CC BY
23
В настоящее время кардинальной задачей в области экспериментальных исследований следует считать разработку адекватных моделей для изучения отдаленных последствий воздействия пестицидов, а также выяснение вопроса о возможности количественного переноса на человека данных, полученных в эксперименте на животных, определение допустимой степени вредности возникающих сдвигов, проблема прогнозирования в относительно короткие сроки последствий влияния малых количеств пестицидов. Залогом дальнейших успехов в деле предупреждения потенциальной опасности пестицидов^ является углубление исследований и органическое сочетание результатов наблюдений гигиенистов с экспериментально-токсикологическими, а также теоретических изысканий с реализацией на их базе актуальных прикладных задач.
ЛИТЕРАТУРА
а
Б е л о н о ж к о Г. А. В кн.: Гигиена применения, токсикология пестицидов и клиника отравлений. Киев, 1968, в. 6, с. 192. — Белоножко Г. А. В кн.: Гигиена и токсикология пестицидов и клиника отравлений. Киев, 1965, с. 63. — Борисен-к о Н. Ф. Защита растений, 1967, № 1, с. 21. —М о л о ж а н о в а Л. Г. В кн.: Гигиена применения, токсикология пестицидов и клиника отравлений. Киев, 1968, в. 6, с. 355. — Тар ьян. Р., К р е ш е н ь Т: В кн.: Материалы 16-й Научной сессии ин-та питания АМН СССР. М., 1966, в. 2, с.'84. —Трахтенберг И. М. и др. Вестн. АМН СССР, 1966, № 8, с. 23. — У в а р е н к о А. Р. Врач, дело, 1969, № 9, с. 104. — Ф а у р Н., К е м е н ь Т. Гиг. и сан., 1968, № 2, с. 86. — Фридман Г. И. В кн.: Вопросы аллергии. Львов, 1967, с. 34. — Фридман Г. И. В кн.: Материалы 21-й Научной конференции Ужгородск. университета. Киев, 1967, с. 152. — М I 1 Ь у Т. Н., О 1 \ о Ь о п [ Б., М 1 1 И е 1 1 Н. XV., Л. А. М. А., 1964, V. 189, р. 351.
Поступила 29/1X 1969 г.
УДК 615.285.7.099
К ОЦЕНКЕ МЕХАНИЗМА КУМУЛЯТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ
ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
• в _ |
Кандидаты мед. наук Г. Н. Красовский и С. А. Шиган
Кафедра коммунальной гигиены I Московского медицинского института им. И. М. Сеченова
В настоящее время патогенез токсического действия вещества рассматривается как сочетание элементов полома и адаптационного напряжения функций организма. Очевидно, это должно быть принято во внимание и при изучении кумулятивных свойств веществ. Вместе с тем понятие о кумулятивном эффекте при изучении действия токсических веществ зачастую включает в себя одностороннее представление как о непрерывном накоплении только элементов полома или неуклонно нарастающего во времени процесса депонирования яда в органах и тканях. В теоретическом плане эта проблема еще недостаточно изучена. В частности, не освещены вопросы характера и динамики соотношения патологического и адаптационного процессов в зависимости от кумулятивных свойств веществ. К тому же в литературе имеются указания, что в проявлении степени кумуляции может иметь значение и величина испытанных доз (Е. И. Спыну).
Как известно, наиболее точно поддаются наблюдению закономерности материальной кумуляции. Поэтому для изучения некоторых сторон процесса кумуляции было решено проследить за динамикой накопления и выведения ДДТ — одного из типичных представителей высококумулятивных веществ. Мы пытались найти ответы на поставленные вопросы, используя ДДТ, меченный по С14. Смертельные дозы этого препарата для . мышей определены на уровне 200—250 мг/кг, что совпадает с данными литературы о токсичности обычных образцов ДДТ.
В опытах использовано 84 белых крыс-самцов весом 200—250 г. Распределение и количество ДДТ в органах определяли через 1, 4, 12, 24, 96 и 192 часа после однократного перорального введения препарата в дозе 50 мг/кг. При изучении кумулятивных свойств ДДТ 3 группам белых крыс ежедневно давали препарат per os в дозах 25,5 и 1 мг/кг.
Накопление в органах у 6 животных из каждой группы определяли через 5, 10 и 20 суток от начала опыта. ДДТ в органах измеряли в толстом слое гемогенизированной обезвоженной ткани — не более 175+5 мг на стандартной мишени торцовым счетчиком типа БФЛ с толщиной слюды 1,2 мг/см2. Для исследования динамики и путей выделения ДДТ из организма животных помещали в обменные клетки с раздельным собиранием
мочи и кала. 1 мл взятой мочи переносили на мишень из фольги, измеряли радиоактивность и высчитывали содержание ДДТ во всем количестве мочи. Кал, собранный за сутки, растирали в гомогенизаторе, активность определяли в толстом слое подсушенного материала. Перерасчет данных с мишеней производили при помощи калибровочной кривой, полученной с приготовленных стандартов, представляющих собой гомогенат того же органа с известным весовым количеством радиоактивного ДДТ. Этот метод позволял с достаточной точностью определять содержание ДДТ в тканях от 0,001 мг в пробе и более (рис. 1).
В опыте по кумуляции среди животных, получавших максимальную дозу 25 мг/кг (1/10 LD50), на 13—15-й день эксперимента погибло 2 из 6. Поэтому опыт с этой группой крыс был прекращен после 15-говведения. Содержание ДДТ в некоторых тканях и органах животных в опыте по кумуляции представлены на рис. 2, а итоговые данные по выведению препарата с мочой и калом — в таблице.
«ъ
А:
4
К
5
«Ъ
§
I
время надлюдения ( £ vacan)
Рис. 1. Распределение ДДТ в органах и тканях
при однократном его введении.
1 — жир; 2 — печень; 3 — почка; 4 — мозг; 5 —
Динамика выведения ДДТ и его продуктов из организма (в % к ежедневно выводимой
дозе)
Вводимая доэа (в мг/кг) Время исследования (в сутках)
1 t 3 5 . 10 15
1
5
25
1 5
25
13,1±8,4 16,7±3,4 31,0±4,7
1,4± 0,6
0,4±0,05
1,3±0,45
35,6±7,9 37,0±4,1 18,9± 5,8
1,5±0,6 2,7± 0,7 9,0± 3,8
С калом
56,3±9,2 85,3± 16,3 58,5± 15,2
С мочой
8,1± 3,7 7,0± 2,1 13,0±3,6
106,7± 15,9 106,5± 22,2
19,9± 5,6 25,8± 8,1
80,7± 12,1 60,1± 11,6 134,0± 28,1
29, 16, 39,0
6,6 2,3 4,3
При рассмотрении полученных результатов в первую очередь заслуживают внимания факт перераспределения ДДТ из паренхиматозных органов и постепенное избирательное накопление его в жировой ткани даже после однократного введения. Этот наиболее характерный для ДДТ процесс отложения в жире — по современным представлениям, одно из проявлений защитных функций организма, так как отложившийся ДДТ, в жире не нарушает обмена веществ жировой ткани, хотя количество препарата в этой ткани может суммарно превышать смертельную дозу для организма (Savel); анаэробный гликолиз, поглощение кислорода и усвоение глюкозы жировой тканью не меняются (D. Heye, 1961). Даже при голодании, когда возможно освобождение ДДТ, полностью отсутствовал токсический эффект в связи с превращением этого препарата в нетоксичные продукты (Hukuhara, 1962). Г. Майер-Боде пришел к выводу, что
г
ф
накопление ДДТ в жировой ткани служит для защиты других жизненно важных органов. Следовательно, первым звеном защиты организма является жировая ткань, захватывающая и адсорбирующая ДДТ из крови. Однако эта защита обладает определенной инерцией и недостаточной мощностью, о чем можно судить по результатам опыта с однократным введением ДДТ, когда жировой барьер при поступлении в организм массивной дозы препарата не смог воспрепятствовать включению его в заметных количествах во внутренние органы, в том числе и в головной мозг. Понадобилось несколько суток, чтобы жир адсорбировал в себя ДДТ, освобождающийся из органов. Более активно жировой барьер функционирует при поступлении в организм сравнительно небольших доз, при этом чем меньше доза, тем больше процент захвата ДДТ жировой тканью. Этот факт можнъ рассматривать и с другой точки зрения: чем меньше доза, тем, очевидно, более проявляются кумулятивные свойства ДДТ. Об этом свидетельствует большой процент ДДТ также в печени, надпочечниках, почках именно при малой дозе. Однако такой вывод может быть сделан только при выражении данных в процентах от вве-
/
II
ш
л
^ * О 5 10 15 20
1—I—I—I
5 10 15 20
1—I—I—г
/ J0 15 20
т—I—I—г
5 10 15 28
время надлюдения {S сутках)
Рис. 2. Накопление ДДТ в органах и тканях при его ежедневном энтеральном введении в различных
дозах.
— жир; II — печень; III — почка; IV — надпочечник;
— доза 25 мг/кг-, 2 — доза 5 мг/кг\ 3 —доза 1 мг)кг.
I I
денной дозы, в абсолютных же величинах содержание ДДТ в жире у животных тем больше, чем больше вводимая доза: при 25 мг/кг оно составляло 350—500 мг/кг, при 5 мг/кг — 100—200 мг/кг, при 1 мг/кг — 60—70 мг/кг.
Особый интерес вызывает то, что накопление ДДТ в жире практически заканчивалось к 5-м суткам при дозах 1 и 5 мг/кг, несмотря на продолжающееся отравление животных, что свидетельствует
этим ^^^^нцн^^^н^^н^^и^^^н^нцнр суткам равновесии между вводимым и выводимым количеством ДДТ. Определяющим фактором этого процесса может быть только усиленное выведение вещества из организма. Действительно, процесс выведения является нарастающим во времени и, очевидно, не зависит от дозы вводимого препарата. Если на 3-й сутки количество инсектицида, выводимое с калом и мочой, составляло 20—40% ежедневно вводимых доз, то в период от 5-х до 10-х суток независимо от дозы оно достигало 100%, а в последующем еще более увеличивалось (за счет избыточного накопления в организме в первые дни). На 15—20-е сутки процент выводимого ДДТ опять снижался примерно до 100 и оставался примерно на этом уровне. Таким образом, усиление выведения ДДТ из организма следует рассматривать как^втодое^ звено защитной функции организма, обладающее большой эффективностью. За 5—10 дней количество выводимого ДДТ из организма увеличивается в 3—5 раз, а при установившемся равновесии со 100% эффективностью организм способен выводить ДДТ, поступающий в дозе как 1 мг/кг, так и 5 мг/кг. Уместно отметить, что функционирование этого второго звена может продолжаться сравнительно длительное время без изменений. В наших опытах наблюдение продолжалось 15—20 дней, а по данным Woodard и соавт., организм с одинаковой эффективностью выводил ДДТ вплоть до 54—90-го дня наблюдения при дозах 2,6—5,6—11,2 мг/кг. По данным Hayes и соавт., в опытах на людях ДДТ выводился свыше года при дозах 35, 3,5 и 0,18 мг, вводимых ежедневно.
Однако этот барьер обладает еще большей инерционностью, чем жировой. В основе защитного действия в данном случае лежит активизация син-
ß
теза микросомального белка в клетках печени и индукции ферментов в микросомах (Соппеу и соавт.). Этот процесс растянут во времени; на развитие ферментной индукции, например при однократном введении ДДТ в дозе 25 мг/кг, требуется 48 часов, а усиление этой реакции происходит через 3—4 суток (Morel 1о).
Эти механизмы лежат в основе третьего защитного звена барьерной функции организма — усиление метаболизма и детоксикации ДДТ. Если в первый период интоксикации ДДТ поступает в жировую ткань в основном в неизмененном виде, то в дальнейшем он включается в жировую ткань как ДДЭ, а выводится из организма в виде его малотоксичных продуктов— ДДЭ и ДДУ (Ortelee). Весьма возможно, что увеличение выведения ДДТ и его более растворимых продуктов с мочой к 10—15-му дню исследования объясняется именно этими процессами.
Таким образом, на примере действия такого высококумулятивного вещества, как ДДТ, в опытах по изучению его кумулятивных свойств можно проследить, как и в какой последовательности развиваются звенья единой цепи защитной деятельности организма. Для него оказалось характерным сравнительно быстрая и весьма выраженная активизация всех доступных учету защитных звеньев обмена. В начальном периоде интоксикации, а для малых доз и в более отдаленные сроки было характерно превалирование реакций адаптации над явлениями полома. Для дозы 25 мг/кг к 15-му дню уже были выявлены элементы полома, выражающиеся в истощении первого звена — жирового барьера. После кратковременного периода равновесия наблюдался новый подъем содержания ДДТ в жире до максимально возможных пределов насыщения (до 1400 мг/кг у отдельных животных). При этом у 2 погибших животных, получавших эту дозу, почти полностью отсутствовала жировая ткань, а у 4 оставшихся отмечалось уменьшение запаса жира в организме. В дальнейшем возможно приостановление и полное прекращение ферментной индукции, что может привести к постепенному повышению содержания ДДТ в жизненно важных органах.
Итак, с нашей точки зрения, под кумулятивным эффектом следует понимать сочетание процессов накопления вещества или элементов полома функций организма и ответной адаптационной реакции на токсический агент. При этом кумулятивность вещества будет зависеть от количества включенных звеньев адаптационных механизмов, их мощности, а степень куму-лятивности — от скорости истощения этих механизмов. При оценке кумулятивных свойств веществ должно учитываться соотношение в организме элементов полома и адаптации его функций.
Полученные результаты дают возможность отрицательно отнестись к использованию больших доз в опытах по кумуляции. При однократном введении массивной дозы (1/5 LD50) мы наблюдали быстрое включение ДДТ в заметных количествах в жизненно важные органы, в то время как защитные звенья еще не включились. В это время возможна и прямая инактивация одного из защитных барьеров — микросомальных ферментов печени (Morello). Следовательно, большие дозы (на уровне 1/5 LD50) могут вызывать видимый токсический эффект, минуя и не активизируя защитные барьеры, что совершенно исключено при действии малых, реально встречающихся во внешней среде доз ДДТ. Очевидно, именно эти причины лежат в основе неудачных опытов по кумуляции с гибелью части животных в начале эксперимента и выживанием остальных, несмотря на суммарное получение нескольких смертельных доз. В то же время при использовании больших доз может меняться характер кумулятивных свойств вещества. Например, как мы убедились, ДДТ в малых дозах способен в относительно большей степени кумулироваться в организме.
Наконец, время наблюдения в опытах по кумуляции не должно ограничиваться ни часами (А. В. Налегатская), ни 1—10—14 сутками, как это рекомендуется в некоторых методических схемах количественной оценки кумулятивного эффекта (К. К. Сидоров). Нужно учитывать, что для
развития феномена ферментной индукции может понадобиться 3—5 дней и больше, а установление процесса равновесия, как наблюдалось в наших опытах наступило только на 10—15-й день. Таким образом, для включения и функционирования всех защитных звеньев в условиях повышенной их активности может понадобиться 2—3 недели, а последующее их истощение потребует еще дополнительное время..
ЛИТЕРАТУРА
Налегатская А. В. Фармакол. и токсикол., 1961, №1, с. 30.—Сидоров К. К. В кн.: Токсикология новых промышленных химических веществ. JI., 1967„ v. 9, с. 19. —С п ы н у Е. И. В кн.: Материалы Научного симпозиума по токсикологии и гигиене ядохимикатов, применяемых в сельском хозяйстве. Ташкент, 1964, с. 18. — Conney А. Н., Welch R.M., Kuntman R. etal. Clin. Pharmacol. Ther., 1967, v. 8, p. 2. — Haves W. J., Durham W. F., Cueto C. et al. J. A. M. A., 1956, v. 162, p. 890. — Hukuhara Т., Arch. exp. Path. Pharmak., 1962, Bd 242, S. 522. — H u k u h а г а Т., H e у e D. et al. Ibid, S. 540. — Майер-Боде Г. Остатки пестицидов. Инсектициды. М., 1966. — М о г el 1 о A., Canad. J. Biochem., 1965, v. 43, p. 1289. — Or t el ее M. F. et al. Arch. Industr. Hlth, 1958, v. 18, p. 433. — S a v e 1, Prod. Dharm., 1958, v. 13, p. 9. — Woodard G., Davidow В., L e h m a n A. I., Industr. Eng. Chem., 1948, v. 40, p. 711.
Поступила 3/1V 1969 г»
ASSESSMENT OF THE MECHANISM OF THE CUMULATIVE ACTION OF TOXIC
SUBSTANCES
J f ~ ' * . щМ |/ j | . ^ * " . •
G. N. Krasovsky, S. A. Shigan
A study of the cumulative properties of DDT in case of its daily introduction into the body in various doses and an investigation of its accumulation and excretion from the body point to the possible existence of at least three barrers that provide protection of the body »rom toxic substances; the fat barrier, the intensification of the excretion of toxic substances from the body and the acceleration of its dissociation into less toxic substances. Evidently* the cumulative effect of substance consists of a combination of processes of accumulation of the substance or disturbance of body functions and a reciprocal reaction of adaptation to the toxic agent, manifested in active functioning of all the protective barriers.
УДК 613.63:678.67&
О ТОКСИЧНОСТИ ПРОДУКТОВ ПРОИЗВОДСТВА КАПРОЛАКТАМА ПРИ ИХ РАЗДЕЛЬНОМ И КОМБИНИРОВАННОМ ДЕЙСТВИИ
В. А. Савелова, А. Н. Сергеев
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Зрисмана
Капролактам широко используется в промышленности для получения синтетического волокна капрона и полиамидных смол. При производстве капролактама образуется значительное количество промышленных сточных вод, загрязненных органическими веществами. Для 12 содержащихся в сточных водах продуктов на основании экспериментальных данных установлены гигиенические нормативы содержания их в воде водоемов, из них 8 веществ нормируются по токсикологическому признаку вредности: бензол, анилин, адипат натрия, циклогексан, циклогексанон, циклогексанол, циклогексаноноксим и циклогексен.
Исследованиями, проведенными Институтом им. Ф. Ф. Эрисмана совместно с Кемеровской областной санэпидстанцией, установлено, что в результате сброса сточных вод производства капролактама в реке Томи в пунктах водопользования систематически в течение 1964—1967 гг. обнаруживались химические вещества, характерные для сточных вод производства (В. А. Савелова и К. О. Ласточкина; В. А. Савелова и соавт.).
