CC BY
5
УДК «14.72
К ВОПРОСУ О БИОЛОГИЧЕСКОМ ДЕЙСТВИИ НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТОВ АТМОСФЕРНЫХ ФОТОХИМИЧЕСКИХ
РЕАКЦИЙ
Канд. мед. наук Ю. Г. Фельдман Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
В воздухе наших городов присутствуют фотооксиданты (В. А. Попов; Ю. Г. Фельдман и Ф. Ф. Ламперт), образование которых связано со сложными атмосферными фотохимическими реакциями. Проблема влияния оксидантов на живой организм нашла освещение в ряде работ американских авторов1. Вместе с тем эти работы не дают ответа на многие вопросы, интересующие гигиенистов. В частности, остается неясным, каковы пороговые и недействующие концентрации указанных веществ. Нашей задачей было выяснение этого вопроса на примере смеси важнейших продуктов фотохимических реакций в атмосфере — озона, двуокиси азота и формальдегида, в большей степени ответственных, согласно данным Haagen — ¿тЦ, АИзИиПег и др., за раздражающий и общетоксический эффект фотохимического тумана.
Для определения порога запаха смеси необходимо знать пороговые концентрации входящих в нее компонентов. Мы сочли возможным принять этот показатель для озона, равный 0,015 мг/м3 (М. Э. Эглите), поскольку эта величина получена на основе тщательных исследований и очень близка к порогам, найденным другими авторами (01гпа£1; М. Т. Дмитриев). Порог обонятельного ощущения двуокиси азота (0,23 мг/м3) также взят из литературных данных (О. П. Шаламберидзе) с учетом того, что этот порог почти совпадает с аналогичным показателем, приведенным Н. В. Лазаревым (0,2 мг/м3). Однако ввиду того, что П. П. Якимчуком получена более низкая пороговая концентрация (0,1 мг/м3), при оценке комбинированного действия экспериментальных смесей сделаны соответствующие сравнительные расчеты и сопоставления.
Литературные данные о пороге запаха формальдегида разноречивы, что побудило нас подвергнуть их собственной проверке. Установлено, что у наиболее чувствительных лиц минимально ощутимая концентрация не превышает 0,073 мг/м3. Заметим, что наши сведения о пороге запаха формальдегида практически совпали с данными В. П. Мелехиной.
Порог запаха смеси озона, двуокиси азота и формальдегида исследовали по обычной экспериментальной схеме (В. А. Рязанов и соавт.). Содержание озона находили при помощи спектрофотометрического метода с реагентом дигидроакридином (М. Д. Манита и соавт.), для изучения двуокиси азота и формальдегида использовали общепринятые методы (М. В. Алексеева).
Порог обонятельного ощущения определяли с 3 смесями с показателем суммарной концентрации, выраженным в долях пороговых величин для каждого вещества (2,46, 0,98 и 0,74). Проводили наблюдения над 26 практически здоровыми некурящими испытуемыми в возрасте 17—44 лет. Результаты 738 наблюдений показали, что смесь с суммарной концентрацией 2,46 ощущалась всеми лицами. Что касается смеси с показателем суммарной концентрации, близким к единице (0,98), то ответная реакция испытуемых на ее действие была неодинаковой. В то время как для 8 человек эта смесь оказалась неощутимой, 18 лиц воспринимали ее по запаху, хотя и менее отчетливо, чем предыдущую. Третья смесь с показателем суммарной концентрации 0,74 не ощущал по запаху ни один испытуемый. Таким образом, для большинства наблюдаемых пороговой по запаху является
1 Гиг. и сан., 1969, № 4, с. 84—87.
смесь с суммарной концентрацией 1; иными словами, эффект действия этой комбинации продуктов характеризуется полной суммацией. Пересчет экспериментальных смесей, исходя из порога запаха двуокиси азота по П. П. Якимчуку, показывает, что и в этом случае характер действия смесей существенно не меняется.
Следующим этапом нашей работы явилось изучение рефлекторного действия смеси озона, двуокиси азота и формальдегида на электрическую активность головного мозга человека. Для этого мы применили метод взаимодействия условного и безусловного раздражителей (М. X. Хачатурян и В. М. Стяжкин). Под нашим наблюдением находились 5 человек в возрасте 18—32 лет, которые в предыдущих определениях порога запаха были наиболее чувствительными лицами. При составлении экспериментальных смесей мы приняли пороговую концентрацию озона по электроэнцефалографическому тесту, равную 0,01 мг/м3 (М. Э. Эглите), и двуокиси азота в пределах 0,06 мг/м3 (П. П. Якимчук), поскольку указанные авторы в своих исследованиях использовали аналогичную методику электрокортнкального условного рефлекса.
Действие формальдегида на электрическую активность головного мозга не изучалось, в связи с чем нами проведены собственные наблюдения по указанной выше методике над теми же 5 лицами. Испытано действие формальдегида в концентрациях 0,053 и 0,04 мг/м3. Первая из них (неощутимая по запаху) вызывала статистически достоверное снижение амплитуды суммарной энцефалограммы и 0-ритма у большинства испытуемых и может быть расценена как пороговая. Вторая концентрация не оказала влияния на биопотенциалы головного мозга.
Исследуя комбинированное действие смесей озона, двуокиси азота и формальдегида с показателями суммарной концентрации 1,05 (1-я смесь) и 0,74 (2-я смесь), мы нашли, что 1-я смесь у 4 испытуемых обусловила изменение электрической активности головного мозга. Для 1 лица смесь была недействующей. Что касается 2-й смеси, то она оказалась индифферентной (см. таблицу). Следовательно, электроэнцефалографические исследования подобно исследованиям порога запаха позволяют констатировать, что при наличии во вдыхаемом воздухе малых концентраций озона, двуокиси азота и формальдегида наблюдается полная суммация их действия на организм.
Далее мы решили выяснить действие комбинации указанных продуктов в подпороговой по отношению к биотокам мозга концентрации в длительном опыте на животных. С этой целью проведена 3-месячная круглосуточная затравка группы белых крыс-самцов смесью озона, двуокиси азота и формальдегида с показателем суммарной концентрации в долях пороговых в электроэнцефалографических исследованиях, равным 0,85, т. е. мало отличающимся от недействующей. Одновременно другую группу животных затравляли смесью тех же веществ с суммарной концентрацией в 10 раз больше первой (8,5). Третья группа служила контролем. В каждой группе было по 15 животных.
Основываясь на литературных данных, мы для оценки резорбтивно-го действия смесей учитывали следующие показатели: общее состояние и вес животных, моторную хронаксию мышц-антагонистов, активность холинэстеразы цельной крови, морфологию красной и белой крови, артериальное давление, содержание нуклеиновых кислот в тканях, морфоло-
Комбинированное действие озона, двуокиси азота и формальдегида на электрическую активность головного мозга
Испытуемый
С в.
Б. К. Ш.
Показатель суммарной концентрации
+ (а) + (в) + (в) + (а)
Примечание, -(-действие; — отсутствие действия; а — степень достоверности 95%; в — степень достоверности 99%.
гические изменения внутренних органов. Исследования по всем тестам проводили у 5—6 животных каждой группы через 2—3 недели.
Наблюдения за поведением и динамикой прироста веса не выявили каких-либо особенностей у крыс опытных групп. Сдвиги в моторной хронак-сии сгибателей и разгибателей с помощью электронного импульсного стимулятора ИСЭ-1 у животных 1-й группы не обнаружены. У крыс 2-й группы этот параметр претерпел значительные изменения, выразившиеся в удлинении хронаксии сгибателей и укорочении хронаксии разгибателей с 7-й недели затравки.
Для определения холинэстеразы использован колориметрический метод Флейшера и Поупе в модификации Н. Н. Пушкиной. Как показал статистический анализ результатов исследования, под влиянием затравки активность холинэстеразы существенно не изменилась.
Картина красной крови изучена по таким показателям, как содержание эритроцитов, гемоглобина, метгемоглобина и ретикулоцитов. Количество эритроцитов и гемоглобина мы находили с помощью целлоскопа, метгемоглобин определяли по фотометрическому методу, а подсчет ретикулоцитов производили по общепринятой методике. По всем перечисленным показателям смесь с суммарной концентрацией 0,85 является недействующей. Вторая смесь на 3-м месяце эксперимента вызвала достоверное снижение в крови количества эритроцитов. Обращает на себя внимание заметная тенденция к метгемогломинемии у животных 2-й группы по сравнению с контролем, хотя в том и другом случае колебания содержания метгемоглобина не выходили за пределы физиологической нормы.
Содержание лейкоцитов в крови подопытных животных мало отличалось от аналогичного показателя у контрольных крыс. В отличие от этого лейкоцитарная формула была иной. Сдвиги коснулись главным образом формулы крови животных 2-й группы, у которых резко уменьшилось процентное соотношение эозинофилов, рассматриваемых как один из показателей реактивности организма. Существенно снизился также процент лимфоцитов. Вместе с тем заметно увеличился удельный вес сегментоядер-ных и палочкоядерных нейтрофилов.
Уровень артериального давления, измеренный бескровным методом (А. X. Коган), у крыс 1-й группы почти не отличался от уровня контроля. У животных 2-й группы, напротив, на 6-й неделе затравки давление заметно упало и продолжало оставаться пониженным и в дальнейшем. Однако снижение не было статистически достоверным.
Нуклеиновые кислоты (ДНК + РНК и РНК отдельно) исследованы по методу В. В. Рудакова и И. А. Пелищенко в ткани больших полушарий мозга у крыс 1-й и контрольной групп. Изменений у животных 1-й группы не обнаружено. Морфологическая картина внутренних органов крыс этой группы полностью соответствовала той, которая наблюдалась в контроле.
Из результатов хронической затравки вытекает, что смесь озона, двуокиси азота и формальдегида с величиной общей концентрации, безразличной для организма человека при кратковременной экспозиции, является также подпороговой и для организма животных в длительном эксперименте. Вторая смесь продуктов фотохимических реакций, которая может наблюдаться в натурных условиях, обладает слабо выраженной биологической активностью.
Выводы
1. Ингаляционное воздействие смеси малых концентраций озона, двуокиси азота и формальдегида на организм человека характеризуется простой суммацией.
2. При совместном присутствии в атмосферном воздухе указанных веществ их максимальная концентрация, выраженная в долях ПДК при изолированном действии ингредиентов, не должна превышать I.
3. Смесь озона, двуокиси азота и формальдегида, подпороговая для человека при кратковременном действии, не вызывает нарушений в организме и в длительном эксперименте.
ЛИТЕРАТУРА
Алексеева М. В. Определение атмосферных загрязнений. М., 1963.— Дмитриев М. Т. Атомная энергия, 1964, т. 16, в. 3, с. 282. — Коган А. X. Бюлл. эк-спер. биол., 1959, № 10, с. 109. — Лазарев Н. В. Вредные вещества в промышленности. М. — Л., 1965, т. 2, с. 139. — М а н и т а М. Д., Румянцева М. В., Э г л и т е М. Э. Гиг. и сан., 1967, № 5, с. 56. — П о п о в В. А. Там же, 1966, № 1, с. 5. — Р у д а к о в В. В., П е л и щ е н к о И. А., Лабор. дело, 1963, № 10, с. 23.— Рязанов В. А., Б у ш т у е в а К. А., Новиков Ю. В. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. М., 1957, в. 3, с. 117. — Ф е л ь д-м а н Ю. Г., Л а м п е р т Ф. Ф. Гиг. и сан., 1968, Лгг 11, с. 89.— Хачатурян М. X., Стяжкин В. М. В кн.: Вопросы гигиены атмосферного воздуха. М., 1968, с. 34.— Шаламберидзе О. П. Гиг. и сан., 1967, № 7, с. 9. — Э г л и т е М. Э. Там же, 1968, № 1, с. 17. — Я к и м ч у к П. П. Научи, труды Рязанск. мед. ин-та, 1964, т. 18, в. 1, с. 353. — А 1 t s h u 1 1 е г А. P., Reactivity of Organic Substances in Atmospheric Photooxidat on Reactions. Cincinnat, 1965. — D i r n a g e K., Munch, med. Wschr., 1965, Bd 107, S. 1414. — H a a g e n-S m i t A. J., J. Air Pollut. Control Ass,. 1963, v. 43, p. 444.
Поступил» 4/11 1971 r.
THE PROBLEM OF BIOLOGICAL ACTION OF CERTAIN PRODUCTS FROM ATMOSPHERIC PHOTOCHEMICAL REACTIONS
Yu. G. Feldman
The inhalation of a mixture of ozone, nitrogen dioxide and formaldehyde was found to produce in the body a simple summation of all their effects. A mixture of these substances, that was inefficient for the human body in case of short-term exposition, proved to be indifferent, as well for animals under conditions of a long-term experiment.
УДК 612.6.052.014.46:546.16
О МУТАГЕННОЙ АКТИВНОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ФТОРА
Канд. биол. наук Э. А. Гилева, Э. Г. Плотко, Э. 3. Гатиятуллина Свердловский институт гигиены труда и профзаболеваний
Огромный экспериментальный материал, накопленный за последние три десятилетия генетиками, свидетельствует о том, что многие вещества, принадлежащие к различным классам химических соединений, обладают мутагенным действием (В. Г. Никифоров). Некоторые из них оказались даже более сильными мутагенами, чем ионизирующая радиация (И. А. Рапопорт).
Наибольшую опасность для генофонда человечества представляет повышение частоты генных мутаций в гаметах людей, но экспериментальное исследование этого процесса в настбящее время практически неосуществимо. Поэтому для оценки мутагенного действия химических веществ на человека используется комплекс иных экспериментальных и статистических методов (Vogel и соавт.; Epstein и Shafner; Vogel). Одним из таких методов является изучение влияния того или иного соединения на возникновение хромосомных аберраций в культуре клеток человека и в соматических клетках экспериментальных животных in vivo.
В настоящем сообщении приведены результаты исследования влияния неорганических соединений фтора на возникновение хромосомных аберраций в костном мозге и на митотическую активность клеток эпителия роговицы белых крыс. Беспородные белые крысы-самки в течение 5 месяцев подвергались ингаляционной затравке по 6 часов в день (кроме воскре-
