CC BY
4
Методы исследования
УДК 614.72:661.1851-03
611.21-036. 8-092.9-07
О. И. Волощенко,
И. В. Мудрый, В. И. Сватков
О ВЕРОЯТНОСТНОМ ПОДХОДЕ К ОЦЕНКЕ КОМПЛЕКСНОГО (ИНГАЛЯЦИОННО-ПЕРКУТАННОГО) ДЕЙСТВИЯ СУЛЬФОНОЛА ХЛОРНОГО НА ОРГАНИЗМ
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева
Комплексное (сочетанное, комбинированное) действие веществ на организм характеризуется 4 статистическими параметрами: величиной эффекта ек, ее достоверностью ре, коэффициентом комплексного действия Кк. д, вероятностью потенцирования воздействия Рп, не зависящей от величин комплексного (сочетанного, комбинированного) эффекта и коэффициента этого действия (В. И. Сватков и соавт.). ПервьГе 3 параметра являются выборочными, а последний — популяционным.
Для правильной оценки комплексного действия веществ на организм важно, происходит ли параллельное изменение указанных статистических параметров или же они движутся вразнобой при изменении дозы веществ. Для ответа на этот вопрос была произведена специальная обработка данных по методическим рекомендациям. Данные были получены в результате экспериментального исследования синтетических моющих средств (CMC). В основу настоящей работы были положены результаты изучения их важнейших компонентов — поверхностно-активных веществ (ПАВ).
Выбор модели комплексного действия ПАВ на организм объясняется следующим. Известно, что при широком применении в быту CMC основным путем поступления ПАВ в организм служит перку-танный, однако распространенность ПАВ в воздухе жилища (О. И. Волощенко) даже в незначительных концентрациях дает основание полагать, что население при этом может подвергаться комплексному (ингаляционно-перкутанному) влиянию ПАВ на организм.
Один из наиболее распространенных анионных детергентов, используемых в рецептурах CMC,— сульфонол хлорный, который был взят для изучения комплексного воздействия на организм. В хронический эксперимент длительностью 6 мес были отобраны морские свинки с массой 150—200 г. Их распределили на 7 групп (по 15—17 особей в каждой): 1-я и 2-я получали накожно сульфонол хлорный в дозах соответственно 10 и 20 мг/кг, 3-я и 4-я подвергались ингаляционной затравке при концентрации детергента соответственно 0,05±0,005 и 0,10±0,01 мг/м3, 5-я и 6тЯ получали препарат комплексным (перкутанно-ингаляционным) путем в дозах соответственно 10 мг/кг и 0,05±0,005 мг/м3,
а также 20 мг/кг и 0,10±0,01 мг/м3, а 7-я группа служила контролем.
Перкутанную затравку проводили через выстриженный участок кожи правого бока животного, на который наносили водные растворы сульфонола хлорного. Ингаляционную затравку осуществляли статистическим методом в течение 20 мин ежедневно 5 дней в неделю. Время экспозиции взято с 4—5-кратным запасом, так как аэрозоли анионных ПАВ при применении порошкообразных CMC держатся в воздухе не более 5 мин (О. И. Волощенко и соавт.). Концентрацию сульфонола хлорного в воздухе затравочных камер контролировали с помощью метиленового синего. Состояние животных изучали по показателям, которые, согласно классификации В. О. Шефтеля и Р. Е. Совы, можно условно разделить на 4 группы (табл. 1).
При этом принималось, что интегральные показатели — полифункциональные, частные — условно-монофункциональные. Показатели считались инертными, если в контрольной группе животных коэффициент вариации этих показателей не превышал ,10%, а лабильными — когда указанный коэффициент был выше 10%. В число ферментов (частных лабильных показателей) вошли: холин-эстераза и пероксидаза крови, аспарагиновая и ала-ниновая трансаминазы сыворотки крови. Для определения гематологических и биохимических по-
, Т а 6 л и ц а 1
Классификация исследованных показателей
Показатели
инертные
лабильные
Интегральные
Концентрация общего белка в сыворотке крови
Частные
Количество эритроцитов и гемоглобина, активность ■каталазы крови
Число лейкоцитов в крови, концентрация холестерн- Я на и общих БН-групп в сыворотке крови
Активность ферментов, концентрация пировнноград-ной кислоты в крови
казателей брали кровь из сердца на 2, 4 и 6-й месяцы затравочного периода.
При обработке данных вначале определяли информативность показателей по отношению к контролю, т. е. по эффекту ек и его достоверности ре. В случае комплексного воздействия большинство показателей жизнедеятельности статистически достоверно изменялись при использовании обеих доз. При накожных аппликациях пороговых доз наиболее информативными оказались интегральные инертные (белок) и частные лабильные (холин-эстераза, пероксидаза, аспарагиновая трансами-наза) показатели. При ингаляционной же затравке в пороговой дозе информативность проявили только лабильные показатели: частные (ннровиноград-ная кислота, холинэстераза) и интегральные (холестерин, общие БН-группы). Полученные результаты подтвердили ранее установленные (О. И. Во-лощенко и соавт.) пороговую (20 мг/кг) и подпо-роговую (10 мг/кг) дозы сульфонола хлорного. При ингаляционном же поступлении детергента пороговой оказалась концентрация 0,10 мг/м3, а под-пороговой — 0,05 мг/м3.
Полученные фактические данные не позволяли судить о характере комплексного действия сульфа-нола хлорного, так как направление изменений разных статистических параметров зачастую было противоположным. В ряде случаев изменение эффекта при комплексном воздействии сопровождалось параллельным изменением Кк. д. Например, при использовании подпороговых и пороговых доз детергента на 6-м месяце активность пероксидазы изменилась соответственно на 41 и 6%, а К„.я — соответственно с 5,86 до 0,2, т. е. потенцирование (1^г.л1>1) сменилось антагонизмом (|/Ск. д 1<1); однако в популяции вероятность потенцирования сохранилась той же — Рп—0,90 и 0,89. В других случаях, наоборот, повышенный эффект может быть следствием антагонизма, а не потенцирования: на 4-м месяце повышение доз при комплексной затравке привело к повышению как эффекта (с 16 до 31%), так и его достоверности (с р,.<СО,05 до /9е<С0,01), что было обнаружено по уровню белка в сыворотке крови. Одновременно в отличие от предыдущего случая зона потенцирования в популяции р„ сузилась с 0,968 до 0,21 параллельно с уменьшением Л'к.д с 3,2 (потенцирование) до 0,9 (антагонизм).
Подобная разнонаправленность изменений статистических параметров комплексного действия нуждается в самостоятельном обобщении.
Вначале проведем обобщение абсолютных значений |ек| и |А"К.„|, корреляционная решетка которых представлена в табл. 2. В ней сведены данные по 2 дозам, 3 срокам и 5 показателям, что дало 30 (2x3x5) значений по обеим величинам. Половина значений характеризуется тем, что чем ниже эффект, тем соответственно ниже и коэффициент комплексного действия. Однако во второй половине значений зависимость противоположна: низкие эффекты обусловлены потенцированием, причем с до-
Таблица 2
Зависимость эффекта (е„) от коэффициента комплексного действия (Кк д) сульфонола хлорного на частные лабильные показатели организма морских свинок
к
Д 0 — 0.21 — 0.41 - 0.61- всего
0.2 0.4 0.6 0.8
Более 2 1 3 1 0 5
1—1.9 2 1 2 0 5
0-0,9 14 4 1 1 20
Итого . . „ 17 8 4 I 30
вольно высоким коэффициентом, а высокие эффекты оказались проявлением антагонизма.
Позволяя количественно определять антагонизм, суммирование и потенцирование в комплексном, комбинированном или сочетай ном действии факторов на организм, /С„.д представляет собой очень важный, но еще совершенно недостаточный статистический показатель этого действия, поскольку в популяции могут встречаться совершенно различные его значения (В. И. Сватков). В этом мы убедились, анализируя «популяцию» показателей организма при разных дозах и сроках комплексного воздействия. Совершенно необходим еще один статистический параметр последнего: вероятность потенцирования в популяции (генеральной совокупности) особей данного биологического вида (Рп). Эта величина свидетельствует о вероятности потенцирования независимо от значений, которые стохастически (в зависимости от конкретных условий комплексного действия и схемы его изучения) могут принимать выборочные параметры ен и Кк.л. Иными словами, если в данных экспериментальных условиях мы обнаружили в выборочной совокупности животных антагонизм, то это означает, что в другой экспериментальной выборке мы с вероятностью Рп можем выявить потенцирование, так как вероятность' его распространяется на всю генеральную совокупность (популяцию). Покажем такую возможность на фактических данных.
При комплексном воздействии сульфонола хлорного в пороговых дозах через 2 мес установлено, что активность холинэстеразы и каталазы повысилась одинаково — на 29—30?4, но с разной достоверностью (соответственно >0,05 и <0,05). При этом изменение активности холинэстеразы было результатом антагонизма (|/С„.д 1=0,4), а каталазы — потенцирования (|/(к. д |=2,0). Соответствовала этим значениям и зона потенцирования: в первом случае 0,28, во втором 0,76. Если рассматривать эти значения совместно с коэффициентами, то будет видно следующее. Можно предполагать, что, несмотря на выборочный антагонизм, в популяции не исключено наличие также выборочного потенцирования с вероятностью 0,28, если продолжать исследование активности той же холинэсте-
Таблица 3
Взаимораспределение вероятностей потенцирования (Р„) и абсолютных значений коэффициента комплексного действия (Кк д) сульфонола хлорного на частные лабильные показатели организма морских свинок
*К. Д
рп 0 — 1,1 — 2,1 — более всего
1 2 3 3
0—0,2 4 0 0 0 4
0,21—0,4 3 0 0 0 3
0.41-0,6 3 0 0 0 3
0,61-1 11 3 1 5 20
Итого ... 21 3 1 5 30
разы. Если же проводить дальнейшие исследования активности каталазы в популяции животных, то, несмотря на выявленное в данном опыте потенцирование, можно с вероятностью 0,24 (1—0,76) ожидать наличия в каких-то выборках еще и антагонизма.
Эти наблюдения обобщены в табл. 3, составленной по тем же данным, что и предыдущая.
Как видим, выборочный антагонизм в V3 случаев сочетается с повышенной вероятностью потенцирования — 0,61—1,0. Конечно, с определенной частотой антагонизм сочетается с низкой вероятностью потенцирования. В целом же табл. 3 можно толковать следующим образом. Выборочное потенцирование (|/Св.я|>1) в данном эксперименте наблюдается при достаточно высоких вероятностях потенцирования (0,61—1) в популяции, что вполне закономерно, но это не значит, что выполнение данных условий эксперимента не даст антагонизма: он может возникнуть в каких-то выборках популяции, но уже с меньшей вероятностью Ря (1 — Рп). В то же время, как показывает табл. 3, выборочный антагонизм ( |/(к. д |<1), зарегистрированный в нашей выборке, не исключает того, что в других выборках той же популяции может возникнуть вместо антагонизма потенцировние, и его вероятность отражена в этой таблице. Понятно, что как потенцирование, так и антагонизм в разных выборках популяции может происходить с различными коэффициентами, зависящими от конкретных особенностей экспериментальных животных и неконтролируемых условий опыта.
Закономерности, найденные в фактических данных, подтверждаются корреляционным отношением (В. Ю. Урбах). По данным табл. 2 и 3, сильных корреляционных связей не обнаружено: зависимость абсолютной величины комплексного действия \ек | от абсолютной величины коэффициента комплексного действия |Кк.д| оказалась слабой т)=0,26; зависимость вероятности потенцирования Рп от абсолютной величины коэффициента комплексного действия определена как средняя — т]= =0,45. Иными словами, по величине эффекта еще нельзя сказать, что произошло в выборке — по-
тенцирование или антагонизм, так же как по коэффициенту комплексного действия нельзя еще утверждать относительно ширины зоны потенцирования в популяции.
Какое значение для гигиенической оценки комплексного действия сульфонола хлорного может иметь предлагаемый вероятностный подход? Обобщение статистических параметров комплексного действия по всем 30 дозам — срокам-тестам хро- ^ нического эксперимента позволяет прийти к заключению, что потенцирование является существенным моментом в комплексном воздействии сульфонола хлорного. Как следует из табл. 3, в 20 из 30случаев обнаружена довольно высокая вероятность потенцирования (0,61—1,0) как при потенцировании, так и при антагонизме в самой исследованной выборке. Более того, в 11 из 30 случаев, когда наблюдается выборочный антагонизм, вероятность потенцирования остается такой же значительной. Эти выводы можно сделать на основании результатов исследования 5 частных лабильных показателей. Однако нами были проанализированы также показатели других групп, и при этом оказалось, что на уровне пороговых доз только 16% результатов, полученных при воздействии пороговых доз, удовлетворяют 4 жестким условиям: |е„ 0,3, |К„.Д|>1,0, 0,95, />„=0,61—1,0. В тоже время при воздействии в под-пороговых дозах доля таких показателей возросла при данных экспериментальных условиях до 33%. Это указывает на то, что при снижении доз перку-танного и ингаляционного воздействия сульфонола хлорного можно не ожидать снижения по- д тенцированного эффекта. Наконец, необходимо помнить и то, что при раздельных путях поступления сульфонол хлорный приводит к изменению разных показателей жизнедеятельности организма, но при комплексном поступлении — к изменению их всех.
О первостепенной значимости вероятности потенцирования для гигиенической оценки вещества свидетельствует и то, что практически невозможно указать дозовый интервал комплексного воздей-( ствия. Например, остаточные количества ПАВ на стенках посуды колеблются в пределах 1 порядка (3. С. Маркова и соавт.). Поэтому более реально для гигиенической оценки условий применения детергента в быту определять вероятность потенцирования, чем стремиться к точному установлению выборочных величин — ек, Рс и Кк.л, хотя без них определить Рп и невозможно согласно методическим рекомендациям. Если исходить из уже ! приведенных величин Рп, то заметная роль потенцирования в комплексном действии сульфонола , хлорного приводит к необходимости сделать и * практические выводы: во избежание комплексной реакции организма на детергент следует предпочесть выпуск пастообразной и жидкой форм СМС, а не порошкообразной.
Обращение к вероятностному принципу при оценке сочетанного (комплексного, комбинированного) действия факторов на организм не является сугубо
новым: его настойчиво рекомендовали Л. А. Тиунов и соавт. Это свидетельствует о перспективности данного принципа и его важном практическом значении.
Литература. Волошенко О. И.— В кн.: Состояние и перспективы развития научных работ и производства CMC в XI пятилетке. Киев, 1979, с. 140—142. Волощенко О. И., Голенкова Л. Г., Кузьмина А. И.
I и др. — В кн.: Гигиена окружающей среды. Киев, 1979, с. 68—69. Волощенко О. И., Медяник И. А. и др. — В кн.: Гигиена
населенных мест. Киев, 1981, вып. 20, с. 101 —105. Маркова 3. С., Саутин А. И. и др. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. М., 1978, вып. 6, с. 220—222.
Сватков В. И. Некоторые особенности комбинированного действия ДДТ и фосфорорганических инсектицидов. Автореф. дне. канд., 1971.
Сватков В. И., Боровикова Н. М., Добровольский Л. А. Методические рекомендации по вероятностной количественной оценке сочетанного влияния факторов радиационной и нерадиационной природы на организм. Киев, 1981.
Тиунов Л. А., Жербик Е. А., Жердин Б. Н. Радиация и яды. М., 1977.
Урбах В. Ю. Биометрические методы. М., 1964.
Шефтель В. О, Сова Р. Е. — В кн.: Применение математических методов для оценки и прогнозирования реальной опасности накопления пестицидов во внешней среде и организме. Киев, 1976, с. 37—39.
Поступила 24.08.82
УДК 6 14.777-07:578.841.11.083.13
Н. Б. Комзолова
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА НЕКОТОРЫХ СЕЛЕКТИВНЫХ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ СТОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ НА PSEUDOMONAS AERUGINOSA
Московский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
СРЕД
Наличие Pseudomonas aeruginosa в объектах окружающей среды может быть расценено как показатель наиболее опасного состояния данного объекта, поскольку этот организм одновременно сигнализирует об эпидемиологическом (как патогенный фактор) и санитарном (как индикаторный фактор) неблагополучии (Buttiaux; Windle Taylor; Lantos). Воду поверхностных водоемов считают источником крупных вспышек заболеваний, вызванных псевдомонадами (Thresh; Weber и соавт.), а воду плавательных бассейнов — источником заражения купающихся Ps. aeruginosa (Hoadley). О значении Ps. aeruginosa как показателя биологического загрязнения воды сообщают В. В. Алешня и соавт., Hoadley и соавт., Schubert и Blum, Nemedi и Lanyi, Geuenich и Müller. Все это свидетельствует об актуальности проблемы экологии Ps. aeruginosa в воде и ее дериватах, что в свою очередь требует использования для данной цели эффективных методов обнаружения, количественного учета и идентификации указанного микроорганизма.
Известно множество разнообразных жидких и плотных селективных сред для выделения и изучения Ps. aeruginosa. Однако большинство их было предложено и применялось (особенно в СССР) при исследованиях патологического материала, частично — специфических объектов окружающей среды в стационарах. Известно, что эффективность селективных сред в значительной степени зависит от специфики исследуемого объекта — среды высокоэффективные при исследовании фекалий могут оказаться малорезультативными при исследовании воды или пищевых продуктов (Г. П. Калина). Поэтому при выборе селективных сред для сравнительной оценки мы стремились использовать среды,
уже применявшиеся за рубежом или в СССР при исследовании объектов окружающей среды — воды или сточных жидкостей, а для сравнения — взять среду, получившую в нашей стране наиболее высокую оценку при исследовании патологического материала (И. И. Колкер и соавт.). В качестве объекта исследования были выбраны нативные сточные жидкости, не прошедшие очистки, как содержащие псевдомонады на уровне, близком к 100% (Ringen и Drake; Némedi и Lanyi; Geuenich и Müller), и одновременно включающие обильное количество сопутствующей микрофлоры, для избавления от которой селективность среды имела решающее значение.
Для проверки были выбраны следующие среды.
1. Ингибиторная среда с цетримидом (цетилтри-метиламмонийбромидом) (Williams и соавт.; Low-bury), модифицированная в виде среды «псевдо-сел» (Brown и Lowbury) и широко применяемая за рубежом при исследованиях воды открытых водоемов, плавательных бассейнов, сточных жидкостей (Cho и соавт.; Shotts и соавт.; Geuenich и Müller, и др.). Имеются и отрицательные оценки этой среды (Linde и Rittick; Smith и Dayton).
2. Среда с ацетамидом натрия как единственным источником углеродного питания и энергии (Hedberg). По данным Geuenich и Müller, она преимущественно используется как тест идентификации (Oberhofer и Rowen; Schubert и соавт.; Buhlmann и соавт.; Berger и Piotrowski), однако была успешно применена и как селективная среда для выделения псевдомонад из воды и сточных жидкостей (Shotts и соавт.; Levin и Cabelli) и при исследовании патологического материала (С. М. Вуль и И. И. Колкер; Smith и Dayton). Geuenich и Mül-
