CC BY
8
линию 60 и 90 с. Ток во время горения пробы устанавливали на уровне 12А.
Для определения содержания марганца, стронция и алюминия во взятых образцах природных вод проводили фотометрирование аналитических линий исследуемых элементов в пробах и эталонах, сфотографированных на одной и той же пластинке. Для этой цели пользовались микрофотометром МФ-4. Интенсивность почернения выбранных линий измеряли по логарифмической шкале почернений при ширине измерительной щели 0,20 мм с таким расчетом, чтобы она была примерно равна половине ширины изображения спектральной линии. При этом использовали следующие аналитические линии: для стронция — 460,7 нм, для марганца — 280,1 нм, для алюминия — 308,2 нм. Аналитическую линию и фон в каждом спектре измеряли трижды.
Концентрацию стронция, марганца и алюминия в пробах определяли по градуировочным графикам, исходя из разности почернения аналитических линий исследуемых элементов и фона вблизи этих линий.
Градуировочные графики строили в координатах Д5=1цС, где Д5 — разность почернения линии и фона, С— концентрация. При этом удобно использовать полулогарифмическую бумагу. Содержание определяемых элементов в 1 л воды рассчитывали по следующей формуле:
у ас / Ь-1000 мг/л'
где X — содержание определенного элемента в 1 л воды (в мг);
а — содержание искомого элемента в пробе, помещенной в электрод;
с— количество сухого остатка в 1 л анализируемой пробы (в мг);
Ь — количество сухого остатка воды, подвергнутое анализу (в мг);
1000 — коэффициент пересчета в миллиграммы.
Чувствительность определения 0,001 мг/л для стронция, 0,0001 мг/л для марганца и алюминия. Вероятная ошибка единичного определения ± 16%.
Поступила 22.07 80
УДК 616.9.0IS.7
Е. М. Трофимович
МЕТОД ОПРЕ ДЕЛЕНИЯ КУМУЛЯТИВНОГО ЭФФЕКТА ПРИ ИНТОКСИКАЦИЯХ
Новосибирский научно-исследовательский санитарный институт
Химические вещества при однократном и повторных воздействиях на организм детерминируют токсические эффекты, причинно-следственные связи которых подчиняются зависимости доза — время — эффект. Доза и время — простые переменные, а эффект — сложная совокупность патогностиче-ских признаков, время появления и выраженность которых в значительной степени зависят от динамики кумулятивного процесса.
Термином «кумуляция» обозначается накопление эффектов в результате многократно повторяющихся раздражений, накопления в организме токсичных или лекарственных веществ. В токсикологии различают два типа кумуляции: функциональную и материальную. Однако для выявления и дифференцирования кумуляции еще не предложено адекватных методов и критериев. Оценка выраженности кумулятивного эффекта ограничивается расчетом различных коэффициентов кумуляции (Ю. С. Каган- и В. В. Станкевич; С. Н. Черкин-ский и соавт.; Lim и др.). На их основе проводится классификация химических веществ по эмоциональной градации типа «среднекумулятивные» «сверх-кумулятивные» и т. д. (Л. И. Медведь и соавт.). Все предложенные методические приемы определения коэффициента кумуляции различаются выбранными дозами, кратностью затравок, способами расчетов, поэтому коэффициенты кумуляции для
одного и того же химического соединения бывают разными.
В задачу настоящей работы входило определение кумулятивной функции химических соединений, так как только функциональный анализ позволяет дать количественную и качественную характеристики процесса интоксикации, зависящего от химического строения веществ, биологической активности их метаболитов, специфики и эффективности деток-сикации. Установлено, что показатель кумулятивной функции химического вещества в каждый момент времени может выражаться одной точкой, гомоморфной к многообразию происходящих процессов и поэтому являющейся репрезентативной. Он представляет собой численное выражение кумулятивного процесса. Определение показателя кумулятивных свойств химических веществ (К) в совокупности по результатам острого и подострого опытов оказалось наиболее удобным и адекватным приемом относительно хронической интоксикации.
Экспериментальные наблюдения показали, что при однократном внутрижелудочном введении химических веществ дозы на уровне 1/10 среднесмер-тельных (ЬО50) находятся ниже максимально переносимых. Этот уровень выбран для определения К.
В остром опыте параметры острой токсичности веществ рассчитывали методом пробит-анализа.За-
Рис.1
Рис. 1. Кумулятивные эффекты, показатели кумулятивных свойств (А) и динамика активности холинэстеразы (в %) в крови крыс в процессе определения кумулятивных свойств ДИБТФ натрия (Б).
По оси абсцисс — кратность затравок, по оси ординат — показатель К: I. 3. 3 — соответственно репрессивны!), рекуррентный и толерантный эффекты ДИБТФ натрия (/), н-гексилового ксаитсгсната калия (2) н 3-кротилизотиуроний хлорида (3).
10
Рис. г
111М
2.5 а 3/54 Ц55
Рис. 2. Графическое выражение зависимости доза — время — эффект для ДИБТФ натрия при острой затравке интактных крыс (/), после предварительного подострого десятикратного (2) и двадцати кратного (3) внутрижелу-дочного введения 1/10 ЬР60 (300 мг/кг).
По оси абсцисс — дозы (в г/кг); по оси ординат — пробиты.
тем интактных животных того же вида, возраста и пола делили на 2 группы, каждая из которых содержала число особей, достаточное для последующих развернутых острых опытов и обработки данных методом пробит-анализа.
Животных 1-й группы подвергали затравке изучаемым химическим соединением десятикратно, а животных 2-й группы 20 раз из расчета 1/10 ЬО50. В период подострой затравки в каждой группе отдельно регистрировали число умерших животных и время наступления смерти. Показатель кумулятивных свойств химического соединения рассчитывали по формуле: .
л ю = 2 ■ " ю»
где ЬО50 и Ь01а — параметры острой токсичности для интактных животных; ЬО'50 и ЬО'1в — параметры острой токсичности для животных после десятикратного воздействия 1/10 Ь000 химического вещества; Н1п — коэффициент резистентности организма к десятикратному воздействию химического вещества.
„__ЬРмгАГ
- (ЬР60л) + 1/101Л>вов) •
где N — исходное число животных в группе; п — число животных в группе, выживших после подострого воздействия хими ческим веществом; а — суммарное число затравок тех особей в группе, которые погибли в подостром опыте.
При отсутствии летальных исходов в группе в подостром опыте Н-1, а при их наличии Н>1.
Показатели Кго, Н20 ЬО50 и ЬО,„ определяли аналогично у животных 2-й группы относительно интактных. При этом коэффициент резистентности организма к химическому веществу рассчитывали по формуле:
н__2ЬР,0Л/
- (2ЬР10.л) + (1/10ЬР6о.й) •
Показатели К,0 и К ¡о не являются абсолютно однозначными величинами, так как каждый из них определяется с учетом параметров острых опытов, проведенных на животных, имеющих различную степень подострой интоксикации и неодинаковую устойчивость к динамическому воздействию химических веществ вследствие возможного отсева наиболее чувствительных особей. Следовательно, установленная этим методом динамика кумулятивного процесса химических веществ учитывает не только альтернативный признак (Н), но и более тонкое проявление реакции организма, регистрируемое изменением наклона прямой токсического эффекта преимущественно в диапазоне от ЬО50 к пороговым дозам острого действия.
Целесообразность учета угла наклона прямой токсического эффекта при оценке кумуляции была ранее отмечена И. П. Улановой и соавт. Однако он является грубым показателем для определения К в связи с использованием для ее расчета Ь084. Поэтому при определении К мы использовали 2 точки на прямой токсического эффекта — ЬО50 и 1ЛЭ1в.
Поскольку параметры острой токсичности имеют численные выражения стандартных ошибок и доверительных границ, показатели кумулятивного эффекта химических соединений рассчитанные предлагаемым методом, выражены в виде вероятностных величин.
Показатель кумулятивных свойств менее 1 указывает на развитие толерантности к повторным воздействиям химических веществ. При выраженном кумулятивном эффекте показатель кумулятивной функции химического соединения превышает 1. Если в процессе подострого воздействия химического соединения на организм летальный эффект наступит у всех животных, то показатель кумулятивной функции будет соответствовать величине Н. В зависимости от задачи исследования, можно ограничиться расчетом К10 или наоборот, определить К30-
В экспериментальных исследованиях установлено, что по степени выраженности и динамике проявления кумулятивного процесса химические вещества делятся на 3 группы: толерантно-, рекур-рентно- и репрессивно-кумулятивные (рис. 1, А). Для толерантио-кумулятивного процесса характерно снижение кумулятивной активности химического вещества при увеличении кратности воздействия. В основе толерантно-кумулятивной реакции могут лежать разнообразные процессы — от
Показатели кумулятивных свойств химических веществ и динамика кумулятивного эффекта при внутрижелудочной затравке крыс
Химическое вещество к.. К» к.. Кумулятивны! эффект
3-кротилизотиуроний-
хлорид 0,79 0,65 0,71 Толерантный
О-изопропил-Л'-метил-
тиокарбамат 0,80 0,94 0,76 э
О-изобутил-УУ-метил-
тиокарбамат 1,72 2,53 Репрессивный
Спирт: 1,5
пропиловый »
бутиловый 0,97 1,13 Рекуррентный
гексиловый 1.21 2,12 Репрессивный
октиловын 0,99 1,47 1
Гексиловый ксантоге-
нат 0,95 0,95 Рекуррентный
ДИБТФ натрия 1,31 1,20 1,03 Репрессивный
Ди-2-этилгексилдитио-
фосфорная кислота 1,52 0,98 Рекуррентный
^уменьшения резорбции химических соединений до индукции метаболизирующих микросомальных энзимов печени.
Рекуррентно-кумулятивный процесс характеризуется чередованием толерантных и репрессивных фаз. Репрессивной фазе кумуляции свойственно нарастание интоксикации.
В таблице приведены результаты определения кумулятивных свойств химических соединений 3 групп. В гомологическом ряду нормальных алифатических спиртов преобладает репрессивно-кумулятивная направленность эффекта. При интоксикации фосфорорганическими соединениями наблюдается тенденция перехода от репрессивно-ку-мулятивной фазы к рекуррентной. Четко выраженный толерантно-кумулятивный эффект дают серо-органические соединения: 3-кротилизотиуронийхло-рид и О-изопропил-Ы-метилтиокарбамат. Следовательно, отдельные группы химических соединений могут иметь однонаправленные качественные изменения кумулятивного эффекта, что является весьма важным при прогнозировании явлений хронической интоксикации и выборе методических приемов гигиенического нормирования вредных веществ.
При обосновании ПДК диизобутилдитиофосфата (ДИБТФ) натрия в воде водоемов ЬЭ50 для ин-тактных крыс самцов составила ЗОООмг/кг, а ЬЭ,,,— 2020 мг/кг. Для определения кумулятивной функции ДИБТФ натрия группы крыс-самцов по 30 особей в каждой затравливали перорально в дозе 300 мг/кг соответственно десяти и двадцати кратно. В 1-й группе летальных исходов не было, а во 2-й одна крыса погибла после 16 затравок, а другая — после 18 (л =30—2=28, а=16+18 =34). Средне-смертельная доза ДИБТФ для животных 1-й группы составила 2150 мг/кг, для животных 2-й группы 2440 мг/кг, а соответственно 1650 н
1760 мг/кг (рис. 2). По величине показателей кумулятивного эффекта Кю и К2о ДИБТФ были отне-
Рис. 3. Динамика показателей функционального состояния организма крыс при хронической пероральной затравке ДИБТФ натрия в интегральном выражении по всем определяемым параметрам в каждый срок наблюдения. По оси абсцисс — месяцы; по оси ординат суммарные единицы относительно контроля: / — контроль: 1,3.4 — при затравке из расчета 1.01 и 0,01 мг/кг соответственно
сены к репрессивно-кумулятивным веществам с рекуррентной тенденцией (см. таблицу и рис. 1, А). Одновременно у подопытных животных наблюдалась аналогичная зависимость изменения активности специфически реагирующего на многие фосфорорга-нические соединения фермента — холинэстеразы крови. При этом статистически, значимое снижение активности фермента зарегистрировано на 5—10-е сутки затравки с последующей тенденцией к нормализации на 2-е сутки (рис. 1, Б).
В хроническом санитарно-токсикологическом эксперименте при обосновании ПДК изученного вещества в воде водоемов подобная зависимость функциональных изменений в организме вновь подтвердилась. На рис. 3 показано изменение функционального состояния организма подопытных крыс при действии ДИБТФ натрия в дозах 0,01, 0,1 и 1 мг/кг, выраженное универсальной интегральной величиной для всей совокупности определяемых параметров в каждый период наблюдений. Эти данные сидетельствуют о взаимообусловленности количественного и качественного показателей кумулятивного процесса, его соответствии зависимости доза — время — эффект, и объективности предложенного метода расчета показателя кумулятивных свойств химческих веществ.
Литература. Голубев А. А., Люблина Е. И., Толоконцев H.A. — В кн.: Количественная токсикология. Л.. 1973, с. 159—172. Каган Ю. С., Станкевич В. В. — В кн.: Актуальные вопросы гигиены труда, промышленной токсикологии и профессиональной патологии в нефтяной и нефтехимической промышленности. Уфа, 1964, с. 48—49. Медведь Л. И., Каган Ю. С., Спыну Е. И. — Ж. Все-союзн. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева, 1968, т. 13, № 3, с. 263—271. Уланова И. П., Сидоров К- К. — В кч«.: Методы определения токсичности и опасности химических веществ. М.. 1970, с. 101 — 108. Черкинский С. Я., Красовский Г. Я., Тугаринова В. Н. — В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1964, вып. 6, с. 290—300.
Lim R. К. S., Rink К. О., Gatass Я. G. et aL — Arch, int. Pharmacodyn., 1961, v. 130, p. 336—252.
Поступала 13.08 89
