CC BY
11
в клетках их паренхимы отмечаются дистрофические явления и перераспределение липоидов с уклоном в гиперсекрецию. При исследовании центральной нервной системы не обнаружено каких-либо отклонений от общепринятой нормы у подопытных и контрольных кроликов. У животных, получавших МАК в дозе 0,5 мг/кг, изменения в печени, почках и надпочечниках непостоянны и выражены слабее.
Выводы
1. Действие МАК на органолептические свойства воды выражены слабо, пороговой по запаху является ее концентрация 106 мг/л.
2. МАК в концентрациях до 10 мг/л не задерживает процессов минерализации органического вещества хозяйственно-фекальных сточных вод; сама частично окисляется.
3. По характеру острого действия МАК относится к среднетоксичным соединениям. Для клинической картины острой и подострой интоксикации животных характерно не только местное раздражающее и прижигающее, но и общетоксическое действие.
4. Наблюдение за состоянием организма лабораторных животных (крысы, кролики), длительно получавших МАК в дозах 5 и 0,5 мг/кг, показало, что у них развивается хроническая интоксикация. Из 3 испытанных доз лишь при введении 0,05 мг/кг отсутствовали какие-либо изменения в организме, что позволяет считать эту дозу подпороговой, недействующей.
5. Сопоставление полученных данных позволяет рекомендовать в качестве предельно допустимой для водоемов концентрацию МАК 1 мг/л (доза 0,05 мг/кг), установленную по влиянию на организм животных. Эта концентрация не окажет неблагоприятного влияния и на другие показатели воды.
ЛИТЕРАТУРА. Черкинский С. Н., Красовский Г. Н., Ту-гаринова В. Н. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М., 1964, в. 6, с. 290.
Поступила 30/VIII 1972 г.
DATA FOR HYGIENIC STANDARDIZATION OF METACRYLIC ACID IN WATER
BODIES
N. V. Klimkina, R. S. Ekhina, A. N. Sergeev, L. V. Zhidkova
The minimum effective dose of metacrylic acid equaled 0,5mg/l. The maximum permissible concentration of this acid in a water body is suggested to be set at a level of 1 mg/1; its limitting index being toxicologic.
УДК 615.26.015.11:612.6
Проф. А. И. Штенберг, канд. биол. наук Н. В. Орлова, А. М. Торчинский
О ДЕЙСТВИИ ПЕСТИЦИДОВ РАЗЛИЧНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ
НА ГОНАДЫ И ЭМБРИОГЕНЕЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ
Институт питания АМН СССР, Москва
Важной и вместе с тем еще недостаточно изученной является проблема взаимосвязи между химической структурой препаратов и характером их токсического действия на организм теплокровных животных. Проводимые в лаборатории токсикологии пестицидов Института питания АМН СССР работы по выяснению действия ряда пестицидов из группы карбаматов на гонады и эмбриогенез белых крыс дают возможность подойти к рассмотрению некоторых сторон этой проблемы. В настоящей статье представлены результаты изучения влияния севина, бенлата и манеба на уровень течения ферментативных процессов в гонадах и эмбриогенез.
Препараты вводили крысам линии Вистар и беспородным животным перорально в виде суспензии в растительном масле. Для опыта использовали 93,3% препарат севина отечественного производства, 87% препарат манеба отечественного производства и бенлат (50% смачивающийся порошок) производства фирмы «Дюпон» (США). Продолжительность опыта при исследовании гонадотоксического действия составляла 11—12 месяцев. При определении тератогенного и эмбриотоксического действия препараты вводили беременным самкам в различные сроки беременности. Нами обобщены результаты изучения активности дегидрогеназ: глюкозо-6-фосфатде-гидрогеназы (НФ 1.1.1.49) и сукцинатдегидрогеназы (НФ 1.3.99.1) в семенниках и яичниках экспериментальных животных при длительном перораль-ном введении им малых доз карбаматов и сопоставлены полученные данные с функциональным состоянием сперматозоидов и морфологией половых желез. Использованные методы определения активности ферментов описаны в литературе (Кип и АЬоос!; Ю. Л. Захарьин).
Как видно из представленных графиков, выраженность изменений активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФД) и сукцинатдегидрогеназы (СД) в гонадах самцов зависела от дозы и продолжительности введения препарата.
Так, манеб в дозе 30 мг/кг (~0,004 ЬОБ0) вызывал фазовые изменения активности Г-6-ФД (рис. 1). За подъемом, который достигал максимума к 5—6-му месяцу опыта, следовало угнетение активности фермента, не восстановившееся до конца эксперимента. Фазовые изменения активности Г-6-ФД наблюдались и в яичниках самок крыс, причем фазовость была выражена еще более отчетливо, и первый значительный подъем активности (+43%) отмечался уже через 1*/2—2 месяца после начала опыта. Севин в дозе 2 мг/кг (~0,004 ЬО50), т. е. в том же количестве, как и манеб, не вызывал существенных изменений активности Г-6-ФД. При введении жеТбен-лата (доза 62,5 мг/кг, составляющая примерно 0,003 ЬО50 примененного препарата) установлено временное незначительное угнетение активности Г-6-ФД с последующим восстановлением ее.
При изучении активности СД в семенниках крыс тех же опытных групп (рис. 2) выявлено, что манеб вызывал прогрессирующее ее угнетение с 5—6-го месяца эксперимента. К концу опыта она понизилась на 27% по
% +80
% +зо
+ 60
+ 60 +40 +20
-40
-40 -6.0
3
-60
1 </2 -21/2 5-Б 3 11-12
/'/г-2'/г 5-Б 3 11-12 Месяцы опыта
Месяцы опыта
Рис. 1. Изменения активности глюкозо-6 - фосфатдегидрогеназы в семенниках крыс (по отношению к данным для контрольных животных) при длительном пероральном введении карбама-
Рис. 2. Изменения активности сукцинатдегидрогеназы в семенниках крыс (по отношению к данным для контрольных животных) при длительном пероральном введении карбаматов. Обозначения те же, что и на
ТОВ.
/ — бенлат (доза 62,5 мг/кг)-. 2 — севин (доза 2 мг/кг): 3 — манеб (доза 30 мг/кг): 4 — сепии (доза
рис. 1.
15 мг/кг).
сравнению с данными, зарегистрированными при обследовании контрольных животных. При воздействии севина в дозе 2 мг/кг активность этого фермента не изменялась, а бенлат вызывал нестойкое ее понижение в начале опыта.
Согласно результатам функциональных исследований сперматозоидов и морфологического изучения семенников животных указанных групп в нашей лаборатории при введении манеба в дозе 30 мг/кг изменения в состоянии сперматозоидов по наиболее оправдавшим себя показателям (подвижность, резистентность, продолжительность жизни) начали выявляться к 4-му месяцу от начала опыта. К тому же сроку при гистологическом исследовании семенников установлено, что сперматогонии и сперматиды в большей части канальцев находились в состоянии кариолизиса. С увеличением продолжительности опыта нарастала атрофия семенников с явлениями подавления сперматогенеза (А. Е. Кирлич). При воздействии севина (Е. П. Жалбэ) в указанных дозах достоверных функциональных и морфологических изменений в гонадах не выявлено.
Повышение дозы севина до 15 мг/кг (~0,03 ЬО50) привело к изменениям активности Г-6-ФД и СД в семенниках крыс, подобным тем, которые выявлены при введении действующей дозы манеба (см. рис. 1 и 2). Результаты функционального изучения сперматозоидов, полученные в нашей лаборатории Е. П. Жалбе, свидетельствуют о том, что введение севина в дозе, равной 15 мг/кг, через 6 месяцев от начала опыта привело к достоверному снижению подвижности и резистентности сперматозоидов. Эти изменения усугублялись по мере продолжительности воздействия препарата на крыс. Изучение гистологической структуры семенников выявило изменения атро-фического характера в отдельных группах семенных канальцев.
При сопоставлении приведенных выше результатов изучения активности Г-6-ФД с морфологическими и функциональными сдвигами в гонадах можно заметить, что активность этого фермента по мере развития патологического процесса претерпевает фазовые изменения.
Представленные результаты исследований, по нашему мнению, позволяют предположить, что определение уровня активности Г-6-ФД в гонадах может быть одним из показателей, характеризующих динамику развития в них патологического процесса. Стойкое угнетение активности СД свидетельствует о развившихся нарушениях в гонадах.
Оценивая по примененным показателям степень выраженности гонадо-токсического действия изучавшихся препаратов, можно констатировать, что манеб оказывает более сильное гонадотоксическое действие, чем севин и бенлат. В связи с этим представляло интерес изучить влияние этих препаратов также и на эмбриогенез крыс. Поскольку в литературе имеются данные о тератогенном и эмбриотоксическом действии манеба на крыс (А. Е. Кирлич; Т. Петрова-Вергиева), мы исследовали эти стороны действия севина и бенлата. При оценке полученных результатов использовали принятые в тератологии методы (А. П. Дыбан и соавт.).
Установлено, что севин оказывает преимущественно эмбриотоксическое действие на этот вид животных, тогда как бенлат приводит к появлению плодов с аномалиями развития, т. е. служит тератогендм для крыс линии Вис-тар. Два автора настоящей статьи (А. И. Штенберг и А. М. Торчинский) ранее дали подробную оценку действию этих препаратов на эмбриогенез, в данном же сообщении мы рассмотрим черты сходства и различия, которые выявились при введении препаратов беременным самкам, сравним их тератогенное, эмбриотоксическое и гонадотоксическое действие, а также попытаемся подойти к вопросу о взаимосвязи химической структуры и наличии у препаратов тератогенных свойств.
Как видно из результатов изучения гонадотоксического действия, влияние этих препаратов на гонады экспериментальных животных носит одинаковый характер, однако наблюдается резкая разница в эффекте при введении их беременным самкам. Максимум тератогенного действия (100%
постимплантационная гибель эмбрионов) наблюдался у бенлата уже в дозе 500 мг/кг (0,025 ЬОь0) при введении его с 1-го по 20-й день беременности. Севин оказывал во много раз более слабое действие на эмбриогенез: при введении максимально переносимой беременными самками дозы 106 мг/кг, что соответствует 0,2 ЬО50 с 1-го по 20-й день беременности, уровень эмбриональной смертности составлял около 30%. Появление 2 аномальных плодов отмечено лишь в 2 пометах. Вместе с тем по мере снижения дозы тератогенное действие бенлата уменьшалось быстрее, чем эмбриотоксическое действие севина; в результате чего пороговые дозы этих препаратов оказались довольно близкими (соответственно 125 мг/кг — 0,005 1_0 м и 10,6 мг/кг — 0,02 ЬО60). Интересно также отметить, что недействующие дозы обоих препаратов по гонадотоксическому эффекту и влиянию на эмбриогенез также близки друг к другу (0,003 ЬО60 для бенлата и 0,01 ЬО50 для севина по гонадотоксическому действию и соответственно 0,0025 и 0,01 ЬО50 — по эмбриотоксическому).
Прежде чем перейти к вопросу о взаимосвязи тератогенных и эмбрнток-сических свойств с химической структурой, нам хотелось бы отметить следующее. Как мы уже указывали ранее (А. И. Штенберг и А. М. Торчин-ский), по нашему мнению, тератогенный эффект является одной из разновидностей общетоксического действия, и, очевидно, препарат любого класса химических соединений при определенных условиях может оказывать тератогенное действие на тот или иной вид животных. С этой точки зрения химическая структура препарата обусловливает его большую или меньшую специфичность по этому показателю. Иначе говоря, тератогенами будут те препараты, которые в силу своей химической структуры вызывают аномалии развития у экспериментальных животных в дозах, пороговых или не действующих по другим показателям. В настоящее время не установлено взаимосвязи между химической структурой и наличием у препаратов специфических тератогенных свойств.
Нами было проведено изучение тератогенных свойств пестицидов БМК отечественного производства (2-метокси-карбамоил-бензимидазол) и бавестина, произведенного в ФРГ; бавестин по строению аналогичен БМК. Оба препарата отличаются от бенлата лишь отсутствием второй боковой цепи. Установлено, что БМК и бавестин являются тератогенами для крыс линии Вистар, вызывая те же аномалии, что и бенлат. Однако выраженность этого эффекта у БМК и бавестина в 2 раза меньше, чем у бенлата. Так, при введении бенлата (50% смачивающийся порошок) в дозе 500 мг/кг с 7-го по 15-й день беременности уровень постимплантационной смертности достигал 86%, и у всех выживших плодов имелись аномалии развития. Эффект БМК в той же дозе (95% действующего вещества) такой же, а бавестин (50% смачивающийся порошок) вызывал аномалии развития примерно у 80% плодов, и постимплантационная смертность при введении его была на уровне 40%, т. е. такой же, как у бенлата в дозе 250 мг/кг. Поскольку аномалии развития, вызываемые БМК и бенлатом, аналогичны, можно предположить, что разница в силе их действия обусловлена наличием в молекуле бенлата второй боковой цепи, которая, не вызывая какого-либо видимого тератогенного эффекта, сама по себе усиливает тератогенное действие этого препарата.
Более сложным является вопрос о том, почему бенлат и БМК служат тератогенами для данного вида животных, тогда как севин оказывает лишь эмбриотоксическое действие. Сравнивая химическую структуру того и другого вещества, не трудно увидеть следующее. Основное различие заключается в том, что циклическая часть молекулы севина состоит из 2 бензольных колец, а у бенлата и БМК второе кольцо является гетероциклическим, с 2 атомами азота; это придает обоим соединениям некоторое сходство с пу-риновыми основаниями. Данные литературы показывают, что качественные нарушения различных звеньев белкового обмена во время беременности приводят к появлению плодов с аномалиями развития (01гоис1). Характер
этих аномалий развития зависит от того, какое звено белкового обмена нарушено, а также от стадии беременности, на которой эти нарушения возникли. Можно предположить, что бенлат и БМК в силу своей химической структуры прямо или опосредованно могут воздействовать на обмен пури-новых оснований, что в свою очередь может приводить к специфическому нарушению нормального течения эмбриогенеза, сказывающегося в появлении у плодов аномалий развития (Giroud; Takaaki и Nishimura). Севин же, у которого циклическая часть молекулы представляет собой гораздо менее активное в биологическом отношении вещество (нафталин), оказывает на беременных крыс лишь общетоксическое действие, что проявляется в увеличении эмбриональной смертности.
Сложность этого вопроса совершенно очевидна, тем более что тератогенная активность определяется не только структурой препарата и сроком введения, но и видом экспериментальных животных. В подтверждение этого отметим, что севин оказывает тератогенное действие на собак и морских свинок. Нам хочется указать на то, что при синтезе новых химических веществ, в которых нуждается наше народное хозяйство, по-видимому, необходимо учитывать степень сродства этих препаратов к биологически активным веществам, присутствующим в организме. Наиболее опасными будут скорее всего те препараты, химическая структура которых сходна с таковой у витаминов, гормонов и других биологически активных веществ, поскольку они могут вызывать более глубокие специфические нарушения обмена, действуя как антиметаболиты, что, вероятно, может приводить к появлению потомства с аномалиями развития.
Резюмируя сказанное, необходимо подчеркнуть следующее. Результаты исследования различных по химической структуре пестицидов, относящихся к классу карбаматов, не выявили явной зависимости между характером действия этих препаратов на гонады и эмбриогенез. Наиболее выраженным гонадотоксическим действием среди исследованных препаратов обладает манеб, что согласуется с рядом литературных данных. Степени выраженности этих свойств севина и бенлата близки друг к другу. Между тем оба препарата значительно отличаются по влиянию на эмбриогенез крыс линии Вистар. Хотелось бы еще раз подчеркнуть, что уровень недействующих доз по этим показателям у изученных нами препаратов одного порядка. Поэтому нам представляется перспективным проведение работ с целью комплексного изучения воздействия препаратов различной химической структуры на гонады и эмбриогенез, поскольку это даст в дальнейшем возможность более точно оценивать вероятность их вредного влияния на генеративную функцию и подойти к прогнозированию возможного вредного действия при синтезе новых соединений.
ЛИТЕРАТУРА. Дыбан А. П., Баранов В. С., Акимова И. М. Арх. анат., 1970, № 10, с. 89.— Ж а л б э Е. П. О влиянии севина на воспроизводство потомства в опытах на животных. Автореф. дисс. канд. М., 1968.— Захарьин Ю. Л. Лабор. дело, 1967, № 6, с. 327.— К и р л и ч А. Е. Токсиколого-гигиеническое исследование манеба, применяемого для обработки производственных культур. Автореф. дисс. канд. М., 1970 — Штенберг А. И., Торчинский А. М. Вести. АМН СССР, 1972, № 2, с. 39.—Giroud A., The Nutrition of the Embryo. Springfield, 1970.— Kun E., Aboodl G., Science. 1949, v. 109. p. 144.— T a k a a k i F., Nishimura H., Jap. J. Pharmacol., 1970, v. 20, p. 445.
Поступила 1/IX 1972 r.
THE ACTION OF PESTICIDES OF DIFFERENT CHEMICAL STRUCTURE ON THE GONADS AND EMBRYOGENESIS OF EXPERIMENTAL ANIMALS
A. I. Sh ten berg, N. V. Orlova, A. M. Torchinsky
The paper discusses the results of a study of the gonadotoxic action of sevine, benlate and manebe from the point of view of the possibility of using the dehydrogenase activity index (succinatehydrogenase and glucosa-6-phosphatehydrogenase) for assessing the kinetics of development of the pathological processes in the gonads. The authors examine the interrelationship existing between the gonadotoxic teratogenic and embryotoxic action of pesticides and that between their chemical structure and their effect on the embryogenesis.
