CC BY
5
Прогнозирование гигиены, как науки, развитие которой может быть достоверно предсказано только при обстоятельном учете тенденций и перспектив развития смежных отраслей науки и прогноза развития всего народного хозяйства в целом, как фактора, определяющего состояние окружающей среды на рассматриваемый период времени, представляет чрезвычайно трудную и очень ответственную задачу, поэтому оно должно производиться с учетом предшествующего опыта прогнозирования в гигиене, недостатков в его проведении, а также использования всего теоретического багажа знаний, накопленного при проведении прогностических работ в нашей стране и за рубежом. Достоверные научно обоснованные гигиенические прогнозы изменения окружающей среды в населенных местах СССР являются основой для прогнозирования важнейших направлений гигиенических исследований и для прогнозирования и планирования государственных оздоровительных мероприятий.
Поступила ЗЭ/УИ 1973 г.
УДК 614.72:547.264
Кандидаты мед. наук Б. К. Байков, М. X. Хачатурян
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕФЛЕКТОРНОГО ДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ МАЛЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ БУТИЛОВОГО СПИРТА, ПОСТУПАЮЩЕГО В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Низшие спирты являются соединениями, широко используемыми в производстве моющих средств в качестве присадок к смазочным маслам, флотореагентов, в лакокрасочной, парфюмерной, фармацевтической и других отраслях промышленности. Будучи весьма летучими веществами, они могут распространяться внутри производственных помещений и поступать в атмосферный воздух вместе с промышленными выбросами.
Среди низкоатомных спиртов, загрязняющих воздушный бассейн, видное место занимает бутиловый спирт. Ввиду высокой реакционной способности бутанола как типичного представителя спиртов, а следовательно, и возможной его высокой токсичности мы поставили своей задачей изучить кратковременное действие малых концентраций бутилового спирта с целью установления его максимально разовой предельно допустимой концентрации в атмосферном воздухе.
Порог запаха бутилового спирта определен общепринятым методом (В. А. Рязанов и соавт.) на 18 практически здоровых наблюдаемых в возрасте от 18 до 45 лет. Изучение 5 концентраций (от 15 до 0,9 мг/м3) показало, что минимально ощутимая концентрация бутилового спирта для наиболее чувствительных лиц равна 1,2 мг/м3, а максимально неощутимая— 0,9 мг/м3. Иначе говоря, пороговой по ощущению запаха является концентрация бутанола, равная 1,2 мг/м3.
Известно, что порог ощущения запаха не служит пределом физиологической активности токсических веществ. Поэтому отсутсвие запаха еще не свидетельствует о том, что под влиянием неощутимых концентраций в организме не возникают рефлекторные реакции с рецепторов органов дыхания. Для их выявления используют различные методы.
Порог рефлекторного действия бутилового спирта на световую чувствительность темноадаптированного глаза определялся с помощью адаптометра марки АДМ на 3 испытуемых в возрасте 24—28 лет, ощущавших запах бутилового спирта в концентрациях 1,1—1,2 мг/м3. Сначала у всех наблюдаемых в течение нескольких дней регистрировали кривую темновой адаптации при дыхании чистым воздухом. Затем с 15-й по 20-ю минуту в воздух добавляли бутиловый спирт в изучаемой концентрации.
Результаты темновой адаптации глаза, изучаемой у наблюдаемой Т. Б., представлены на рис. 1. Бутиловый спирт в концентрации 1,2 мг/м3 ведет к замедлению темновой адаптации. До конца обследования световая чувствительность намного ниже, чем в фоновых опытах. Концентрация бутилового спирта, равная 0,9 мг/м3, не вызывает заметных изменений кривой темновой адаптации. Аналогичные результаты зарегистрированы и у 2 других наблюдаемых.
Кроме того, для выявления действия на организм субсенсорных, по ощущению запаха, концентраций бутилового спирта мы изучили скрытое время условнорефлекторнойдвигательной реакции на свет. В. В. Закусов, С. И. Горшков, Е. И. Бойко и др. доказали, что скрытое время двигательной реакции меняется в результате воздействия на организм фармакологических и токсических веществ, факторов внешней среды, при патологи-^ ческих состояниях цен-
тральной нервной системы. Установлено, что эта реакция является показателем лабильности центральной нервной системы. мсен 2.
2/0
I
400000 360000 320000 280000 240000 200000 /60000
200
/90
Рг/с./
5 /О /5 20 25 30 35 40 Время ( в минутах)
/80 -
Рис. 1. Кривая темновой адаптации глаза у наблюдаемой Т. Б. (1) и ее изменение под влиянием паров бутилового спирта в концентрациях 1,2 мг/м3 (2) и 0,9 мг/м3 (3)■
Рис. 2. Влияние малых концентраций бутилового спирта на скрытое время условнорефлекторной двигательной реакции на свет у наблюдаемого И. П.
/ — чистый воздух; 2 — концентрация бутилового спирта 2.5 мг/м'-, 3 — концентрация бутилового спирта 1.5 мг/м'-, 4 — концентрация бутилового спирта 0,7 мг/м'-. 5 — концентрация бутилового спирта 0,5 мг/м'.
Исследование проведено нами по методике М. X. Хачатурян и соавт. у 3 наблюдаемых (Р. К., И. П. и С. В.), для которых порог ощущения запаха бутилового спирта соответственно равен 2,5, 1,5 и 1,2 мг/м3.
Скрытое время двигательной реакции, зарегистрированное у наблюдаемого И. П., приведено на рис. 2. Бутиловый спирт в концентрациях 2,5 и 1,5 мг/м3 приводит к увеличению этого времени, а концентрация 0,7 мг/м3 оказывает двухфазное действие. Аналогичные результаты зафиксированы у наблюдаемого С. В. Статистическая обработка полученных данных показала, что бутиловый спирт в концентрации 0,7 мг/м3 приводит к достоверным сдвигам скрытого времени реакции; концентрация 0,5 мг/м3 оказалась недействующей.
У наблюдаемой К. Р. (порог ощущения запаха 2,5 мг/м3) бутиловый спирт в концентрации 0,7 мг/м3 не вызывал статистически достоверных сдвигов.
Таким образом, скрытое время условнорефлекторной реакции более чувствительно к действию низких концентраций бутилового спирта, чем световая чувствительность глаза; выявлено действие субсенсорных концентраций бутилового спирта. Такие результаты позволяли думать, что условнорефлекторная реакция более чувствительна к изучаемому воздействию, чем безусловнорефлекторная (темновая адаптация глаза).
Многочисленные исследования высшей нервной деятельности, прове-9 денные на животных и человеке, свидетельствуют о том, что тормозной
процесс более хрупкий, чем процесс возбуждения. Изучению его посвящена следующая серия наших исследований.
Уже в первые годы изучения высшей нервной деятельности в лабораториях И. П. Павлова возник вопрос о возможности образования условных рефлексов высокого порядка, т. е. таких, которые вырабатываются при подкреплении индифферентного агента не безусловным, а условным раздражителем. Оказалось, что присоединяемый агент не только не вызывал условной реакции, свойственной раздражителю первого порядка, но даже тормозил ее. Поэтому он получил название условного тормоза. Условное торможение изучалось многими исследователями, однако никем не было пред-. принято попытки выработать условный тормоз из
* подпорогового по ощущению раздражения.
В ходе каждого нашего обследования условный световой раздражитель, вызывавший двигательную реакцию наблюдаемого, применялся 10 раз
Рис. 3. Изменение среднего скрытого времени двигательной реакции на свет под влиянием следового условного тормоза На оси абсцисс — интенсивность обонятельного раздражения (в микрограммах бутилового спирта на 1 м'); на оси ординат — скрытое времи условной двигательной реакции на свет; / — изменения у наблюдаемой Б: 2 — изменения у наблюдаемой Ж.
спаузами от 30 до 60 сек. В ходе выработки условного тормоза световому раздражителю предшествовало 10-секундное действие запаха при паузе между раздражителями, равной 1 сек. В остальном сохранялись условия, имевшие место в предыдущей серии эксперимента. При подключении газа дополнительной инструкции наблюдаемый не получал. Исследования проведены на 3 наблюдаемых (Ж-, Б. и Н.); порог запаха бутилового спирта был соответственно равен 1,2, 1,5 и 2 мг/м3. Выработка условного тормоза началась с запаха бутилового спирта в концентрации 2,5 мг/м3. В ходе выработки условного тормоза наблюдались все 3 известные фазы — внешнее торможение, отсутствие действия прибавочного агента и фаза условного торможения. Их выраженность у разных испытуемых была неодинаковой и зависела от относительной силы прибавочного агента.
Среднее скрытое время условной двигательной реакции и ее изменение под влиянием условного тормоза разной интенсивности показаны на рис. 3. Бутиловый спирт в концентрациях 2,5 и 1,5 мг/м3 оказал статистически достоверное тормозное действие на условный двигательный рефлекс. Концентрация бутилового спирта, равная 0,7 мг/м3, не вызывала достоверного тормозного действия. Таким образом, нам удалось у 2 наблюдаемых выявить действие бутилового спирта на уровне порога запаха, а у 1 наблюдаемой (Н.) — в подпороговой по ощущению запаха концентрации.
Последним этапом нашей работы явилось изучение действия малых концентраций бутилового спирта на электрическую активность коры головного мозга. Использован метод взаимодействия условного и безусловного раздражителей (М. X. Хачатурян и В. М. Стяжкин). Эти исследователи, а также Ф. И. Дубровская и соавт., О. Е. Горлова показали, что действие подпороговых по ощущению запаха концентраций газа лучше выявляется в теменном и затылочном отведениях. Кроме того, данные Ф. И. Дубровской и соавт., а также О. Е. Горловой, свидетельствовали о преимуществе дробной регистрации реакции на световой раздражитель.
Это было использовано нами в исследовании 3 наблюдаемых в возрасте 18—28 лет. Во время обследований они с закрытыми глазами полулежали в кресле в темной, звукозаглушенной, экранированной камере. Перед лицом наблюдаемых находился нюхательный цилиндр с рассеивате-лем, через который подавался чистый воздух или газовая смесь со ско-
мсей 230
220 210 200
I I I
О /,,5
г,5 О^нг/мЗ
ростью 25 л в минуту. Момент переключения наблюдаемыми не ощущался. Регистрация энцефалограммы и ее анализ осуществлялись комплексом приборов фирмы «Orion». Условным раздражителем служили пары бутилового спирта в концентрациях 1,5, 0,7, 0,3, 0,2 и 0,1 мг/м3. В качестве безусловного раздражителя использован ритмический свет с частотой, оптимально усваиваемой каждым наблюдаемым.
У 2 наблюдаемых можно было отметить образование условного рефлекса, да и то в виде нестойкого переходящего явления. У всех испытуемых условный раздражитель менял течение безусловного рефлекса. Недействующей во всех случаях оказалась концентрация бутилового спирта, равная 0,1 мг/м3.
У.
/30 /20 /10 /00 30 80 70 60 S0 40
4 /
J_[_I_I_1_L
И_I_L
J_|_
——"7S
J_L
J_L
2 J_
J_I_I_t
О /5 0.7 О.З 0.2 0.1 О /.5 0.7 0.3 0.2 О./ О /5 0.7 0.3 0.2 0.1 0 1.5 0.70.3 0.2 0Jмг/м3
Рис. 4. Изменения электрической активности коры головного мозга у наблюдаемого И. П. в ходе выработки условного рефлекса и влияние условного раздражителя на безусловную
реакцию.
На оси абсцисс — концентрация бутилового спирта (в мг/м'У. на оси ординат — изменение активности при действии газа (в % к фону); / — действие газа; 2 — первые 5 сек. действия газа; 3 — пторыс 5 сек. действия газа: 4 — суммарная реакция на- световой раздражитель. Суммарная энце* фалограмма теменной (А) и затылочной (Б) областей коры головного мозга и выделенный из нее тета-ритм теменной (В) и затылочной (Г) областей.
В качестве примера на рис. 4 приведены результаты исследований наблюдаемого И. П. Порог ощущения запаха бутилового спирта для него равен 1,2 мг/м3г оптимальная частота световых мельканий — 5 гц. Как видно из графиков, в ходе выработки условного рефлекса происходят сдвиги в суммарной ЭЭГ теменной области (а), суммарной ЭЭГ затылочной области (в) и наиболее выраженные по диапазону тэта-ритма затылочной области (г).
Выводы
1. Исследования атмосферы вокруг химического комбината показали, что она загрязнена промышленными выбросами, содержащими пары бутилового спирта.
2. Исследуя темновую адаптацию глаза, хронорефлексометрию, электрическую активность коры головного мозга, мы установили, что бутиловый спирт в пороговых и субсенсорных концентрациях меняет течение изученных показателей. Недействующей во всех случаях оказалась концентрация бутанола, равная 0,1 мг/м3. Она утверждена в качестве максимальной разовой предельно допустимой концентрации бутилового спирта в атмосферном воздухе.
ЛИТЕРАТУРА. Бойко Е. И. Время реакции человека. М., 1964.— Горлова О. Е. Гигиеническая оценка загрязнения атмосферного воздуха при производстве изопропанола и сравнительная характеристика действия пропилового и изопро-пилового спиртов на организм. Дисс. канд. М., 1969.— Г о р ш к о в С. И. Скрытое время рефлекторных реакций как адекватный показатель функционального состояния нервной системы. Дисс. докт. М., 1962.— Дубровская Ф. И. и др. В кн.: Материалы Республиканск. научной конференции по итогам гигиенических исследований за 1966—
1967 г. Ставрополь, 1969, с. 17.— Закусов В. В. Экспериментальные данные по фармакологии центральной нервной системы. Л., 1947, с. 7.— Рязанов В. А., Б у ш -0 т у е в а К- А., Н о в и к о в Ю. В. В кн.: Предельно допустимые концентрации ат-
мосферных загрязнений. М., 1957, в. 3, с. 117.— Хачатурян М. X., Гусев М. И., Горлова О. Е. Гиг. и сан., 1968, № 8, с. 101.— Хачатурян М. X., С т я ж -кии В. М. В кн.: Вопросы гигиены атмосферного воздуха и планировки населенных мест. М., 1968, с. 34.
Поступила 27/VI 1973 г.
HYGIENIC ASSESSMENT OF THE REFLEX ACTION ON A BODY OF SMALL CONCENTRATIONS OF BUTYL ALCOHOL IN THE ATMOSPHERE
В. K. Baikov, M. Kh. Khachaturyan
A study of the light sensitivity of an eye adapted to darkness revealed the reflex action of butyl alcohol at a level of its threshold value of smell. Meanwhile the conditioned reflex ^ and the encephalography reactions changed under the action of sensory concentrations. On
the basis of investigations performed the authors recommend maximum single time permissible concentration of butyl alcohol in the atmosphere to be set at a level of 0,1 mg/m3.
УДК 614.71/.73-07:616.831-092.
Проф. А. И. Бокина, Н. Д. Эгкслер
ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДЕЙСТВИЯ НЕКОТОРЫХ АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ НА ЦЕНТРАЛЬНУЮ НЕРВНУЮ
СИСТЕМУ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. И. Сыснна
* Мы попытались подойти к решению вопроса о критериях неблагоприят-
ного воздействия токсических веществ на центральную нервную систему на примере продуктов фотохимических реакций в атмосферном воздухе — озона и формальдегида. Для выяснения функциональных сдвигов в центральной нервной системе экспериментальных животных под воздействием высоких и низких концентраций указанных токсических веществ был избран метод изучения суммарной электрической активности ряда структур мозга, обеспечивающих сенсорный ответ на применяемые запаховые раздражители (обонятельная луковица, пириформная кора), и образований, осуществляющих реакции адаптивно-поведенческого характера (гиппокамп, миндалина, ретикулярная формация ствола мозга), анализ реакции перестройки ритма в ответ на ритмическое световое раздражение и метод вызванных потенциалов (анализ комплекса первичный ответ — медленная отрицательная волна — поздний ответ).
Биоэлектрическую активность структур головного мозга регистриро-% вали с помощью 16-канального электроэнцефалографа фирмы «Галилео».
Запись вызванных потенциалов вели на двухлучевом универсальном индикаторе «Диза». Бинокулярную световую стимуляцию осуществляли серией апериодических или ритмических коротких вспышек (энергия вспышки 1,4 дж, длительность засвета 1,2 мсек.).
Формальдегид дозировали по общепринятой схеме (В. А. Рязанов и соавт.). Постоянство исследуемых концентраций контролировали при помощи методики М. В. Алексеевой с хромотроповой кислотой. Озон получали из баллонного кислорода, используя озонатор типа ОВ-1. Постоянство концентраций контролировали нейтральным йодидным методом.
На 47 кроликах поставлено около 500 опытов. После окончания опытов проводили морфологический контроль за положением электродов в изучаемых структурах мозга.
Изучение экстренного применения формальдегида и озона в опытах Ь I серии при 10-секундной экспозиции показало, что оба вещества вызыва
ют в зависимости от концентрации два вида реакции в центральной нерв-
