CC BY
9
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
к
ИЗУЧЕНИЕ ПОРОГОВ РЕФЛЕКТОРНОГО ДЕЙСТВИЯ АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИИ
Доцект К. А. Буштуева, доцент Е. Ф. Полежаев, ассистент А. Д. Семененко
Из кафедры коммунальной гигиены и кафедры клинической и экспериментальной физиологии Центрального института усовершенствования врачей
В последние годы для обоснования предельно допустимых концентраций атмосферных загрязнений стали применять методики темновой адаптации, оптической хронаксиметрии, пневмографии и плетизмографии. Исследования обычно проводятся так, что определяется мини мальная концентрация вдыхаемого вещества, оказывающая влияние на ту или иную функцию организма, которую можно регистрировать с помощью названных методик. В основе перечисленных методик лежит влияние постороннего очага возбуждения, возникшего в центральной нервной системе от применения изучаемого вещества, на осуществление функций организма, взятых для регистрации. Последние имеют различную внутрицентральную сложность и, следовательно, неодинаковую стойкость к посторонним и в том числе химическим раздра жителям. По этой причине применявшиеся методики отличаются друг от друга своей чувствительностью.
В настоящей работе мы сделали попытку использовать для обос нсвания максимальных разовых предельно допустимых концентраций атмосферных загрязнений метод электроэнцефалографии. Изучение порогов рефлекторного действия для пахучих и раздражающих веществ с помощью электроэнцефалографии нами было применено впервые. Регистрация электрической активности мозга позволяет непосредственно, а не косвенно, как з других методиках, устанавливать возникновение процесса возбуждения в корковых клетках в ответ на применение химических раздражителей.
В наших исследованиях электрическая активность мозга регистрировалась четырехканальной усилительной установкой 4УН4 и аппаратом чернильной записи ЧР-1, а также электроэнцефалографом фирмы <чАльвар». Для исследований отбирали лиц с нормальной функцией обонятельного анализатора и выраженным а-ритмом. В период исследования их помещали в изолированную экранированную комнату. Перед лицом исследуемого укрепляли цилиндр, через который непрерывно поступал чистый воздух со скоростью 30 л/мин. В нужный момент с помощью системы кранов из дозатора в чистый воздух добавлялся изучаемый газ в определенной концентрации. Основной ответной реакцией, которую мы использовали для оценки влияния изучаемых веществ, являлась десинхронизация электрической активности, или угнетение а-ритма.
Мы проводили исследования с сернистым газом, который обладает выраженным ольфактивным действием, аэрозолем серной кислоты, действующим преимущественно на окончания тройничного нерва. Наши
исследования по изучению рефлекторного действия сернистого газа и аэрозоля серной кислоты методом электроэнцефалографии проведены в двух модификациях. Первая состоит в изучении влияния указанных веществ на электроэнцефалограмму (ЭЭГ) при их изолированном применении.
Эта серия исследований проведена с концентрациями 'сернистого газа от 5 до 0,6 мг/м3. Сернистый газ в концентрациях 5—0,9 мг/м3 вызывает выра>Й»Йную десинхронизацию. При концентрация1Г*5—3 мг/м3 десинхронизация обычно наблюдается на протяжении всего времени
_'к ¿л
Рис. 1. Явление десинхронизации на электроэнцефалограмме во время вдыхания сернистого газа в концентрации 0,9 мг/м3. Сверху вниз отметка раздражителен (/—момент включения газа; 2—момент его выключения); электроэнцефалограмма с правого полушария с затылочно-теменной, височной области; электроэнцефалограмма с левого полушария с затылочно-теменной, височной области; отметка времени
1 секунда.
действия сернистого газа; 'при более низких концентрациях продолжительность десинхронизации колебалась от 2 до 6 секунд при общем действии сернистого газа 20 секунд. В одних случаях десинхронизация появлялась во время применения сернистого газа, в других — сразу после его выключения (рис. 1). Данные о влиянии сернистого газа в концентрациях 5—0,6 мг/м3 на ЭЭГ представлены в табл. 1.
Из табл. 1 следует, что сернистый газ в концентрации 0,9 мг/м:! вызывает десинхронизацию у 4 из 6 наблюдаемых. Как показали ранее проведенные исследования К. А. Буштуевой, порог рефлекторного действия сернистого газа на рефлексогенные зоны органов дыхания, определенный методом адаптометрии, также лежит на уровне 0,9 мг/м3. Следовательно, чувствительность электроэнцефалографического метода в этой модификации оказалась 'примерно аналогичной адаптометриче-скому методу.
Изучавшееся нами второе вещество — аэрозоль серной кислоты, как было указано выше, отличается выраженным раздражающим действием в зоне иннервации тройничного нерва. Особенность влияния этого вещества на центральные процессы заключается в том, что концентрации, вызывающие ощущение раздражения, изменения световой чувствительности и оптической хронаксии, совпадают и лежат на уровне 0,6—0,85 мг/м3. Поэтому нас интересовал вопрос, изменяется ли электрическая активность мозга во время изолированного применения аэрозоля серной кислоты в подпороговых концентрациях, по словесному отчету и методам, перечисленным выше. Исследования показали,
что изолированное применение данного вещества в подпороговых концентрациях не вызывает десинхронизацию на электроэнцефалограмме. В тех же случаях, когда применялись пороговые концентрации аэрозоля 'серной кислоты, отмечалась десинхронизация. Продолжительность ее была незначительной, всего 1—2 секунды. Десинхронизация проявлялась как в начале вдыхания аэрозоля серной кислоты, так и после его прекращения. Эти данные представлены в табл. 2.
Таблица 1 Наличие (+) или отсутствие (—) десинхронизации а-ритма при вдыхании сернистого газа
Исследуемый Концентрации сернистого газа (в мг/мя)
5-3 3—1,6 1.5-1 0,9 0,6
Н. Н. + + + + _
С. Г. + + + + —
м. л. + + —
г. в. + + + — —
д. ф. + + + + ■ —
с. н. ++ + + — —
Таблица 2 Наличие (+) или отсутствие (—) десинхронизации а-ритма при вдыхании аэрозоля серной кислоты
Концентрации агрозол» кислоты (а мг/м')
мый 0,75-0,6 0,5-0,4
н. н. + _
г. в. + --
л. м. + —
с. н. + —
с. г. + —
Таким образом, десинхронизация а-ритма возникает при вдыхании таких концентраций аэрозоля серной кислоты, которые способны вызывать ощущение раздражения и изменять течение других рефлекторных реакций. Иными словами, метод электроэнцефалографии в этой модификации не дает преимуществ по сравнению с методами, приме мявшимися ранее для определения порогов рефлекторного действия атмосферных загрязнений.
Вторая модификация метода электроэнцефалографии для опреде ления порогов рефлекторного действия заключалась в выработке условного «электрокортикального» рефлекса на вдыхание изучаемых веществ.
Как известно, внезапное и значительное увеличение освещенности представляет собой безусловный раздражитель, который вызывает десинхронизацию, или угнетение а-ритма. Если сочетать действие какого-либо раздражителя, например ¿в^ка, не влияющего на электроэнцефа-лог£Дйшу, и света, то 'создаются условия для возникновения временной связи между названными раздражителями. Образовавшаяся ©ременная связь проявляется в возникновении десинхронизации на электроэнце фалограмме раньше, чем к действию какого-либо раздражителя при соединяется свет. Такая реакция на электроэнцефалограмме получила название условного «электрокортикального» рефлекса.
В своих исследованиях для выработки условного «электрокорти кального» рефлекса мы использовали сернистый газ и аэрозоль серной кислоты как условные раздражители, а сплошной свет как безуслов ный раздражитель. Чтобы исключить выработку условного рефлекса на время, сочетания изучаемых веществ и света производились через различные промежутки времени.
Эта модификация дает возможность объективно устанавливать наличие возбуждения в центральной нервной системе от применения химических веществ в очень небольших концентрациях, когда возбудительный процесс из-за своей малой величины не отражается на «поверхностной» электроэнцефалограмме при изолированном действии химического раздражителя.
Таблица 3 Электрокортикальный условный рефлекс на вдыхание сернистого газа
Таким образом, проведение названных исследований дает основание ответить на вопрос, вызывает ли химический раздражитель, сам по себе не влияющий на электроэнцефалограмму, возбуждение в центральной нервной системе. Методика электрокортикальных условных рефлексов позволяет определить возбуждение от химического раздражителя, которое по закону временной связи может изменить возбудимость корковых клеток зрительного и др. анализаторов.
Влияние сернистого газа, на электроэнцефалограмме в этой модификации, изучено при концентрациях 1,5—0,3 мг/м3. Данные этих исследований представлены в табл. 3.
Из табл. 3 видно, что сернистый газ уже в концентрации 0,6 мг/м3 оказывается действующим для 4 из 5 исследуемых. Условная реакция на сернистый газ вырабатывается в течение V одного опытного дня через 6—15 сочетаний его со светом. Десинхрониза ция возникает с минимальным скрытым периодом и отмечается в течение всего времени действия сернистого газа.
Условнорефлекторное изменение электрической активности мозга показано на рис. 2, из которого видно, что угнетение а-ритма имеет место с момента включения сернистого газа в концентрации 0,6 мг/м3 и до момента подкрепления его сплошным светом, т. е. на эту концентрацию сернистого газа был выработан электрокортикальный условный рефлекс.
Исследуемый Возникновение рефлекса при концентрации сернистого газа (в мг/м»)
1.5-1 0.9 0,6 ниже 0,6
н. н. 6 12 _
с. г. 5 5 15 —
м. л. 6 9 12 —
г. в. 9 9 12 —
д. Ф. + + 14 —
Примечание. В таблице указано, на каком сочетании появился условный рефлекс. Прочерк означает, что условный рефлекс не возникал.
у/
9
Рис. 2. Условнорефлекторная десинхронизация на 8-м сочетании действия сернистого газа в концентрацииЛ),6 мг/м3 и сплошного света.
Сверху вниз: отметка раздражителей (/ — включение газа; 2— подключение к газу сплошного света; 3 — выключение газа и сплошного света); электроэнцефалограмма с правого полушария с затылочно-теменной, височной области; электроэнцефалограмма с левого полушария с заты-лочно-теменной, височной области; отметка времени 1 секунда.
Эти исследования показывают, что изучение электрокортикального условного рефлекса является наиболее чувствительным методом определения порога рефлекторного действия для запаховых веществ.
Высокую чувствительность этого метода подтвердили наши исследования и с применением веществ тригеминального действия — аэрозо-
ля серной кислоты. Так, в качестве условного раздражителя использовался аэрозоль серной кислоты в концентрации 0,4 мг/м3. Его изолированное действие продолжалось 15 секунд, а последние 5 секунд сочеталось с действием сплошного света. Условный электрокортикальный рефлекс вы- Таблица 4
рабатывался на 19—23-е сочетание действия V Электрокортикальный условный
„ т-> рефлекс на вдыхяние
аэрозоля серной кислоты и света. Результа- аэрозоля серной кислоты ты этих исследований приведены в табл. 4.
Наши исследования свидетельствуют о высокой чувствительности методики «электрокортикального» условного рефлекса для изучения порога действия раздражающих и пахучих веществ на рефлексогенные зоны органов дыхания. Этот метод может быть рекомендован для внедрения в практику обоснования максимальных разовых предельно допустимых концентраций атмосферных загрязнений.
Исследуемый Возникновение рефлекса концентрации аэрозоля серной кислоты (в мг/м')
0.75— 0.6 0,4 ниже 0.4
Н. н. 8 23 _
Г. в. 16 — —
с. н. 12 21 —
м. л. 6 19 —
ЛИТЕРАТУРА
Бери тов И., Воробьев А. Труды Ин-та физиологии им. Бериташвили. Тбилиси, 1943, № 5, стр. 369. — Ш и и л ь б е р г П. И. Бюлл. эксперим. биол. и мед., 1947, т. 24, № 10, стр. 271. — Jasper Н. Н., Shagass С., J. Ехрег. Psychol., 1941, v. 26, р. 373,— L о о ш i s А. L„ Н а г v е у Е. N.. Н о b а г t G., Ibid., 1936, v. 19, р. 249,— Т г а v i s L. Е„ Е g а n J. Р., Ibid., 1938, v. 22, р. 524.
Поступила 9/IV 1959 г.
•йг -й- От
НЕФЕЛОМЕТРИЧЕСКИИ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЭРОЗОЛЯ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ (ТУРБИННОГО, ВЕРЕТЕННОГО, МАШИННОГО) В ВОЗДУХЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
М. И. Полетаев
Количественное определение аэрозоля смазочных масел весовым методом, предлагаемое в отдельных руководствах по промышленно-санитарному анализу, васьма трудоемко и неточно, а выполнение анализа флуоресцентным методом представляет значительные трудности ввиду сложности получения нефлуоресцирующего растворителя. Учитывая недостатки указанных методов, мы разработали оптимальные условия поглощения и количественного определения аэрозолей турбин ного, веретенного и машинного масла в воздухе.
В предлагаемом методе использована способность смазочных масел нефтяного происхождения давдть устойчивую эмульсию в водных растворах ледяной уксусной кислоты. Минимально обнаруживаемая концентрация для всех трех марок масел равна 0,05 мг в объеме 4 мл. Пробу воздуха отбирают в один поглотитель с двумя пористыми пластинками № 1, наполненный 5 мл ледяной уксусной кислоты (см. рисунок) .
Скорость просасывания воздуха 0,2—0,3 л/мин. В местах, где ожидается большая концентрация аэрозоля, отбор проб можно производить в эвакуированные сосуды (бутыль, пипетка) емкостью 0,5—1 л. Перед
