CC BY
5
УДК 812.825.75-06:913.311-087.87
ЭЛ ЕКТРОЭН ЦЕФ АЛОГРАФИ Ч ЕСКОЕ ОТРАЖЕН И Е ВКУСОВЫХ РЕАКЦИЙ ЧЕЛОВЕКА ПРИ РАЗНОМ СОДЕРЖАНИИ СОЛЕЙ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ
Канд. мед. наук А. И. Бокина Институт общей и коммунальной гнгиены им. А. Н. Сыскна АМН СССР, Москва
Установлено, что у человека и экспериментальных животных (А. И. Бокина и соавт.) при определенных концентрациях солей в питьевой воде происходит нарушение компенсации водного дефицита. Физиологический анализ механизма питьевой реакции (опыты с «мнимым» питьем) привел к представлению о торможении питьевого центра вкусовыми рецепторами полости рта. Торможение питьевой реакции у людей наблюдалось лишь при тех концентрациях солей, которые вызывали ощущение неприятного привкуса.
Стремясь выявить физиологические реакции на более низкие концентрации солей в питьевой воде, мы провели электроэнцефалографический анализ вкусовых реакций человека.
По данным Ф. А. Бари, а также Г. В. Гершуни, И. В. Данилова и др., при раздражении различных органов чувств у человека наблюдаются отчетливые изменения в картине биоэлектрической активности головного мозга. Даже при таких концентрациях и интенсивностях раздражителя, которые не улавливаются нашими органами чувств, можно обнаружить ряд объективных реакций, непосредственно связанных с деятельностью высших отделов центральной нервной системы.
Изучение электроэнцефалографического отражения вкусовых реакции человека при разном содержании солей в питьевой воде проводилось по методике, разработанной А. Д. Семененко для изучения электрической активности мозга при раздражении обонятельного анализатора ольфактивными веществами и видоизмененной нами в соответствии с задачей исследования.
Основной реакцией, подлежащей учету и анализу, явились изменения а-активности головного мозга, регистрируемой при помощи электроэнцефалографа «Галилео». Интенсивность реакции определялась изменением величины амплитуды а-ритма, регистрируемой каждые 5 сек. посредством многоканального интегратора. В качестве дозированной функциональной нагрузки было использовано ритмическое световое раздражение в частоте а-ритма испытуемого и интенсивностью в 0,5, 0,75 и 0,5 дж. Порядок подачи световых сигналов оставался постоянным во всех опытах. Порядок сигнализации, подаваемой в ответ на изменение интенсивности света (нажать условное число раз на датчик), мы меняли от опыта к опыту, что требовало от испытуемого определенной концентрации внимания.
Наблюдения проводились в экранированной слабо освещенной (5 лк) камере на 5 испытуемых в возрасте 20—30 лет. ЭЭГ отводили от лобных, центральных, височных, теменных и затылочных областей головы биполярным способом при усилении, соответствующем 50 мкв при калибровке в 10 мм. Исследовали 10 растворов температурой 20э с различной концентрацией солей. Действие каждого раствора изучали в 5—6 опытах. Опыты с исследуемой водой чередовали и сопоставляли с опытами с водопроводной водой (контроль). Солевые растворы с концентрациями солей, ощутимыми и не ощутимыми по вкусу, подавали (орошение полости рта) методом дозированных проб.
Порог вкусового ощущения к сульфатам, хлоридам и смеси солей определяли по методике С. Н. Черкинского. Он был равен (М±т) соответственно 133—191, 116—191 и 626—795 мг/л. Для энцефалографических исследований было отобрано 5 человек с наиболее низким порогом вкусовой чувствительности (хлориды и сульфаты 120 мг/л, смесь солей 750 мг/л).
Солевые растворы готовили на водопроводной воде с учетом содержащихся в ней солей. Расчет производили на хлор- и сульфатной. Хлориды исследовали в концентрациях 60, 90, 110 и 600 мг/л, сульфаты — в концентрациях 60, 90 и 110 мг/л, смесь сернокислого натрия, кальция, магния, хлористого натрия и магния — в концентрациях 500 и 600 мг/л.
По звуковому сигналу (20 гц), который подавался от звукогенератора, испытуемый брал в рот глоток воды. С момента прекращения звука в течение последующих 18 сек. подачи ритмического света записывалась ЭЭГ (анализу подвергалась запись за последние 15 сек.). Испытуемый во время записи сндел спокойно с закрытыми глазами. При появлении световых сигналов испытуемый условное число раз нажимал на датчик. Воду он держал во рту все 18 сек. до момента выключения ритмического света. После 30 сек. перерыва подавался следующий раздражитель.
Опыт продолжался 18 мин.: в течение первых 3 мин. происходила тренировка испытуемых, затем в течение 3 мин. все они получали водопроводную воду (контроль), в последующие 6 мин.— воду с исследуемой концентрацией солей. Для выявления последействия солевых растворов в течение 6 мин. испытуемые получали водопроводную воду, в контрольных опытах в течение всех 18 мин.— только водопроводную.
Степень достоверности изменений сопоставляли с соответствующими данными контрольных опытов, принимая за 100% среднюю величину амплитуды а-ритма за первые
3 мин. (когда неизменно в каждом опыте испытуемый получал водопроводную воду). Результаты, полученные в течение последующих 15 мин., рассчитывали по отношению к указанному фону (в процентах). Результаты обрабатывали статистически по методу Бирюковой за каждую минуту опыта и сопоставляли с соответствующими характеристиками в контроле.
Установлено, что изменение афферентной импульсации с вкусового анализатора при воздействии солей в концентрациях, ощутимых по вкусу, находит отражение на ЭЭГ человека в виде реакции депрессии или экзальтации а-ритма головного мозга. Изменения ос-ритма оказались более выраженными в лобном, височном и теменном отведениях.
Суммарная величина амплитуды а-ритма при воздействии на вкусовой анализатор воды с содержанием хлоридов 600 мг/л достоверно (Р<0,02) отличалась от контроля (табл. 1).
Таблица 1
Величина амплитуды а-ритма (в % к фону) при воздействии на вкусовой анализатор водопроводной воды и воды, содержащей хлоридов 600 мг/л (средние данные из 5
исследований испытуемого)
н Водопроводная СолевоП раствор н Водопроводная СолевоП раствор
го 5 п вода (контроль) го г вода (контроль)
Йв ТТ<1 РРс! РР<1 ТТ(1 РР<1 ¡8? О-я £ рра тта РР<) РР() тта рра
а! и х £0 и х
1-я 100 100 100 100 100 100 9-я 111 104 113 80 81 85
2-я 10-я 108 101 111 101 97 95
3-я 11-я 104 101 114 98 106 110
4-я 104 101 117 83 92 82 12-я 103 104 108 93 93 97
5-я 109 102 109 94 96 98 13-я 116 99 106 91 90 103
6-я 118 99 110 93 98 107 14-я 103 97 111 85 98 104
7-я 98 103 106 96 90 90 15-я 109 95 107 85 100 95
8-я 107 105 109 99 95 91
Изучение влияния хлоридов, содержащихся в воде в субсенсорных концентрациях» показало, что концентрация их (по хлориону), при которой отклонение величины амплитуды а-ритма было статистически достоверным по сравнению с контролем, составляла у большинства испытуемых 110 мг/л. При концентрациях хлоридов 60 и 90 мг/л статистически достоверные изменения отсутствовали.
л
Рис. 1. ЭЭГ при воздействии на вкусовой анализатор водопроводной воды (Л) и воды, содержащей хлориды в концентрации 110 мг/л (Б).
На рис. 1 приведена запись ЭЭГ испытуемого В. при воздействии на вкусовой анализатор водопроводной воды и воды с содержанием хлоридов 110 мг/л. Сопоставление ЭЭГ показывает, что суммарная величина амплитуды а-волн при концентрации хлоридов 110 мг/л заметно отличается в лобном н теменном отведениях справа. В лобном отведении
отмечается повышение, в теменном — депрессия а-рнтма. У различных испытуемых направленность указанных изменений была различной.
Сульфаты исследовали в концентрациях 60, 90 и 110 мг!л (по сульфатиону). Минимальной, вызвавшей статистически достоверные изменения величины амплитуды а-ритма по сравнению с контролем (водопроводная вода), оказалась концентрация ПО мг!л (рис. 2).
Как видно из табл. 2, у большинства испытуемых (А., Т., Е., К.) изменение ос-активности наблюдалось в основном во время действия раздражителя на рецепторы ротовой полости (на 5—8-й минуте опыта). Что касается характера изменений, то у испытуемых А., Т. и Е. сульфаты вызвали депрессию величины амплитуды а-ритма, у К. и Р. — повышение по сравнению с контролем.
Воду со смесью солей Ыа25С>4, СаБО.«, М{>вС).1, !чаС1 и М(»С1 в таких же соотношениях, как в природных питьевых водах, исследовали в концентрациях 500 и 600 мг!л. Отчетливые изменения величины амплитуды а-ритма головного мозга, аналогичные изменения при воздействиях хлоридов и сульфатов наблюдались при воздействии смеси солей в концентрации 600 мг/л (табл. 3).
Таким образом, изучение ЭЭГ человека при воздействии на вкусовой анализатор различных солей в субсенсорных концентрациях показало, что минимальные концентрации солей в питьевой воде, при которых обнаружены изменения в виде депрессии или экзальтации а-ритма, близки к порогу вкусового ощущения и составляют для хлоридов 110 мг!л (по хлор ион у), для сульфатов— 110 мг!л (по сульфатиону), для смеси сульфатов и хлоридов натрия, кальция и магния— 600 мг!л.
Изменения а-активности головного мозга в ответ на раздражение вкусового анализатора растворами различных солей являются электрографическим компонентом ориентировочной реакции человека. Об этом прежде всего свидетельствует неспецифнч-ность выявленных изменений а-активности головного мозга (одни и те же изменения а-ритма при воздействии различных солей на вкусовой анализатор) и их неустойчивость, выражающаяся в ослаблении со временем реакций испытуемых на изучаемый раздражитель.
Реакция десинхронизацин ритмов ЭЭГ отмечена И. А. Булыгиным и Ю. Н. До-рожкиным в опытах на собаках при раздражении вкусового анализатора растворами глюкозы. По данным П. И. Гуляева, а также Л. А. Новиковой, Е. Н. Соколовой и др., депрессия, как и экзальтация а-ритма, тесно связана с механизмом ориентировочного рефтекса.
Таблица 2
Статистические параметры изменений величины амплитуды а ритма (в % к фону) при концентрации 504 110 мг/л
Испытуемый Отведение Время опыта (минута) Водопроводная (контр оль) вода Раствор сульфатов
л м ±т Мх ±т, Р
А. Ес1 6-я 11 112,3 7,6 90,9 2,9 «=0,02
Т. Рэ 5-я 11 100,0 1.2 94,6 1,7 <0.02
Е. РБ 8-я 12 109,0 3,8 92,8 5,1 <0,02
К. Ре 7-я 9 91,4 1.3 101,7 1,9 <0,001
Р. Ря 12-я 9 78,9 12,2 117,3 4,3 <0,02
Сопоставление данных ЭЭГ с результатами изучения ряда вегетативных реакций (питьевых, пищеварительной, выделительной, гипофизарно-адреналовой системы, состояни я водно-солевого равновесия организма) указывает на то, что вкусовые рецепторы являются
I
ч ч
I
У.
по по юо
90 80
о \.
90мг,/л ¡О^
< \
ч ¥ г Ч V \ < N N
/
1 е 9 12 15
Время исс/гедо(ания (/мину/пох)
Рис. 2. Динамика изменений амплитуды а-ритма (в % к фону) при содержании сульфатов в воде на уровне 90 и 110 мг!л. Левое лобное отведение (испытуемый Р.). / — водопроводная вода; 2 — минерализованная вода.
Таблица 3
Величина амплитуды а-ритма (в % к фону) при воздействии на вкусовой
анализатор водопроводной воды и воды, содержащей различные соли в концентрации 600 мг/л (средние данные из 5 исследований испытуемого)
достаточно тонким анализатором внешней среды. Однако, как показали исследования питьевых реакций человека и животных, та информация, которая поступает с вкусовых рецепторов в центральную нервную систему уже при концентрации хлоридов, сульфатов 110 мг!л, реализуется в виде торможения питьевой реакции лишь при значительно большей их концентрации — приблизительно при 1000 мг!л. При этом ограничение водопотребления является реакцией безусловно отрицательной, препятствующей быстрому восстановлению нарушенного состояния внутренней среды организма. Таким образом, обнаруженные электроэнцефалографические реакции относятся к реакциям ориентировочного характера.
В настоящее время трудно ответить, где граница, когда тот или иной фактор внешней среды становится потенциально опасным для здоровья. Однако если подходить к оценке полученных данных с известным чувством меры и учетом того, что выдвижение необоснованно высоких требований может привести к значительным, часто неоправданным затратам и затруднениям, то использование подобных реакций в качестве лимитирующих показателей при установлении допустимых уровней минерализации питьевых вод не является оправданным.
Вместе с тем показатели такого рода представляют определенный интерес при решении ряда других гигиенических вопросов. Так, отсутствие изменений биоэлектрической активности мозга при концентрации хлоридов и сульфатов до 110 мг!л и суммы солей до 600 мг/л свидетельствует о том, что изучаемые раздражители в указанных интенсивностях не отличаются от той «нервной модели», которая принята в качестве оптимальной, в данном случае от московской водопроводной воды. Это может быть учтено в практике опреснения соленых вод.
Современные методы опреснения, в частности электродиализ, позволяют снижать степень минерализации высокоминерализованной воды до заданного предела. В настоящее время при опреснении соленых вод часто ориентируются на состав московской водопроводной воды. Результаты нашего исследования реакции организма на воду с минерализацией разной степени позволяют считать, что вода с содержанием суммы солей от 200 мг!л (степень минерализации московской водопроводной воды) до 600 мг/л, хлоридов и сульфатов до 110 мг!л полностью соответствует по органолептическим свойствам московской водопроводной воде. Это позволяет расширить пределы обессоливания соленых вод.
Время записи ЭЭГ (минута) Водопроводная вода (контроль) Смешанный солевой раствор р
1-Я 100 100
2-Я
3-Я
4-я 95 125 0,02
5-я 97 125
6-я 97 131 0,02
7-я 93 25 0,02
8-я 104 18
9-я 91 120
ЛИТЕРАТУРА
Бари Ф. А. Вомр. нейрохир., 1962, № 3, с. 47.— Б о к и и а А. И., К а н д -р о р И. С., Малевская И. А. Тезисы докл. на секционном заседании 9-го съезда Всесоюзн. о-ва физиологов, биохимиков и фармакологов. М.— Мннск, 1959, № 313, с. 93.— Б у л ы г и н П. А., Д о р о ж к и н Ю. Н. Докл. АН Белорусск. ССР, 1964, т. 8, с. 63.— Г е р ш у н и Г. В. В кн.: Современные проблемы электрофнзиологических исследований нервной системы. М., 1964, с. 361.— Гуляев П. И. Электрические процессы коры мозга человека Л., 1960.— Данилова И. В. В кн.: Вопросы электрофизиологии и электроэнцефалографии. М.— Л., 1960, с. 245.— Новикова Л. А. В кн.: Современные проблемы элсктрофизиологических исследований нервной системы. М., 1964.— Семене«-ко А. Д. Гиг. и сан., 1963, № 7, с. 49.—Соколова Е. Н. В кн.: Вопросы электрофизиологии и энцефалографии. М.—Л., 1960.
Поступила 27/У 1969 г.
УДК 613.5:728.6(470)
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СЕЛЬСКОГО ДВУХЭТАЖНОГО ЖИЛИЩНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Канд. мед. наук 3. А. Немкова Научно-исследовательский институт сельской гигиены, Саратов
Значительный рост жилищного строительства на селе, создание сельских жилищ новых типов, проектирование поселков с различной застройкой жилой зоны вызывают насущную необходимость гигиенического изучения и оценки их. В настоящее время во многих
