CC BY
12
к изменению функционального состояния центральной нервной системы, угнетению активности холинэстеразы, повышению биосинтеза витамина С и нарушению печеночных функций. Концентрация вещества 0,02 мг/м3 является подпороговой, так как она не приводит к изменениям исследуемых показателей.
4. На основании подпороговой по хроническому резорбтивному действию хлорофоса рекомендуется среднесуточная предельно допустимая концентрация его в атмосферном воздухе на уровне 0,02 мг/м3.
ЛИТЕРАТУРА
Асаулюк И. К. Воен.-мед. ж.. 1966, №7, с. 778. — Бирюкова Р. Н. Гиг. и сан., 1962, № 7, с. 43. — Б у ш т у е в а К. А., Полежаев Е. Ф., Семенен-к о А. Д. Гиг. и сан., 1960, № 1, с. 57. — Бы х о век а я М. С., Гинзбург С. А., Хализова О. Д. Методы определения вредных веществ в воздухе и других средах. М„ 1961, ч. 2, с. 248. — Вашков В. И., Шнайдер Е. В. Хлорофос. М„ 1962,— Турин Л. Н., Б о б к о в А. А. Здравоохр. Белоруссии, 1966, № 2, с. 19. — Каган Ю. С. В кн.: Материалы 7-й Всесоюзн. конференции фармакологов. Тбилиси, 1960, с. 64. — Красильщиков Д. Г. Вопр. биол. и краевой мед., 1963, №4, с. 422. — Спыну Е. И. В кн.: Химия и применение фосфорорганических соединений. М., 1957, с. 336. — Стацек Н. К. В кн.: Гигиена и токсикология новых пестицидов и клиника отравлений. М., 1962, с. 229. — Треф и лов В. Н., Сканави М. Д. Гиг. труда, 1963, № 11, с. 41. —Фаерман И. С., Бон гард Е. М., Лащен-ко Н. С. Там же, 1964, № 11, с. 36. — Ц а п к о В. Г. Врач, дело, 1964, № 9, с. 85.— Цапко В. Г. Гиг. и сан., 1965. №4, с. 32. — Bourgignon G., La chronaxie chez l'homme. Paris, 1923.— Go lz H. H„ Arch, industr. Hlth., 1957, v. 16, p. 330.
Поступила 14/11 1969 r.
EXPERIMENTAL DATA FOR HYGIENIC STANDARDIZATION OF CHLOROPHOSE
IN THE ATMOSPHERE
S. A. Tabakova
In order to substantiate the maximum permissible concentration of chlorophose in the atmosphere the author studied its reflex and chronic resorptive action under experimental conditions. An investigation of the reflex action of microconcentrations of chlorophose on the olfactory analyzer and electric sensitivity of the cerebral cortex in man made it possible to suggest the one-time maximum permissible concentration of the substance at a level of 0.04 mg/m3. A concentration of 0.02 mg/m3, that proved to be subthreshold in the chronic resorptive test, is recommended as the average maximum permissible concentration.
УДК 613.31-084.48
НОВЫЕ ДАННЫЕ О МЕХАНИЗМЕ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ХЛОРОМ И у-ИЗЛУЧЕНИЕМ
А. М. Скидальская
Кафедра коммунальной гигиены I Московского медицинского института
им. И. М. Сеченова
В исследованиях последних лет вопросы механизма обеззараживающего действия того или иного бактерицидного фактора все чаще рассматриваются с точки зрения нарушения обмена веществ бактериальной клетки в процессе дезинфекции воды. Данные литературы касаются в основном влияния обеззараживающих факторов на ферментную активность бактерий. Это относится главным образом к изменению активности оксидоредуктазферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в бактериальной клетке, в частности дегидрогеназ при
действии хлора, ультрафиолетовых лучей, озона, продуктов электролиза, у-излучения (Р. К. Липинская; К. К. Врочинский; Б. П. Сучков; В. А. Рябченко, и др.).
Однако изучение механизма бактерицидного действия не может быть органичено лишь выяснением влияния исследуемого агента на систему дыхательных ферментов, поскольку метаболизм бактериальной клетки включает и другие звенья, которые могут быть нарушены в процессе обеззараживания.
Мы поставили перед собой цель уточнить представление о механизме действия хлора и у-излучения на бактериальную клетку в процессе обеззараживания воды, имея в виду влияние указанных агентов на различные, ранее не изучавшиеся стороны метаболизма микроорганизмов.
Обработку воды для ее обеззараживания у-лучами производили на экспериментальном у-облучателе (ЭГО-4); хлор использовали в виде хлорной воды. Исследовали влияние указанных обеззараживающих факторов на метаболизм кишечной палочки и возбудителя дизентерии Зонне.
В отличие от авторов упомянутых выше работ мы исследовали не только изменения дегидрогеназной активности в процессе обеззараживания, но и влияние хлора и у-излучения на процесс декарбоксилирования аминокислот бактерий, протекающий в присутствии строго специфичных ферментов — декарбоксилаз. Для более углубленного исследования обмена веществ определили нуклеотидный состав ДНК кишечной палочки после окончания процесса обеззараживания при различных уровнях бактерицидного эффекта. Кроме того, изучали биохимические, культураль-ные, морфологические и серологические свойства бактерий, выживших после обеззараживания воды хлором, поскольку санитарным законодательством (ГОСТ 2874-54 «Вода питьевая») допускается в воде, прошедшей очистку и обеззараживание и предназначенной для питья, наличие некоторого остаточного количества кишечных палочек (не более 3 в 1 л). Известный интерес имело также выяснение морфологических свойств бактерий подвергавшихся действию хлора, с использованием метода электронной микроскопии.
Активность дегидрогеназ изучаемых представителей кишечной группы бактерий определяли по методу Тунберга в модификации Г. Н. Пер-шина и Р. К. Липинской, основанному на изменении окрашивания мети-ленового синего (или другого хиноидного красителя) вследствие ее восстановления за счет водорода субстрата, катализируемого той или иной дегидрогеназой и протекающего в анаэробных условиях. Параллельно устанавливали степень бактерицидного эффекта хлора и у-излучения по Г. Н. Першину. Исследовали активность 4 дегидрогеназ — глюкозы, глицерина, формальдегида и этилового спирта.
Полученные результаты позволяют подтвердить, что степень угнетения активности изученных дегидрогеназ находится в прямой зависимости от дозы хлора; активность наиболее устойчивых из взятых в опыт ферментов — дегидрогеназ глюкозы и глицерина — подавляется полностью при бактерицидном эффекте в 3 балла, т. е. уже в то время, когда значительное количество бактерий еще жизнеспособно. Дегидрогеназы формальдегида и этилового спирта менее устойчивы к действию хлора.
Действие у-излучения на активность дегидрогеназ отличается от действия хлора. Названные ферменты более устойчивы к воздействию радиации. Применение массивных доз излучений (1000 кр), вызывавших полный бактерицидный эффект, ингибировало дегидрогеназную активность максимально на 80%. Активность ферментов возбудителя дизентерии Зонне при действии хлора и у-лучей угнеталась несколько больше, чем активность тех же дегидрогеназ кишечной палочки.
' Таким образом, механизм бактерицидного действия хлора и у-излучения на ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные процессы, различен.
Наряду с указанными исследованиями проведено несколько серий опытов по определению активности дегидрогеназы глюкозы у особей 1-й популяции бактерий, подвергнутых действию хлора (доза 5 мг/л) и у-из-лучения (50 кр). Установлено, что активность дегидрогеназы глюкозы у этой популяции, подвергшейся действию хлора, через сутки восстанавливается до уровня контроля, т. е. до 100%. В то же время при изучении активности ферментов после действия у-излучения на бактерии зафиксировано статистически достоверное увеличение активности дегидрогеназы глюкозы (до 140%) у бактерий 1-й популяции и снижение ее до уровня контроля у особей 2—3-й популяции.
Иначе говоря, установлен также различный механизм воздействия хлора и у-лучей на активность дегидрогеназ и у дочерних особей бактерий, подвергшихся обеззараживанию.
Процесс декарбоксилирования аминокислот изучался нами по изменению активности ферментов, катализирующих этот процесс, т. е. декар-боксилаз, с помощью методики, предложенной Е. М. Губаревым и Ю. В. Галаевым, с учетом дополнений Ю. Г. Талаевой (1965). Метод основан на электрофоретичес-ком разделении на бумаге аминокислот и соответствующих им продуктов декарбоксилирования.
Было исследовано влияние обеззараживания воды хлором и у-луча-ми на процесс декарбоксилирования глютаминовой кислоты при участии ферментов кишечной и дизентерийной палочек. Опыты проведены с бактериальной взвесью, содержащей 10 млрд. микробных тел в 1 мл. В этих условиях применяемые дозы хлора вызвали частичный бактерицидный эффект (до 3 баллов).
При выяснении влияния хлора на процесс декарбоксилирования глютаминовой кислоты, катализируемый глютаматдекарбоксилазой кишечной и дизентерийной палочек, мы нашли, что активность фермента начинает снижаться при действии доз хлора соответственно 75 и 50 мг/л, а полное подавление активности глютаматдекарбоксилазы наблюдалось под влиянием более высоких концентраций хлора: 100 мг/л для кишечной палочки и 75 мг/л для дизентерийной (рис. 1).
Процесс декарбоксилирования глютаминовой кислоты изучался также у особей 1-й популяции бактерий, подвергшихся действию хлора (дозы 5 и 50 мг/л). Оказалось, что активность глютаматдекарбоксилазы кишечной палочки и возбудителя дизентерии на уровне контроля.
При исследовании влияния у-излучения на активность фермента, де-карбоксилирующего глютаминовую кислоту, установлено, что все взятые в опыт дозы у-лучей (от 50 до 1000 кр) не снижают активности глютаматдекарбоксилазы кишечной и дизентерийной палочек. При воздействии же радиации в дозах 300 и 1000 кр (бактерицидный эффект 100%) окрашивание фракции у-аминомасляной кислоты (продукт декарбоксилирования глютаминовой кислоты) на опытных фореграммах несколько более интенсивное, чем на контрольных лентах. Это, очевидно, свидетельствует о некотором стимулировании процесса декарбоксилирования.
Рис. 1. Изменение активности декарбоксилазы глютаминовой кислоты кишечной и дизентерийной палочек под влиянием хлора. 1 — кишечная палочка; 2 — дизентерийная палочка.
1-я популяция кишечных палочек, подвергшихся воздействию у-излу-чения в дозе 50 кр, содержала фермент — глютаматдекарбоксилазу с резко пониженной активностью (12,5%)- В дальнейшем происходило восстановление активности фермента до исходной величины во 2—3-й популяции. Декарбоксилазная активность по отношению к глютаминовой кислоте особей 1-й популяции дизентерийных бактерий (доза облучения 50 кр) в части случаев оставалась до 50% и полностью восстанавливалась у микроорганизмов 2-й популяции.
Судя по результатам опытов, полная инактивация глютаматдекарб-оксилазы кишечной палочки и дизентерийных бактерий под действием хлора, обнаруженная методом электрофореза на бумаге, происходит почти при тех же уровнях бактерицидного эффекта, что и прекращение окислительно-восстановительных реакций. Однако начало подавления активности дегидрогеназ отмечается при действии значительно меньших доз хлора по сравнению с теми, которые вызывали угнетение активности декарбоксилазы глютаминовой кислоты.
Таким образом, система энзимов, катализирующих процессы дыхания бактерий, более чувствительна к действию хлора, чем ферменты, участвующие в расщеплении аминокислот.
Можно считать установленным, что в противоположность действию хлора у-лучи в процессе обеззараживания не только не прекращают расщепления глютаминовой кислоты до у-аминомасляной, но в некоторой степени даже усиливают действие фермента, очевидно, за счет выхода его из клетки вследствие нарушения целостности клеточной оболочки. Резкое падение активности глютаматдекарбоксилазы кишечных бактерий у особей 1-й популяции может рассматриваться как свидетельство генетических нарушений под влиянием у-лучей и усиления эффективности процесса обеззараживания.
Нуклеотидный состав ДНК кишечной палочки мы определяли по методу Шмидта — Танхаузера в модификации А. С. Спирина и А. Н. Белозерского. Исследовали соотношение пуриновых и пиримидиновых оснований в ДНК кишечной палочки при действии хлора в концентрациях от 5 до 250 мг/л и у-излучения в дозах 50—1000 кр. Эксперименты по определению нуклеотидного состава ДНК методом распределительной хроматографии на бумаге с последующим спектрофотометрированием пятен нуклеотидов показали отсутствие различий в нуклеотидном составе ДНК кишечных палочек, подвергнутых действию хлора (до 250 мг/л), и контрольной взвеси бактерий (табл. 1). Показатель специфичности нуклеотидного состава у подопытных и контрольных бактерий около 1
(ёМ-
В то же время изучение соотношения оснований в ДНК кишечных палочек, подвергавшихся облучению, позволило установить, что при воз-
Таблица 1
Влияние хлора на соотношение оснований в ДНК кишечной палочки
Дозы хлора (в мг/л) Количество основаннй ДНК (в мол%) пур. пир. г/ц А/Т г+ц А + Т
Г А Ц т
5 50 250 24,91 24,44 27,02 24,47 25,70 25,09 25,69 23,67 25,54 24,93 26,19 22,35 0,97 1,00 1,09 0,97 1,02 1,05 0,98 0,98 1,12 1,02 0,93 1,10
Контроль 25,52 23,82 26,88 23,78 0,97 0,95 1,00 1,10
Обозначения: здесь и в табл. 2: Г—гуанин; А—аденин; Ц—цитозин; Т—ти мин; пур. — пурины; пир.—пиримидины.
Таблица 2
Влияние у-излучения на соотношение оснований в ДНК кишечной палочки
Количество оснований ДНК (в мол%)
Дозы 7-нзлу-чения (в кр) Г А Ц Т "УР-пир. г/Ц А/Т г+ц А + Т
50 300 1 000 25,17 26,79 29,61 22,55 24,78 23,01 24,95 22,39 22,76 27,33 26,04 24,62 0,91 1,06 1,11 1,01 1,19 1,30 0,82 0,95 0,93 1,00 0,95 1,10
Контроль 25,52 23,82 26,88 23,78 0,97 0,95 1,00 1,10
действии у-лучей происходит разрушение молекулы ДНК, по-видимому, за счет участков, содержащих цитозин (табл. 2).
Предполагая, что блокирование или полная анактивация энзимов бактериальной клетки может быть связана с коагуляцией цитоплазмы, мы изучили морфологические изменения кишечных палочек, подвергшихся влиянию хлора, путем электронной микроскопии. В процессе исследования под действием возрастающих доз хлора (от 5 до 500 мг/л) выявлено уменьшение клеток в объеме, нарушение проницаемости протоплазмы для электронного потока вследствие ее коагуляции и повреждение оболочки клетки (рис. 2, 3). Появление этих цитологических из-
Рис. 2. Кишечная палочка из контрольной взвеси бактерий.
менений совпадает с действием минимальной дозы хлора, вызывающей угнетение активности дегидрогеназ (некоторое нарушение проницаемости протоплазмы), при применении же доз хлора, обусловливающих полную инактивацию изучаемых ферментов, отмечалась резкая контракция цитоплазмы, сопровождавшаяся уменьшением клеток в объеме и в некоторых случаях повреждением клеточной оболочки. Это свидетельствует о том, что коагуляция протоплазмы и нарушение ферментативной деятельности бактерий при воздействии на них хлора — взаимосвязанные процессы.
Выводы
1. При обеззараживании воды хлор и у-излучение действуют угнетающе на активность дегидрогеназ кишечной палочки и возбудителя дизентерии Зонне. При этом угнетение активности ферментов под действием хлора параллельно бактерицидному эффекту, а при действии у-лучей отстает от него.
При изучении изменения биохимических, культуральных и серологических свойств кишечной палочки под влиянием хлора в дозе 0,7—0,8 мг/л (остаточный хлор на уровне 0,1—0,3 мг/л) концентрация бактерий была снижена до 10 000 микробных тел в 1 мл. Выжившие особи выделялись методом фильтрации через мембранные фильтры № 3 и выращивались на среде Эндо при 37°. Через сутки на среде Эндо вырастали 2 вида колоний кишечной палочки: типичные и атипичные (шероховатые с неровными краями, красного цвета, без блеска). В контрольном посеве имелись только типичные формы бактерий. При окрашивании по Граму и микроскопировании с помощью иммерсионной системы каких-либо отличий у опытных и контрольных бактерий не обнаружено.
Исследована способность измененных под действием хлора бактерий сбраживать углеводы и многоатомные спирты («пестрый» ряд), разлагать мочевину, образовывать сероводород и индол. Кишечные палочки из атипичных колоний теряют способность образовывать газ при сбраживании глюкозы и лактозы в условиях, когда температура равна 37°, и приобретают способность сбраживать сахарозу с образованием кислоты и газа. При постановке реакции агглютинации с адсорбированными брюшнотифозными, паратифозными и дизентерийными сыворотками оказалось, что измененные под действием хлора бактерии агглютинируются брюшнотифозной сывороткой. Вирулентность 3 штаммов кишечной палочки, выделенных после хлорирования и получивших способность агглютинироваться брюшнотифозной сывороткой, изучалась нами на мышах по общепринятой методике. Контролем служила взвесь исходного штамма кишечной палочки, не подвергавшаяся действию хлора. Все опытные и контрольные животные остались живы.
Таким образом, под влиянием хлора кишечная палочка может становиться атипичной, приобретая способность агглютинироваться брюшнотифозной сывороткой. Тем не менее опыты показали, что она остается авирулентной. Выявленный факт показывает, что при санитарно-лабора-торном контроле хлорирования воды должны учитываться все вырастающие колонии кишечных палочек. Вместе с тем нет основания говорить о появлении вирулентности у атипичных штаммов последних.
Рис. 3. Кишечные палочки из взвеси бактерий, подвергавшейся действию хлора (250 мг!л, бактерицидный эффект— 100%).
2. Хлор подавляет активность глютаматдекарбоксилазы изученных представителей кишечной группы бактерий, тогда как у-излучение не вызывает подобного эффекта.
3. Нуклеотидный состав ДНК кишечной палочки при действии хлора не меняется, тогда как при действии у-лучей отмечается разрушение молекулы ДНК, вероятно, за счет участков, содержащих цитозин.
4. Методом электронной микроскопии выявлены изменения в морфологии кишечной палочки, выразившиеся в уменьшении объема клетки, нарушении проницаемости протоплазмы и повреждении клеточных оболочек.
5. В хлорированной воде могут выявляться атипичные кишечные палочки с измененными культуральными и биохимическими свойствами и способностью агглютинировать брюшнотифозной сывороткой, но остающиеся авирулентными. При санитарно-лабораторном контроле хлорированной воды необходимо учитывать атипичные колонии кишечной палочки.
ЛИТЕРАТУРА
Врочинский К. К. Экспериментальные исследования для гигиенического обоснования обеззараживания воды озоном. Автореф. канд. дисс. М., 1965. — Губарев Е. М., Галаев Ю. В. Биохимия, 1957, в. 3, с. 441. — Липинска Р. К механизму бактерицидного действия хлора и ультрафиолетовых лучей при обеззараживании воды. Дисс. канд. М., 1960. — Першин Г. Н. Влияние бактерицидных и химиотерапевтических веществ на бактериальные ферменты. М., 1952. — Ряб-ч е н к о В. А. Исследования по обеззараживанию воды гамма-излучением. Дисс. канд. М., 1966. — Спирин А. С., Белозерский А. Н. Биохимия, 1956, в. 6, с. 768. — Сучков Б. П. Экспериментальные исследования по обеззараживанию озоном питьевой воды, содержащей возбудителей брюшного тифа, дизентерии полиомиелита, коксакиоза. Автореф. дисс. канд. Киев, 1965. — Талаева Ю. Г., Иванов а С. Г. Лабор. дело, 1965, № 11, с. 677.
Поступила 17/VI 1969 г.
NEW DATA ON THE MECHANISM OF WATER DISINFECTION A. M. Skidalskaya
The author studied the effect of chlorine and vradiation on the fermentative activity (dehydrogenase and decarboxylase), the nucleotide composition of DNA of E. coli and Shigella and their morphology and determined biochemical, cultural and serological properties of E. coli that survived after water disinfection with chlorine. The investigated decontaminating agents proved to act quite differently. In the action of chlorine there were observed a fall of the dehydrogenase activity along with the increase of the bactericidal effect, suppression of the glutamatdecarboxylase activity and the change of the cell morphology. At the same time, under the action of v-radiation the ration of the DNA bases of E. coli was disturbed, whilst the activity of decarboxylae of glutaminic acid of the E. coli group remained intact. The author recovered atypical forms of E. coli with definite changes in their cultural, biochemical and serological properties. Consequently, in sanitary bacteriological analyses of chlorined water the atypical colonies of E. coli should be taken into consideration.
УДК 614.777:551.234
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ ВОД КАК ИСТОЧНИКА БЫТОВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ МАХАЧКАЛЫ
Ю> И. Гальцев
Кафедра гигиены Дагестанского медицинского института, Махачкала, и Махачкалинская городская санэпидстанция
Комплексному использованию глубинного тепла Земли в последние годы уделяется значительное внимание. В связи с этим становится вопрос о возможности применения геотермальных минерализованных вод как источника бытового водоснабжения.
Согласно данным В. Н. Москвичевой, геотермальные воды широко используются в Венгрии для отопления и горячего водоснабжения жилых домов, больниц, бань, пра-
