CC BY
4
Итак, наша позиция заключается в следующем. Оценка физического развития по показателям антропометрии не является информативной по отношению к уровню здоровья индивидуума. Мало того, «статистический норматив», на котором она основана, способен затушевывать отклонение от объективной нормы, каким является сейчас избыточная масса тела растущего организма. Весьма перспективным для оценки «нормы развития» является критерий энерговооруженности, реальное суждение о котором может быть вынесено на основании уровня развития физического качества общей выносливости.
Вот по этим позициям и следует вести дискуссию, желательно вооружаясь цифровыми данными.
Литература. Афанасьев Б. Г. — Труды Воен.-мед.
акад. им. С. М. Кирова, 1968, т. 179, с. 229—234. Бауэр Э. С. Теоретическая биология. М.—Л., 1935. Башкиров П. Н. Учение о физическом развитии человека. М., 1962.
Бунак В. В. — Учен, записки Моск. ун-та, 1940, т. 34, с. 7—57.
Шмальгаузен И. И. — В кн.: Рост животных. М.—Л., 1935, с. 61—73.
Поступила 29.03.83
УДК б 13.632-092.9-4-615.9.057.070.91(049.2)
А. Д. Фролова, Э. А. Дворкин, М. Б. Лисман
К ПРОБЛЕМЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОГА ОДНОКРАТНОГО ДЕЙСТВИЯ В ГИГИЕНИЧЕСКОЙ токсикологии
НИИ гигиены труда и профессиональных заболеваний, Ленинград
К настоящему моменту у исследователей сложилось отношение к порогу однократного действия как к вспомогательному параметру при решении вопросов, связанных с выбором уровней воздействия в хроническом эксперименте. Причинами столь скромного вклада порога острого действия в прогнозирование безопасных уровней являются его надежность, обусловленная большой неопределенностью количественного значения порога острого действия (как правило, ЕД50 не определяется), различием методической оснащенности экспериментаторов, равно как и неодинаковый подход к оценке одного, даже самогб чувствительного, показателя.
Согласно современным представлениям (И. В. Са-ноцкий), порог вредного действия веществ формулируется как «такая минимальная концентрация в объекте внешней среды, при воздействии которой в организме (при конкретных условиях поступления вещества) возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология». В соответствии с «Методическими указаниями к постановке исследований для обоснования санитарных стандартов вредных веществ» устанавливать порог однократного действия следует по изменению биологических показателей на уровне целостного организма. В то же время М. А. Пини-гин и Г. Н. Красовский справедливо отмечают, что «наряду с достаточно ясным представлением о пороге действия химического фактора практическое нахождение этих величин даже в экспериментальных исследованиях является весьма сложной задачей».
Как правило, при регламентировании промышленных ядов порог однократного действия определяется или по одному наиболее чувствительному из имеющихся в арсенале исследователя методов, или
по диапазону отреагировавших на воздействие показателей. Еще одним из узких мест при определении порога острого действия является принцип, основанный на моделировании производственных условий (однократная 4-часовая ингаляция с последующим снятием показателей — И. В. Саноц-кий). Однако последнее решение поставленной задачи при ориентации на первичные физиологические реакции как признак пороговых эффектов острого действия не всегда может способствовать их выявлению в ответ на однократное воздействие-химического фактора.
С нашей точки зрения, при установлении порогов острого действия ксенобиотиков наиболее адекватно использование фармакокинетической модели, позволяющей оценить первичные физиологические реакции в зависимости от токсикокинети-ки яда в организме. Отсюда сторонники фармако-кинетического подхода к оценке пороговых эффектов исходят не из экспозиции, моделирующей продолжительность рабочего дня (4 ч), а из выявления зависимости между уровнем яда в организме в момент достижения равновесной фазы и ответной первичной рефлекторной реакцией (Е. И. Люблина; М. И. Михеев и А. Д. Фролова).
Широкая дискуссия последних лет по проблеме пороговости действия химических соединений на целостный организм тесно связана с дискуссией по проблеме гомеостаза. Для установления порога токсического эффекта с учетом гомеостатических и компенсаторных механизмов при обратимости биохимических, функциональных, морфологических показателей экспертами ВОЗ предлагается использовать комплекс показателей функционального состояния регуляторных систем или систем, ответственных за жизнеобеспечение. В этом плане интересно также предложение Р. М. Баевского об использовании в качестве быстрореагирующей си-
Таблица 1
Изменение некоторых показателей составления нервной системы крыс при внутрибрюшинном введении пропанола
и октанола
Вещество СПП Норковый рефлекс ЭЭГ
А Б А Б А Б
Пропанол Октанол + — , + + + + + —
менений биоэлектрической активности различных отделов головного мозга.
Проверка изложенных выше подходов к установлению порогов острого действия нами была осуществлена на модели, наиболее адекватной ингаляционному пути поступления — при внутрибрюшинном введении крысам частей наркотической EDM на примере соединений с различными физико-химическими свойствами, а именно на веществах, относящихся к III и VII асимметричным группам системы неэлектролитов Н. В. Лазарева. Пороги острого действия пропанола (Illa) и октанола (Vila) после однократного внутрибрюшинного введения 1/10 и 1/100 наркотической EDM определяли путем регистрации изменений суммационно-поро-гового показателя (СПП), показателя поведения (норковый рефлекс) и биоэлектрической активности ( электроэнцефалограммы — ЭЭГ) зрительной области коры таламуса, гипоталамуса и ретикулярной формации среднего мозга.
Биоэлектрическую активность указанных областей мозга регистрировали с помощью электроэнцефалографа ЭЭГ16-03. Сигналы биопотенциалов мозга вводили через аналого-цифровой преобразователь АЦПМ-1 в ЭВМ «Электроника 100-25» для последующей математической обработки. Статистическую обработку СПП проводили с помощью критерия t Стьюдента, результаты поведенческого теста оценивали непараметрическим критерием Вилкоксона — Манна — Уитни. Показатели дисперсии ЭЭГ подвергали анализу с помощью метода канонических корреляций и последующего ди-скриминантного анализа полученных коэффициентов канонических корреляций (Б. Болч и
Таблица 2
Изменение различных показателей функционального состояния ЦНС белых крыс после однократного внутрибрюшинного введения 1/10 наркотической ЕД50 октанола и пропанола (*+Sx, л = б)
Примечание. А и Б — соответственно 1/10 и 1/100 наркотической ЕДИ'. плюс и минус — соответственно наличие и отсутствие достоверных изменений (Р <0,05) по сравнению с контролем.
стемы, ответственной за жизнеобеспечение, сердечно-сосудистой системы, состояние которой оценивается по изменению электрофизиологических показателей. При этом предлагается порогом вредного действия считать реакцию, обнаруживаемую на стадии неудовлетворительной адаптации, рассматривая ее как границу нормы и патологии. Являясь сторонниками оценки пороговых эффектов на уровне целостного организма, мы выбрали для установления пороговых эффектов изучение функционального состояния ЦНС, считая, что нервная система в силу своих морфологических и структурных особенностей является интегративной системой, отражающей состояние регулирования организма в целом. Полагая, что с помощью многомерной математической статистики можно более полно описать состояние системы в целом, исходя из состояния ее составных частей, мы использовали методы многомерного дискриминантного анализа и метод канонических корреляций при интерпретации из-
Показатель Время наблюдения, мин
ство б 16 30 60 120 180 240
Пропанол Октанол СПП, В Норковый рефлекс, число заглядываний ЭЭГ, О2 Махаланоби- са ССП, В Норковый рефлекс, число заглядываний ЭЭГ, О2 Махалано-биса 3,52±0,53* 14,7±2,51 2,08+0,37 5,12+1,20 10,75±1,2* 1,05±0,15 5.90+0,92 17,1+3,12* 4,91 ±0,91 4,00±0,37 13,2+1,89* 1,34+0,22 5,58+0,38 10,33+2,23* 7,39+0,9** 4,87±0,45 17.7+2.21* 2,79+0,34 5,19±0,23 27,0± 1,92* 4,38+0,62 5,55+0.62 12,1±1,15* 4,28+0.5 6,00+0,65 27,3+2,25* I,98+0,13 5,37±0,68 II,7+1,15* 6,67±0,42** 6,07+0,59 22,3+2,45 1,29+0,16 5,02+0,53 14,1± 1.09* 6,89+0,16** 4,16+0,64 24,5+2,15 0,94±0,39 5,39+0,31 Ю,2±1.1* 7,4+0,33*
Контроль СПП, В Норковый рефлекс заглядываний ЭЭГ, О2 Махалано-биса 6,19±0,44 16,7±2,71 1,56+0,37 6,4+0,98 25,3±3,84 1,52+0,34 5,21+0,75 22,2+2.4 2,15+0,35 5,17±0,21 20,8±2,26 1,7±0,48 5,45+0,46 21,7+2,90 2,04±0,34 5,71±0,46 23,9+2,12 2,06+0,38 4,48+0,51 25,6±2,34 2,41+0,37
Примечание. Одна звездочка — наличие достоверных изменений (Р<0,05) по сравнению с контролем, две звездочки — статистически значимые (Я <0,05) различия О2 Махаланобиса по критерию х2 относительно исходного уровня.
К. Дж. Хуань. «Сборник научных программ на фортране»),
В табл. 1 представлены результаты изменения выбранных показателей ЦНС под влиянием исследуемых веществ в течение 4-часового периода наблюдения после однократного внутрибрюшинного введения. Достоверные изменения при действии выбранных доз, наблюдаемые по всем трем показателям, совпадали при введении водорастворимого соединения — пропанола. Отсутствие изменений СПП при введении жирорастворимых соединений в выбранных дозах свидетельствует о малой информативности этого показателя, а изменения на уровне 1/100 наркотической ЕЭ^ указывают на то, что норковый рефлекс оказался самым чуствн-тельным.
Таким образом, подводя итоги, можно сказать, что использование СПП для оценки пороговых эффектов веществ, обладающих растворимостью в жирах, является неоправданным вследствие его малой чувствительности. В то же время применение такого интегрального показателя состояния организма, как поведение, является более предпочтительным при исследовании жирорастворимых веществ (октанола). Мы попытались сопоставить обнаруженные изменения с кинетикой исследованных спиртов в организме.
Согласно результатам исследований М. И. Ми-хеева и А. Д. Фроловой, фаза динамического равновесия (момент максимального накопления яда в организме) для водорастворимых спиртов после внутрибрюшинного введения наступает через 5 мин и сохраняется в течение 30 мин; для жирорастворимых спиртов динамическое равновесие наступает через 1 ч, сохраняясь на практически постоянном уровне в течение 6 ч. Расчет ЕТ50 (среднеэффек-тивного времени достоверного проявления эффектов) соединений показал, что по изменению ЭЭГ оно равно 16,25 мин для пропанола и 100 мин для октанола.
Как показали результаты наших исследований (табл. 2) и рассчитанные значения ЕТ50, изменения ЭЭГ при концентрациях веществ в организме, создаваемых от введения 1/10 наркотической ЕО50, находились в строгом соответствии с временем максимального накопления яда в организме и повторяли экспоненту накопления яда в тканях мозга.
Анализ функции ЦНС по СПП и норковому рефлексу в процентах от контроля для жирорастворимых соединений (октанола) показал, что изменения указанных функций не зависят от нарастания в организме содержания данных ксенобиотиков. В противовес указанным результатам изменения интегративной функции ЭЭГ имели четко выраженную зависимость эндогенная доза — эффект, а эффект на графике выражался экспонентой, практически повторяющей кривую накопления яда в организме. При этом выявленные статистически значимые изменения ЭЭГ в момент достижения равновесной фазы в последующем сохранялись на
практически постоянном уровне и соответствовали максимально возможному уровню яда в крови.
Аналогичные результаты получены и при внутри-брюшинном введении пороговых доз толуола. При этом также в момент наступления равновесной фазы статистически значимые изменения эффекта не нарастали во времени, несмотря на то что количество яда, вызывавшего изменения ЭЭГ, продолжало сохраняться, т. е. как бы создавались условия производственной среды или затравочных камер при 4-часовом постоянном уровне воздействия.
Такое постоянство выявленных различий показателей интегративных функций ЭЭГ при постоянном воздействии максимально возможного уровня поступающего в организм яда в изученной дозе может быть предпосылкой для подтверждения нецелесообразности обязательной 4-часовой затравки при установлении порогов однократного действия. В то же время динамическое наблюдение за изменением функции, имеющей четкую зависимость эндогенная доза — эффект, может быть использовано в качестве объективного критерия вредности при оценке пороговых доз и концентраций. В этом случае отсутствие нарастания значимого эффекта свидетельствует о том, что исследуемый уровень воздействия близок к порогу; исчезновение статистически значимого различия указывает на под-пороговый уровень воздействия, а нарастание — о необходимости снижения действующего уровня. Так, анализ зависимости изменения функции ЦНС в связи с кинетикой поступления 0,01 наркотической ЕО50 октанола показал, что изменения функции носили также экспоненциальный характер, причем максимальное накопление не вызывало статистически значимого эффекта, что позволило однозначно отнести дозу к подпороговой, т. е. к недействующей.
Таким образом, при выборе критериев установления порогов вредного действия следует исходить из результатов исследования такой функции быстродействующей регулирующей системы, изменение которой находится в соответствии с кинетикой яда в организме. Отсюда регистрацию изменений функции следует проводить в динамике, а данные наблюдения за динамикой значимых сдвигов функции в фазу динамического равновесия могут служить показателем наличия или отсутствия вредного эффекта. Вместе с тем можно с уверенностью сказать, что к настоящему времени в проблеме определения порога вредного действия в гигиенической токсикологии больше вопросов, чем ответов на них. По-видимому, решение остающихся вопросов должно базироваться на едином методологическом подходе к определению порога вредного действия с учетом токсикокинетики яда; в качестве показателя порога однократного действия наиболее пригодны изменения, отражающие состояние быстрореагирую-щих регулирующих систем; оценку при этом целесообразнее проводить по комплексу показателей с использованием методов многомерной математической статистики.
С нашей точки зрения, правильный методологический подход к порогу однократного действия повысит его значение при решении вопросов, связанных с определением уровня воздейстия ядов в хроническом эксперименте, позволит более широко использовать его как независимую переменную для расчета ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ) и ПДК во всех средах, а впоследствии, может быть, даст возможность экспериментатору отказаться от проведения традиционного для токсикологов хронического эксперимента с целью регламентирования ядов, не оказывающих специфического действия, и надежно прогнозировать на основании результатов однократных экспериментов.
Выводы. 1. Порог однократного (острого) действия должен устанавливаться на основании изменений функций быстродействующей регулирующей системы, характеризующей состояние организма в целом.
2. Выбор показателя регулирующих систем для определения порогов острого действия должен быть основан на соответствии их изменений кинетике яда в организме, обусловленной в свою очередь физико-химическими свойствами веществ.
3. Повторная регистрация изменений функций в фазу динамического равновесия, т. е. в момент создания максимально возможного уровня яда в организме при изученных внешних дозах или концентрациях, может служить критерием наличия или отсутствия вредного действия.
4. При установлении порогов однократного (острого) действия, ориентированных на оценку ответной первичной рефлекторной реакции, теорети-
УДК 614.777(260):615.
Санитарная охрана прибрежной морской воды в местах массового отдыха в связи с неуклонным ростом населения (в том числе его существенным сезонным приростом), увеличением числа санаторно-курортных и производственно-хозяйственных объектов, что приводит к интенсивному фекально-бытовому и промышленному загрязнению, приобретает важное социально-экономическое значение. На первый план выступают экологический и эпидемиологический аспекты проблемы. Курортный сезон, для которого характерны примерно удвоение численности населения и резкое повышение риска активизации различных факторов (в том числе морской воды), способных привести к распространению кишечных ин-
чески оправдан выбор времени регистрации изменений и продолжительности воздействия в зависимости от физико-химических свойств ядов.
5. В качестве показателей, отвечающих требованиям интегративности и соответствующих кинетике ядов, могут быть предложены данные ЭЭГ, обработанные методом многомерной математической статистики.
6. Подход к определению порогов однократного действия на токсикокинетической основе с использованием интегративных функций является предпосылкой для прогнозирования ПДК и ОБУВ по результатам однократных экспериментов для веществ, не оказывающих специфического действия.
Литература. Баевский Р. М. Прогнозирование
состояний на грани нормы и патологии. М., 1979. Лазарев Н. В. Неэлектролиты. Л., 1944. Люблина Е. И. — В кн.: Ленинградский НИИ гигиены труда и профзаболеваний. Науч. сессия, посвящ. 30-летней деятельности института (1924—1954). Труды. Л., 1957, с. 344—351. Михеев М. И., Фролова А. Д. — Гиг. и сан., 1978, № 6, с. 33—36.
Михеев М. И., Фролова А. Д., Люблина Е. И. — В кн.: Некоторые вопросы экспериментальной промышленной токсикологии. М., 1977, с. 24—28. Пинигин М. А., Красовский Г. Н. — В кн.: Проблема
пороговое™ в токсикологии. М., 1979, с. 7—10. Саноцкий И. В. — В кн.: Принципы и методы установления предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе производственных помещений. М., 1970, с. 9—21. Сборник научных программ на фортране. М., 1974, вып. I. Болч Б., Хуань К. Дж. Многомерные статистические методы для экономики. М., 1979.
Поступила 09.06.83
фекций, требует от органов здравоохранения постоянного контроля качества морской воды, ибо интенсивное ее загрязнение может привести не только к необратимым экологическим сдвигам, но и к учащению кишечных инфекций.
В настоящее время на новом методическом уровне проводится изучение циркуляции, жизнедеятельности, количественных и корреляционных зависимостей между нормируемыми индикаторными и патогенными микроорганизмами, определяющими степень загрязнения и эпидемической опасности морской воды в различных климато-географических зонах.
Из практики
к
Г. В. Карпова
САНИТАРНО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИБРЕЖНОЙ МОРСКОЙ ВОДЫ В КУРОРТНОЙ ЗОНЕ
Республиканская санэпидстанция Минздрава Абхазской АССР, Сухуми
