrocyclohexane is formed as an intermediate product in the synthesis of koprolak-tane (original material in production of kapron fibers) and thus may penetrate into water basins. It has been shown experimentally that water containing nitrocyclohexane possesses an odour with a threshold value of 0.15 mg/1. Nitrocyclohexane at a concentration of 3 mg/l has no effect on the biochemical consumption of oxygen By means of chronic poisoning-tests it has been roughly determined that in the instance of nitrocyclohexane a dose of 0.015 mg/kg represents a subthreshold value sufficient to affect the body of warmblooded animals.
ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ НАДПОЧЕЧНИКОВ КРЫС
РАЗНОГО ВОЗРАСТА
Кандидат медицинских наук Ф. М. Шлейфман Из Киевского института гигиены труда и профессиональных заболеваний
Вопросу влияния высокой температуры воздуха на организм человека и животных посвящена большая литература. Работы ряда авторов свидетельствуют о том, что при воздействии высокой температуры наряду с нарушениями отдельных физиологических функций наблюдаются изменения обменных процессов в организме (работы школы проф. И. П. Разенкова и др.).
Все эти данные говорят о значительном напряжении функций организма под влиянием высокой температуры.
В последние годы накапливается все больше и больше данных о важной роли эндокринных желез и, в частности, системы гипофиз—кора надпочечников в защитно-приспособительных реакциях организма в ответ на воздействие различных неблагоприятных факторов — химиче-
