CC BY
33
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
УДК 615.9-032 : 611.77) : 613.632
О МЕТОДАХ ИЗУЧЕНИЯ ПРОНИКНОВЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ
ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ НЕПОВРЕЖДЕННУЮ КОЖУ
Проф. Л. И. Медведь, канд. мед. наук Ю. И. Кундиев,
доктор мед. наук Ю. С. Каган
'«■ 1 * !
Киевский научно-исследовательский институт гигиены труда и профзаболеваний
Для полной ликвидации профзаболеваний и отравлений необходимо глубоко изучить все возможные пути поступления ядов в организм и разработать на этой основе эффективные меры профилактики интоксикаций.
В условиях производственной обстановки яды проникают в организм как посредством ингаляции, так и через кожу. Для некоторых групп химических веществ последний путь имеет первостепенное
значение.
В последнее время повысился интерес к этому вопросу. Появились обзоры, посвященные механизмам всасывания ядовитых веществ через кожу, анализу их действия при проникновении в организм этим путем [Ротман (ИоШтапп); Хедграфт и Сомерс (Нас^гаН и Ботегз); Фред-риксон (Ргес1пкз$оп); Малкинсон (МаШтэоп) и др.]. В нормативах по промышленной гигиене в США, начиная с 1961 г., публикуются не только предельно допустимые концентрации токсических веществ в воздухе, но и указания на возможность отравления этими веществами при поступлении их через кожу.
Рассмотрим существующие приемы изучения проникновения ядов в организм через кожу. Еще в 1938 1. Н. В. Лазарев указывал, что яд непосредственно в крови можно определять через различные промежутки времени после его накожной аппликации. Наш опыт показал, что если сочетать определение вещества в крови и в тканях, то, зная скорость его разрушения и выведения, можно получить данные, приблизительно характеризующие количество вещества, проникшего через определенную площадь кожи в единицу времени. Применив этот метод, одному из авторов этой статьи (Ю. И. Кундиеву) удалось установить
скорость всасывания фосфороорганических инсектицидов — метилмер-
каптофоса и меркаптофоса — через неповрежденную кожу кроликов и • кошек. Эта скорость составляет 0,0005—0,001 мг/см2/мин. С появлением радиоактивных изотопов расширились возможности использования метода прямого определения веществ в крови и органах. Кроме того, применение авторадиографии позволяет судить о путях поступления ядов через кожу и распространении их в тканях [К. А. Гар с соавторами; Фредриксон (РгеёпкэБОп) и др.].
О проникновении ядов в организм через кожу можно получить представление по убыванию вещества с ее поверхности. Этот метод довольно прост, хотя менее точен, так как не дает возможности определить, проник ли яд в кровь или задержался в коже, в ее придатках.
Другие методы позволяют оценивать проникновение ядов через кожу посредством регистрации эффективности их действия на организм.
Так, сопоставляя изменение активности холинэстеразы крови или артериального давления под воздействием фосфорорганических инсектицидов при их накожной аппликации и при внутривенном введении, можно в известной степени судить о количестве яда, проникшего в организм. Если при накожной аппликации наблюдаются те же изменения и в те же сроки, что и при длительном внутривенном введении определенных доз, то, очевидно, за это время через кожу проникло столько же яда, сколько его было введено в вену. Рассчитанные таким способом скорости всасывания некоторых фосфорорганических инсектицидов совпадают с величинами, выведенными методом определения веществ в крови. Таким образом, при оценке возможности проникновения тех или иных веществ через кожу заслуживают предпочтения методы прямого определения их в крови. Если эти методы применить нельзя, то следует изучать проникновение ядов через кожу, используя клинические наблюдения и физиологические методы исследования.
Видовые особенности кожи освещены в литературе недостаточно. Ротман (Rothmann) и другие авторы считают, что различия во всасывании ядов через кожу животных и человека являются только количественными. По их мнению, структурные особенности кожи человека (большая толщина рогового слоя и всего эпидермиса, большая длина и извилистость выводных протоков желез и др.) делают ее менее проницаемой по сравнению с кожей большинства лабораторных животных. Такого же мнения придерживается и Н. В. Лазарев с соавторами (1933). По проницаемости приближается к коже человека кожа поросят [Трегер (Tregear)] и кожа хвоста крыс [Массман (Massmann)]. Имеются большие отличия между кожей человека и кожей других лабораторных животных (кролики, кошки, морские свинки, собаки). Отсутствуют сведения о количественных соотношениях, которые позволили бы проводить экстраполяцию на человека. * jLa '
По-видимому, в результате перечисленных выше причин ДЛ50, установленные различными авторами для одних и тех же веществ, существенно отличаются друг от друга. Одним из наиболее существенных методических вопросов является выяснение роли площади аппликации ядов в токсическом эффекте.
Получение сопоставимых количественных данных о проникании ядов через кожу возможно только при определенных условиях. Так, яд должен наноситься на постоянную, строго учитываемую площадь кожи. Желательно наносить яд на кожу per se, однако если в производственных условиях он используется в сочетании с растворителями, эмульгаторами или другими компонентами, то в эксперименте необходимо изучить влияние этих веществ на всасывание яда. Яд на кожу следует наносить из расчета его на 1 килограмм веса животного и на 1 квадратный сантиметр поверхности кожи. Нельзя смывать яд с кожи, если это не вызвано специальными целями опыта. Нужно избегать нанесения его с повязками, аппликатурами и др., так как это нарушает точность дозировки и изменяет естественные условия резорбции яда. Использование последних возможно при изучении местного действия химических веществ на кожу.
Исследования высокотоксичных, проникающих через кожу веществ, должны завершаться выведением ДЛ50, а веществ, не вызывающих гибели животных, — ДЕ50.
Исследования должны проводиться как в опытах с однократным нанесением вещества, так и с многократными аппликациями. В качестве показателя кумулятивного действия веществ при накожных аппликациях может быть использован коэффициент кумуляции:
Суммарное ДЕ50
———————_______§ ,
ДЕ50 при однократной аппликации
Большое значение имеет также выбор лабораторных животных. Как указывают Н. В. Лазарев и Н. С. Правдин, для этих целей выгоднее использовать мелких лабораторных животных, так как у них отношение поверхности тела к весу является наибольшим. Для этого могут быть применены экспресс-методы, среди которых широко распространен сейчас метод погружения хвоста мелких лабораторных животных (белых мышей, крыс). Хотя этот метод и не позволяет дать точную количественную оценку кожно-резорбтивному действию ядов, тем не менее использование его на первом этапе вполне правомерно. При установлении токсичности вещества этим методом на втором этапе необходимо применить методы, позволяющие давать более точную количественную оценку всасыванию ядов через кожу.
Ввиду сложности и трудоемкости исследований каждого вещества в отдельности особое значение приобретает выяснение общих законо-
О
мерностей зависимости всасывания веществ через кожу от их химического строения и физико-химических свойств. Между тем большинство исследований посвящено изучению зависимости токсичности веществ ог их структуры. Такая зависимость суммарно отражает результаты влияния химического строения на транспорт веществ с мест их аппликации и влияние их на биологическую активность в местах действия. Если вторая сторона вопроса подвергается специальному исследованию, то первая чаще всего остается нерасшифрованной.
В 1933 г. Н. В. Лазарев рассмотрел различные группы химических веществ с точки зрения опасности вызывать отравление при их проникновении через неповрежденную кожу.
Бурное развитие химии в последние десятилетия привело к появлению значительного количества новых веществ, в том числе и в группах, рассмотренных Н. В. Лазаревым. Это вызывает необходимость по-новому подойти к оценке значения их как ядов кожно-резорбтивного действия. Например, Н. В. Лазарев указывал, что сложные эфиры из-за малой ядовитости и летучести не представляют опасности отравления через кожу у людей. Сейчас появились новые высокотоксичные малолетучие сложные эфиры, в частности эфиры кислот фосфора и фтора, весьма опасные из-за их высокой токсичности, сочетающейся со способностью проникать через кожу. Появились малолетучие высокотоксичные хлорзамещенные углеводороды, например хлорорга-нические инсектициды диенового синтеза (алдрин, дилдрин, эн-дрин, изодрин и др.), смертельные дозы которых при аппликации на кожу выражаются десятками или даже единицами миллиграммов на килограмм веса животнгоо (Е. И. Спыну). Более широкое распространение получили ароматические амино- и нитросоеди-нения, в том числе и высокотоксичные (динитроортокрезол, динитробу-тилфенол и др.).
Таким образом, возникает необходимость рассмотреть все классы химических веществ, применяемых в народном хозяйстве, в смысле
опасности отравления ими через кожу.
Успехи органической химии, в частности развитие электронной теории строения вещества, открыли возможности для более глубокого анализа закономерностей зависимости всасывания химических веществ через кожу от их строения и физико-химических свойств. Так, если в прошлом можно было только установить связь всасывания через кожу с некоторыми физико-химическими свойствами, такими, как коэффи-
масло
циент распределения в системе—родд , то теперь представляются
более ясными внутримолекулярные отношения, определяющие эти физико-химические свойства. Было установлено (Ю. И. Кундиев), что сульфоксиды и сульфоны эфиров дитиофосфорных кислот обладают значительно меньшей способностью всасываться через кожу, чем со-
ответствующие сульфиды. Окисленные вещества менее растворимы в жирах. По-видимому, это связано с электроотрицательностью кислорода. Молекула окисленных соединений становится более поляризованной, что и определяет большую растворимость их в воде и меньшую в липоидах. А это в свою очередь обусловливает меньшую способность их проникать через неповрежденную кожу.
Существенное влияние на проницаемость вещества через любую мембрану, в том числе и на всасывание через кожу, оказывает пространственная конфигурация молекул и симметрия (или отсутствие ее), от которых зависит диаметр молекулы. Об этом, в частности, свидетельствуют данные, полученные нами. Так, сравнение препаратов М-74 и М-61:
Б
(С2Н50) 2Р<( Б
5СН2СН.,8С>Н5; (С2Н50)2Р ?
БСНБСоНд,
М = 74 М = 61 |
СН3
отличающихся друг от друга лишь тем, что у препарата М-61 имеется разветвление этильной группировки при сульфидной сере, показывает, что последний в 2 раза слабее проникает через кожу.
Влияние пространственной конфигурации молекул на всасывание через кожу изучено недостаточно. Вместе с тем накопление данных в этой области позволит расширить наши представления о зависимости всасывания веществ через кожу от их структуры.
Особое место занимает вопрос о механизме резорбции через кожу. Вопрос этот сложен. Рассмотрению его посвящены работы Н. В. Лазарева, Ротмана, Хедграфта и Сомерса, Малкинсона. Теоретические положения и экспериментальные данные, свидетельствующие о том, какое большое значение имеет кожный путь поступления в организм ряда веществ, встречающихся в производственных условиях, настоятельно требуют обсуждения некоторых практических вопросов. В частности, необходимо обсудить, во-первых, в какой мере и для каких групп веществ при установлении их предельно допустимых концентраций в воздухе рабочей зоны следует учитывать факт кожной резорбции; во-вторых, каким образом осуществлять контроль на производстве за предупреждением отравлений через кожу, и, в-третьих, нуждаются в обсуждении вопросы рациональной индивидуальной профилактики отравлений через кожу и медицинских противопоказаний с учетом возможной резорбции ядов через кожу.
Что касается первого из поставленных вопросов, то в настоящее время в практике установления предельно допустимых концентраций не учитывается возможность их поступления через кожу. По-видимому, для многих веществ, особенно газов и паров, которые через дыхательные пути поступают в значительно большем количестве, всасывание через кожу следует учитывать лишь в особых случаях (работа в противогазах в замкнутых пространствах с высокой концентрацией газов или паров и т. п.). Однако попадание на кожу многих веществ, особенно находящихся в воздухе в виде аэрозолей, составляет существенную часть от общего количества яда.
Так, Каплан (Сар1ап) с сотрудниками рассчитал, что при ежедневной двухчасовой экспозиции в течение 2 недель в дыхательные пути попадает в среднем 696 мкг карбофоса (малатиона), тогда как на кожу г— 2565 мкг, т. е. примерно в 4 раза больше. Батчелор (ВакЬе-1ог) с соавторами исследовал возможность поступления динитроорто-крезола через дыхательные пути и кожу у рабочих, занятых опрыскива-
нием деревьев. Специальные пластинки укреплялись на открытых частях тела рабочих. Установлено, что на кожу за 1 час попадало в среднем 62,2 мг препарата, а при анализе фильтров респираторов найдено, что с вдыхаемым воздухом в организм может проникнуть за 1 час в среднем 0,4 мг яда. При этом следует учитывать особенность кожного пути поступления ядов в организм: в коже и подкожных ткацях создается депо яда, откуда он, хотя и медленно, но длительно поступает в кровоток и после прекращения экспозиции.
Чтобы оценить практическую опасность того количества веществ, которое попадает из воздушной среды на кожу, необходимо располагать сведениями о величинах ДЛ50 или ДЕ50, установленных в экспериментах при кожных аппликациях. Эти величины должны учитываться при обосновании предельно допустимых концентраций аэрозолей наряду с такими их свойствами, как зона токсического действия, кумулятивные свойства и др. С уменьшением величин ДЛ50 и ДЕ50 должен учитываться «запас прочности» при переходе от пороговых концентраций к предельно допустимым концентрациям.
Следует иметь в виду, что на кожу могут попадать не только аэрозоли из воздушной среды, но и различные яды, особенно жидкие, в процессе работы с ними. В этом случае один только контроль за предельно допустимой концентрацией не обеспечит эффективной профилактики отравлений. По нашему мнению, здесь первостепенную роль должно играть использование так называемых экспозиционных тестов, отражающих суммарное количество яда, поступившее в организм различными путями. Примером использования экспозиционного теста может служить отстранение от работы с фосфорорганическими соединениями людей, у которых активность холинэстеразы крови понижена на 25% и более. Эта рекомендация нашего института принята в 1961 г. Всемирной организацией здравоохранения. Однако изыскание экспозиционных тестов и особенно их использование на производстве недостаточны.
При изучении условий труда для контроля за проникновением химических веществ через кожу наряду с экспозиционными тестами должны применяться методы прямого анализа содержания ядов в смывах с различных участков кожи. Для контроля за попаданием ядов на одежду целесообразно определять их в специальных нашивках на различных местах ее. Используя этот метод, мы могли установить, сколько фосфорорганических инсектицидов попадает на кожу при различных способах их применения, а также топографию загрязнения одежды в зависимости от выполняемой работы. На основании этих данных были предложены рациональные средства индивидуальной защиты кожи.
При обосновании предельно допустимых концентраций ядовитых веществ в воздухе, располагая экспериментальными данными о степени токсичности вещества при нанесении на кожу и о возможности попадания яда на нее в процессе выполнения трудовых операций, необходимо в каждом конкретном случае не только устанавливать величину предельно допустимых концентраций в воздухе, но и вносить в нормативы специальное указание об опасности"*вещества при попадании его на кожу. Такие указания помогут практическому врачу осуществлять контроль за состоянием воздушной среды и добиваться проведения мероприятий, предупреждающих возможность попадания ядовитых веществ на кожу и их всасывания (средства индивидуальной зашиты, спецодежда, спецобувь и др.).
Учитывая возможность возникновения депо яда в коже, необходимо усилить исследования по разработке и широкому внедрению в практику специальных моющих составов и нейтрализующих средств, способных обезвредить яд на поверхности кожи и в самой ткани.
Нами освещена лишь часть большой и сложной проблемы всасывания ядов через кожу. Однако, на наш взгляд, приведенные данные должны привлечь внимание исследователей к разработке научной и методической сторон проблемы, а практических медицинских работников — к необходимости усиления контроля на производстве за проникновением яда через кожу.
От редакции
Поднятые авторами статьи вопросы не новы. Действие ядов на кожу и возможность их поступления в организм путем всасывания через нее находятся в поле зрения гигиенистов и токсикологов при обосновании предельно допустимых концентраций в воздухе. Однако отсутствие единых методических подходов к оценке этой стороны поведения ядов вызывает необходимость освещения данного вопроса в гигиенической печати.
ЛИТЕРАТУРА
Г ар К. А., Сазонова Н. А., Фадеев Ю. И. Докл. АН СССР, 1955, т. 103, N° 1, стр. 173. — Они же. В кн.: Гигиена, токсикология и клиника новых инсектофунгицидов. М., 1959, стр. 208. — Ку н д и е в Ю. И. В кн.: Промышленная токсикология и клиника профессиональных заболеваний химической этиологии. М., 1962, стр. 191. — Он же. Фармакол. и токсикол., 1963, № 3, стр. 361. — Лазарев Н. В,. Брусиловская А. И., Лавров И. Н. Arch. f. Gewerbepath. Gewerbehyg., 1931, Bd. 2, S. 641. — Лазарев H. В., Брусиловская А. И., Лавров И. Н. Гиг. и безопасность труда, 1933, № 2, стр. 52. — Лазарев Н. В. Общие основы промышленной токсикологии. М.—Л., 1938, стр. 68. — Прав дин Н. С. Методика малой токсикологии промышленных ядов. М., 1947. С п ы н у Е. И. В кн.: Промышленная токсикология, M., 1960, стр. 181. — Batchelor G. S., Walker К. С. et al., Arch, industr. With, 1956, v. 13, p. 593. — Ca pi an P. E., Culver D., Thielen W. С., Ibid., 1956, v. 14, p. 326. — Fred r iksson T., Acta derm.-venereol. (Stockh.), 1961, v. 41, p. 344. — Idem, Ibid., 1958, v. 38, suppl. 41. — Hadgraft J. W., So-mers G. F., J. Pharm. Pharmacol., 1956, v. 8, p. 625. — Mai kin son F. D., Arch, industr. Hlth., 1960, v. 21, p. 87. — Rothmann S., Physiology and Biochemistry of the Skin. Perkutaneous Absorption. Chicago, 1954. — Tregear R. T., J. Physiol. (Lond.), 1961, v. 156, p. 307.
Поступила 14/V 1963 r.
УДК 614.445 + 614.447.6] : 576.851.49
К ОЦЕНКЕ МЕТОДОВ ОБНАРУЖЕНИЯ БРЮШНОТИФОЗНЫХ И ДИЗЕНТЕРИЙНЫХ БАКТЕРИИ В ВОДЕ И ПИЩЕВЫХ
ПРОДУКТАХ
#
Р. И. Пиковская, М. Г. Гелашвили
' . I
Научно-исследовательский институт санитарии и гигиены Министерства здравоохранения Грузинской ССР, Тбилиси
Прямое выявление тифо-паратифозных и дизентерийных бактерий во внешней среде является важным фактором профилактики кишечных инфекций. Определенный успех в этом направлении был достигнут в последние годы применением метода РНФ В. Д. Тимакова и Д. М. Гольдфарба при индикации дизентерийных и брюшнотифозных бактерий в испражнениях, воде и других объектах. Положительную оценку получил также ускоренный люминесцентно-микроскопический метод выявления дизентерийных и брюшнотифозных бактерий М. Н. Мейселя с соавторами.
Мы поставили задачу оценить эти методы в сравнении с бактериологическим методом при выявлении названных бактерий в молоке, молочных продуктах, воде, некоторых овощах, зелени и фруктах. Иссле-
