CC BY
5
УДК «IJ.M2:»16J77J^121-«3
Е. Б. Туржова, Г. В. Пшеничная, Н. С. Звездина
ИЗУЧЕНИЕТОКСИКОКИНЕТИКИ И МЕТАБОЛИЗМА ГЕКСАМЕТИЛДИСИЛАЗАНА
Институт биофизики Минздрава СССР, Москва
Гексаметнлдисилазан (ГМДС [(Н3С)351]2МН широко используется в химико-фармацевтической промышленности, в частности для синтеза противоопухолевого препарата фторофура, антисклеротического препарата пармиднна, для синтеза метилизоцианата. Он применяется в органическом синтезе в качестве реагента для блокирования активных групп молекул с целью их зашиты, при проведении хрома-тографических исследований и др.
ГМДС относится к классу силазанов — кремнийоргани-ческих соединений (КОС), содержащих азот. Силазаны — умеренно токсичные вещества. В клинической картине острого отравления енлазанами преобладает некротический эффект, более характерный для интоксикации днеилазана-ми, чем при отравлении цнклосилазанами [4]. Данные о биологическом действии азотсодержащих КОС, для которых характерна связь ——НЫ——, ограничены материалами предварительной токсикологической оценки [3, б].
ГМДС является стойким соединением, практически не растворимым в воде, хорошо растворяющимся в жирах и органических растворителях. При гидролизе возможно образование аммиака, триметиленланола или гексаметилдиси-локсана в зависимости от растворителя и рН раствора [5. 7].
» Сведений о токсикокинетике и метаболизме ГМДС в ^литературе мы не обнаружили. Ввиду изложенного задачей настоящего исследования было изучение связи между токсическим эффектом и содержанием в биосредах ГМДС и его метаболитов, определение характера метаболизма и токсикокинетикн ГМДС в условиях острого экспериментального отравления.
Опыты проведены на 240 белых крысах и 30 кроликах при различных режимах воздействия. Для введения в желудок и брюшную полость использовали растворы ГМДС в оливковом масле в лозах 850 и 1200 мг/кг, соответствующих ЬЭи и ЬЭщ. Ингаляцию парами ГМДС осуществляли динамическим способом при концентрации 8700 мг/м9 (СЬМ).
Содержание кремния (КОС) в крови (в мкг на 1 мл крови) и жировой ткани (в мкг на 1 г ткани) при острой интоксикации ГМДС (850 мг/кг) и гексаметилдисилоксаном (870 мг/кг) в эквимолярных дозах на уровне 5,3 мМ/кг (М±т)
ГМДС Гексаметилднсилоксан
Время после
введения в крови в жировой в крови в жировой
к ткани ткани
1 ч 52,0±14.7 195,6±10,5 13,0±1.2 288±25,3
4 ч 47,8±14,8 187±15 16,2±1,8 225±18,5
1 сут 35,8±5,6 287±30,5 13,3±1,1 105±10.3
3 сут 31,7±3,6 173±16 12,0±1,2 92±9,8
7 сут 38,8±3,3 190±18,1 20,5±3,4 85±8,7
11 сут 32,4±3,1 152±12,3 16,1 ±1,5 65±7.3
14 сут 18,7±2,8 96±10.6 15,4±1,3 60±5,6
20 сут 17,1 ±1,8 88±8,7 10,2±1,5 32±2,5
Контроль
(биологи-
ческий
фон) 10,5±2,7 25,5±1,5 8,7±1,3 24±1,8
Для определения количества ГМДС и его кремннйсо-держащих метаболитов в биосубстратах использовали метод Баумана, основанный на определении кремния в предварительно минерализованных пробах [I]. Концентрацию аммиака в крови определяли по методу А. А. Покровского [2] с реактивом Несслера.
Как показали исследовання, при острой интоксикации ГМДС через 5 мин после введения LDm и через 20—30 мин от начала ингаляции СЦ0 развивалось глубокое наркотическое состояние, сопровождавшееся угнетением дыхания, брадикардией, арефлексией. Большинство животных погибали в течение I -х суток интоксикации. Наркотическое состояние в зависимости от степени интоксикации длилось от 2—3 ч до 3—4 сут после воздействия ГМДС в дозе, равной LDso (CLso).
Наличие кремния и аминогруппы в молекуле ГМДС является основанием для определения ГМДС по продуктам его гидролиза, а именно по аммиаку и кремнию, с использованием соответствующих коэффициентов при пересчете на молекулу исходного вещества. В пробах in vitro применение параллельно двух методов для определения ГМДС (по аммиаку и кремнию) дает возможность получить идентичные результаты. Однако при использовании указанных методов для анализа проб in vivo выявлено существенное расхождение результатов: количество ГМДС, рассчитанное, исходя из полученного содержания кремния, значительно превышало рассчитанное на основании содержания аммиака в пробах. Это дало основание полагать, что в организме ГМДС подвергается превращениям, в результате которых от его молекулы отщепляется аминогруппа, которая превращается в аммиак, способный метаболи-зироваться в организме. Кремнийсодержащис метаболиты ГМДС являются КОС, не содержащими аминогруппы.
При проведении исследований в динамике острой интоксикации ГМДС установлено, что он и КОС быстро проникают в кровь, достигая максимального уровня в первые часы интоксикации и сохраняя стабильную концентрацию до 11 сут от момента введения ГМДС (см. таблицу). В первые часы острой интоксикации КОС равномерно расоре-
12 4 S « 48
Рис. 1. Содержание аммиака в крови крыс при острой
интоксикации ГМДС. По оси абсцисс — время после воздействия ГМДС (в ч); по оса ординат — количество аммиака (в мг%). / — введение ГМДС внут-рибрюшиино в дозе 850 мг/кг; // — введение ГМДС в желудок в дозе 850 мг/кг (LDU>: III — введение ГМДС в желудок в дозе 1200 мг/кг (LDu): IV — после 4-часовой ингаляции парами ГМДС в концентрации 8700 мг/м* (CL»).
Рис. 2. Хроматограмма сыворотки крови кроликов через 2 ч после введения ГМДС в желудок в дозе 850 мг/кг. / — свидетель — гексамстилднсилоксан (Rt 0.85): 1 — проба сыворотки крови кроликов через 2 ч после введения ГМДС (R. 0.85).
деляются по органам, при этом количество кремния на 1 г ткани не превышает содержания КОС в крови (в микрограммах кремния на 1 мл крови). Концентрация КОС в жировой ткани в несколько раз выше, чем в крови н органах, что, по-видимому, обусловлено биологическим сродством КОС к жирам. Избирательное накопление КОС в жировой ткани создает депо, из которых не растворимые в воде КОС поступают в кровь в течение длительного периода.
Ни при каких режимах воздействия ГМДС в моче подопытных животных КОС не обнаружено, что может свидетельствовать об отсутствии водорастворимых метаболитов, содержащих кремний, при интоксикации ГМДС. В первые часы после введения ЬЬи ГМДС отмечено значительное увеличение содержания аммиака в крови, при этом максимальный уровень достигал 1,7—1,9 мг% (рис. 1). Воздействие ГМДС на уровне Ь08< сопровождалось повышением концентрации аммиака в крови до 5—7 мг%. При ингаляционном пути поступления СЬм ГМДС содержание аммиака в крови не превышало 0,3—0,7 мг%. Это дало основание полагать, что ГМДС подвергается более интенсивному гидролизу на поверхности легочной ткани, в результате чего происходит выделение аммиака, а образующиеся КОС, не содержащие аминогруппы, проникают в кровь. Избыточное количество аммиака, определяемое при интоксикации ГМДС в дозах, близких к ЬОв4, по-видимому, обусловлено не только аммиаком, образующимся в результате метаболизма ГМДС, но, возможно, и накоплением его в крови вследствие глубокого наркотического состояния подопытных животных. При различных путях поступления ГМДС в организм в бронхолегочном лаваже определяется значительное количество аммиака и КОС, что является доказательством возможного пути выделения ГМДС и КОС через легкие.
Таким образом, на основании результатов исследований можно заключить, что элиминация ГМДС осуществляется экстраренально, главным образом через желудочно-кишеч-
ный тракт и частично через легкие. Среди метаболитов ГМДС методом тонкослойной хроматографии идентифицировано образование гексаметилдисилоксана (рис. 2). Сорбентом являлась окись алюминия, элюирующнм раствором—смесь хлороформа с метанолом (4:1), обработка^ проведена парами йода. Количественное содержание гекса-^-метилдисилоксана в сыворотке крови кроликов через 2 ч после введения ГМДС в желудок в дозах, близких к ЬРм, составляло не менее 50 % от общего содержания КОС в крови (при суммарном содержании КОС и ГМДС, равном 30,5 мкг кремния на 1 мл крови, количество выделенного гексаметилдисилоксана—12,5 мкг кремния на 1 мл крови).
Для сравнительного анализа изучено содержание КОС в биосредах крыс при интоксикации гексаметилдисилоксаном в дозах, эквимолярных по отношению к использованным дозам ГМДС. Установлено, что введение гексаметилдисилоксана в желудок не вызывает наркотического состояния. В отличие от ГМДС клиническая картина отравления выражается в гиподинамии, вялости животных, гибель происходит в более поздние сроки, чем при интоксикации ГМДС. Определение КОС в бносредах при интоксикации гексаметилдисилоксаном имеет существенное отличие, которое выражается в сравнительно более низком содержании КОС в крови и жировой ткани (см. таблицу).
Следует полагать, что при интоксикации ГМДС наряду с образованием гексаметилдисилоксана возможно образование иных КОС. Ввиду способности последних к полимеризации, вероятно, возможно образование полнсилоксано-вых соединений, а также комплексных соединений с липо-протеидамн, фосфолипидами и др.
Очевидно, что именно эти свойства КОС приводят к изменению некоторых показателей, в частности коллоидной устойчивости сыворотки крови, изменению скорости ретракции сгустка крови, что происходит при интоксикации^
Таким образом, результаты проведенных исследований позволяют придти к выводу, что при интоксикации ГМДС имеется комбинированное действие ГМДС и его основных метаболитов — КОС, в частности гексаметилдисилоксана, а также аммиака, образующихся в процессе дезаминирова-ния ГМДС.
Литература
1. Айлер Р. Химия кремнезема. М., 1982, ч. 1, с. 140—141.
2. Биохимические методы исследования в клинике /Под ред. А. А. Покровского. М., 1969, с. 124—128.
3. Клящицкая А. Л. — Элементоорганические соединения. (Экспресс-информ. НИИТЭХИМ), 1978, вып. 9, с. 15— 26.
4. Кушнева В. С. — Гиг. труда, 1983, № 11, с. 50—52.
5. Практическое руководство по анализу мономерных и полимерных кремний-органических соединений / Креш-ков А. П., Борк В. А., Боидаревская Е. А. и др. М., 1962.
6. Тизенберг Г. М., Кузнецов И. Г. и др. — В кн.: Биологические активные соединения кремния, германия, оло"^ ва и свинца. Иркутск, 1980, с. 14.
7. Химический энциклопедический словарь. / Под ред. И. А. Кнунянца. М., 1983, с. 122.
Поступила 20 08.84
