CC BY
34
В.Е. Жуков, И.П. Скалич, И.Г. Фролова
Кожно-резорбтивное действие нитроглицерина в моделируемых условиях применения
ФГУП «Научно-исследовательский институт гигиены, токсикологии и профпатологии»
ФМБА России, г. Волгоград
V.E. Zhukov, I.P. Skalich, I.G. Frolova
Nitroglycerin toxic properties: simulating single time exposure to nitroglycerin in contact of unprotected skin with the surface of technological equipment
Federal State Unitary Enterprise «Research Institute for Hygiene, Toxicology and Occupational Pathology» at Federal Medical and Biological Agency (FSUE «RIHTOP» FMBA Russia), Volgograd
Ключевые слова: нитроглицерин, моделируемые условия воздействия, порог однократного действия.
Цель исследования — изучение токсических свойств нитроглицерина в условиях моделирования его однократного поступления с загрязненных поверхностей технологического оборудования. Моделирование осуществляли путем контакта загрязненных металлических пластин с незащищенными кожными покровами белых беспородных крыс. При тестировании подопытных животных использовали комплекс показателей, отражающих функции различных органов и систем. В результате проведенных исследований была установлена средняя эффективная доза (ЕБ50) вещества по изменению уровня метгемоглобина в крови. На основе зависимости «доза — эффект» определен порог однократного действия (ПтаеШв^). Показано, что однократное применение нитроглицерина вызывает изменение энергетического баланса.
Keywords: nitroglycerin, simulated exposure conditions, threshold of single time contact.
The research purpose is to study nitroglycerin toxic properties upon modeling of its single exposure from contaminated surfaces of technological equipment. The modeling has been performed by contact of contaminated metal plates with unprotected skin of white outbred rats. By testing the set of indicators has been used that reflect the function of various organs and systems. As the study result, the average effective dose (ED50) has been determined on the base of methemoglobin level changing in blood. Based on the "dose — effect" dependence, the threshold of single action (Limacintegr) has been defined. It has been shown that a single application of nitroglycerin causes a change of energy balance.
Нитроглицерин — азотсодержащее органическое вещество, которое используется при производстве порохов и взрывчатых веществ, а также в качестве лекарственного средства, расширяющего сосуды.
В условиях производства существует вероятность контаминации поверхности технологического оборудования нитроглицерином, что может стать причиной профзаболеваний рабочих [13]. Однако анализ нормативной базы показал, что для нитроглице-
рина отсутствует гигиенический критерий, с помощью которого можно было бы определять степень опасности загрязнения поверхностей технологического оборудования и разрабатывать соответствующие профилактические мероприятия.
Исходя из изложенного, было признано целесообразным проведение исследований по обоснованию предельно допустимого уровня (ПДУ) загрязнения нитроглицерином поверхностей технологического оборудования.
Известно, что алгоритм постановки экспериментов при гигиеническом регламентировании предусматривает определение ряда токсикометрических параметров вещества, характеризующих эффективность действия как при однократном, так и при длительном применении [8; 10; 12].
Цель исследования — изучение токсических свойств нитроглицерина при его однократном воздействии в условиях моделирования контакта загрязненного технологического оборудования с незащищенными кожными покровами.
Материалы и методы
Объектом изучения был 16% раствор нитроглицерина в этилацетате.
В качестве модели, имитирующей поверхность технологического оборудования, применяли металлические пластины (из нержавеющей стали), загрязненные нитроглицерином и неподвижно закрепленные на выстриженном участке спины подопытных животных. Площадь аппликации составляла 16 см2, время экспозиции — 4 часа. Опыты проводились на белых беспородных крысах-самцах. Во всех сериях экспериментов тестирование проводили на следующий день после аппликации вещества.
Оценку эффективности воздействия нитроглицерина осуществляли по клинической картине отравления, а также по комплексу тестов, отражающих состояние отдельных органов и систем [4; 6; 7; 11]. При выявлении критериев, позволяющих трактовать полученный эффект как вредный, руководствовались общепринятыми статистическими подходами [9].
Животным контрольной группы ап-плицировали металлические пластины, загрязненные этилацетатом.
При определении средней эффективной дозы (ЕБ50) вещества по изменению уровня метгемоглобина (МШЬ) в крови количество животных в подопытных группах ( как и в контрольных) равнялось 12. Величину ЕБ50 рассчитывали по количеству образовавшегося МШЬ методом пробит-анализа (по Миллеру и Тейнтеру) [2].
В эксперименте по изучению общетоксического действия нитроглицерина ста-
тистические группы состояли из 8 особей. Полученные данные обрабатывали методом вариационной статистики с использованием критерия Стьюдента, достоверными считали изменения при р<0,05 [2].
Содержание подопытных животных и обращение с ними соответствовали требованиям ГОСТа Р 53434-2009 [3].
Результаты исследования и их обсуждение
В первой серии опытов изучали кожно-резорбтивное действие нитроглицерина в дозах от 300,0 до 1000,0 мг/кг. При этом плотность загрязнения составляла от 3,75 до 12,50 мг/см2 соответственно.
В результате проведенного исследования были получены следующие данные: клиническая картина интоксикации у животных, получивших нитроглицерин с пластин в дозах 1000,0 и 800,0 мг/кг, развивалась через 15—25 минут и заключалась в учащении дыхания, гиподинамии, взъерошенности шерсти, цианозе конечностей. Нормализация состояния происходила через 50—55 минут. Повышение уровня МШЬ в крови животных при воздействии нитроглицерина в дозе 1000,0 мг/кг равнялось 37,0% по отношению к контрольной группе и было зарегистрировано у 10 из 12 подопытных крыс. При воздействии вещества в дозе 800,0 мг/кг повышение количества МШЬ на 29,1% наблюдали у 8 из 12 крыс.
Контакт пластин, загрязненных исследуемым соединением в дозе 500,0 мг/кг, с выстриженным участком спины подопытных животных вызывал у них учащение дыхания и пилоэрекцию через 40—45 минут, которые наблюдались на протяжении 30 минут. Количество МШЬ возрастало на 18,9% у 4 из 12 крыс.
Аппликация пластин, загрязненных нитроглицерином в дозе 300,0 мг/кг, не сопровождалась какими-либо признаками интоксикации, однако уровень МШЬ в крови у 3 из 12 подопытных животных был повышен на 10,2%.
Из полученных данных следует, что скорость развития интоксикации, выраженность симптоматики, время, необходимое для нормализации состояния животных, а
также содержание МШЬ находятся в прямой зависимости от уровня воздействия нитроглицерина.
Данное обстоятельство позволило рассчитать величину ЕБ50, которая оказалась равной 525,8±81,1 мг/кг. Повышение МШЬ на уровне ЕБ50 составило «20%.
Таким образом, при изучении однократного действия нитроглицерина было установлено, что аппликация металлических пластин, контаминированных веществом в дозах от 300,0 до 1000,0 мг/кг, сопровождалась обратимыми клиническими проявлениями, а также повышением уровня МШЬ в крови.
Во второй серии экспериментов изучение эффективности нитроглицерина в моделируемых условиях проводили при плотности загрязнения металлических пластин, равной 6,25, 1,25 и 0,625 мг/см2, что соответствовало дозам 500,0, 100,0 и 50,0 мг/кг.
Контрольным животным неподвижно закрепляли на выстриженном участке спины пластины, загрязненные этилацетатом в
объеме 0,6, 0,3 и 0,06 мл, что эквивалентно объему наносимого вещества в зависимости от дозы.
Полученные данные приведены в таблице.
Анализ цифрового материала, представленного в таблице, свидетельствует о наличии статистически достоверных (р<0,05) отклонений ряда исследуемых тестов подопытных крыс в сравнении с показателями у животных контрольной группы. Так, при контакте кожи с пластина -ми, зараженными нитроглицерином в дозе 500,0 мг/кг, у подопытных животных регистрировали повышение величины сумма-ционного порогового показателя (СПП) на 16,7%, количества лейкоцитов, лимфоцитов, содержания МШЬ, а также активности АЛТ - на 11,8%; 16,2; 56,5 и 26,5% соответственно.
Статистически достоверные (р<0,05) изменения исследуемых показателей при однократном воздействии нитроглицерина в условиях контакта металлических пластин с
Статистически достоверные (р<0,05) изменения исследуемых показателей при однократном воздействии нитроглицерина в условиях контакта металлических пластин с выстриженным участком спины белых беспородных крыс-самцов
Исследуемые показатели Группы животных Уровни воздействия, мг/кг
500,0 100,0 50,0
СПП, v Контрольная 2,69±0,06 - -
Подопытная 3,14±0,08* - -
Суммарная активность, мин Контрольная 23,15±1,95 - -
Подопытная 16,98±1,55* - -
Метгемоглобин, % Контрольная 1,61±0,36 - -
Подопытная 2,52±0,49* - -
Лейкоциты, 109/л Контрольная 12,46±0,25 12,46±0,25 -
Подопытная 13,93±0,13** 13,53±0,37* -
Лимфоциты, % Контрольная 74,90±2,76 - -
Подопытная 87,00±1,10* - -
ПВК, мкмоль/л Контрольная - 60,85±3,06 60,85±3,06
Подопытная - 41,43±3,84** 48,88±2,47*
АСТ, мккат/л Контрольная 0,54±0,01 - -
Подопытная 0,43±0,01** - -
АЛТ, мккат/л Контрольная 0,34±0,01 - -
Подопытная 0,43±0,01** - -
Коэффициент де Ритиса Контрольная 1,41±0,07 1,41±0,07 -
Подопытная 0,60±0,1** 1,11±0,01* -
Примечания: * — различия статистически достоверны, р<0,05; ** — различия статистически достоверны при р<0,05 и выходят за пределы (М2) физиологических показателей животных контрольной группы.
выстриженным участком спины белых беспородных крыс-самцов.
Кроме того, отмечали снижение суммарной двигательной активности на 26,7%, каталитической способности ACT — на 20,4%, отношения АСТ/АЛТ - на 57,4%. За пределы контрольного уровня (M±2g) выходили изменения таких показателей, как число лейкоцитов, активность трансаминаз и коэффициент де Ритиса (АСТ/АЛТ).
Всего было зарегистрировано изменение 8 показателей, отклонения 4 из них указывали на проявления вредного действия.
Применение нитроглицерина в дозе 100,0 мг/кг сопровождалось статистически достоверными (р<0,05) увеличением количества лейкоцитов на 8,6%, снижением содержания пировиноградной кислоты (ПВК) на 31,9% и коэффициента де Ритиса (ACT/ АЛТ) на 21,3%. Общее количество прореагировавших тестов составило 3, при этом критериям вредного действия отвечало только уменьшение концентрации ПВК.
Аппликация исследуемого соединения в дозе 50,0 мг/кг в моделируемых условиях не сопровождалась какими-либо проявлениями вредного действия, так как статистически достоверное снижение уровня ПВК не превышало адаптационные возможности организма.
Таким образом, на основании полученных данных была установлена зависимость «доза — эффект», что позволило рассматривать дозу 100,0 мг/кг (или 1,25 мг/см2) в качестве близкой к пороговой (LimJntegr).
C учетом того, что после окончания экспозиции нитроглицерин обнаруживался на участках аппликации в количестве 13,6% (0,17±0,01 мг/см2) исходного уровня, величина Lim mtegr- составила 86,4 мг/кг (или 1,08 мг/см2)".
В целом можно отметить, что выявленные признаки вредного действия, в частности направленность сдвигов активности транса-миназ и ПВК, наряду с уменьшением отношения АСТ/АЛТ указывали на вероятность торможения конечных этапов аэробного обмена глюкозы и на снижение интенсивности поступления субстратов в цикл трикарбоно-вых кислот [1; 5].
Выводы
1. Нитроглицерин в дозах от 300,0 до 1000 мг/кг при однократном контакте незащищенных кожных покровов с контамини-рованной поверхностью технологического оборудования вызывал обратимые клинические проявления интоксикации, степень выраженности которых определялась уровнем воздействия.
2. ED50 однократного действия нитроглицерина в моделируемых условиях равна 525,8±81,1 мг/кг по количеству образовавшегося MtHb.
3. В моделируемых условиях выявленные отклонения показателей, характеризую -щих состояние организма, подчинялись зависимости «доза — эффект».
4. Величина Lim mtegr■ нитроглицерина, установленная в условиях контакта незащищенных кожных покровов с загрязненной веществом поверхностью технологического оборудования, составила 86,4 мг/кг.
5. Однократное воздействие нитроглицерина в моделируемых условиях накожного поступления вещества сопровождалось изменением энергетического баланса.
Литература
1. Абрамов С. В. Биохимические показатели плазмы крови в оценке метаболитических особенностей патогенезе алкоголизма // Вестник Ставропольского государственного университета. 2005. № 42. С. 119-128.
2. Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. Л.: Мед. литература, 1963.
3. ГОСТ Р 53434-2009 «Принципы надлежащей лабораторной практики». М.: Стандартинформ, 2010.
4. Лабораторные методы исследования в клинике: Справочник / Под ред. В.В. Меньшикова. М.: Медицина, 1987.
5. Малинин М. Заметки биохимика. Ч. 1. Метаболический анализ ферменте-мии. URL: http://www.my-volga.ru/ content/zametki-biokhimika-chast-1-metabolicheskii-analiz-fermentemii (дата обращения: 26.09.2012).
6. Методика определения нитритов и нитратов в кормах, овощах, бахчевых культурах, крови, патологическом материале, молоке и молочных продуктах (утв. Главным управлением ветеринарии Госагропрома СССР 18 июня 1986 г.). М., 1986. С. 132.
7. Методические рекомендации по использованию поведенческих реакций в токсикологических исследованиях для целей гигиенического нормирования ( утв. главным государственным санитарным врачом СССР 14 апреля 1980 г., рег. № 2166-80). Киев, 1980.
8. Методические рекомендации «Регламентирование уничтожаемых отравляю -щих веществ кожно-нарывного действия и продуктов их деструкции на поверхности технологического оборудования и строительных конструкций» (утв. заместителем руководителя ФМБА России, главным государственным санитарным врачом по обслуживаемым организациям и обслуживаемым территориям В.В. Романовым 8 октября 2009 г., рег. № 23-09). М., 2009.
9. Методические указания к постановке исследований для обоснования санитарных стандартов вредных веществ в воздухе ра-
бочей зоны (утв. главным государственным санитарным врачом СССР 4 апреля 1980 г., рег. № 2163-80). М., 1980.
10. Методические указания «Оценка воздействия вредных химических соединений на кожные покровы и обоснование предельно допустимых уровней загрязнения кожи» (утв. заместителем главного государственного санитарного врача 1 ноября 1979 г., рег. № 2102-79). М., 1980.
11. Саноцкий И.В. Методы определения токсичности и опасности химических веществ. М.: Медицина, 1970.
12. Шкодич П. Е., Желтобрюхов В.Ф., Клаучек В. В. Эколого-гигиенические аспекты проблемы уничтожения химического оружия. Волгоград: ВолГУ, 2004.
13. SK Profile for Nitroglycerin. Department of Health and Human Services. National Institute for Occupational Safety and Health, 2010.
Контакты:
Скалич Ирина Петровна,
старший научный сотрудник ФГУП «НИИ ГТП» ФМБА России. Тел./факс: 8-442-78-62-57. E-mail: niigtp@rihtop.ru
_информация
Обнинские врачи приглашают в школу здоровья!
В поликлинике № 2 клинической больницы № 8 ФМБА России начала работать школа здоровья «Гипертоническая болезнь».
Занятия проходят в конференц-зале поликлиники. Здесь гостей школы встречает врач Анна Андреевна Титова. Первое занятие посвящено введению в тему: «Что надо знать об артериальной гипертонии».
Много лет врачи поликлиники собирали материалы, знакомились с деятельностью подобных школ в других больницах. Но возможным открытие школы стало только сейчас: инициативу поддержал главный врач профессор Владимир Александрович Петров (с его приходом значительно больше внимания уделяется вопросам профилактики и просветительной деятельности). Вести занятия будет Анна Андреевна Титова, цеховой врач, обслуживающий сотрудников ФЭИ. Занятия будут проходить еженедельно по вторникам и пятницам.
На первой лекции Анна Андреевна рассказала о том, что такое артериальное давление, какие цифры давления являются нормальными, а какие свидетельствуют о заболевании, как проявляется повышение давления, что такое гипертонический криз, каковы его признаки и как действовать при этом состоянии.
В завершение занятия врач объяснила, как правильно измерять артериальное давление, продемонстрировала разные виды тонометров (приборов для измерения давления), раздала справочные материалы.
В ближайшее время будут проведены занятия, посвященные здоровому питанию, принципам питания при гипертонической болезни. Запланированы и другие темы: физическая активность и гипертония, стресс и здоровье, влияние курения на гипертонию.
