К УСКОРЕННОМУ ПРОГНОЗИРОВАНИЮ БЕЗОПАСНЫХ УРОВНЕЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАЛОРАСТВОРИМЫХ ПЫЛЕЙ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Определение ДИФА в воде проводят методом, аналогичным описанному, при этом используют стандартный раствор вещества в бензоле концентрации 100 мкг/мл. Однако условия определения ДИФА имеют отличия: температура термостата колонок 210 °С, детектора 250 °С, время удерживания ДИФА 2 мин 15 с.

Опыты по количественному определению МФА и ДИФА в одной пробе при определенных условиях в изотермическом режиме и режиме программирования температуры к желаемому результату не привели. Так, в изотермическом режиме при температурах нагрева колонок 140, 160 и 180 °С хроматографический пик ДИФА сильно размыт, а при 190, 200 и 210 °С пик МФА на хроматограмме не отделяется от пика растворителя. В режиме программирования температуры от 140 до 210 °С наблюдается интенсивное отклонение нулевой линии на всю шкалу, в связи с чем анализируемую пробу следует делить на две порции и в одной из них определять МФА, в другой — ДИФА.

Предел обнаружения ДИФА 0,01 мкг в анализируемом объеме пробы. Линейно-динамический диапазон зависимости площадей пиков от концентраций МФА и ДИФА равен 50. Определению ДИФА не мешают МФА, фурфуриловый спирт, фурфурол и ацетон.

Литература

1. Данилов В. Б. Гигиена и токсикология фурановых соединений.— Ташкент, 1985.

2. Усманов И. А., Алиев Э. // Гиг. и сан.— 1987.— № 8.— С. 87—88.

3. Ходжаева М. М. // Материалы анализа и контроля качества продукции в химической промышленности.— Ташкент, 1979.— Вып. 5.— С. 38.

А • *

Поступила 17.04.89

Дискуссии

КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1990 УДК 613.633-07:616.2-0571-037

А. Д. Фролова, Е. Л. Долгополова, Т. Г. Мартинсон

К УСКОРЕННОМУ ПРОГНОЗИРОВАНИЮ БЕЗОПАСНЫХ УРОВНЕЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ

МАЛОРАСТВОРИМЫХ ПЫЛЕЙ

НИИ гигиены труда и профзаболеваний, Ленинград

В последнее время отмечается стремление исследователей к получению надежных количественных характеристик пылевых нагрузок на органы дыхания работающих [4] при одновременной разработке подходов к ускоренному обоснованию предельно допустимых уровней их воздействия.

Между тем критерии ускоренного обоснования ПДК нелетучих порошкообразных соединений и материалов четко сформулированы в приложении к ГОСТу 12.007—76 [6] и ограничены лимитированием процентного содержания минеральных компонентов (не более 5 %, в том числе не более 2 % свободной двуокиси кремния), а также низким уровнем острой токсичности при введении пыли в желудок и брюшную полость (ЬОбо более 10 и 5 г/кг соответственно). Более того, для таких малотоксичных и наименее фиброгенных аэрозолей наибольшая величина по общей массе пыли в воздухе рабочей зоны не должна превышать установленную для них ПДК, равную 10 мг/м3. Поэтому, на наш взгляд, задача ускоренного регламентирования малорастворимых пы-лей значительно облегчена и сводится к скринингу относительно безвредных аэрозолей с обоснованием для них ПДК, равной 10 мг/м3. Вместе с тем для прогнозирования ОБУВ малорастворимых пылей гигиеническая значимость параметров острой токсичности ограничена [9], поэтому предварительный скрининг относительно безвредных среди вновь вводимых в промышленность малорастворимых порошкообразных соединений, вероятно, определяется оценкой их биологической активности по цитотоксическому эффекту. О значении показателей цитотоксичности пылей в проблеме ускоренного тестирования фиброгенных свойств промышленных аэрозолей и для решения задач ускоренной гигиенической регламентации свидетельствуют публикации в отечественной литературе последних лет [1, 8].

В поисках наиболее адекватной клеточной модели для прогнозирования сравнительной цитотоксичности в опытах

in vitro был использован экспресс-метод И. М. Шнайдмана и соавт. [10]. Материалом для исследования цитотоксичности in vitro послужили альвеолярные макрофаги (AM), полученные от интактных крыс. Животных умерщвляли методом «струны», извлеченные легкие тщательно отмывали от крови в физиологическом растворе и измельчали с помощью давилки-пресса. Полученную взвесь AM отмывали от крови в среде 199 (центрифугирование при 4°С, 3000 об/мин в течение 5 мин); для освобождения от эритроцитов использовали осмотический шок. Полученную таким образом взвесь клеток ресуспендировали на магнитной мешалке и разливали равными порциями в пробирки с навесками пылей из расчета 1 мг/мл. После трехчасовой инкубации проб при 37 °С подсчитывали клетки в камере Горяева. Убыль клеток выражали в процентах по отношению к средней величине контрольных показателей (проба без навесок пылей), принятой за 100.

Для исследования были взяты образцы пыли пара-ксилиле-нов: ди-пара-ксилилен (Д-2), дибром-ди-пара-ксилилен (ДБК) и дихлор-ди-пара-ксилилен (ДХК). LD50 при введении в желудок Д-2 равна 23,6 г/кг, ДХК — 26,3 г/кг, ДБК— 8,64 г/кг. Введение в брюшную полость пара-ксилиленов в дозе 5 г/кг не приводило к гибели животных.

Одновременно проводили исследования с эталонными образцами малорастворимых пылей — преимущественно фибро-генного (кварцевая пыль Люберецкого карьера) и общетоксического (триптофан, метионин, глицин, цистин, танин) действия с установленным классом опасности, относительно безвредной пыли — талька. Пыль дисперсностью до 5 мкм составляла 95 %.

Как видно из табл. 1, образцы исследованных пылей малотоксичных соединений пара-ксилиленов имеют сходство в ответных реакциях с индифферентной пылью (тальк). Цито-токсические свойства кварцевой пыли, а также ряда пылей,

*

>

*

Таблица 1

Убыль AM, экспонированных образцами малорастворимых

пылей (в % к контролю)

Название пыли

Класс опасности

Танин

Цистин

Триптофан

Метионин

Глицин

Кварц

Тальк

Д-2

ДХК

ДБК

20 18 19 17 19 10 25 10 9 9

59,35 77,38 72,63 71,02 71,58 77,90 88,00 80,89 82,99 81,21

52,25 66,42 62,97 61,78 59,82 61,70 83,53 72,31 68,21 74,39

1

2 2 5 5 1 10

2-й 3-й 3-й 3-й 3-й

3-й

4-й

Примечание.

данные отсутствуют.

относящихся ко 2—3-му классам опасности, отличались от таковых (по ответным реакциям АМ) порошков пара-ксилиле-нов. Использование образцов пылей, относящихся к разным классам опасности, позволило градировать ответные реакции АМ в опытах \п уЛго и создать шкалу относительной биологической активности пылей по цитотоксическому эффекту. При содержании макрофагов в образцах клеточной взвеси от 80 % и выше исследуемые пыли можно отнести к 4-му классу опасности. Уровень сохранившихся АМ, равный 60— 80%, соответствует 3-му классу опасности, а ниже 60% — 1—2-му классам опасности химических веществ.

Один из недостатков экспериментов на клеточных моделях состоит в невозможности оценить процесс элиминации частиц, существенный для проявления токсических свойств, в том числе и для формирования фиброгенного эффекта [11]. Способность к самоочищению легких оценивается при цитологических исследованиях бронхолегочного перфузата [2]. Поэтому цитотоксические свойства малорастворимых соединений, отнесенных нами по результатам опытов т у^го к 4-му классу опасности, изучали также по морфофункцио-нальному состоянию клеточной популяции бронхолегочного лаважа. С этой целью в приготовленных мазках из бронхолегочного перфузата белых крыс, подвергнутых интратра-хеальному воздействию порошками пара-ксилиленов, при мик-роскопировании с иммерсионным объективом просчитывали 200 клеток для определения соотношения между нейтрофиль-ными лейкоцитами (НЛ) и АМ [7]. О выраженности фагоцитарной реакции АМ судили по отношению содержания фагоцитировавших пыль АМ к общему количеству подсчитанных [5]. Исследование указанных показателей функционального состояния АМ проводили на 3—14-е сутки после однократного введения ди-пара-ксилиленов.

Как видно из представленных материалов (табл. 2), при действии всех исследованных пылей на 3-й сутки после введения их в трахею имели место однотипные количественные и качественные изменения альвеолярного фагоцитоза. Отмечалось повышение интенсивности фагоцитоза, сопровождающееся уменьшением числа АМ при увеличенном количестве НЛ, и соответственно увеличение коэффициента НЛ/АМ. На 14-е сутки выявленные изменения исчезали (действие пылей Д-2 и ДБК), сохраняясь лишь в бронхо-легочном перфузате, полученном от животных, подвергшихся воздействию пыли ДХК. В перфузате этой группы животных отмечено увеличение числа АМ при неизмененной интенсивности фагоцитоза, уменьшение количества НЛ и соотношения

НЛ/АМ. Сравнение выявленных изменений бронхолегочного перфузата животных, вдыхавших пыли пара-ксилиленов, с мор-фофункциональными изменениями, возникшими от эталона фиброгенной пыли (БЮг), показало, что имело место однотипное течение альвеолярного фагоцитоза (повышение интенсивности), сопровождавшееся также увеличением количества НЛ и соотношения НЛ/АМ. Следует отметить, что даже при сходстве выявленных реакций обнаружены существенные ко-

личественные различия в степени выраженности усиления интенсивности фагоцитоза и длительности сохранения установленных изменений. В противоположность пара-ксилиленам — веществам со слабо выраженными цитотоксическими свойствами — кварцевая пыль [5] вызывала увеличение интенсивности фагоцитоза, сохраняющееся, по нашим данным, через 1 мес и составляющее к этому сроку 204 % от контроля. При этом также отмечалось существенное возрастание количества НЛ и соотношения НЛ/АМ. Аналогичные данные о длительно сохраняющемся изменении фагоцитарной реакции клеточной взвеси бронхолегочного перфузата были получены после однократного введения в трахею токсичной пыли .— свинецсодержащего электровакуумного стекла [3].

Таким образом, показателями цитотоксических свойств пыли по результатам анализа морфофункционального состояния бронхолегочного перфузата являются как степень выраженности первичных реакций фагоцитирующих клеток, так и длительность сохранения этих изменений, приводящих к нарушению механизма самоочищения легких.

Исследованные нами пыли малорастворимых соединений пара-ксилиленов, судя по обратимости первичных изменений цитологических показателей бронхолегочного перфузата (см. табл. 2), характеризуются слабо выраженными цитотоксическими свойствами. Обнаруженные количественные и качественные изменения альвеолярного фагоцитоза бронхолегочного перфузата могут быть расценены как реакции механизма самоочищения легких в ответ на поступление индифферентных пылей. Об этом же свидетельствуют и данные гистологических и рентгенологических исследований, показавших постепенное восстановление к 14-му дню наблюдения реакции раздражения альвеолярного эпителия и бронхиол, а также исчезновение воспалительных изменений легочной ткани.

Таким образом, комплексное исследование цитотоксичности малорастворимых пылей, оказывающих слабое токсическое действие (класс ЗА в соответствии с классификацией пылей по выраженности токсического эффекта в остром опыте) в опытах in vitro и по результатам цитологических показателей бронхолегочного перфузата в опытах на животных, дает возможность провести предварительный скрининг их относительной безвредности.

Таблица 2

Морфофункциональные показатели (в %) бронхолегочного перфузата экспериментальных животных после однократного интратрахеального введения пара-ксилиленов (Л1=Ьт)

Исследуемое вещество Срок исследования, сутки

Показатель 3-й 14-е

Интенсивность фагоцитоза АМ Контроль 14,8± 1,91 29,5=fc4,07

Д-2 ДХК ДБК Контроль 22,3=1=2,02* 23,2=1=2,39* 32,0=1=3,66* 35,0±2,74 31,8+3,40 35,0=1= 3,95 38,7±5,65 22,6=1=2,02

НЛ Д-2 ДХК ДБК Контроль 24,8=1=3,35* -20,5± 1,94* 23,7=1=2,77* 64,7=1=4,19 24,3=1=3,18 29,54=3,14* 22,5+2,74 77,4=1=3,55

НЛ/АМ Д-2 ДХК ДБК Контроль 74,9±3,45* 79,2 ±1,94* 76,2=1=2,77* 2,05±0,16 75,2=1=3,10 70,0=1=2,74* 77,7=1=2,74 4,07=1=0,93

Д-2 ДХК ДБК 5,00 ib 1,27* 4,18=1=0,42* 4,47=bl,0* 3,63=i=0,90 9,02=1=0,67* 4,38=1=0,95

Примечание, контролем (/?<0,05).

Звездочка — достоверные различия с

Выводы. 1. Экспресс-метод исследования цитотоксично-сти малорастворимых соединений является адекватной клеточной моделью для прогнозирования сравнительной цито-токсичности аэрозолей.

2. Длительность существования морфофункциональных изменений бронхолегочного перфузата после однократного введения пылей в трахею экспериментальных животных служит показателем степени выраженности цитотоксических свойств аэрозолей.

3. Одновременное исследование в опытах in vivo и in vitro цитотоксичности малорастворимых пылей может быть рекомендовано для предварительной оценки относительной безвредности аэрозолей с обоснованием для них ПДК, равной 10 мг/м3.

Литература

1. Безрукавникова Л. В., Купина Л. М., Архипова О. Г., Еловская Л. Т. // Ускоренные методы санитарно-гигиенического нормирования вредных веществ в воздухе рабочей зоны.— Ереван, 1988.— С. 167—168.

2. Быховский А. В., Коровников Т. С. // Патогенез пневмо-кониозов.— Свердловск. 1970.— С. 341—361.

3. Долгополова Е. Л. // Актуальные вопросы теоретической и прикладной токсикологии.— М., 1988.— С. 177—128.

4. Еловская Л. Т. // Гиг. труда.— 1988.— № П.— С. 4—7.

5. Ельничных Л. Н. // Профессиональные болезни пылевой этиологии.— М., 1974.— Вып. 2.— С. 114—121.

6. Измеров Н. Ф., Корбакова А. И., Каспаров А. А. Научно-методическое обеспечение государственного санитарного надзора в области гигиены труда на современном этапе.— М., 1987.

7. Кацнельсон Б. А. // Профессиональные болезни пылевой этиологии.— М., 1986.— С. 4—9.

8. Кацнельсон Б. А. Привалова Л. И., Балезин С. Л., Константинова Л. И. // Ускоренные методы санитарно-гигиенического нормирования вредных веществ в воздухе рабочей зоны.— Ереван, 1988.— С. 48.

9. Чекунова М. П., Фролова А. Д. // Гиг. и сан.— 1982.— № 3.— С. 69—71.

10. Шнайдман И. М., Алтьшбеков Б. Е., Долгополова Е. Л. // Гиг. труда.— 1978.— № 10.— С. 54.

11. Gormlei /. Р., Brown R. С., Chamberlain D. R. // Ann. occup. Hyg.— 1980.— Vol. 23, N 2.— P. 225—228.

Поступила 03.09.89

КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1990

УДК 616-057-02:613.632

В. Н. Чекаль, В. И. Сватков, Н. Г. Митрофанова, К. А. Рапопорт, Н. Д. Семенюк, И. В. Мудрый,

А. А. Сафиулин

• — • • * * * * А

О ПУТЯХ РАЗВИТИЯ ТЕОРИИ КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ

СОЕДИНЕНИЙ НА ОРГАНИЗМ

НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва; Республиканский научный гигиенический центр

Минздрава УССР, Киев

i

Рекомендации по изучению комбинированного действия (КД) химических веществ [6] подводят своеобразный итог методическим достижениям отечественной гигиены в этой области. Важная отличительная особенность рекомендаций состоит в том, что в них не только отражены подходы и методы, но и определены перспективы развития исследований, направленных, в частности, на разработку теории КД (п. п. 1.4, 2.9 и 2.9.1 [6]). Рекомендации не содержат, однако, предложений о путях развития этой теории. Обратимся к другому документу, вышедшему в ООН несколькими годами раньше [2]. В п. 221 Приложения Ь тома II говорится, что «существующие методологии... могут быть расширены для целей обобщенной вероятностной оценки экспериментальных результатов..., что ведет к более полному количественному описанию коэффициентов взаимодействия» [2]. Проанализируем, как можно воспользоваться этими рекомендациями для развития перспективных предложений [6].

По утверждению рекомендаций [6], теория КД должна развиваться на основе понимания его механизмов, с тем чтобы уже на данном этапе изучения КД можно было бы устанавливать основной тип его в эксперименте (п. 1.4). Речь идет об основном типе КД потому, что даже в одном и том же эксперименте он может меняться в зависимости от условий эксперимента [6, 7], в том числе от одного показателя состояния организма (ПСО) к другому, а при исследовании данного ПСО — также от одних органов и систем организма к другим (п. 1.11) [6]. Такой синергоантаго-низм (термин 3. Леве) [3] — характерное свойство КД, и его, как нам представляется, в будущем следовало бы представлять в виде какой-то обобщенной оценки [2], а не вырывать из синергоантагонизма лишь один основной тип КД. И тогда, приводя к единой оценке (лучше — мере) всю совокупность исследованных ПСО, мы представим организм, подвергшийся комбинированному воздействию, как единое целое. О состоянии организма говорится также и в последнем пункте (п. 2.10) рекомендаций. В настоящее время уже

со(кд)

Данные подходы могут войти в будущую теорию КД..

разработаны подходы, алгоритм и начальные элементы программ для ЭВМ для сведения множества ПСО в обобщенную меру состояния организма при КД — ОМС(2^д) [4].

Тогда

«прямое количественное сопоставление... сдвигов отдельных функциональных, морфологических и биологических показателей интоксикации» (п. 2.8.5 [6]) будет состоять в определении ковариационных и корреляционных отношений между ПСО, так как это необходимо в соответствии с теорией вероятностей учитывать при обобщении (сведении) множества ПСО, чтобы оценка КД была не только обобщенной, но и вероятностной [2].

Сама обобщенная вероятностная оценка может быть многовариантной — принимающей не единственное решение. Чтобы этого не произошло, ее следует сделать адекватной по отношению к поставленной цели. Основной целью гигиенических исследований являются нормирование, гигиеническая регламентация (п. 1.10 [6]). На настоящем этапе этот пункт рекомендаций указывает, что «следует исходить из выбранного в соответствии с рекомендациями пункта 1.9 основного типа комбинированного действия». Однако в перспективе ориентация на основной тип КД будет противоречить самой сути вероятностной оценки.

О возможности появления синергоантагонизма как специфического свойства КД по отношению к отдельным ПСО в полном согласии с рекомендациями [6] следует сделать одну существенную оговорку. Получив обобщенную оценку организма в целом по совокупности исследованных ПСО, мы обязаны рассмотреть этот организм в качестве члена популяции (генеральной совокупности), т. е. придать обобщенной оценке вероятностный характер. Назовем такую оценку обобщенной вероятностной мерой — ОВМсо(кд) [8]: в ней должны быть сведены все свойства КД, только одно из которых отражается величиной коэффициента КД — Ккд.

Выборочное значение Ккд, полученное в эксперименте, можно распространить на популяцию. Интегральную вероят-

%

т