CC BY
7
УДК S13.632.4:547.785.5]-07:ei6.64/. 69-099-1-615.9:547.785.5]. 015.4:616.64/. 69
Т. В. Пастушенко
ИЗУЧЕНИЕ ГОНАДОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ МЕТИЛ- 1Ч-(2-БЕНЗИМИДОЗОЛИЛ)КАРБАМАТА С ВЕРОЯТНОСТНОЙ ОЦЕНКОЙ ЕГО ЭФФЕКТИВНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ
Тернопольскнй мсдицинскин институт
Определение пороговых и неэ<|>фективных концентраций или доз вредного действия химических веществ должно проводиться с учетом вероятностного подхода (Ю. С. Каган). В настоящей работе мы поставили перед собой цель вероятностно оценить пороговые (эффективные — СЕ^д и подпороговые (недействующие — СЕ5°0) концентрации фунгицида метил-Ы-(2-бензимидозолил)карбамата (БМК) но специфическому гонадотоксическому действию при обосновании его санитарного норматива (ПДК) в воздухе рабочей зоны.
Экспериментальные исследования проводили на нелинейных половозрелых белых крысах-самцах исходной массой 180—220 г. В опытных и контрольных группах было по 12 крыс. Животные подвергались ингаляционному воздействию БМК в концентрациях 12,4 и 5 мг/м3 (пороговая по общетоксическнм показателям —Lim^h)1. 1,2 и 0,5 мг/м3 при ежедневной 4-часовой экспозиции и динамической подаче вещества на протяжении 72 дней, исходя из длительности сперматогенеза у крыс (48 дней) и времени, необходимого для прохождения сперматозоидов через придаток семенника. Указанный срок позволял оценить функциональное состояние сперматозоидов, которые на протяжении своего развития подвергались воздействию БМК. Состояние семяродного эпителия и сперматозоидов исследовали после окончания затравки.
Гонадотоксическое действие БМК изучали согласно методическим рекомендациям. Функциональное состояние сперматозоидов оценивали по их количеству, характеру и длительности движений (Г. М. Егорова и соавт.), осмотической и кислотной резистентности (В. К. Милованов; Е. Молнар). Морфологическими показателями сперматогенеза служили его индекс, количество нормальных спер-матогоний, количество канальцев со слущенным эпителием и 12-й стадией мейоза.
Вероятностную оценку пороговых (CEjJ^") и недействующих (СЕ5°0) концентраций БМК по влиянию на функциональное и морфологическое состояние семяродного эпителия белых крыс осуществляли путем расчета по методике Б. М. Штабского и соавт. при непосредственном учете эффектов в градированной форме. Эта методика, по нашему мнению, в настоящее время наиболее оптимальна и обладает некоторыми преимуществами перед основанными на приведении градированных эффектов в виду альтернативных с последующим применением пробит-ана-лиза (Б. А. Курляндский и соавт.; М. И. Михеев и соавт.; И. В. Саноцкий и Г. Г. Авилова). В тех случаях, когда план эксперимента допускает выявление и формализацию зависимости концентрация — градированный эффект, что относится непосредственно и к нашим исследованиям, попытка «альтернативизации» эффекта, как правило, терпит неудачу, в силу чего приходится оперировать в значительной мере произвольными величинами, а полученные оценки приобретают только видимость вероятностного смысла.
Для определения порога специфического гонадотокси-ческого действия (Linisp) БМК после окончания эксперимента и подопытных, и контрольных животных в один и
1 Lim,.|, по общетоксическим показателям определена нами ранее в хроническом 4-месячиом эксперименте (Т. В. Пастушенко, 1981).
тот же день, приблизительно в одно и то же время забивали путем декапитации. Результаты исследования функциональных и морфологических показателей сперматогенеза представлены в табл. 1 и 2.
Как видно из табл. 1 и 2, ингаляционное воздействие БМК на протяжении 72 дней оказывает выраженное неблагоприятное влияние на функциональные и морфологические показатели сперматогенеза белых крыс, степень которого находится в прямой зависимости от концентраций. Прн использовании концентрации БМК 12,4 мг/м3 появились статистически достоверные сдвиги всех морфологических и почти всех (за исключением общего количества сперматозоидов) функциональных показателей состояния семяродного эпителия белых крыс. По мере уменьшения концентрации преобладающую роль в оценке гонадотокснческого эффекта БМК приобрели изменения морфологических показателей, как более чувствительных. Так, при затравке концентрацией 5 мг/м3 все морфологические показатели сперматогенеза дольше оставались статистически достоверно изменены, а среди функциональных показателей статистическая достоверность сдвигов отмечена только у времени подвижности сперматозоидов и их кислотной резистентности. Гонадотоксическое действие БМК в концентрации 1,2 мг/м3 проявилось в уменьшении суммарного количества нормальных спер-матогоннй, увеличении количеста канальцев со слущенным эпителием и с 12-й стадиен мейоза (морфологические показатели), а также в повышении кислотной резистентности сперматозоидов (функциональное состояние). Концентрация препарата 0,5 мг/м3 не вызывала статистически достоверных нарушений как функциональных, так и морфологических показателей сперматогенеза белых крыс.
Прн традиционном подходе к установлению пороговых концентраций порог гонадотокснческого действия БМК 1,2 мг/м3, а концентрация 0,5 мг/м3 является недействующей. При сопоставлении порогов общетоксического действия БМК (5 мг/м3) и его влияния на функциональные морфологические показатели сперматогенеза (1,2 мг/м3) установлено, что препарат оказывает специфическое гонадотоксическое действие, так как порог этого действия ниже общетоксического. Зона специфического действия (Zsp)«5.
Таким образом, исходя из классификации потенциальной опасности влияния промышленных ядов на репродуктивную функцию (И.В. Саноцкий и В. П. Фоменко), по зоне специфического действии БМК относится к умеренно опасным веществам (111 класс). На этом основании для установления его ПДК традиционным способом мы избрали коэффициент запаса 10 и ПДК составила 0,1 мг/м3.
Согласно требованиям методики вероятностной оценки эффективных и подпороговых концентраций химических веществ Б. М. Штабского и соавт., для расчета CE^j" и СЕ®0 необходимо иметь не менее 3 различных эффективных концентраций вещества, эффекты которых должны статистически достоверно различаться, а действие меньшей из них приводить к эффекту, существенно отличающему ся от такового в контроле. Учитывая это, по 3 функциональным показателям сперматогенеза (время подвижности сперматозоидов, общее количество сперматозоидов и их осмотическая резистентность) рассчитать пороговые и недействующие концентрации не представилось возможным, так как эти данные не соответствуют требованиям
Таблица I
Функциональные показатели сперматогенеза у белых крыс после ингаляционного воздействия БМК в течение 72 дней (М±т)
Показатель Контроль Концентрация БМК, мг/м'
0,5 5 12.4
Подвижность спермато- 292,4± 13,4 275,1 ±12,7 254,7± 11,1 202,4±9,8 186,2± 10
зоидов, мин (262,8—322) (247,1—303,1) (230,4 —279,1) (180,8—224) (164—208,3)
0,5>Р>0,25 0,1>Р>0,05 /><0,001 Р<0,001
Общее число спермато- 60,2±7,6 59,5±6,99 57,7±7,4 48,9±6,4 44±5,5
зоидов, млн. (43,4-76,97) (44,1—74,9) (41,4—73,99) (34,7—63) (31,9—56,2)
Р> 0,5 Р>0,5 0,5>Р>0,25 0,25>Р>0,1
Кислотная резистент- 3,75±0,11 3,8±0,11 4,26±0,14 5,54±0,13 5,98±0,13
ность (рН) (3,52—3,99) (3,55-4,06) (3,95-4,57) (5,26—5,82) (5,7—6,27)
Р>0,5 0,02>Р>0,01 Р<0,001 Р<0,001
Осмотическая резистеы- 2,32±0,058 2,25±0,05 2,38±0,058 2,22±0,046 2,03+0,054
ность, % (2,19-2,44) (2,14—2,36) (2,26-2,51) (2,12—2,32) (1,91—2,15)
0,5>Р>0,25 0,5>Я>0,25 0,25>Р>0,1 0.01>Р>0,02
Примечание. Здесь и в табл. 2 в скобках указаны пределы колебаний.
методики Б. М. Штабского и соавт. Так, при ингаляционном воздействии БМК время подвижности сперматозоидов статистически достоверно изменялось только при использовании 2 концентраций (5 и 12,4 мг/м3), осмотическая резистентность — 1 концентрации (12,4 мг/м3), а при исследовании общего количества сперматозоидов достоверных изменений вообще не выявлено. По всем остальным показателям сперматогенеза пороговые и недействующие концентрации БМК рассчитывались. Вычисленные величины СЕ™0'П и СЕ®;) сопоставляли с пороговыми (ЫгПдр) и недействующими, установленными традиционным способом.
Исследования показали, что пороговые и недействующие концентрации БМК по влиянию на кислотную резистентно 'ть сперматозоидов, установленные традиционным способом и с помощью метода вероятностной оценки, полностью совпадают. Вероятностный порог БМК по влиянию на индекс сперматогенеза несколько ниже традиционного, хотя соответствующие недействующие концентрации находятся на одинаковом уровне. При сравнительной оценке традиционных и вероятностных пороговых концентраций БМК по влиянию на количество канальцев со слу-щенным эпителием и с 12-й стадией мейоза выявлено, что вероятностные величины почти в 2 раза превышают традиционные. Наиболее существенные различия между пороговыми и недействующими концентрациями, установленными традиционным и вероятностным методами, отмечались при их определении по влиянию БМК на количество нормальных сперматогоний. Вероятностные СЕ^0|П почти в 4 раза ниже традиционных пороговых и
И СЕ?0
недействующих концентраций по этому показателю. Следует отметить, что использование метода вероятностной оценки позволило обнаружить специфичность показателя «среднее число нормальных сперматогоний» при определении пороговых и недействующих концентраций БМК по гонадотоксическому эффекту. При традиционном же подходе этой специфичности не выявлено.
Сопоставляя пороговые и недействующие концентрации БМК по влиянию на функциональные и морфологические показатели сперматогенеза, определенные традиционным и вероятностным методами, необходимо также указать, что вероятностный подход к установлению СЕ^П и СЕ®,) имеет ряд преимуществ перед традиционным. Так, вероятностные пороги обладают большей точностью, а самое главное — статистической достоверностью, что исключает возможность завышения или занижения пороговых и недействующих концентраций, что возможно при традиционном подходе. Вероятностный метод позволяет вычислить доверительные границы пороговых и недействующих концентраций.
Таким образом, фунгицид БМК оказывает специфическое го и а дото кс и чес кое действие. По такому опасному отдаленному эффекту, как гонадотоксический, наиболее надежно будет устанавливать ПДК на уровне нижне-доверительной границы СЕ®0, определенной методом вероятностной оценки. Согласно этому, ПДК данного фунгицида по специфическому гонадотоксическому действию рекомендуется на уровне нижней доверительной границы СЕз0, рассчитанной по наиболее чувствительному показателю — снижению количества нормальных спермато-
Таблица 2
Морфологические показатели сперматогенеза у белых крыс после ингаляционного воздействия БМК в течение 72 дней (М±/л)
Показатель Контроль Концентрация БМК, мг/м'
0,5 1.2 5 12.4
Индекс сперматогенеза, 3,72±0,046 3,69±0,06 3,73±0,05 3,50±0,05 3,20±0,04
усл. ед. (3,62—3,83) (3,56—3,83) (3,61—3,85) (3,38—3,62) (3,11-3,29)
/>>0,5 />>0,5 0,1>Р>0,002 Р<0,001
Процент нормальных 30,2± 1,6 26.8±1,1 22,3±0,9 17,6±0,6 14,5±0,7
сперматогоний (26,6-33,8) (24,4—29,2) (20,2—24,4) (16,3—18,9) (12,9—16,1)
0,25>Р>0,1 0,002>/>>0,001 /><0,001 Р<0,001
Процент канальцев со 1,56±0,32 2,12±0,4 3,25±0,58 6,54±0,75 9,81± 1,03
слущенным эпителием (0,86—2,26) (1,23—3) (1,97—4,53) (4,88—8,20) (7,54—12,08)
0.5>/>>0,25 0,05>Р>0,02 Р<0,001 Р<0,001
Процент канальцев с 3,2±0,17 3,56±0,24 4,97±0,60 8,75±0,91 12,31±1,29
12-й стадией мейоза (2,83—3,57) (3,02—4,09) (3,64 —6,29) (6,75—10,75) (9,48—15,4)
Р= 25 0,02>/>>0,01 Р<0,001 Р<0,001
гоний — и составляет 0,07 мг/м3. Установленная в нашем эксперименте традиционная ПДК (0,1 мг/м3) незначительно отличается от вероятностной (0,07 мг/м3). Однако при такой незначительной разнице величина 0,07 мг/м3 все-таки обладает статистической достоверностью и имеет вероятностный смысл.
В заключение следует отметить, что вероятностно установленная ПДК фунгицида БМК по специфическому го-надотокснческому действию и установленная нами ранее вероятностная ПДК по специфическому влиянию на процесс спирализации половой Х-хромосомы (Т. В. Па-стушенко) полностью совпадают. Это еще раз подтверждает наше мнение о том, что изменения процессов спирализации и деспирализации половой Х-хромосомы являются в некоторой степени показателями влияния химических веществ (в частности БМК) на генетический аппарат клетки.
Литература. Егорова Г. М., Иванов И. Г., Саноцкий И. В. — В кн.: Токсикология новых промышлен-
ных химических веществ. Л., 1966, вып. 8, с. 33—41.
Каган Ю. С. Общая токсикология пестицидов. Киев, 1981.
Кчрляндский Б. А., Стовбур Н. //., Духовная А. И.— Гиг. и сан., 1978, № 8. с. 51—55.
Милованов В. К. Биология воспроизведения и искусственное осеменение животных. М., 1962.
Михеев М. И., Минкина Н. А., Сидорин Г. И. и др. — Гиг. и сан., 1979, № 8, с. 73—74.
Пастушенко Т. В. — Гиг. труда, 1981, № 5, с. 49—50.
Саноцкий И. В., Авилова Г. Г. — Там же, 1978, № 10, с. 15—19.
Саноцкий И. В., Фоменко В. Н. Отдаленные последствия влияния химических соединений на организм. М., 1979.
Штабский Б. М., Красовский Г. И., Кудрина В. Н. и др. — Гиг. и сан., 1979. № 9, с. 41—45.
Молнар Е. Общая сперматология. Будапешт, 1969.
Поступила 13.12.87
УДК 614.841.13:615.9:678]-074
В. Д. Чигарев, О. В. Косовцов
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМООКИСЛЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ ПРИ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОМ
ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Всесоюзный НИИ противопожарной обороны, г. Балашиха Московской области
Для изучения биологических последствий пожарных и предпожарных ситуаций, при которых наблюдается тер-моокнсление полимерных материалов, ставится токсикологический эксперимент.
В этом эксперименте важное значение имеет выбор температуры термоокислеиия полимеров, так как она определяет образование токсичных продуктов термоокислеиия (Л. М. Шафран и соавт.; В. С. Иличкнн и соавт.; А. И. Эй-тннгон и И. П. Уланова). По нашему мнению, для правильного выбора температуры проведения термоокислеиия полимерного образца необходимо знать характер изменения его массы при тепловом воздействии, что зависит от структурно-химических особенностей полимерных материалов.
Из работ по динамическому термическому анализу полимеров, изложенных в монографии У. Уэндландта, известно, что при повышении температуры большинство
Рис. 1. Зависимость массы образца полимера (по оси ординат) от температуры (по оси абсцисс) при динамическом нагреве. 1 — 111 стадии термоокислеиия Т .
полимеров изменяет свою массу по закону, представленному на рис. 1. Видно, что достаточно четко прослеживаются 3 стадии термоокислеиия образца полимера. На 1 стадии (участок температур 0—7",) температура не является достаточной для протекания термоокислительных процессов с заметной скоростью. При достижении температуры 7", скорость тсрмоокислительной деструкции достигает величины, при которой становится заметным изменение массы полимерного образца. Стадия II (температуры Т1—Т г) характеризуется интенсивной потерей массы образца, связанной с образованием летучих (газообразных и высокодисперсных) продуктов термоокислительной деструкции полимера. Дальнейшее повышение температуры приводит к образованию коксообразного остатка (тк), масса которого продолжает оставаться неизменной иногда в значительных температурных интервалах (стадия 111). Из рис. 1 видно, что с помощью динамического термического анализа полимерного образца можно определить температуру Т(| которая характерна тем, что при ее достижении в условиях динамического нагрева начинается выделение летучих продуктов термоокислеиия полимера. Поскольку, как отмечалось выше, в токсикологическом эксперименте полимерный образец
Т'К
Vt°K/m
Рис. 2. Способ определения приведенной Гкп. Здесь и на рис. 3. по оси абсцисс — скорость нагреиа (У|): по оси ординат — Г|.
