МАТЕРИАЛЫ К ТОКСИКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКЕ ПЕСТИЦИДА ИЗ ГРУППЫ КАРБАМАТОВ-БЕНЛАТА Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 613.262:632.95

А. М. Торчинский, канд. биол. наук Н. В. Орлова, Е. В. Смирнова, канд. мед. наук JI. Ф. Макарова

материалы к токсиколого-гигиенической характеристике пестицида из группы карбаматов - бенлата

Институт питания АМН СССР, Москва

Нашей задачей являлось исследование токсического действия на организм теплокровных животных пестицида из группы карбаматов — бенлата, а также определение его остаточных количеств в обработанных им овощах и фруктах с целью установления ДОК препарата в продуктах питания.

Бенлат— (метил-1-бутилкарбомоил)-2-бензимидазолкарбамат применяют для борьбы с паршой и мучнистой росой яблок, одиумом и серой гнилью винограда, против болезней огурцов, свеклы, томатов и зерновых культур. В доступной нам литературе мы не нашли данных о влиянии этого пестицида на организм теплокровных животных. Однако в проспекте, выпущенном фирмой «Дюпон» (США), синтезировавшей этот пестицид, сообщается, что он является малотоксичным соединением и его LD50 (по действующему началу) для крыс при пероральном введении составляет примерно 10 000 мг на 1 кг веса тела.

Судя по результатам исследований, проведенных в лаборатории токсикологии пестицидов Института питания АМН СССР в 1971 — 1973 гг., бенлат в дозах выше 125 мг/кг оказывает тератогенное действие на крыс линии Вистар, вызывая у плодов аномалии развития мозга, глаз и некоторые другие (А. И. Штенберг и А. М. Торчинский). Кроме того, установлено, что при введении его в дозе 1000 мг/кг в течение 10 дней он вызывает изменение активности ряда ферментов в семенниках экспериментальных животных. При введении его в дозе 62,5 мг/кг, которая являлась подпороговой по тератогенному действию, в течение 11 мес также отмечалось изменение активности некоторых ферментов в гонадах экспериментальных животных, однако значительно более слабо выраженное; потомство от этих животных развивалось так же, как и потомство контрольных крыс (А. И. Штенберг и соавт.).

Необходимость установления ДОК бенлата в продуктах питания потребовала проведения исследования его общетоксического действия на организм теплокровных животных. В этом исследовании учтены ранее полученные нами данные в отношении выбора вида экспериментальных животных, тестов и величины доз препарата.

Для исследований был взят препарат, содержавший 50% действующего начала и синтезированный фирмой «Дюпон» (США). В качестве экспериментальных животных использованы крысы линии Вистар, поскольку, учитывая данные о малой токсичности бенлата, нужно было иметь в виду возможность того, что при установлении его ДОК лимитирующим показателем будет именно тератогенное действие бенлата. Кроме того, как указывают ряд авторов (А. П. Дыбан; Palmer), из мелких лабораторных животных крысы являются самыми резистентными к действию тератогенов, в связи с чем при обнаружении этого эффекта на крысах его следует обязательно принимать во внимание при решении вопроса о возможности применения изучаемого вещества в тех областях, где он сможет контактировать с человеком.

Исследуя острую токсичность бенлата на крысах-самцах и самках, удалось выявить, что при пероральном введении этого препарата в виде суспензии в растительном масле в дозах до 3,6 г/кг животные не погибали. Каких-либо внешних признаков интоксикации при наблюдении за

2*

35

животными в течение 2 нед не отмечено. Ввиду того что мы были лимитированы максимальным объемом суспензии, который допустимо вводить перорально крысам (3—4 мл), ввести бенлат в больших дозах не представлялось возможным.

Для изучения кумулятивных свойств бенлата взята доза 1000 мг/кг, что, согласно данным фирмы «Дюпон», составляет 0,05 LD50 по действующему началу. Пероральное введение бенлата в этой дозе крысам-самцам в течение 2'/г мес не вызывало их гибели и каких-либо внешних симптомов интоксикации. В связи с этим доза 1000 мг/кг была принята как наивысшая при изучении хронического действия бенлата.

Хроническое действие препарата исследовалось на крысах-самцах с начальным весом 150—160 г. Поскольку доза 62,5 мг/кг была подпо-роговой при изучении тератогенных свойств бенлата, мы использовали ее, а также дозу, в 5 раз меньшую (12,5 мг/кг). Кроме того, 1 группа животных получала бенлат в дозе 1000 мг/кг. Препарат вводили в виде суспензии в растительном масле. Животных обследовали через 6 и 11 мес после начала введения пестицида.

Для оценки состояния подопытных крыс использовали следующие показатели: проводили наблюдение за внешним видом животных, учитывали изменение их веса в течение экспериментального периода и смертности. В конце эксперимента (через 11 мес) измеряли относительный вес внутренних органов (семенники, почки, печень, надпочечники). В крови определяли содержание гемоглобина, лейкоцитов, эритроцитов и РОЭ. Антитоксическую и экскреторную функции печени исследовали с помощью гексеналовой и бромсульфалеиновой проб. Поскольку данные литературы показывают, что пестициды из группы кар-баматов, являясь малотоксичными соединениями, оказывают основное повреждающее действие на гонады (Н. В. Орлова, У. П. Жалбэ; А. И. Штенберг и соавт., и др.), мы сочли необходимым обратить особое внимание на эту сторону действия бенлата. С этой целью в ткани семенников подопытных животных определяли каталитическую активность 3 дегидрогеназ — сукцинатдегидрогеназы (НФ 1.3.99.1), лактат-дегидрогеназы (НФ 1.1.1.27) и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (НФ 1.1.1.49), играющих важную роль в метаболических процессах в ткани семенников. Активность первых 2 ферментов определяли также в каудальной части придатка семенника, где сосредоточены зрелые формы сперматозоидов. Для оценки функционального состояния сперматозоидов использовали показатель времени их подвижности в физиологическом растворе. Помимо того, в одной из добавочных половых желез (коагулирующей) устанавливали содержание фруктозы, являющейся одним из основных источников энергии для движения сперматозоидов (Н. П. Шергин). В печени изучали активность специфического для данного органа фермента — кетозо-1-фосфатальдолазы (НФ 4.1.2.7), ее определяли также в крови; кроме того, исследовали активность 3 указанных выше дегидрогеназ. Поскольку имеются сообщения об обратимом угнетении эстераз под влиянием карбаматов (Best и Murray), мы в качестве показателя степени интоксикации животных бенлатом определяли активность ацетилхолинэстеразы (НФ 3.1.1.7) в мозжечке. Названные выше показатели изучали через 6 и 11 мес у групп подопытных и контрольных животных, каждая из которых состояла не менее чем из 8 особей. Использованные нами методики отражены в работах ряда авторов (О. Н. Елизарова; Ю. Л. Захарьин; Б. Ф. Коровкин и соавт.; А. А. Покровский; И. В. Саноцкий, и др.).

Кроме того, через 6 и 11 мес проводили гистологическое и гистохимическое исследование печени, почек, семенников, сердца, селезенки, желудка и кишечника животных. Гистохимически определяли активность сукцинатдегидрогеназы, цитохромоксидазы, кислой и щелочной фосфатазы, содержание липидов, гликогена и РНК.

Все результаты обрабатывали статистически с использованием критерия Стьюдента.

Полученные данные показали, что бенлат в дозе 1000 мг/кг оказывал на животных токсическое действие. Внешний вид этих крыс, прирост их веса в течение эксперимента были такими же, как и у контрольных животных. Однако уже после 6 мес введения бенлата в этой дозе отмечено статистически значимое угнетение активности сукцинатдегид-рогеназы как в семенниках, так и в печени крыс. К 11 месяцам в семенниках этих животных существенно снизилась и активность одного из ключевых ферментов пентозофосфатного пути превращения углеводов — глюко-зо-6-фосфатдегидрогеназы. Кроме того, активность ацетилхолин-эстеразы в мозжечке также была снижена уже через 6 мес после начала эксперимента (см.таблицу).

Результаты исследования активности ферментов согласуются с данными морфологического изучения печени и семенников. Так, относительный вес семенников животных, получавших бенлат в дозе 1000 мг/кг, был значительно меньше, чем у контрольных животных (соответственно 3,4±0,37 и 5,7±0,17 г на 1 кг веса животного). В семенниках наблюдалась атрофия сперматоген-ного эпителия, сопровождавшаяся опустошением семенных канальцев, причем в некоторых из них сохранялся только 1 слой клеток. Ядра в этих клетках были пикнотичны, сперматозоиды в канальцах отсутствовали. Семенные канальцы были сморщены, между канальцами отмечалось разрастание соединительной ткани. Кроме того, активность сук-цинатдегидрогеназы в спермато-генном эпителии была снижена. В печени тех же животных отмечалась центрилобулярная крупнокапельная жировая инфильтрация. Время подвижности сперматозоидов у животных, подвергавшихся воздействию бенлата в до-

551?

ж я й ш

К * О.® О.В ¡Го ® с ч

о

л " 5 *

О а 2 и ь и ; я ь

я в | я о 5 « о с я о

г>

= 1 в

я i- ; ь -

н " Я

V п я и

Я в-

сх и

¡> = _

Кл Й 4 *

(О ® ч

8 а«

о я ¡1

х 3 =

V Л

!; * 2 9 о. и

чо я

и и Й1

я -я и я я

>- я

(ээи а) вннса ■ о^Гэи'эдо внэйд

а

>>

а и

N СО

+1 I +1

оо —

о°-о .

00 V | о'О. о

—« еч

см сч

+1 3

+1

т

8

о +1

1Г5

•о

СО

о о

+1 +1

тГ из

10 ю

,—. ** 00 ^ ЗСМ —— — Й СМ

-о -о <М

ООО _-о

Р. о"

+|+|+|\7+|\/+!

О о I!

ю г- -г ^ ю ^ -

я

о* +1

10

сч о +1

Г- —'Ш СЛ СМ. тр

о" о* о +1 +1 +1 оо— да

N(410

-о — ®о"о'

СЦ 0О

8 о +1 да сч~

"5

СО.

о

+1 да. ем*

ю 42

оо о оо дат со

о_о_со_ о.

о о" о" о" о" о о

+1+1+1 +1У+1 +1 ..

— Ю да <0

со*—"см* —* С) — —

<м о. о* +1

СО Ю 00 СМ СО 1--0.00 о* о" о"

+1 +1 +1 Ю СО 1ПСО СО

о" о* о"

8 о о*

и

со о

ем

о§о о

о0-о о

+|у+! +|

5 й. со со

ТГООЮ

<*><*> — _ 2 т 55

ООО-о 00 0_-00-0 +1 +1 +1у+1у+1

см со * Г- — ю.тг.со.О, со.й. ^

о" о" о" о о

00-0 'л СМ

о,

8

ОО СТ) ю сч <м — ©.о о. о" о" о

+1+1+1 00 см со. см. со

о" о* о"

— см оДо

-о

°о'°

+1И-н

00 '' (м

— О, со

да оо §3° °о"° +1 н+1

00 СО

— О. см

со — со — со —■ —1

к

та

X л ч о о. (-

ас X

§

н я

X

&

к « — см

ем

СО

н

№ ч

X &

?

со

X

10 см"

V

Й

§

X

зе 1000 мг/кг, было значительно короче, чем у контрольных (см. таблицу).

Бенлат в дозе 62,5 мг/кг оказывал менее выраженное влияние на организм крыс линии Вистар. Так, к 11-му месяцу отмечено снижение активности некоторых ферментов (сукцинатдегидрогеназы в печени и семенниках, а также ацетилхолинэстеразы в мозжечке). Однако при морфологическом и гистохимическом изучении внутренних органов никаких патологических изменений в них не обнаружено.

Результаты обследования крыс, получавших бенлат в дозе 12,5 мг/кг, показали, что состояние их, согласно использованным тестам, не отличалось от того, которое наблюдалось у контрольных животных.

На основании всех этих данных мы сочли возможным сделать вывод, что при хроническом воздействии наиболее поражаемым бенлатом органом являются половые железы. Выраженность токсического действия бенлата зависит от величины его дозы и продолжительности воздействия. Сопоставление результатов, полученных при изучении действия бенлата в дозах 1000, 62,5 и 12,5 мг/кг, позволяет, по нашему мнению, считать дозу 62,5 мг/кг пороговой, а дозу 12,5 мг/кг — лежащей ниже порога токсического действия бенлата на крыс линии Вистар при хроническом воздействии.

С целью оценки содержания остаточных количеств бенлата в обработанных им плодах проведено определение пестицида в томатах, капусте, огурцах, брюкве, яблоках, турнепсе и винограде. Для определения бенлата был использован метод, разработанный во Всесоюзном научно-исследовательском институте химических средств защиты растений Л. И. Лещинской и К. Ф. НовиковойМаксимальное количество бенлата, обнаруженное в обработанных им культурах (огурцах), не превышало 1 мг/кг. При обработке томатов содержание в них пестицида составляло 0,2 мг/кг через 1 мес после нее. В капусте, турнепсе и брюкве остаточные количества бенлата не обнаружены. Органолептиче-ские свойства томатов, огурцов, капусты, яблок и винограда, в которых проводилось определение остаточных количеств бенлата, изменены не были.

Таким образом, бенлат является малотоксичным соединением со слабо выраженными кумулятивными свойствами (4-я группа по гигиенической классификации пестицидов; «Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов»). Кроме того, препарат довольно быстро разрушается в обработанных им продуктах.

Эти результаты, согласно «Методическим указаниям», дают возможность разрешить применение бенлата в сельском хозяйстве и установить его ДОК в продуктах питания. Однако, как уже отмечалось, препарат оказывает тератогенное действие на крыс линии Вистар. Возможные подходы к решению вопроса о нормировании пестицидов, обладающих тератогенными свойствами, обсуждались нами в ряде работ, поэтому здесь мы лишь укажем, что, по нашему мнению, можно разрешить использование бенлата в сельском хозяйстве с тем условием, что при расчете его ДОК будет использован, несмотря на весьма малую токсичность препарата, коэффициент запаса, равный 100. В этом случае, принимая в качестве подпороговой дозы для крыс дозу 12,5 мг/кг, максимально безвредной (Эм) для человека будет доза 0,125 мг/кг. Если средний вес человека, как рекомендуют методические указания, принять равным 50 кг, то максимально допустимая суточная доза бенлата для него будет равна 6,25 мг.

1 Метод утвержден Государственной комиссией по химическим средствам борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками при Министерстве сельского хозяйства СССР.

Бенлат применялся в основном для обработки овощей и фруктов, потребление которых человеком, по данным Института питания АМН СССР, составляет примерно 600—700 г в сутки (без картофеля). Чтобы максимально допустимая суточная доза бенлата для человека не была превышена, содержание пестицида в обрабатываемых им овощах и фруктах должно составлять 8,92 мг/кг и не более. Однако, поскольку результаты, полученные при изучении остаточного содержания препарата в обработанных им плодах, показали, что максимальное содержание его не превышает 1 мг на 1 кг продукта, можно рекомендовать ДОК бенлата в овощах и фруктах на уровне 1 мг/кг. Это более чем в 8 раз ниже допустимой суточной дозы пестицида для человека, рассчитанной на основании данных токсикологических исследований.

ЛИТЕРАТУРА. Дыбан А. П. — «Вестн. АМН СССР», 1967, № I, с. 18— 30. — Е л и з а р о в а О. Н. Определение пороговых доз промышленных ядов при перо-ральиом введении. М„ 1971. — Захарьин Ю. Л. — «Лабор. дело», 1967, № 6, с. 327— 330. — Коровкин Б. Ф. Ферменты в диагностике инфаркта миокарда. Л., 1965.— Орлова Н. В., Ж а л б э У. П. — «Вопр. питания», 1968, № 6, с. 49—54. — Покровский А. А. (ред.). Биохимические методы исследования в клинике. М., 1969. — Са-ноцкий И. В. — В кн.: Фармакология. Химиотерапевтические средства. Токсикология. М., 1971, с. 107—132. — Шергин Н. П. Биохимия сперматозоидов сельскохозяйственных животных. М„ 1967. — Штенберг А. И., Кйрлич А. Е., Орлова Н. В.— «Вопр. питания», 1969, № 6, с. 66—71. — Штенберг А. И., Т о р ч и н с к и й А. М. — «Вестн. АМН СССР», 1972, № 2, с. 39—46. — Ш те н б е р г А. И., Орлова Н. В., Торчинский А. М. — «Гиг. и сан.», 1973, № 8, с. 16—20. — Штенберг А. И., Тор-чинский А. М. — Там же, 1974, № 7, с. 37—42.— Best Е. М„ Миггоу В. L. — "J. оссир. Med.", 1962, v. 4, p. 507—517. — Р а 1 m е г Н. R. —In: Bertelli A. (Ed.). Teratology Symposium. Amsterdam, 1969, p. 52—69.

Поступила 11/11 1975 r.

DATA FOR TOXICO-HYGIENIC CHARACTERISTICS OF THE PISTICIDE BENLATE

OF CARAMBATE GROUP

A. M. Torchinsky, N. V. Orlova, E. V. Smirnova, L. F. Makarova

The LD50 value of benlate for rats exceeds 3.6 g/kg when administered per os. The cumulative properties of the compound are weak. An investigation of the chronic action showed the sex glands (testicles) to be most affected. A dose of 62.5 mg/kg proved to be of threshold value and that of 12.5 mg/kg was below the threshold of the toxic action of benlate in case of its chronic (for 12 months) administration to the Wistar line of male rats. Determination of the residual amounts of the pesticide in vegetables and fruits treated with it showed them to be within the level of 1 mg/kg. On the basis of the investigation results obtained the authors suggest to set the dose of residual amount of benlate in vegetables and fruits treated with it at a level of I mg/kg weight of the product.

УДК 613.865-052.63:378.661

Канд. мед. наук С. Л. Долошицкий, Н. С. Лобойко

к гигиенической оценке работоспособности студентов медицинского института

Львовский медицинский институт

Исследования проводились на кафедре общей гигиены на протяжении учебного года. Под наблюдением находились 318 студентов III—IV курсов, имевших примерно одинаковую учебную нагрузку и среднюю успеваемость. Учебное расписание предусматривает ежедневно 4 ч практических занятий и 1 лекционную пару при 6-дневной учебной неделе. При этом общая недельная нагрузка составляет не менее 36 академических часов. В действительности же время пребывания студентов в институте более продолжительно, особенно в конце семестра. Так, если в начале семестра студенты заняты в среднем 6 ч ежедневно, то в конце его — 6 ч 45 мин, что связано в большинстве случаев