CC BY
5УДК 613.644:665.738
В.Н. Власов
О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБЩЕЙ ВИБРАЦИИ В КАЧЕСТВЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ВОЗДЕЙСТВИЯ
КСИЛОЛА И ТОЛУОЛА
Тольяттинский государственный университет, г. Тольятти
Представлены данные по влиянию ксилола и толуола как раздельно, так и в сочетании с общей вибрацией и сопутствующим ей шумом, на ряд показателей жизнедеятельности экспериментальных животных (крыс). Использование общей вибрации и сопутствующего ей шума, в качестве нагрузки, позволяет выявлять критериально значимые изменения.
Ключевые слова: ксилол, толуол, нагрузка, общая вибрация и шум.
V.N. Vlasov. On probable use of general vibration as a functional load in studies of xylene and toluene exposure. The author presents data on influence of xylene and toluene, both separately and in combination with general vibration and associated noise, on some vital parameters of experimental animals (rats). General vibration and associated noise, applied as a functional load, help to identify criterially significant changes.
Key words: xylene, toluene, load, general vibration and noise.
Одним из основных принципов санитарной стандартизации химических соединений в объектах производственной среды является концепция пороговости. Однако не всякая реакция организма на химический раздражитель может считаться порогом вредного действия, а только та, которая соответствует критерию вредности [15].
С целью дифференцировки физиологических адаптационных изменений от процесса компенсации патологических изменений, а также для изучения отдельных сторон механизма действия химических соединений на организм могут быть применены функциональные и экстремальные нагрузки. Спектр используемых нагрузок весьма широк. Наряду с интегральными и рефлекторными нагрузками (ортостатическая, холодовая, голодание, дозированная физическая нагрузка, иммобилизация и т. д.) широко используют нагрузки фармакологическими препаратами с известными механизмами их действия [2, 15].
На наш взгляд перспективным является использование нагрузок встречающихся в реальных условиях производственной среды и в первую очередь вибрации и сопутствующего ей шума. Тем более, что в производственных условиях изолированного действия химического фактора, как правило, не встречается.
Целью исследования явилось изучение возможности использования нагрузки общей вибрацией (с сопутствующим ей шумом) для ускоренного прогнозирования опасности разви-
тия вредных эффектов химических соединений (на примере ксилола и толуола) на сердечнососудистую систему экспериментальных животных.
М а т е р и а л ы и м е т о д и к и.
Для решения поставленной задачи, экспериментальные исследования проведены на беспородных крысах-самках по 10—30 в статистической группе в зависимости от вариабельности использованных показателей, в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», утвержденными Минздравом СССР.
Ингаляцию ксилола и толуола осуществляли в 200-литровых камерах в динамическом режиме. Концентрации веществ определяли стандартными газохроматографическими методами [1]. Средние концентрации ксилола при определении порога острого действия (однократном 4-часовом действии) составили 5127,4 ± 180,9; 551 ± 18,4; 51 ± 1 мг/м3, толуола — 4967 ± 190,5; 562 ± 16,4; 49,5 ± 1 мг/м3.
Воздействию общей вибрации и сопутствующего ей шума, при изолированном и сочетанном с ксилолом (в концентрации 49 ± 4 мг/м3) и толуолом (в концентрации 52 ± 2 мг/м3), животные подвергались в камере собственной конструкции [16]. Общая вибрация генерировалась виброустановкой ВУ 10/3000 на вибростенде ЭВ-1М. Параметры вибрации контролировались с помощью частотного анализатора Тип-2120 и датчика Тип-4366 фирмы «Брюль и Кьер». В эксперименте использо-
валась вибрация интенсивностью 81 дБ на частоте 63 Гц с сопутствующим ей шумом в 75 дБА. Параметры шума и вибрации обоснованы нами ранее [3].
Выбор методов исследования проводился с учетом данных литературы о характере биологического действия ксилола и толуола. В качестве интегральных показателей использовали динамику массы тела, коэффициенты массы внутренних органов. Характер действия изучаемых факторов оценивали по следующим показателям: нервная система — по величине суммационно-порогового показателя (СПП) [10] и выраженности «норкового рефлекса» (HP) [9]; функции печени — по результатам пробы Квика—Пытеля [14]; активности кетозо-1-фосфатальдолазы (КФА), специфичной для печени и фруктозодифосфаталь-долазы (ФДФ) [6]; активности аспартатами-нотрансферазы (АСТ) и аланинаминотрансфе-разы (АЛТ) [5]. Активность ферментов определяли в сыворотке крови, гомогенате миокарда и печени. В плазме крови и гомогенате миокарда определяли активность общей лак-татдегидрогеназы (ЛДГ) и ее мочевиноста-бильной фракции [5]. Функциональное состояние надпочечников оценивали по содержанию аскорбиновой кислоты в них [7] и уровню 11-оксикортикостероидов (11-ОКС) в плазме крови [11].
Оценивался следующий комплекс показателей, связанный с нарушением деятельности сердечно-сосудистой системы.
Функциональные показатели: частота сердечных сокращений и структура ЭКГ регистрировались во 2-м стандартном отведении на ЭЛКАР-2 при скорости движения ленты 100 мм/с с предварительной адаптацией животного; систолическое артериальное давление (САД) измеряли на полиграфе «Салют».
Биохимические показатели: о состоянии липидного обмена судили по уровню общих липидов [5], бета-липопротеидов [8], фосфо-липидов [13], свободного холестерина [4], общего холестерина [12] в сыворотке крови.
Полученные результаты обрабатывались статистически с использованием t-критерия Стьюдента, достоверными считались различия при p < 0,05.
Р е з у л ь т а т ы. Однократное соче-танное действие ксилола и общей вибрации на недействующих в условиях изолированного применения уровнях приводит к изменению показателей жизнедеятельности экспериментальных животных сходных с изменениями,
наблюдаемыми при действии ксилола на пороговом уровне (табл. 1), что свидетельствует о проявлении токсического действия ксилола при нагрузке вибрацией. HP замедлялся (2,4 ± 0,3 усл. ед. при 4,9 ± 0,3 усл. ед. в контроле, p < 0,01). Величина интервала PQ на ЭКГ увеличивалась на 1-е (0,05 ± 0,001 с при 0,044 ± 0,002 с в контроле, p < 0,05) и 2-е сутки (0,051 ± 0,01 с при 0,044 ± 0,001 с в контроле, p < 0,01) после воздействия, а величина зубца R снижалась (0,23 ± 0,02 мВ при 0,52 ± 0,03 мВ в контроле, p < 0,01). Систолический показатель также снижался (47,3 ± 1,9 % при 52,6 ± 1,2 % в контроле, p < 0,05). В плазме крови увеличивался процент мочевиностабильной фракции ЛДГ на 1-е (56,35 ± 4,3 % при в кон-
троле, p < 0,01) и 2-е (57,86 ± 2,66 % при 37,28 ± 1,80 % в контроле, p < 0,01) сутки воздействия. В миокарде снижалась активность ЛДГ (12,53 ± 1,19 мкм/мг белка в час при 24,46 ± 2,79 мкм/мг белка в час в контроле, p < 0,01) и ФДФ (60,07 ± 5,76 мкм/мг белка в час при 110,69 ± 10,43 мкм/мг белка в час в контроле, p < 0,01), причем активность последнего фермента оказалась сниженной и на 2-е сутки после воздействия
(75,4 ± 5,8 мкм/мг белка в час при 8,8 мкм/мг белка в час в контроле, p < 0,05). В плазме крови увеличивалась активность общей ЛДГ (11,56 ± 0,9 мкм/мл в час при 8,52 ± 0,62 мкм/мл в час в контроле, p < 0,05), а в сыворотке крови активность АСТ (2,45 ± 0,04 мкм/мл в час при 1,77 ± 0,08 мкм/мл в час в контроле, p < 0,01). Уровень 11-ОКС также оказался повышенным (0,84 ± 0,02 мкм/л при 0,48 ± 0,01 мкм/л в контроле, p < 0,01). Наблюдалось увеличение содержания общего холестерина (1,54 ± 0,07 ммоль/л при 1,12 ± 0,05 ммоль/л в контроле, p < 0,01) и фосфолипидов (1,3 ± 0,03 ммоль/л при 1,14 ± 0,03 ммоль/л в контроле, p < 0,01) в сыворотке крови. Общая вибрация интенсивностью 81 дБ на частоте 63 Гц вызывала увеличение интервала PQ на ЭКГ лишь на 2-е сутки после воздействия (0,0485 ± 0,0013 с при 0,044 ± 0,0014 с в контроле, p < 0,05). Других изменений не отмечалось.
Однократное сочетанное действие толуола и общей вибрации на недействующих в условиях изолированного применения уровнях приводит к изменению показателей экспериментальных животных, сходных с изменениями, наблюдаемыми при действии толуола на по-
Т а б л и ц а 1
Результаты изучения состояния организма крыс при однократном изолированном и сочетанием воздействии ксилола и общей вибрации
Показатель Изолированно Сочетанно
Ксилол, мг/м 3 Вибрация 81 дБ на частоте 63 Гц Ксилол, 49 ± 4,0 мг/м3 и вибрация 81 дБ на частоте 63 Гц
5127 ± 180 551 ± 18,4 51,0 ± 1,0
Сроки обследования, сутки 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
СПП, усл. ед. *+ *+ 0 *- 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
HP, усл. ед. *- *- о - 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0
САД, мм рт. ст. *+ + 0 + 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Интервал PQ на ЭКГ, с 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 + 0 + + 0
Зубец R на ЭКГ, мВ 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0
СистолическиИ показатель, % *- - 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0
АДГ миокарда, мкм/мг белка в час *- - 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0
ФДФ миокарда, мкм/мг белка в час - - 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 - - 0
Общая АДГ плазмы крови, мкм/мл в час *+ 0 0 *+ 0 0 0 0 0 0 0 0 + 00
Мочевиностабильная АДГ плазмы крови, % *+ + 0 *+ 0 0 0 0 0 0 0 0 + + 0
АСТ плазмы крови, мкм/мл в час *+ 0 0 + 00 + 00 0 0 0 + 00
ААТ плазмы крови, мкм/мл в час 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Проба Квика—Пытеля, мг гиппуровоИ кислоты в 1 мл мочи 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
АСТ печени, мкм/мг белка в час - 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
АДГ печени, мкм/мг белка в час + 00 + 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0
11-ОКС, мкм/л *- 0 0 *+ 0 0 0 0 0 0 0 0 + 00
Здесь и в табл. 2: 0 — отсутствие изменений;
+ — увеличение изучаемого показателя (р < 0,05); — — уменьшение изучаемого показателя (р < 0,05);
* — выход за пределы физиологической нормы усредненного контроля (± 2 о).
роговом уровне (табл. 2). СПП увеличивался (7,02 ± 0,28 усл. ед. при 5,28 ± 0,31 усл. ед. в контроле, p < 0,001). HP замедлялся (3,8 ± 0,38 усл. ед. при 5,04 ± 0,32 усл. ед. в контроле, p < 0,05). Величина САД увеличивалась (112,7 ± 1,2 мм рт. ст. при ± 2,12 мм рт. ст. в контроле, p < 0,001). Изменялась электрическая активность миокарда — величина зубца R на ЭКГ (0,372 ± 0,021 мВ при 0,523 ± 0,031 мВ в контроле,
p < 0,001) и систолическии показатель снижались (51,02 ± 1,74 % при 56,82 ± 1,56 % в контроле, p < 0,05).В плазме крови увеличивался процент мочевиностабильноИ фракции
ЛДГ (52,87 ± 2,12 % при 38,82 ± 1,56 % в контроле, p < 0,001) и общеИ АДГ (12,13 ± 0,87 мкм/мл в час при 8,56 ± 0,71 мкм/мл в час в контроле, p < 0,01). В сыворотке крови активность АСТ увеличивалась (2,142 ± 0,028 мкм / мл в час при 1,942 ± 0,032
мкм/мл в час в контроле, р < 0,001). Одновременно с этим активность АДГ миокарда снижалась (16,48 ± 1,29 мкм/мг белка в час при 26,45 ± 2,14 мкм/мг белка в час, р < 0,001).
Уровень 11-ОКС плазмы крови оказался повышенным при сочетанном воздействии толуола, общей вибрации и шума (0,792 ± 0,036 мкм/л при 0,568 ± 0,02 мкм/л в контроле, р < 0,001 на 1-е сутки после воздействия и
0,801 ± 0,041 мкм/л при 0,614 ± 0,04 мкм/л в контроле, р < 0,01 на 2-е сутки после воздействия). Общая вибрация 81 дБ на частоте 63 Гц при 4-часовом воздействии также вызывала повышение уровня 11-ОКС плазмы крови (0,732 ± 0,021 мкм/л при 0,568 ± 0,02 мкм/л в контроле, р < 0,01).
Результаты однократного сочетанного действия толуола, общей вибрации и сопутствующего ей шума, на недействующих в условиях изолированного применения уровнях, сви-
Т а б л и ц а 2
Результаты изучения состояния организма крыс при однократном изолированном и сочетанием воздействии толуола и общей вибрации
Показатель Изолированно Сочетанно
Толуол, мг/м3 Вибрация 81 дБ на частоте 63 Гц Толуол 52 ± 2 мг/м3 и вибрация 81 дБ на частоте 63 Гц
4967 ±190 562 ± 16,4 49,5 ± 1,0
Сроки обследования, сутки 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
СПП, усл. ед. *- *- о + *+ 0 0 0 0 0 0 0 + 00
НР, усл. ед. *- 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0
САД, мм рт. ст. *+ *+ 0 *+ + 0 0 0 0 0 0 0 + 00
Интервал PQ на ЭКГ, с *- 0 0 *- *- 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Зубец И на ЭКГ, мВ - 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0
Систолический показатель, % *- - 0 *- 0 0 0 0 0 0 0 0 - 0 0
АДГ миокарда, мкм/мг белка в час - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 *- 0 0
ФДФ миокарда, мкм/мг белка в час - 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Общая АДГ плазмы крови, мкм/мл в час + 00 + 00 0 0 0 0 0 0 + 00
Мочевиностабильная АДГ плазмы крови, % - 0 0 + 00 0 0 0 0 0 0 *+ 0 0
АСТ плазмы крови, мкм/мл в час *+ + 0 *+ 0 0 + 00 0 0 0 + 00
ААТ плазмы крови, мкм/мл в час *+ + 0 + 00 + 00 0 0 0 0 0 0
Проба Квика—Пытеля, мг гиппуровой кислоты в 1 мл мочи *- 0 0 *- 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
АСТ печени, мкм/мг белка в час + 00 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
АДГ печени, мкм/мг белка в час *+ 0 0 + 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0
11-ОКС, мкм/л *- - 0 *- 0 0 0 0 0 *+ 0 0 *+ + 0
детельствуют об усилении токсического действия толуола. Они сопоставимы с изменениями, наблюдаемыми при действии толуола на пороговом уровне.
Дополнительно отмечались изменения липид-ного обмена. Повышался уровень общего холестерина (1,49 ± 0,05 ммоль/л при 1,26 ± 0,04
ммоль/л в контроле, р < 0,01) и бета-липо-
протеидов (0,65 ± 0,04 г/л при 0,42 ± 0,05 г/л в контроле, р < 0,01) сыворотки крови.
Таким образом, полученные в эксперименте данные свидетельствуют о возможности использования однократного (4 ч) воздействия вибрации в качестве нагрузки для выяснения скрытых изменений. Данный вывод подтверждается тем, что при действии ксилола на уровне 50,6±1 мг/м3 (подпороговый уровень) и толуола на уровне 52 ± 2 мг/м3 (подпоро-говый уровень) не выявлено изменений со стороны исследованных показателей (табл. 1 и 2). В то же время использование общей вибрации и сопутствующего ей шума в качестве нагрузки при воздействии указанных концентраций реализовалось не только в измене-
нии поведенческой реакции (НР) , но и в возрастании активности общей АДГ и ее мо-чевиностабильной фракции, АСТ и увеличении количества 11-ОКС в плазме крови. Одновременно с этим отмечалось изменение электрической активности миокарда (зубец Я на ЭКГ и систолический показатель) на фоне снижения в нем активности АДГ и ФДФ. То есть выявленные с использованием нагрузки общей вибрации изменения были аналогичными таковым при воздействии ксилола и толуола на пороговых и более высоких уровнях.
В ы в о д. Использование общей вибрации и сопутствующего ей шума в качестве «функциональной нагрузки» позволяет выяснить резервы приспособительных возможностей сердечно-сосудистой системы экспериментальных животных.
СПИСОК АИТЕРАТУРЫ
1. Быховская М.С., Перегуд Е.А., Гернет Е.В. Быстрые методы определения вредных веществ в воздухе. — 2-е изд. — М.: Химия, 1970.
2. Верич Г.Е. // Гиг. и сан. — 1988. — № 2.
— С. 57—60.
3. Власов В.Н. // Вопросы гигиены труда, проф-патологии и токсикологии. — М., 1990. — С. 19—24.
4. Дружинин В.Н. // Лаб. дело. — 1973. — № 12. — С. 733—734.
5. Колб В.Г., Камышников B.C. Справочник по клинической химии. — Минск: Беларусь, 1982.
6. Кулганек В., Клашка В. // Вопр. мед. химии.
— 1961. — Т. 7, № 4. — С. 434—436.
7. Кушманова О.Д. // Вопр. питания. — 1967.
— № 1. — С. 28—31.
8. Ледвина М. // Лаб. дело. — 1960. — № 3.
— С. 13—17.
9. Методические рекомендации по использованию поведенческих реакций животных в токсикологических исследованиях для целей гигиенического нормирования / Министерство здравоохранения СССР / Сост.: E.H. Буркацкая, В.Ф. Витер, Л.А. Тимофиевская и др. — Киев, 1980.
10. Определение суммационно-порогового показателя (СПП) при различных формах токсикологического
эксперимента: Метод. рекомендации / Новосибирский научно-исследовательский санитарный институт / Сост. C.B. Сперанский. — Новосибирск, 1975.
11. Панков Ю.А., Усватова И.Я. // Методы исследования некоторых гормонов и медиаторов. —
М.,1965. — С. 137—145.
12. Пособие по клинико-лабораторным методам исследования / Г.Н. Удинцев, В.Б. Бланк, Д.А. Кра-вец, И.С. Тимесков. — А.: Медицина, 1968.
13. Предтеченский В.Е. Руководство по клиническим лабораторным исследованиям. — М.: Медгиз,
1960.
14. Степанова Н.Г. // Ааб. дело. — 1962. — № 5. — С. 49—53.
15. Токсикометрия химических веществ, загрязняющих окружающую среду / Под ред. А.А. Каспаро-ва, И.В. Саноцкого. — М., 1986.
16. А.С. 1402309, МКИ3 А 01К 1/03, Затравочная камера / В.Н. Власов, Н.П. Карханин, И.В. Музуров, А.В. Данилин (СССР).
Поступила 07.11.05
УДК 681.327.12:613.62-058.86
Е.М. Хиллис, Т.П. Кащенко, Т.А. Корнюшина
ВЛИЯНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШЛЕМА ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ
НА ЗРИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ
Федеральное государственное учреждение «Московский научно-исследовательский институт глазных болезней им. Гельмгольца Росздрава», Москва
Изучено влияние использования нового вида компьютерной техники, выполненной в виде видеошлема, на зрительные функции детеИ, подростков и взрослых.
Ключевые слова: видеошлем, острота зрения, аккомодация, амблиопия, зрительная продуктивность, утомление.
E.M. Hillis, T.P. Kashenko, T.A. Kornjushina. Influence of virtual reality helmet on visual functions. The
authors studied influence of new computer device - video helmet - on visual functions of children, adolescents and adults.
Key words: video helmet, visual acuity, accomodation, ablyopia, visual capacity, fatigue.
Компьютеры широко внедряются в современную жизнь человека, начиная с профессиональной деятельности и кончая игровыми компьютерными программами для детей и подростков. Широкое распространение способов дисплейного предъявления зрительной информации нашло свое отражение в видеотерминалах различных типов. Одним из таких способов является создание виртуальной реальности в видеошлемах.
Виртуальная реальность — это искусственно созданный мир со своими законами и объектами, подчиняющийся этим законам.
Первоначально видеошлемы предназначались для военных и технических целей: тренажеры для летчиков и других водительских профессий. Затем условия виртуальной реальности стали использоваться для обучения персонала путем демонстрации виртуальных руководств.
