CC BY
13
Ответная реакция организма мышей на воздействие инфракрасной радиации выражалась в существенном изменении митотической активности роговицы. При этом наблюдалась стимуляция вступления клеток в деление при интенсивности радиации 0,6 кал/см2 [мин как на 1-е, так и на 3-й сутки. При интенсивности радиации 0,05 кал!см2/мин существенной разницы по сравнению с контролем не отмечено. Таким образом, констатирована зависимость степени реакции от интенсивности воздействия.
Под электронным микроскопом изучены препараты печени 34 самцов белых крыс, находившихся под длительным воздействием инфракрасной радиации. Длительное облучение в дозе 0,6 кал/см2/мин приводило к реактивным изменениям в клетках печени. В гепатоцитах обнаруживались набухшие митохондрии с пониженной плотностью матрикса. В ряде синусов плохо выявлялись цитоплазматические отростки купферовых клеток. Контрастность персинусоидальных пространств Диссе снижалась. Разницы в структуре клеток печени контрольных белых крыс и животных, облученных инфракрасными лучами в дозе 0,05 кал[см2[мин, не найдено.
Выводы
1. Комплекс морфологических исследований, проведенных на уровне световой и электронной микроскопии, а также с использованием ряда гистохимических методик, позволил установить индифферентность для организма крыс предпочитаемой инфракрасной радиации интенсивностью 0,05—0,1 кал/см2/мин как при однократном 5-часовом, так и при длительном облучении (21 день по 5 часов).
2. Воздействие инфракрасных лучей в дозе 0,2—0,6 кал/см2/мин в условиях свободного выбора избегаемой животными интенсивности радиации приводит к активной гиперемии органов, что сопровождается рядом функциональных сдвигов в организме (усиленный расход аскорбиновой кислоты в печени и надпочечниках, изменения катехоламинов, характеризующие гиперфункцию мозгового вещества надпочечников, сдвиги в обменных процессах гликогена).
Поступила 26/VII 1968 г.
MORPHOLOGIC AND HISTOLOGIC CHANGES IN THE ANIMAL'S BODY ON ACTION OF INFRARED RADIATION
V. P. Osintseva, Yu. D. Gubernsky, Т. I. Bonashevskaya, A. M. Zubets,
E. A. Airapetуan
The paper deals with results of acute and chronic action on animals of infrared radiation of various intensity. Investigations included microscopic, electronic and histologic methods of examination. The finding was that in optimal (according to the thermal state) intensities of infrared radiation no unfavorable changes developed in experimental rats and mice. Under the effect of infrared radiation of discomfortably high intensity the homoiothermal animals demonstrate an active hyperemia of organs and a number of adverse functional shifts.
УДК 615.916.015.11
о связях ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УГЛЕВОДОРОДОВ
с их токсичностью
Доктор биол. наук Е. И. Люблина
Токсикологическая лаборатория Научно-исследовательского института гигиены труда и профзаболеваний, Ленинград
До сих пор, выясняя возможность токсического действия разнообразных (в основным летучих) органических веществ до постановки токсикологического эксперимента, мы искали связь между константами этих продуктов с показателями их токсичности (Е. И. Люблина с соавторами). Некоторые
успехи в этом направлении позволили нам подготовить инструкцию по предварительному определению предельно допустимых концентаций (ПДК) химических веществ в воздухе рабочих помещений (Е. И. Люблина и А. А. Голубев). Связи, найденные между физико-химическими свойствами (ФХС) летучих органических соединений и их концентрациями, смертельными для 50% белых мышей (после 2-часовой экспозиции), помогли создать ускоренный метод определения токсичности таких веществ (А. О. Лойт).
Ввиду связи значений констант разных ФХС между собой даже при расчетах показателя токсичности (ПДК) по 4 и более константам ошибки во многих случаях велики. Требуется вносить поправки, считаясь с некоторыми чисто химическими моментами, например с наличием тех или иных функциональных групп в структурной формуле органического соединения. Это наводило нас на мысль о том, что связи между ФХС и показателями токсичности окажутся более тесными, если искать их в более узком круге веществ, принадлежащих к определенному химическому классу. Для начала мы остановились на изучении таких связей среди углеводородов. Математическая обработка сведений о 60 углеводородах (для 46 имелись смертельные концентрации, а для 38 — предельно допустимые) показала, что связи между их ФХС и показателями токсичности в большинстве случаев значительно теснее, чем те, которые установлены в отношении химически более разнообразных летучих органических соединений. Так, коэффициенты корреляции между 50% летальными концентрациями (^ ЛК50) и значениями молекулярного веса, температуры кипения и молярной рефракции оказались близкими к —0,9, а для плотности и показателя преломления — к —0,7. Коэффициенты корреляции, равные 0,7—0,9, ранее выявлялись лишь для связей между отдельными показателями токсичности или для связей между разными ФХС. Степень связи между ^ ПДК углеводородов и ФХС возросла несколько меньше, но и здесь вместо прежних 0,3— 0,48 коэффициенты корреляции достигли значений от —0,55 до —0,72. При выборе ФХС для рекомендации расчетов мы исходили из их доступности, степени связи с искомыми показателями и стремились, чтобы выбираемые константы характеризовали разные свойства вещества. Учитывая все это для расчетов ЛК50, мы в первую очередь остановились на молекулярном весе и температуре кипения. В качестве дополнения могут служить показатель преломления и молярная рефракция.
Молекулярный вес является свойством, определяемым на молекулярном уровне и связанным со строением молекулы. Хотя температура кипения и определяется на том же уровне, но характеризует нечто иное — энергию взаимодействия молекул между собой. Наконец, показатель преломления и молярная рефракция — это свойства, определяемые на ядерно-элект-ронном уровне.
Соответствующие уравнения приведены в таблице вместе с подобными формулами, полученными ранее для суждения о вероятых ЛК50 и ПДК органических соединений различных химических классов. Кроме того, в таблице представлены стандартные отклонения остаточных величин (8ух), т. е. разностей между величинами действительными и рассчитанными поданным уравнениям. Приведенные цифры стандартных отклонений означают, что 2/3 расчетных данных не будут отличаться от действительных более чем на стандартное отклонение.
Из таблицы видно далее, что уравнения, выведенные специально для углеводородов, уточняют расчетное ЛК50> а отчасти и ПДК.
Чтобы использовать графический способ для расчета ЛК50> мы предварительно выяснили, какие именно значения молекулярного веса углеводородов существуют при тех или иных температурах кипения тех же соединений. Смысл такой предварительной работы состоит в том, что наличие связи между разнообразными ФХС одного и того же вещества имеет естественным следствием невозможность существования соединений с любыми значениями рассматриваемых констант. Если можно так выразиться,
Уравнения для расчетов ЛК5о и ПДК. исходя из молекулярного веса (Л1), температуры кипения (¿кип), показателя преломления (п0), молярной рефракции (#£>) и плотности (й) вещества, а также стандартные отклонения остаточных величин при расчете показателей для углеводородов Зух
Уравнения, рекомендуемые для углеводородов V Ранее рекомендованные уравнения для различных органических соединений V
1ёЛК50 = = 2,5 — О.ОЗМ + lgM (в мг/л) 0,35 'б ЛК50 = 1 ,8 — 0,024М + ^ М (в мг/л) 0,38
1§лк50 = 0,9 — 0,011 iкип + lg M 0,30 1бЛК50= 1,1 -0,016/кип + 1ёМ 0,37
= 15— 10,6rt0+-lgM 0,50 1бЛК5о = 9,2-6,8л0 + 1бЛ1 0,59
!§ЛК60 = = 2,3 — 0,08tfD + lg M 0,32 Не рекомендовано —
Ig^Kso = 4,0 — 5,6d + lg Ai 0,45 1§ЛК50 = 1,0-1,74 + 18Л1
lg ПДК1 = 3,2 —4,3d + lg M (в мг/м3) 0,53 ^ПДК1 = 1,6 — 2,2^ + 1ёЛ1 (в мг/м3) 0,75
lg ПДК = 1,5 — 0.017AÎ + lgM 0,62 1£ ПДК = 0,4 — 0,01М + ^ М 0,73
lgrUlK = 0,6 — 0,01 /кип + lg Ai 0,62 Уравнение было таким же 0,62
1 Для расчета lg ПДК углеводородов как по прежним, так и новым уравнениям требуются поправки: для насыщенных соединений алифатических и циклических, а также ароматических соединений при насыщенных боковых цепях (за исключением первых членов гомологических рядов) поправка равна +0,5 [только для расчета по новому уравнению через плотность (d) поправка уменьшается до +0,3]; для соединений с тройной связью в прямой цепи поправка равна — 0,5.
существуют «запретные» сочетания. Когда мы расположили на нашем графике 130 углеводородов с температурой кипения до 200°, то все данные уложились в довольно узкую полосу, в пределах которой и были проведены расчеты. Результаты последних представлены на рисунке, который служит рабочим графиком.
По осям координат расположены температура кипения и молекулярный вес. Точка пересечения значений той и другой константы (в масштабе прерывистых прямых линий — цифры внизу полосы) указывает непосредственно логарифм среднесмертельной концентрации (lg J1K50 в миллимо-лях на 1 л). Так как все расчеты производились нами в миллимолях в 1 л, то для ориентировки в более привычных миллиграммах в 1 л приведены сплошные изолинии, соединяющие точки, соответствующие одному и тому же значению среднесмертельной концентрации в миллиграммах на 1 л. Они показаны более крутыми (прямыми вверху и кривыми внизу слева) линиями; масштаб приведен над верхней границей полосы.
Наличие шкалы молекулярного веса позволило рядом с ней привести также и масштаб плотности пара. Последняя указывает, где будут скапливаться вредные пары: вверху ли, если плотность паров по отношению к воздуху окажется меньше единицы, или в противном случае внизу, у пола.
Шкала температуры кипения позволила на горизонтальной оси указать упругость пара, рассчитанную по формуле Э. Н. Левиной [lgP= =3,5—0,0202 (/кип+3), где Р — упругость пара в мм рт. ст. ], и концентрации, насыщающие воздух при обычных условиях (в миллимолях на 1 л). Последние важны для суждения о скорости испарения вещества и о том, возможно ли вообще достижение тех или иных концентраций его в воздухе.
Жирная линия, пересекающая полосу снизу вверх и слева направо, показывает расчетную границу, справа от которой углеводороды, как правило, уже не могут при обычной температуре находиться в воздухе в концентрациях, равных ЛК50-
Факт, что между разными ФХС существует взаимосвязь, позволил добавить еще 2 пограничные линии. Двойная линия, пересекающая поле
У-/73
С Кипения -50 -40 -30 -?0 -Ю О /О го 30 40 +50 60 70 80 30 /00 ПО /го /30 НО /50 '/60 170 180 190 гоо
ЕуР з.о-г г,83 г,вз 2.43 г.гз г.оз /,гг г.вг /,42 /гг /,ог о,8! о.в> 0,4/ о,г/ о.о/ -'/.во-Iво -0,6
Снас$ммо/гб//? бо,о 37,0 гз,4 /4.8 э,з 5,9 зе г.э (45 о,э/ о,57 о,35 о,г? 0,/4 цозэ 0,05В цозз о.огг 0,0/4 (д. С нас 178 1,57 137 /,/7 0,37 0,77 0,56 0.36 О,/6 -0.04 7,76 155 7,35-0,85 2,95 2,75 2,54 2,34-1,86
7,96
График для предварительного определения некоторых физико-химических свойств углеводородов и их среднесмертельных
концентраций по молекулярному весу и температуре кипения.
углеводородов, делит их по значению коэффициента распределения между маслом и водой: ниже двойной линии этот коэффициент, как правило, меньше 100. Следовательно, по системе неэлектролитов Н. В. Лазарева углеводороды, по своему молекулярному весу и температуре кипения находящиеся ниже двойной линии, относятся к низшим группам этой системы (кончая V), а расположенные выше — к более высоким группам. Выше этой линии окажутся главным образом наркотики второго, а ниже — первого типа.
Зигзагообразная, почти параллельная двойной линия показывает, что растворимость в воде углеводорода, расположенного выше нее, в большинстве случаев меньше 10 ммоль[л, а чем выше и правее, тем вероятнее нерастворимость углеводорода в воде. Ниже этой линии, напротив, как правило, растворимость больше 10 ммоль/л.
В график для расчета ожидаемых ЛК50 мы включили также и деление веществ по разрядам их токсичности (отмечены римскими цифрами), использовав классификацию, предложенную для этой цели С. Д. Зауголь-никовым, А. О. Лойтом и А. М. Иваницким. На графике зоны 111 и V разрядов токсичности заштрихованы. Из положения разрядов токсичности следует, что среди углеводородов (если иметь в виду только их ингаляционное воздействие) совсем нет чрезвычайно токсичных веществ, зона значений молекулярного веса и температуры кипения очень мала для высокотоксичных соединений и, напротив, велика для практически нетоксичных агентов.
Конечно, получаемые из графика сведения не абсолютно точны, но в большинстве случаев они совершенно справедливы с небольшими отклонениями в обе стороны. Отклонения особенно малы для определения различных ФХС по молекулярному весу и температуре кипения. Расчет по данному графику ЛК50 больше приближает нас к действительности, чем по какому-либо одному ФХС. Можно полагать, что 2/з ЛК50. рассчитанных по графику, не будут отличаться от концентраций, найденных опытным путем, более чем в 2,2 раза. Если дополнительно рассчитать вероятную ЛКьо также и путем использования уравнений, базирующихся на данных о показателе преломления и молярной рефракции, а затем определить среднюю из данных, полученных по 2 парам ФХС, то, как правило, искомая величина будет еще точнее. Однако стандартное отклонение при расчете из 4 указанных констант изменится мало.
В рабочем графике, предназначенном для определения ожидаемых ЛК50 углеводородов, можно было бы добавить и цифры, характеризующие значение ПДК разных углеводородов, полученные путем расчета по ЛК50-Однако такое добавление не было бы рациональным. Дело в том, что если рассчитывать ПДК углеводородов, даже исходя из экспериментальных данных о ЛК50. то и в этом случае приближение расчетных данных к рекомендуемым или узаконенным ПДК окажется меньшим, чем при расчете, проведенном на основании сведений о значениях физико-химических свойств. Коэффициент корреляции между ПДК и ЛК5о Для углеводородов ниже рассчитанного для разнообразных органических соединений (0,55 и 0,75 соответственно). Для расчетов ПДК углеводородов новые уравнения, несколько суживая значения стандартных отклонений остаточных величин, все же не избавляют от необходимости поправок на химическое строение вещества. При определении ПДК углеводородов приходится рекомендовать наряду с расчетом ее через ЛК50 ПДК. (в мг/м3)=0,91 ^ЛК50+ +0,1+^ М] и расчет по физико-химическим свойствам. При этом величине, получаемой из ЛК50 > следует отдавать предпочтение лишь в случае ее меньшего значения.
Разработка подобных представленному на рисунке рабочих графиков для других классов химических соединений требует предварительного накопления материала и добавления к нему экспериментальных данных, относящихся к веществам, резко различным по своим ФХС. Видимо, та-
кая разработка не должна идти по линии слишком большего дробления материала.
Итак, на наш взгляд, принцип расчета ЛК50 (а также некоторых важных в гигиеническом отношении ФХС органических веществ) путем выявления корреляционных связей в пределах более однородных в химическом отношении групп на примере^углеводородов^полностью себя оправдал.
ЛИТЕРАТУРА
ЗаугольниковС. Д., Л о й т А. О., И в а н и ц к и й А. М. В кн.: Общие вопросы промышленной токсикологии. М., 1967, с. 46.—Лойт А. О. Рекомендации для предварительной оценки токсичности летучих органических веществ скоростным методом. Методическое письмо. Л., 1964. — Люблина Е. И., Голубев А. А. Инструкция по установлению расчетным способом ориентировочных предельно допустимых концентраций промышленных ядов в воздухе рабочих помещений. Л., 1967.—Люблина Е. И., Голубев А. А., Филов В. А. В кн.: Фармакология. Токсикология. М., 1967, с. 11.
Поступила 12/V 1968 г.
RELATIONS BETWEEN PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF HYDROCARBONS AND THEIR TOXICITY
E. I. Lyublina
The author suggests a formula for preliminary calculation of toxicity indices on the basis of a correlation existing between physico-chemical properties of hydrocarbons and their lethal concentration for mice and that of their maximal permissible concentrations in the air of workind premises. Being aware of molecular weight and the boiling point of volatile hydrocarbon it is possible to calculate the value of CL60 and various physico-chemical constants of hygienic significance by means of the given nomogram.
УДК 813.83:878.675
ВЛИЯНИЕ КАПРОЛАКТАМА НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНУЮ ФУНКЦИЮ БЕЛЫХ КРЫС
Э. Д. Хаджиева
Областной институт акушерства и гинекологии и Институт гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, Москва
Условия труда в производстве капронового волокна характеризуются возможным поступлением в воздух помещений исходного продукта — капролактама (А. П. Мартынова), обладающего определенной степенью токсичности (Goldblatt с соавторами). В этих условиях капролактам может поступать в организм через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и неповрежденную кожу и вместе с другими профессиональными вредностями капронового производства оказывать влияние на состояние здоровья работающих (Л. Т. Антонова с соавторами). Данных литературы о воздействии капролактама на половую систему нам не встретилось.
Своей целью мы ставили экспериментальное исследование влияния капролактама на производительную и детородную функции животных. Опыт ставили на 119 половозрелых белых крысах (107 самок и 12 самцов) весом от 150 до 200 г. Различий в их содержании и питании не было. Воздействию капролактама они подвергались после оплодотворения. Для этого самок в стадии течки (эструс) на сутки подсаживали к самцам. На следующий день у всех этих самок брали вагинальные мазки для определения сперматозоидов. День, когда в вагинальном мазке крыс после подсадки их к самцам обнаруживались сперматозоиды, мы считали днем оплодотворения и первым днем беременности. Проведены 3 серии опытов. В I
