CC BY
4
Применяемые стандартные методы очистки воды (осветление, фильтрование, обработка традиционными реагентами) результатов по избавлению от специфического запаха не дали. Впоследствии в технологию подготовки питьевой воды было введено порошковое углевание и увеличены дозы коагулянта до 16 мг/л3.
На период неблагополучия была снижена подача питьевой воды с прудовых на камские очистные сооружения. Соотношение подачи населению питьевой воды с прудовых и камских очистных сооружений составило 30 и 60% соответственно.
Проведенные ЦГСЭН в г. Ижевске исследования питьевой воды на наличие химических веществ (ДДТ, линдан, 2-4Д, хлорорганические соединения), дающих специфический запах, показали, что их концентрация значительно ниже ПДК, установленных санитарными правилами, либо их содержание меньше чувствительности утвержденных методик. Таким образом, причиной несвойственного запаха воды могли быть продукты жизнедеятельности сине-зеленых водорослей. Для подтверждения данного вывода пробы воды были направлены в аккредитованную лабораторию ЗАО "Роса" (Москва). Проведенные исследования по 17 веществам (альготок-сины — продукты жизнедеятельности сине-зеленых водорослей) установили присутствие малоизученного химического вещества Геосмин, обладающего деодорирующим действием на воду даже в незначительных концентрациях — 5—60 нг/л. Хочется отметить, что Геосмин не включен в перечень нормируемых показателей и для него не разработана ПДК.
ЦГСЭН в г. Ижевске по данному факту проведена работа с МУП "Ижводоканал", заслушаны вопросы по водоснабжению на комиссии по чрезвычайным ситуациям
при Администрации Ижевска, разработаны и внедрены в действие планы мероприятий по приведению качества питьевой воды в соответствие с гигиеническими нормативами. Администрация Ижевска была уведомлена о необходимости проведения первоочередных мероприятий по обеспечению населения доброкачественной питьевой водой и о возможном решении санитарной службы города по вынесению постановления "О приостановлении подачи питьевой воды ненадлежащего качества".
Администрацией Ижевска было вынесено постановление "Об утверждении временных отклонений по качеству питьевой воды от гигиенических нормативов" со сроком исполнения до 15.10.03.
Проведенные совместно с заинтересованными учреждениями и органами местного самоуправления комплексные мероприятия позволили в кратчайшие сроки справиться с возникшей проблемой.
С 15.10.03 качество питьевой воды приняло исходные многолетние показатели. Уровень запаха в питьевой воде снизился до нормальных гигиенических значений.
Состояние инфекционной и соматической патологии в изложенных условиях оставалось на средних многолетних уровнях.
Принятые меры являются лишь паллиативными и ни в коей мере не решают радикально задачу обеспечения населения Ижевска питьевой водой гарантированного качества.
Рассматриваемая ситуация с участием специалистов санитарной службы широко освещалась в средствах массовой информации, однако стиль изложения информации, с нашей точки зрения, был не всегда корректным, а в некоторых случаях переходил в вольное трактование.
Поступила 21.11.03
Методы гигиенических исследований
© И. П. ГРОМОВА, 2005
УДК 616.15-008.1-02:632.951-073.548-092.9
И. П. Громова
КРИСТАЛЛОСКОПИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗУЧЕНИЯ СЫВОРОТКИ КРОВИ В ТОКСИКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ МЕТОДОМ "ОТКРЫТАЯ КАПЛЯ
Федеральный научный центр гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана, Москва
В современных условиях проблема оздоровления окружающей среды, уменьшения риска неблагоприятных последствий воздействия антропотехногенных факторов на здоровье человека, обеспечения санитарно-эпиде-миологического благополучия населения по своей значимости и актуальности относится к числу самых приоритетных [5, 6].
В России в последние годы наблюдается повышение пестицидной нагрузки, расширяется ассортимент применяемых препаратов. Высокая биологическая активность и преднамеренное внесение пестицидов в окружающую среду определяют их потенциальную опасность для здоровья населения [4, 5]. Это обусловливает необходимость разработки эффективных мер санитарной охраны среды обитания человека. В связи с этим возрастает актуальность дальнейшего совершенствования санитар-но-токсикологических исследований, направленных на повышение надежности разрабатываемых гигиенических нормативов для пестицидов в объектах окружающей среды как важнейшего элемента первичной профилактики.
Известно, что функциональное состояние крови является объективным и достоверным показателем состояния организма. Согласно одному из принципов теории общих систем, разрабатываемой в последние десятиле-
тия различными авторами, всякая система, способная воспринимать различные сигналы, стремится к стабилизации через свою структуру [7, 9, 12]. Сыворотка крови — это специализированная сложная коллоидная биосистема, которая, являясь внутренней средой организма, на 90% состоит из воды, остальные 10% представлены глобулярными белками, ферментами — специфическими белками (изоферментами). Кроме того, в ней содержатся и жидкокристаллические включения (липиды, глико-протеиды), обладающие высокой оптической активностью.
Многоступенчатые реакции метаболизма последовательно переходят в морфологические структуры. Изучение воздействия на живую систему любого экстремального фактора прежде всего скажется на ее метаболизме, а следовательно, и на структуре. Проблема взаимоотношения структуры и функции — одна из центральных в биологии и медицине. Функциональные изменения не могут проходить без соответствующих им структурных изменений [8, 9, 11].
Сдвиги в физико-химических свойствах сыворотки крови, обусловленные различными воздействиями внешней и внутренней среды, сопровождаются изменением морфоструктуры ксерогеля, который представляет собой
биологическую модель для наблюдения в условиях in vitro. Возможные модификационные изменения в морфо-структуре могут служить индикатором различных взаимодействий сывороточных белков с метаболитами, солями и т. д. Структура ксерогеля сыворотки крови характеризуется изменениями ее количественного и качественного состава. В последние годы исследованиями ряда авторов показано, что кристаллоскопический способ изучения структуры сыворотки крови дает возможность оценивать различные виды метаболических нарушений. Способ позволяет одновременно наблюдать за неорганической компонентой сывороточной системы крови (процесс кристаллизации солей сыворотки) и органической (сухой гель, матрица, образованная белковой компонентой сыворотки). В настоящее время накоплен определенный опыт использования данного способа в клинических исследованиях в качестве диагностического теста при различных заболеваниях (ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет, определение биологического возраста организма). Высокая точность современных клинических, морфологических и биохимических методов исследования дает возможность реально оценить единство структуры и функции [1, 7, 8].
Однако в токсиколого-гигиенических исследованиях этот метод исследования сыворотки крови не использовался, что послужило основанием для проведения настоящей работы.
Для более углубленного изучения и комплексной оценки характера биологического действия в качестве объектов исследования были выбраны производные ди-хлорпиколиновой кислоты и сульфонилмочевин. В условиях хронических экспериментов изучено воздействие веществ в дозах 150, 50, 15, 5 мг/кг (производное дихлор-пиколиновой кислоты), 500, 30 и 3 мг/кг (производное класса сульфонилмочевин) в динамике 14, 90 и 180 сут при ежедневном пероральном введении.
Эксперименты выполнены на беспородных белых крысах-самцах. Контрольные и опытные животные содержались в условиях вивария при комнатной температуре 18—22°С и получали стандартный рацион питания.
Выбор биохимических показателей исследования сыворотки крови подопытных животных основывайся на данных литературы о характере действия изучаемых веществ. Исследования проведены на автоматическом биохимическом анализаторе "Амбер" (Нидерланды) с использованием диагностических наборов реактивов Bio-con Diagnostik (Германия), а также на спектрофотометре "Ultrospec III" (Англия) с использованием современных общепринятых унифицированных методов [2, 3, 10].
Морфоструктура ксерогеля сыворотки крови животных исследована с использованием кристаллоскопиче-ского способа методом "открытая капля". Метод позволяет изучать структуры ксерогеля сывороточной системы крови, а также исследовать процесс кристаллизации собственных солей сыворотки, тип которой обусловлен структурно-пространственной ориентацией белков самой системы [8].
Для кристаллоскопических исследований в чистую сухую пробирку брали кровь из хвоста в количестве 3— 5 мл, затем центрифугировали в течение 20 мин при 1500 об/мин; пипеткой-дозатором, объемом 0,02 мл, сыворотку крови наносили на предметное стекло или на дно чашки Петри, помещали в электрический суховоздуш-ный шкаф при обычном атмосферном давлении и 37°С и высушивали в течение 3—3,5 ч. Полученные препараты микроскопировали в проходящем свете при увеличении микроскопа в 90, 240 раз. При анализе морфоструктуры оценивали следующие показатели: вид симметрии (ради-ально-лучевая или кольцевая), интенсивность дихотомического ветвления, наличие завершенных секторов, расположенных в них полигональных камер и шаровидных пустот. Количественные показатели структурных элементов в сыворотке крови подопытных животных учитывали в соответствии с адаптированной нами картой
Показатели морфоструктуры ксерогеля сыворотки крови контрольных животных (М ± т)
Время наблюдения
Показатель февраль (зимний сезон) (« = 20) апрель (весенний сезон) (п = 20) июль (летний сезон) (л = 20)
Количество секторов 23,12 ± 1,09 18,9 ± 0,43 7,9 ± 0,55 Количество шаровид-
3.8 ± 0,32 2,5 ± 0,25
Количество шаровидных пустот в секторе 3,6 ± 0,4 Количество камер в
секторе 3,5 ± 0,4 4,5 ± 0,33 2,9 ± 0,42
ид В +++ ++++ ++
Сетка дегидратации Выраженная Выраженная Выраженная Вид симметрии Радиально- Радиально- Кольцевая лучевая лучевая
При меча ние ИДВ — интенсивность дихотомического аления: ++++ — сильно выражена, +++ — выражена, ++ —
ветвления: слабо выражена
стандартизованных геометрических форм морфоструктуры ксерогеля и схемы расчленения структуры.
Полученный материал обработан методом вариационной статистики. Степень достоверности изучаемых показателей и сравниваемых величин оценивали по критерию Стьюдента.
Изучена особенность структурной организации ксерогеля сыворотки крови контрольных и подопытных крыс в динамике (см. таблицу).
Время исследований соответствовало зимнему (февраль), весеннему (апрель) и летнему (июль) сезонам. Обнаружено, что общим для морфоструктуры ксерогеля сыворотки крови крыс для всех периодов наблюдения явилось образование сфероидной пленки диаметром 7—8 мм, имеющей радиально-лучевой или кольцевой каркас, образованный трещинами дегидратации.
Показатели морфоструктуры ксерогеля сыворотки крови контрольных животных изменялись в зависимости от срока наблюдения.
Для морфоструктуры ксерогеля в зимний сезон характерно наличие четкого радиально-лучевого каркаса с центральным концентром, в котором находится большое количество секторов, а также камер с заключенными в них хорошо выраженными шаровидными пустотами. В весенний сезон остается радиально-лучевая направленность, но за счет усиления дихотомического ветвления различимы два концентра: центральный и периферический. Количество секторов снижается, а хорошо выраженных камер и шаровидных пустот повышается. В летний сезон морфоструктура претерпевает следующие изменения: радиально-лучевая ориентация исчезает, формируется кольцевая ориентация с различимыми центральным и периферическим концентрами. Количество секторов снижено по сравнению с таковыми в предыдущие сроки наблюдения. Количество камер и шаровидных пустот снижается.
Сравнительный анализ результатов исследования морфоструктуры ксерогеля сыворотки крови подопытных крыс, подвергшихся длительному многократному воздействию производного дихлорпиколиновой кислоты, позволил установить, что морфоструктура подопытных животных претерпевала изменения по сравнению с контролем. В случае воздействия токсических доз во все сроки наблюдения была нарушена симметрия: через 14 и 90 сут — радиально-лучевая, через 180 сут — кольцевая. Изученные показатели морфоструктуры ксерогеля сыворотки крови изменялись в зависимости от дозы и времени действия (рис. 1).
Через 14 сут введения вещества в дозах 150 и 50 мг/кг произошло снижение количества секторов, а на периферии препаратов секторы "раздуты", много незавершенных секторов. Количество шаровидных пустот и камер в секторах снижено (р < 0,05). При действии производно-
5п 4-3 2 1 О
_____5
14
90
180
Рис. 1. Динамика изменения морфоструктуры ксерогеля сыворотки крови крыс при хроническом пероральном воздействии производного дихлорпиколиновой кислоты.
Здесь и на рис. 2: а — количество секторов, б — количество шаровидных пустот в секторе, в — количество камер в секторе. По оси абсцисс — периоды наблюдения, сут. 1 — контроль, 2—150 мг/кг, 3 — 50 мг/кг, 4—15 мг/кг, 5—5 мг/кг; по оси ординат — число структурных элементов.
го дихлорпиколиновой кислоты в дозе 15 мг/кг обнаружены однотипные, но менее выраженные изменения.
Через 90 сут воздействия вещества в дозе 150 мг/кг количество завершенных секторов снижено, отмечено наличие незавершенных секторов. Центральная часть препаратов была представлена секторами и камерами с пустотами, выполненными ромбическими ячейками. Однотипные, но менее интенсивные изменения, чем при воздействии химического вещества в дозе 150 мг/кг, отмечены при использовании дозы 50 мг/кг. При воздействии вещества в дозах 15 и 5 мг/кг количество секторов снижено. Количество камер и шаровидных пустот в секторе не отличалось от таковых в контроле. Обращает на себя внимание наличие пустот ромбической формы, которые располагались в виде кольца в центре препаратов.
Через 180 сут воздействия вещества в дозе 50 мг/кг в морфоструктуре сыворотки крови подопытных животных зарегистрировано снижение количества завершенных секторов, наличие незавершенных секторов, пустот в виде большого количества ромбических ячеек. При дозе 5 мг/кг увеличилось количество ромбических ячеек и пустот, которые располагались в виде кольца в центре препарата. В дозе 15 мг/кг статистически значимых изменений морфоструктуры ксерогеля сыворотки крови не отмечено.
Таким образом, анализ данных, полученных при исследовании структуры сфероидной капли ксерогеля сыворотки крови подопытных крыс в условиях хронического воздействия производного дихлорпиколиновой кислоты, показал, что особенностью морфоструктуры при всех изученных дозах во все сроки наблюдения было появление незавершенных секторов на фоне снижения количества завершенных секторов. Изменения других по-
казателей морфоструктуры ксерогеля были более выраженными в начальные сроки наблюдения (14 сут).
Анализ результатов биохимического изучения сыворотки крови крыс показал, что наряду с изменениями ряда биохимических показателей (общий белок, глюкоза) через 14 сут при действии высоких доз имело место до-зозависимое повышение содержания холестерина. Через 90 сут увеличение содержания холестерина отмечено при действии вещества в дозе 150 мг/кг, а через 180 сут — 50 и 5 мг/кг (на 72—82%). Кроме этого, через 180 сут при воздействии в дозе 50 мг/кг отмечено достоверное увеличение содержания триглицеридов на 89,4% по сравнению с контролем. Изменения других биохимических показателей имело разнонаправленный характер.
Сравнительный анализ изменений биохимических и кристаплоскопических показателей подопытных крыс при хроническом воздействии производного дихлорпиколиновой кислоты позволил предположить, что выявленное нарушение липидного обмена отражается на состоянии морфоструктуры и выражается в снижении количества завершенных секторов и появлении незавершенных секторов.
Морфоструктура ксерогеля сыворотки крови животных при хроническом пероральном воздействии производного сульфонилмочевин также претерпевала изменения по сравнению с контролем (рис. 2) в зависимости от дозы и времени. При всех изученных дозах особенностью наблюдения во все сроки является гиперструктурирование, выражающееся в увеличении всех количественных структурных элементов (секторов, камер, шаровидных пустот), за исключением максимальной дозы (500 мг/кг) через 14 сут наблюдения, когда произошло статистически достоверное по сравнению с контролем снижение всех количественных показателей. Вместе с тем отмечено появление крупных пустот, некоторые из которых завершались микротрещинами. Высота организации морфо-
8-1 6-в 4-2-0
14
90
180
Рис. 2. Динамика изменения морфоструктуры ксерогеля сыворотки крови крыс при хроническом пероральном воздействии производного сульфонилмочевин.
структуры в малой дозе была более выраженной по сравнению с контролем.
Центральный концентр образован сеткой из мелких камер, секторами и шаровидными пустотами, некоторые из которых окаймлены надрывами. Периферический концентр выполнен петлеобразными полузавершенными секторами, шаровидные пустоты были дезориентированы. Появлялись крупные пустоты невыдержанных размеров, некоторые из них завершались спиралевидными микротрещинами, секторами "треугольной" формы. Расположение секторов хаотичное, они рассечены разно-ориентированными камерами, присутствуют единичные дендритные формы и нитевидные образования.
Анализ полученных данных биохимических исследований показал, что к общей закономерности изменений состояния сыворотки крови можно отнести дозозависи-мое снижение содержания сульфгидрильных групп. Изменение содержания общего белка при воздействии ксенобиотика в максимальной дозе носило разнонаправленный характер, также отмечено повышение содержания глюкозы и снижение содержания холестерина к концу эксперимента.
Комплексный анализ полученных данных кристалло-скопических и биохимических исследований свидетельствует, что к общим закономерностям изменений состояния сыворотки крови можно отнести дозозависимое снижение содержания сульфгидрильных групп (на 11 — 54%) и гиперструктурирование.
Необходимо отметить, что при оценке критериальной значимости кристаллоскопического способа исследования сыворотки крови следует обратить внимание на тот факт, что при хроническом воздействии химических веществ изменения показателей морфоструктуры ксерогеля сыворотки крови выявлялись одновременно и на изо-эффективном уровне с биохимическими сдвигами, а также с данными об изменении морфологического состава периферической крови, поведенческими реакциями и результатами патоморфологических исследований.
Выводы. 1. При использовании кристаллоскопического способа в токсиколого-гигиенических исследованиях для изучения морфоструктуры ксерогеля сыворотки крови лабораторных животных можно проследить за динамикой метаболических процессов (белковый, липид-ный, углеводный, солевой обмен) как в норме, так и при воздействии химических агентов в целях ранней диагностики и прогноза развития патологических состояний.
2. Структурно-метаболический анализ данных, полученных в процессе изучения состояния ксерогеля сыворотки крови крыс на всех этапах обследования при хроническом воздействии производных дихлорпиколиновой
кислоты и сульфонилмочевин, свидетельствует о взаимосвязи структуры и функции органических компонентов сложного биоколлоида. Гетерогенность метаболического синдрома при воздействии ксенобиотиков обусловливает наличие определенных морфологических структур сыворотки крови.
3. Проведенные экспериментальные исследования свидетельствуют о возможности использования кристаллоскопического способа изучения сыворотки крови теплокровных животных в качестве чувствительного и информативного показателя для оценки метаболических изменений в организме теплокровных животных в сани-тарно-токсикологическом эксперименте.
Литература
1. Виноградова Л. А., Савина Л. В., Пархомчук Т. К. Ц Гиг. и сан. - 1990. - № 12. - С. 7-9.
2. Лабораторные методы исследования в клинике: Справочник / Под ред. В. В. Меньшикова. — М., 1987. - С. 53-54; 57-59.
3. Мельников Н. П., Новожилов К. В., Белан С. Р. Пестициды и регуляторы роста растений: Справочник.
- М., 1995.
4. Онищенко Г. Г. // Гиг. и сан. - 2003. - № 3. - С. 3-5.
5. Потапов А. И., Ракитский В. Н. // Основные направления деятельности Госсанэпиднадзора Российской Федерации в обеспечении санитарно-эпиде-миологического благополучия населения: Сборник материалов юбилейной науч.-практ. конференции.
- М., 1998. - С. 219-220.
6. Рахманин Ю. А., Потапов А. И., Ястребов Г. Г. // Вестн. РАМН. - 2002. - № 11. - С. 32-37.
7. Савина Л. В., Тимофеева Л. А., Виноградова Л. А., Гайдина Т. Г. // Бюл. Сиб. отд. РАМН. - 1992. -№ 4. - С. 51-56.
8. Савина Л. В. Кристаллоскопические структуры сыворотки крови здорового и больного человека. — Краснодар, 1999.
9. Саркисов Д. С. Очерки по структурным основам го-меостаза. — М., 1977.
10. Справочник по пестицидам / Под ред. П. И. Медведь. — Киев, 1977.
11. Чистяков И. Г., Усольцева В. А., Селезнев С. А., Максимова Н. М. // Успехи соврем, биол. — 1976. — № 1.
- С. 89-102.
12. Rheum J. // Symposium on the Crustallography in Health Sciences "Crustallin Deposits in Human Tissues".
- 1981. - Vol. 8. - P. 999.
Поступила 28.11.03
О Т. С. ЗАЗУЛЯК, 2005 УДК 614.37:613.41-074
Т. С. Зазуляк
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ПОЛИАКРИЛАТА НАТРИЯ В ВОДНЫХ ВЫТЯЖКАХ
Национальный медицинский университет им. Данила Галицкого, г. Львов, Украина
Полиакрилат натрия (в дальнейшем ПАЫа) широко используется в качестве высокоэффективного водопо-глощающего агента (суперабсорбента) в одноразовых средствах личной гигиены (одноразовые подгузники, гигиенические прокладки и др.). Соединение является го-мополимером частично нейтрализованной полиакриловой кислоты и принадлежит к классу водорастворимых полиэлектролитов [2, 3]. С целью избежания растворимости полимера в состав изделий вышеупомянутой группы вводят ПА№ в сшитой форме (макромолекулы связаны между собой с помощью сшивного агента поперечными связями). Однако научная литература свидетельствует, что сшитые полимеры всегда содержат некоторое количество несшитых макромолекул низкомолекуляр-
ной фракции [1,7], которые и попадают в растворитель. Возможность такой миграции оговаривается в картах экологической безопасности самых распространенных суперабсорбентов марок FAVOR производства "Chemische Fabrik Stockhausen GmbH" (Германия), а также марок CARBOPOL производства "NOVEON Inc." (США). Метод определения nANa в воде в доступной научной литературе не описан. ПДК ПА№ для воды хозяйственно-питьевого водопользования, установленная по санитарно-токсикологическому лимитирующему показателю вредности, составляет 15 мг/дм3 [4]. Исходя из этого, целью данной работы была разработка методики определения количества ПА№ в водных вытяжках из изделий, используемых в качестве средств личной гигиены.
