О ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ МАЛЫХ ДОЗ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТОВ-АНТАГОНИСТОВ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 613.632: [54 6.56+ 546.77+546.7t 1*07:612.615.31

Кандидаты мед. наук В. Г. Надеенко и В. Г. Ленченко

О ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ МАЛЫХ ДОЗ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТОВ-АНТАГОНИСТОВ

Свердловский научно-исследовательский институт гигиены труда и профзаболеваний

Вследствие спуска сточных вод многих предприятий цветной металлургии в воде водоисточников одновременно содержатся несколько химических элементов. Так, при выпуске сточных вод гидрометаллургических производств вольфрама и молибдена в воде водоемов постоянно обнаруживаются, помимо этих элементов, медь, мышьяк и др. Вольфрам, молибден и медь обладают антагонистическими свойствами; эти комплексы еще не получили гигиенической оценки.

Комбинированное действие вольфрама, молибдена, мышьяка и меди мы изучали в 2 сериях экспериментов при 8-месячной пероральной затравке белых беспородных крыс (каждая экспериментальная группа состояла не менее чем из 10 животных). Были исследованы следующие сочетания элементов: вольфрам и медь по 0,005 мг/кг, молибден 0,025 мг/кг, мышьяк 0,0025 мг/кг (на уровне ПДК каждого элемента в воде); вольфрам 0,0017 мг/кг, молибден 0,008 мг/кг, мышьяк 0,0008 мг/кг (Vs от их ПДК), медь 0,005 мг/кг (ПДК) вольфрам и медь по 0,0012 мг/кг, молибден 0,006 мг/кг, мышьяк 0,0006 мг/кг (V4 от их ПДК); вольфрам и медь по 0,005 мг/кг (ПДК); молибден 0,025 мг/кг, медь 0,005 мг/кг (ПДК); вольфрам 0,005 мг/кг, молибден 0,025 мг/кг (ПДК). Кроме того, одновременно велось наблюдение за животными, получавшими каждый элемент отдельно в дозах на уровне ПДК, и контрольными.

Результаты экспериментальных исследований обрабатывали обычными методами расчетов при малых выборках. Показатели эмбриональной смертности обрабатывали методом х2-

Исследования показали, что из всех изученных сочетаний наиболее неблагоприятное действие оказывает одновременное поступление в организм вольфрама и молибдена: у животных изменялась условнорефлекторная деятельность, ослаблялись окислительно-восстановительные процессы в печени. Так, обнаружено снижение активности сукцинатдегидрогеназы, повышение активности глютаминаталаниновой трансаминазы, уменьшение содержания аскорбиновой кислоты в печени (табл. 1). У животных этой группы выявлены начальные дегенеративно-дистрофические изменения в печени и отсутствие таковых в других органах. Полагаем, что печень яв-

Таблица 1

Некоторые показатели функционального состояния печени подопытных животных

Группа животных Статистический показатель Активность ферментов Аскорбиновая кислота, мг%

сукцинат-дегидрогена-эа, мкг форыазана глютаминат-аланиновая трансамина- за, мкг пировинило-вой кислоты

Получавшие вольфрам и молибден X-hSic 113+3,6 444-2,0 15,2+1,0

(соответственно 0,005 и 0,025 Р 0,05 0,001 0,05

мг/кг) п 6 10 10

Контрольная х-\-Sx 133-1-4,6 27+2,9 18,9+1,4

п 7 7 9

1 В данном случае медь введена как антагонист молибдена на уровне возможной концентрации в воде водоемов.

Эмбриональная смертность крыс при раздельном и комбинированном действии вольфрама,

молибдена, мышьяка и меди

Даэа элемента, мг/кг Статистический показатель Эмбриональная смертность, %

донмпланта-ционная посленмплан-тацнонная общая

Вольфрам, 0,005 X 40 28 55

(ПДК) Р 0,06 0,05 0,05

tl 10 10 10

Молибден, 0,025 X 26 27 46

(ПДК) р 0,05 0,05 0,05

п 9 9 9

Мышьяк, 0,0025 X 25 36 54

(ПДК) р 0,05 0,05 0,05

п 7 7 7

Медь, 0,005 X 37 27 47

(ПДК) р 0,05 0,05 0,05

п 9 9 9

Вольфрам-f молибден+мышья к+ X 38 23 52

+ медь (в дозах, равных ПДК р 0,05 0,05 0,05

каждого элемента) п 7 7 7

Вольфрам + молибден + мышьяк X 27 28 47

(1/3 ПДК), медь (ПДК) р 0,05 0,05 0,05

п 10 10 10

Вольфрам -f* молибден + мышь- X 23 30 46

як -f медь (в дозах, равных V4 р 0,05 0,05 0,05

ПДК каждого элемента) il 9 9 9

Контроль X 15 24 36

п 8 8 8

ляется критическим органом при комбинированном действии вольфрама и молибдена в малых дозах.

Одновременное поступление в организм вольфрама и молибдена в меньших (V, ПДК каждого элемента) дозах не сопровождалось нарушением функционального состояния животных. Это позволяет предполагать, что комбинированное действие данных металлов связано с эффектом суммации токсических эффектов. Предположение в известной степени подтверждено данными дисперсионного анализа одного из показателей условнорефлекторной деятельности животных, показавшее влияние в изученном комплексе вольфрама, равное 35%, и молибдена, равное 19% (Р=0,999); комбинированное действие их не превышало 3% (Р=0,95).

При сочетай ном действии меди и молибдена лишь в конце затравочного периода обнаружено снижение активности сукцинатдегидрогеназы печени, а при действии вольфрама и меди — кратковременное в начале и конце опыта изменение активности холинэстеразы крови. Гистологических изменений в печени у животных этих подопытных групп не выявлено.

При всех изученных сочетаниях доз вольфрама, молибдена, мышьяка и меди также не найдено четко выраженных отклонений функционального состояния животных. Однако, несмотря на отсутствие достоверного различия, предел колебания активности глутаминаланиновой трансаминазы и холинэстеразы в крови животных, испытывающих комбинированное действие изучаемых элементов, на значительном протяжении опыта был гораздо ближе к контролю, чем при раздельном действии их в тех же дозах. Вместе с тем ферментативные процессы полностью не уравновешивались. В отдельные периоды отмечалось некоторое усиление или ослабление ферментативных реакций, что было особенно заметно по активности холинэстеразы крови. При этом разница ее с контролем не превышала 10—25%

w to

Величина зон окостенения скелета плодов животных, испытывающих влияние вольфрама и молибдена в малых дозах

Серия опыта

II

Доза элемента, мг/кг

Вольфрам, 0,005 (ПДК в воде)

Молибден, 0,024 (ПДК в воде)

Контроль

Вольфрам, 0,005 (ПДК в воде)

Молибден 0,025 (ПДК в воде)

Контроль

Статистический показатель

X+SX

'Р

П

x±Sx P п

x±Sx п

x+Sx P

п

x±Sx Р п

~x±Sx п

Часть скелета плода

височная кость

10,5+0,2 0,001 21

16,3+0,9 0.1 15

18,0+0,2 27

15,2+0,6 0,25 12

14,5+0,4 0,01 15

16,0+0,3 18

8,8+0,3 0,001 21

8.5+0,6 0,2 15

10,1+0,2 27

6,8+0,2 >0,5 12

6,8+0.2 0,5 15

7,1 ±0,5 18

ключица

9,8+0,3 0,001 21

9,7+0,5 <0,05 15

10,9+0,1 27

8,3+0,3 >0,05 12

8,1 ±0,2 0,05 15

8,7±0,1 18

плечевая кость

9,7+0,4 0,001 21

9,4±0,7 <0,02 15

11,3±0,2 27

7,3±0,3 <0,05 12

7,5±0,2 <0,05 15

8,3+0.2 18

локтевая кость

10,0+0,4 0,001 21

9,4+0,8 0,01 15

11,7±0,2 27

6,7±0,3 0,001 12

7,0+0,2 0,001 15

8,1 ±0,2 18

бедро

7,3±0,3 0,001 21

7,0+0,6 0,02 15

8,6±0,2 27

4,8±0,3 0,05 12

5,0+0,3 0,001 15

5,7+0,1 18

подвздошная кость

6,0±0,3 0,001 21

5,8+0,5 0,01 15

7,2±0,2 27

4,5+0,2 0,05 12

4,4+0,2 <0,05 15

4,9±0,1 18

% отсутствия окостенения лонной кости

14

21 40

15 0

27 83

12

73

15 36 18

Таблица 4

Величина зон окостенения частей скелета плодов при комбинированном действии некоторых химических элементов

Часть скелета плода

Серия опыта Сочетание элементов Статистический показатель височная кость лопатка плечо локтевая кость бедро подвздошная кость '/, отсутствия зоны Окостенения лонной кости

Вольфрам, молибден, медь, мышьяк (в дозах, равных ПДК в воде) x+Sx Р п 16,0+0,2 0,1 6 7,3±0,3 6 8,5+0,2 0,1 6 8,5+0,2 0,1 6 5,8+0,2 0,5 6 5,0+0,01 0.1 6 0 6

* *____k_,_^_i_i

О Ю О 00 00 •ч- — Л — сч

со о

"1 ®ч

о" _ о_

+С-2 +122 -Ной +|§2 +1Й и ° — — -

00 о со

•-.О

СО

сч

^г — сч_ сч —■

о'ю о О— ©=; о

+П2 +122 +|§£ +|§2 +|£

«о 00 о

«о \ из гС оо*

-г сч сч_ сч сч о" о" о" о"— о"

+С-2 +|22 +|3й +Р-2 +|& 00 —

о О

О 1Л

сч о

сч

о;

сч_

о'ю

сч о.

+Р.2 +122 +|ёй +Р.2 +|&

1ЛО СО ■»о* и

^ оо

"Г.© о

СО «в — — сч

©"»л о о*;г ©сч о"

+|©2 +|22 +Р.2 +1&

00 — ■»© СО О —_

СО N о! еп о"

—_ со сч сч

СЭ©_ о" о" о"—

+1°— +122 +|§й +Р.2

О — 00" СО о

ю

со

00

14 14 14 14 I4

со с/з СО 00

+|в. в +| с +|в. = +|о. е .

14 14 14 14 14

а

^ — го

— т

45 2

X X

с; ю

с те

2 О.

к

А

X

о.

л £ —

те 5 х с-

1

з* ё г

^ ш 5 = с ~ л о

(£1 ^

о й § §

о « X а

те г~ о.1— •в-х

£ 2 § =

га

ч

X СИ е; X « о о

о о

X с-

я ,_.

а: ~

Я гН-

■ее

со

А

ч о о. н

о

2 Гигиена н санитария .V« 8

(была статистически недостоверной) и не выходила за пределы наблюдаемой активности фермента у животных, получавших отдельно тот или иной элемент. Обнаруженная закономерность еще раз подтверждает, что комбинированное действие вольфрама, молибдена, меди и мышьяка в дозах, равных ПДК, усилением токсического эффекта не сопровождается.

При комбинированном действии вольфрама, молибдена, мышьяка и меди в дозах, равных ПДК, наблюдалось повышение эмбриональной смертности, однако последняя практически была на том же уровне, что и у животных, получавших раздельно вольфрам и мышьяк. При сочетанном введении в организм этих элементов в дозах, равных V4 и 1/3 ПДК вольфрама, молибдена, мышьяка и ПДК меди, эмбриональная смертность также была несколько более высокой, чем в контроле, но разница между ними была недостоверной (табл. 2).

Исследованиями установлено замедление процессов оссификации костной системы плодов, матери которых затравлялись раздельно вольфрамом и молибденом, в дозах, равных ПДК (табл. 3). При сочетанном действии этих элементов с медью и мышьяком также отмечено замедление процессов окостенения, но менее выраженное, чем при раздельном влиянии указанных выше металлов (табл. 4). Особенно наглядно влияние элементов на костеобразование прослеживается по появлению зоны окостенения лонной кости. На 20-й день развития мы наблюдали полное отсутствие начала оссификации этой кости у 14—83% животных, затравленных вольфрамом, и ) 40—73% крыс, получавших молибден, тогда как при комбинированном действии их количество было либо как в контроле, либо меньше его.

В плодах изучали содержание вольфрама, молибдена и меди. Установлено, что в них накапливается преимущественно тот элемент, который вводился в материнский организм (табл. 5). При введении мышьяка содержание в плодах изучаемых элементов обнаруживалось в пределах контроля. При комбинированном введении их в тех же дозах, что и при раздельном, увеличивается содержание в плодах вольфрама, молибдена и меди. Вместе с тем если при раздельном поступлении этих элементов в организме плодов изменяется не только абсолютное содержание, но и отношение вольфрама и молибдена к меди, то при комбинированном соотношение элементов остает-

33

Накопление металлов в организме подопытных эмбрионов

Доза элемента, мг/кг Статистический показатель Медь, мг% Молибден, мг% Вольфрам, мкг% Отношение вольфрама и молибдена к меди

Вольфрам, 0,005 x-hSx 0,38+0.04 0,54+0,02 1,97+0,2 1,6:1:0,5*

Р >0,05 0,5 0,002

п 7 7 7 7

Молибден, 0,025 x-hSx 0,59+0,05 0,92+0,07 0,97+0,08 1,8:1:0,16*

Р 0,05 <0,05 0.5

п 8 8 8 8

Медь, 0,005 x-hSx 0,75+0,07 0,6+0,05 0,92+0,08 0,9:1:0,1*

Р <0,05 0,5 0,5

п 7 7 7 7

Мышьяк, 0,0025 ~x-i-Sx 0,46+0.01 0,56+0,04 0,9+0,05 1,5:1:0,3*

Р 0,5 0,5 0,5

п 7 7 7 7

Вольфрам, молибден, x-hSx 0,62±0,09 0,92+0,06 1,7+0,2 1,6:1:0,3*

медь, мышьяк (со- Р 0,05 0,05 0,05

ответственно 0,005, п 5 5 5 5

0,025, 0,005, 0,0025)

Контроль x±Sx 0,41+0,04 0,68+0,08 0,98+0,08 1,7:1:0,3*

п 7 7 7 7

* Коэффициент вольфрама увеличен в 100 раз.

ся таким же, как в контроле (см. табл. 5). Не исключено, что проявление токсического действия изученных металлов связано не только с величиной накопления, но и наличием изменения соотношения их в организме.

Выводы

1. При сочетанном поступлении в организм вольфрама и молибдена в малых дозах наблюдается суммация их токсического эффекта.

2. Комбинированное действие вольфрама и меди, молибдена и меди, вольфрама, молибдена, меди и мышьяка не сопровождается усилением их токсического эффекта, однако на уровне действующих доз полного нивелирования их токсического эффекта не достигается.

3. Степень проявления токсического действия изученных элементов в комплексе, по всей вероятности, находится в зависимости не только от величины накопления, но и нарушения соотношения их в организме.

Поступила 6/XII 1976 г.

THE NATURE OF THE COMBINED ACTION OF SMALL DOSES OF CERTAIN

ELEMENTS-ANTAGONISTS

V. G. Nadeenko, V. G. Lenchenko

No intensification of the toxic effect proved to occur in case of the joint action of elements-antagonists, such as tungsten and copper, molybdenum and copper, tungsten, molybdenum and copper and arsenic in their peroral administration into the body in small doses. The combined action of tungsten and molybdenum is the result of summing up of their toxic effect. No complete levelling of the toxic effect could be noted in case of administering the elements-antagonists in doses at the level of threshold and acting ones. The authors stippose that the latter depends on the doses of elements forming the complex. The development of the toxic effect, most likely, depends not only on the extent of cumulation, but also on the disturbance of their ratio in the body.