Научная статья на тему 'Особенности хронического общетоксического и специфического перорального воздействия азидопентона'

Особенности хронического общетоксического и специфического перорального воздействия азидопентона Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
152
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВОДА / АЗИДОПЕНТОН / ПЕРОРАЛЬНОЕ ХРОНИЧЕСКОЕ ОБЩЕТОКСИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ / ОТДАЛЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ / ПОРОГОВЫЕ ДОЗЫ / WATER / AZIDOPENTONE / ORAL CHRONIC GENERAL TOXIC ACTION / LONG-TERM EFFECTS / THRESHOLD DOSES

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Масленников Александр Александрович, Бочарова Л.Ю., Точилкина Л.П., Ходыкина Н.В.

Цель. Экспериментальная токсикологическая оценка опасности длительного перорального воздействия азидопентона. Материал и методы. В качестве объекта настоящих исследований использован компонент твердых ракетных топлив поли-3,3-бис(азидометил) оксетан высокомолекулярный (азидопентон, п-БАМО, АП). CAS № 17607-20-4. Эмпирическая формула (C5H8N6O)n, где n = 1100-1400. Не растворим в воде.Токсикологические исследования на лабораторных животных выполнены, исходя из требований действующих методических указаний. Результаты и обсуждение. В ходе проведенных экспериментальных исследований установлено, что хроническое пероральное поступление азидопентона в организм крыс в дозах 10,0 мг/кг; 3.0 мг/кг и 1,0 мг/кг сопровождалось изменениями комплекса поведенческих, гематологических, биохимических показателей и относительной массы их внутренних органов. При этом широта и глубина отклонений уменьшались по мере снижения количества получаемого вещества, что свидетельствует о наличии у хемотоксиканта дозоэффективной зависимости. В частности, у животных первой группы обнаружено 11 достоверных изменений, 2 из которых выходили за границы бисигмальных отклонений контроля. При снижении уровня ксенобиотика (3,0 мг/кг) зафиксировано уменьшение количества значимых отклонений от контроля (5), одно из которых превышало границы физиологических норм контрольного показателя. У подопытных особей, получавших азидопентон в минимальной дозе, данное соотношение составило 1/0. Установленная пороговая доза азидопентона по хроническому общетоксическому эффекту составила 3.0 мг/кг. Соединение не проявляло мутагенной активности (как генном, так и хромосомном уровнях), а также гонадотоксических свойств на крысах обоего пола. В то же время изучаемое вещество при поступлении в организм беременных особей в высшей дозе -10,0 мг/кг обнаружило эмбриотоксическую и тератогенную активность, реализованную в снижении плодовитости самок, повышении внутриутробной гибели плодов и появлении достоверно значимых пороков развития костной системы. На основании анализа спектра и глубины установленных отклонений указанный уровень соединения определён как пороговый. Выявленные особенности негативного воздействия поли-3,3-бис(азидометил) оксетана высокомолекулярного на организм подопытных животных и их потомство в условиях длительного перорального поступления учтены при обосновании его ПДК в воде водоемов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Масленников Александр Александрович, Бочарова Л.Ю., Точилкина Л.П., Ходыкина Н.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Special aspects of chronic general toxic and specific oral action of azidopentone

Goal of the research. Experimental toxicological assessment of the risk of long-term exposure to azi-dopentone. Material and methods.The component of solid rocket fuels poly-3,3-bis (azidomethyl) oxetane high molecular weight (azidopentone, p-BAMO, AP) was used as the object of this research. CAS No. 1760720-4. The empirical formula is (C5H8N6O)n, where n = 1100-1400. Insoluble in water. Toxicological studies on laboratory animals were performed, based on the requirements of the current guidelines. Results and discussion. In the course of the experimental studies, it was established that the chronic oral intake of poly-3,3-bis (azidomethyl) oxetane of high molecular weight (azidopentone) in the rats at doses of 10.0 mg/kg, 3.0 mg/kg and 1.0 mg/kg was accompanied by changes in the complex of behavioral, hematological, biochemical indices and the relative mass of their internal organs. At the same time, the breadth and depth of the deviations decreased as the amount of the substance was reduced, what indicated that the chemotoxicant has the dose-response dependence. In particular, in the animals of the first group 11 significant changes were found, 2 of which went beyond the limits of bisigmal deviations of the control. With a decrease in the xenobiotic level (3.0 mg/kg) there was a decrease in the number of significant abnormalities from control (5), one of which exceeded the limits of the physiological norms of the control parameter. In experimental subjects who received azidopentone in the minimum dose, this ratio was 1/0. The established threshold dose of azidopentone for a chronic general toxic effect was 3.0 mg/kg. The compound showed no mutagenic activity (both on genomic and chromosomal levels) as well as gonadotoxic properties in rats of both sexes. At the same time, the studied substance at the intake of pregnant animals in the highest dose of 10.0 mg/kg showed embryotoxic and teratogenic activity, which was realized in the reducing of females fertility, in the increasing offetal death and in the appearance of definitely significant malformations of bone system. Based on the analysis of the spectrum and the depth of the established deviations, the specified level of the compound is defined as a threshold. The identified characteristics of the negative effect of poly-3,3-bis (azidomethyl) oxetane of a high molecular weight on the organism of experimental animals and their generation under conditions of prolonged oral intake were taken into account when justifying its MPC in the water reservoirs.

Текст научной работы на тему «Особенности хронического общетоксического и специфического перорального воздействия азидопентона»

MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2018

Масленников А.А., Бочарова Л.Ю., Точилкина Л.П., Ходыкина Н.В.

ОСОБЕННОСТИ ХРОНИЧЕСКОГО ОБЩЕТОКСИЧЕСКОГО И СПЕЦИФИЧЕСКОГО ПЕРОРАЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ АЗИДОПЕНТОНА

Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский институт гигиены, токсикологии и профпатологии» Федерального медико-биологического агентства (ФГУП «НИИ ГТП» ФМБА России), 400048, г. Волгоград

Цель. Экспериментальная токсикологическая оценка опасности длительного перорального воздействия азидопентона.

Материал и методы. В качестве объекта настоящих исследований использован компонент твердых ракетных топлив - поли-3,3-бис(азидометил) оксетан высокомолекулярный (азидопентон, п-БАМО, АП). CAS № 17607-20-4. Эмпирическая формула - (C5HfN6O)n, где n = 1100-1400. Не растворим в воде.Токсикологические исследования на лабораторных животных выполнены, исходя из требований действующих методических указаний. Результаты и обсуждение. В ходе проведенных экспериментальных исследований установлено, что хроническое пероральное поступление азидопентона в организм крыс в дозах 10,0 мг/кг; 3,0 мг/кг и 1,0 мг/кг сопровождалось изменениями комплекса поведенческих, гематологических, биохимических показателей и относительной массы их внутренних органов. При этом широта и глубина отклонений уменьшались по мере снижения количества получаемого вещества, что свидетельствует о наличии у хемотоксиканта дозоэффективной зависимости. В частности, у животных первой группы обнаружено 11 достоверных изменений, 2 из которых выходили за границы бисигмальных отклонений контроля. При снижении уровня ксенобиотика (3,0 мг/кг) зафиксировано уменьшение количества значимых отклонений от контроля (5), одно из которых превышало границы физиологических норм контрольного показателя. У подопытных особей, получавших азидопентон в минимальной дозе, данное соотношение составило 1/0. Установленная пороговая доза азидопентона по хроническому общетоксическому эффекту составила 3,0 мг/кг. Соединение не проявляло мутагенной активности (как генном, так и хромосомном уровнях), а также гонадотоксических свойств на крысах обоего пола. В то же время изучаемое вещество при поступлении в организм беременных особей в высшей дозе - 10,0 мг/кг обнаружило эмбриотоксическую и тератогенную активность, реализованную в снижении плодовитости самок, повышении внутриутробной гибели плодов и появлении достоверно значимых пороков развития костной системы. На основании анализа спектра и глубины установленных отклонений указанный уровень соединения определён как пороговый. Выявленные особенности негативного воздействия поли-3,3-бис(азидометил) оксетана высокомолекулярного на организм подопытных животных и их потомство в условиях длительного перорального поступления учтены при обосновании его ПДК в воде водоемов.

Ключевые слова: вода; азидопентон, пероральное хроническое общетоксическое

действие; отдаленные последствия; пороговые дозы.

Для цитирования: Масленников А.А., Бочарова Л.Ю., Точилкина Л.П., Ходыкина Н.В. Особенности хронического общетоксического и специфического перорального воздействия азидопентона. Медицина экстремальных ситуаций. 2018;20(4): 587-595.

Для корреспонденции: Масленников Александр Александрович, доктор биол. наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией экологической токсикологии, Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский институт гигиены, токсикологии и профпатологии» Федерального медико-биологического агентства (ФГУП «НИИ ГТП» ФМБА России), 400048, г. Волгоград . Е-mail: maslennikov@rihtop.ru

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Maslennikov A.A., Bocharova L.Yu., Tochilkina L.P.,. Khodykina N.V SPECIAL ASPECTS OF CHRONIC GENERAL TOXIC AND SPECIFIC ORAL ACTION OF AZIDOPENTONE

Federal State Unitary Enterprise «Research Institute for Hygiene, Toxicology and Occupational Pathology» at Federal Medical and Biological Agency (FSUE «RIHTOP» FMBA Russia),Volgograd, 400048

Goal of the research. Experimental toxicological assessment of the risk of long-term exposure to azi-dopentone.

Material and methods.The component of solid rocket fuels - poly-3,3-bis (azidomethyl) oxetane high molecular weight (azidopentone, p-BAMO, AP) was used as the object of this research. CAS No. 1760720-4. The empirical formula is (C5HfN6O)n, where n = 1100-1400. Insoluble in water. Toxicological studies on laboratory animals were performed, based on the requirements of the current guidelines. Results and discussion. In the course of the experimental studies, it was established that the chronic oral intake of poly-3,3-bis (azidomethyl) oxetane of high molecular weight (azidopentone) in the rats at doses of 10.0 mg/kg, 3.0 mg/kg and 1.0 mg/kg was accompanied by changes in the complex of behavioral, hematological, biochemical indices and the relative mass of their internal organs. At the same time, the breadth and depth of the deviations decreased as the amount of the substance was reduced, what indicated that the chemotoxicant has the dose-response dependence. In particular, in the animals of the first group 11 significant changes were found, 2 of which went beyond the limits of bisigmal deviations of the control. With a decrease in the xenobiotic level (3.0 mg/kg) there was a decrease in the number of significant abnormalities from control (5), one of which exceeded the limits of the physiological norms of the control parameter. In experimental subjects who received azidopentone in the minimum dose, this ratio was 1/0. The established threshold dose of azidopentone for a chronic general toxic effect was 3.0 mg/kg. The compound showed no mutagenic activity (both on genomic and chromosomal levels) as well as gonadotoxic properties in rats of both sexes. At the same time, the studied substance at the intake of pregnant animals in the highest dose of 10.0 mg/kg showed embryotoxic and teratogenic activity, which was realized in the reducing of females fertility, in the increasing offetal death and in the appearance of definitely significant malformations of bone system. Based on the analysis of the spectrum and the depth of the established deviations, the specified level of the compound is defined as a threshold. The identified characteristics of the negative effect ofpoly-3,3-bis (azidomethyl) oxetane of a high molecular weight on the organism of experimental animals and their generation under conditions ofprolonged oral intake were taken into account when justifying its MPC in the water reservoirs.

Keywords: water; azidopentone; oral chronic general toxic action; long-term effects; threshold. doses.

For citation: Maslennikov A.A., Bocharova L.Yu., Tochilkina L.P., Khodykina N.V Special aspects of chronic general toxic and specific oral action of azidopentone. Meditsina ekstremal'nykh situatsiy (Medicine of Extreme Situations) 2018; 20(4): 587-595. (In Russ.).

For correspondence: Alexander A. Maslennikov, MD, Ph.D., DSci., Senior Researcher, Head of the Laboratory of Ecological Toxicology of the Research Institute of Hygiene, Toxicology and Occupational Pathology of the Federal Medical-Biological Agency of Russia, Volgograd, 400048, Russian Federation. E-mail: maslennikov@rihtop.ru

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. Acknowledgments. The study had no sponsorship. Received 22 May 2018 Accepted 25 November 2018

Введение

В процессе деятельности предприятий, относящихся к категории химически опасных производственных объектов (производство порохов, твердых ракетных топлив - ТРТ)*,

* Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ (ред. от 07.03.2017) «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (с изм. и доп., вступ. в силу с 25.03.2017) [Электронный ресурс]. Доступ из справ.-правовой системы «Консультант Плюс».

не исключено попадание веществ, участвующих в технологическом цикле в качестве исходных компонентов, в воду водоемов, в том числе источники водопотребления человеком, вследствие миграции из загрязненного воздуха, почвы, а также сточных вод.

К настоящему времени оценка опасности ряда компонентов порохов выполнена [1, 2], однако токсичность соединений, используемых при

производстве ТРТ, в частности азидопентона, практически не изучена. Данное обстоятельство предопределило необходимость комплексного исследования длительного перорального воздействия соединения на организм подопытных особей и их потомство. Выполнение указанных токсикологических работ является основой при обосновании соответствующих гигиенических нормативов, необходимых для осуществления государственного санитарно-эпидемиологического надзора на предприятиях производящих ТРТ, обеспечивающего безопасность для персонала и населения, проживающего в районах их размещения [3].

Исходя из вышеизложенного, цель настоящих исследований заключалась в экспериментальной токсикологической оценке опасности длительного перорального воздействия азидо-пентона.

Материал и методы

В качестве объекта настоящих исследований использован компонент твердых ракетных топлив - поли-3,3-бис(азидометил) оксетан высокомолекулярный (азидопентон, п-БАМО, АП) - порошок белого цвета, либо от светло серого до бежевого оттенков. CAS № 1760720-4. Эмпирическая формула - (C5H8N6O)n, где n = 1100-1400. Температура плавления 67,0-82,0° С, температура начала интенсивного разложения - не менее 175,0 °С. Не растворим в воде. Сухой азидопентон обладает чувствительностью к механическим воздействиям.

Представляет интерес как компонент газо-генерирующих составов, твердых топлив, пиротехнических аэрозолеобразующих составов термовозгоночного типа, составов и топлив для активного воздействия на облака и др. [4, 5].

Токсикометрические исследования на лабораторных животных выполнены, исходя из требований действующих методических указаний [6]. В качестве биомодели использованы белые беспородные крысы, общей численностью 352, из которых самцов - 192, самок - 160. Статистическая группа составляла 8-15 особей ( в зависимости от вида эксперимента).

Опыты проведены с учетом принципов гуманного обращения с экспериментальными грызунами [7]. В виду особенности физико-хи-

MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES

мических свойств тестируемого соединения и невозможности, вследствие этого, его использования в нативной форме необходимые количества суточной водной вытяжки из азидопентона вводили в желудок подопытным животным при помощи зонда из расчёта 1,0 мл на 100,0 г массы тела. Крысы контрольной группы получали адекватные объёмы дистиллированной воды.

Во всех исследованиях тестируемое соединение испытывали в следующих дозах: 10,0 мг/кг; 3,0 мг/кг и 1,0 мг/кг

Общерезорбтивное действие вещества оценивали по клинической картине отравления, а также с помощью комплекса необходимых тестов.

При характеристике функционального состояния организма животных определяли динамику массы тела, частоту дыхательных движений и сердечных сокращений, порог реакции на тепловое воздействие, поведение (в установке «открытое поле»).

В периферической крови крыс-самцов на автоматическом гематологическом анализаторе «PCE-210» («ERMA», Япония) регистрировали количество эритроцитов, лейкоцитов, лимфоцитов, гранулоцитов, моноцитов, тромбоцитов, а также содержание гемоглобина и гематокрита.

Сравнительному биохимическому анализу подвергали сыворотку крови подопытных и контрольных животных. При этом на автоматическом биохимическом анализаторе «Chem Well 2910» (США) устанавливали содержание общего белка, альбумина, глюкозы, триглице-ридов, холестерина, мочевины, креатинина, молочной кислоты, общего биллирубина, активность аспарагиновой и аланиновой трансами-наз (АСТ, АЛТ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ). Уровень пировиноградной кислоты определяли стандартным спектрофотометрическим методом [9]. Помимо указанного проводили пато-морфологические и иммунологические исследования.

В ходе оценки вещества проявлять отдалённые последствия анализировали его мутагенную активность, а также гонадо- и эмбриоток-сические свойства [9-11].

Статистическую обработку экспериментальных данных выполняли с учетом вида эмпирического распределения оцениваемых показателей: анализ параметров с непрерывным

589

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

распределением осуществляли с помощью t-критерия Стьюдента, используя пакет Primer of Biostatistics 4.03 (различия считали достоверными при p < 0,05), с дискретным - методом j-преобразования Фишера [12].

Результаты и обсуждение

В процессе проведения санитарно-токси-кологических исследований установлено, что 6-месячное пероральное поступление соединения во всех уровнях не вызывало изменений общего состояния подопытных млекопитающих, о чем свидетельствовал их удовлетворительный внешний вид. Физиологическое состояние самцов, ежедневно получавших азидопентон в указанных дозах, существенно не отличалось от аналогичных данных контроля на протяжении всего эксперимента. Изменений показателей поведенческих реакций животных опытных групп по сравнению с контролем практически не выявлено. Исключение составило достоверное снижение значения поискового рефлекса, зарегистрированное у крыс по завершении хронического воздействия ксенобиотика в максимальном уровне (табл.1).

В ходе исследования периферической крови у грызунов после двухмесячного воздействия вещества в максимальном уровне отмечено достоверное снижение моноцитов. Помимо указанного, в этой же группе самцов спустя четыре месяца от начала эксперимента зафиксировано статистически значимое повышенное содержание лейкоцитов, выходящее за верхнюю границу бисимальных отклонений контрольного значения. При трехкратном снижении уровня токсиканта (3,0 мг/кг) по окончании шести месяцев опыта установлено противоположное по направленности изменение данного показателя. Также в данный период обследования у крыс второй опытной группы обнаружено уменьшение количества гранулоцитов.

Внутрижелудочные экспозиции азидопенто-на, осуществлявшиеся ежедневно на протяжении двух месяцев, не отразились на состоянии метаболического статуса подопытных животных. Подтверждением этого служит отсутствие достоверных изменений биохимических показателей независимо от дозы ксенобиотика. Однако при продлении контакта с соединением до-

590

зозависимая модификация обмена веществ всё же обнаруживалась. В частности, спустя четыре месяца от начала эксперимента у крыс первой опытной группы зарегистрировано умеренное снижение активности АСТ, уровня мочевины и креатинина в сыворотке крови (на 14,0 , 18,0 и 17,0 % соответственно), указывающее, скорее всего, на повышение функциональной активности почек, обеспечивающей форсированное выведение токсиканта. При этом концентрация триглицеридов в крови животных данной группы существенно повышалась, свидетельствуя об изменении регуляции липидного обмена (см. табл. 1).

Трехкратное понижение уровня воздействия вещества сопровождалось сужением спектра выявленных отклонений. Так во второй группе в этот срок отмечено только снижение креатинина (на 17,0 %).

Заключительное тестирование (6 мес) обнаружило у подопытных животных единичные отклонения биохимических показателей - повышение альбумина в первой группе и понижение уровня мочевины на 17,0 % - во второй, не выходившие за допустимые границы колебаний показателей интактных животных. У крыс, получавших азидопентон в самой низкой дозе, изменений биохимических данных не установлено.

В ходе вычисления относительной массы внутренних органов у подопытных самцов первой группы после четырех месяцев введения токсиканта зафиксировано повышение значений показателей селезенки и почек. Помимо указанного, у подопытных особей, получавших вещество во всех дозах, по завершении второго месяца исследований обнаружено однонаправленное изменение относительной массы почек, выходившее у крыс первой и второй опытных групп за пределы двух сигм параллельного контроля (см.табл. 1).

При этом в ходе патоморфологической оценки внутренних органов самцов опытных групп на протяжении всего эксперимента значимых отличий от контроля не установлено.

Исследование иммунотоксического действия азидопентона через 2, 4 и 6 мес после его хронического введения не выявило изменений состояния основных механизмов врожденного иммунитета (см.табл. 1).

MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES

Таблица 1

Комплексная оценка достоверных сдвигов, установленных в ходе хронического эксперимента

Срок Группы животных и дозы вещества, мг/кг

Показатель исследования, мес опыт 1, 10,0 опыт 2, 3,0 опыт 3, 1,0 Контроль

Поведенческие реакции

Норковый рефлекс, усл. ед. 6 1,00±0,29* 1,63±0,46 681,50±0,38 2,80±0,68

Гематологические данные

Лейкоциты, 1 • 109/л 4 14,47±1,23** 11,44±0,84 11,06±1,35 9,75±0,83 (5,07-14,43)

6 12,06±1,22 9,50±0,63* 11,79±0,87 12,11±0,88

Гранулоциты, 1 109/л 6 3,28±0,44 2,04±0,11* 3,52±0,23 3,02±0,30

Моноциты, 1 109/л 2 0,22±0,04* 0,43±0,03 0,29±0,05 0,43±0,07

Биохимические характеристики

АСТ, мкмоль/сл 4 188,4±6,1* 192,8±9,3 218,2±14, 218,1±9,4

Мочевина, ммоль/л 4 5,134±0,384* 6,094±0,241 5,563±0,291 6,240±0,217

6 4,873±0,212 4,589±0,138* 5,470±0,214 5,503±0,266

Триглицериды, ммоль/л 4 0,720±0,047* 0,639±0,033 0,646±0,026 0,601±0,022

Альбумин, г/л 6 38,05±0,56* 36,76±0,63 37,13±0,47 36,29±0,45

Креатинин, мкмоль/л 4 42,10±2,13* 42,89±2,65* 45,39±2,61 50,72±2,10

Относительная масса внутренних органов крыс

Селезенка, г/кг 4 4,04±0,34* 3,39±0,24 3,30±0,13 3,20±0,07

Почки, г/кг 2 5,98±0,14** 5,88±0,08** 5,81±0,08* 5,13±0,10 (4,79-5,83)

4 5,94±0,17* 5,69±0,13 5,27±0,61 5,36±0,13

Количество достоверных изменений 11 5 1 -

Отклонения, выходящие за пределы М ± 28 контроля 2 1 0 -

Примечание. Здесь и в табл. 2, 3: * - статистически значимые различия при р < 0,05 и находящиеся в пределах (М ± 2о) показателей контрольной группы животных; ** - обозначены статистически значимые различия прир < 0,05, выходящие за пределы (М ± 2о) показателей контрольной группы животных.

Анализ полученных данных позволил заключить, что соединение во всех уровнях оказывало влияние на гомеостаз животных. При этом широта и глубина отклонений уменьшались по мере снижения количества поступающего в организм животных ксенобиотика, что свидетельствует о наличии у хемотоксиканта дозоэффективной зависимости. В частности, у животных первой опытной группы за все время проведения эксперимента обнаружено 11 достоверных изменений, 2 из которых выходили за границы бисигмальных отклонений контроля. При снижении уровня токсиканта (3,0 мг/кг) зафиксировано незначительное число достоверных отклонений от контроля (5),

одно из которых превышало границы физиологических норм контрольного значения. У подопытных особей, получавших азидопентон в минимальной дозе, данное соотношение составило 1/0.

Учитывая максимальное количество статистически значимых показателей у животных первой опытной группы и тот факт, что при трехкратном снижении уровня воздействия также выявлено негативное влияние химагента как по широте, так и глубине эффекта, уровень 10,0 мг/кг признан явно действующим. Принимая во внимание минимальное количество изменений, одно из которых являлось критериально значимым, доза азидопентона 3,0 мг/кг определена в

591

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

качестве порога хронического общетоксического действия. Единичное достоверное отклонение показателя в третьей опытной группе крыс позволяет рассматривать дозу 1,0 мг/кг как под-пороговую.

При исследовании генотоксических свойств азидопентона принимали во внимание известное положение о том, что повреждения наследственной информации могут происходить как на генном, так и хромосомном уровнях [13]. С учётом этого оценку мутагенных свойств вещества проводили в тесте Эймса и методом доминантных летальных мутаций.

В ходе постановки теста Эймса полимер испытывали в диапазоне концентраций от 0,1 до 1000,0 мкг/пробу с фактором разведения 10.

Мутагенное действие вещества изучали на двух линиях плазмидсодержащих бактерий Salmonella typhimurium: ТА-98 и ТА-100.

Установлено, что анализируемое компонент порохов не изменял стандартного фона обратных мутаций, применённых индикаторных бактерий.

При постановке метода доминантных лета-лей исходили из положения о том, что продолжительность воздействия любого химагента в данном тесте должна охватывать мейотические и постмейотические стадии развивающихся в семенниках половых клеток, что возможно только в условиях длительного контакта [9].

С учётом этого испытание соединения в настоящей пробе осуществляли в рамках единого хронического эксперимента по изучению его общетоксических свойств на одних и тех же животных непосредственно по окончании периода экспозиции токсиканта.

В ходе опыта определено, что вещество при его воздействии во всех трех уровнях не изменяло фоновых значений гибели эмбрионов на до- и постимплантационных стадиях развития. Вследствие этого, расчётное значение общей эмбриональной гибели в опытных группах также не носило характера статистически значимых отличий от соответствующего показателя в контроле.

Полученные данные свидетельствуют о том, что азидопентон в рамках выполненных опытов мутагенной активности не обнаружил.

В процессе исследований гонадотоксических свойств соединения выявлено, что, практиче-

592

ски все самцы как опытных, так и контрольной групп по окончании 6-месячного эксперимента проявили способность к спариванию с интакт-ными самками. Формирование групп условно оплодотворённых животных проходило практически в равные сроки.

Последующий расчёт индексов оплодотворения, а также средней численности плодов, приходящихся на одну самку, их массы и длины, не выявил различий оцениваемых показателей, характеризуя, тем самым, полноценную способность самцов к репродукции.

Анализ плодного материала, на установление возможного тератогенного эффекта, проведённый по методу Вильсона, а также обследование просветлённых плодов по методу Даусо-на не обнаружили патологических сдвигов.

Обследование подопытных самцов показало, что химагент не оказывал отрицательного влияния на функциональную активность зрелых половых клеток. Об этом свидетельствовали практически ровные в группах показатели кислотной и осмотической резистентности гамет. Отсутствовали статистически значимые межгрупповые различия времени активной подвижности сперматозоидов, численности подвижных форм, а также их общего количества.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Проведённый визуальный осмотр семенников подопытных крыс не обнаружил видимых патологий. При последующем расчете их относительной массы достоверных отличий от контрольных значений не установлено.

Оценка сперматогенеза крыс массовых атро-фий и слущивания семяродного эпителия в семенных канальцах подопытных животных не выявила. Подсчёт количества сперматогоний у самцов опытных групп позволил констатировать практическую идентичность с показателями в контроле. Гаметы, находящиеся на последующих стадиях развития, не претерпевали каких-либо изменений, подтверждением чему служит отсутствие межгрупповых различий при расчете индексов сперматогенеза. Кроме того, не зарегистрировано отклонений при учёте количества канальцев с 12 стадией мейоза.

Таким образом анализ полученных данных свидетельствует об отсутствии у поли-3,3-бис (азидометил) оксетана высокомолекулярного в вышеуказанных дозах способности проявлять

MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES

Таблица 2

Результаты вскрытия самок крыс, подвергавшихся пероральному воздействию азидопентона на протяжении гестационного периода

Группы животных и дозы вещества, мг/кг

Исследуемый показатель опыт 1, 10,0 опыт 2, 3,0 опыт 3, 1,0 контроль

Индекс зачатия, % 93,3 100,0 100,0 93,3

Прирост массы тела за время беременности, г 108,2 ± 4,2 100,0 ± 6,5 100,0 ± 4,6 112,5 ± 5,1

Внутриутробная гибель, %:

до имплантации 9,6 6,9 8,1 3,9

после имплантации 8,9 7,4 4,1 3,4

общая 17,6* 13,8 11,8 7,1

Количество на самку:

жёлтых тел беременности 10,5 ± 0,4 10,6 ± 0,5 10,7 ± 0,6 11,0 ± 0,4

мест имплантации 9,5 ± 0,5 9,9 ± 0,5 9,9 ± 0,7 10,6 ± 0,3

живых плодов 8,6 ± 0,5* 9,1 ± 0,5 9,5 ± 0,8 10,2 ± 0,3

Соматометрические показатели плода:

масса тела, г 4,35 ± 0,10 4,27 ± 0,09 4,10 ± 0,12 4,24 ± 0,09

краниокаудальный размер, мм 39,2 ± 0,2 38,8 ± 0,2 38,8 ± 0,3 38,8 ± 0,3

Метрические характеристики системы жизнеобеспечения плода:

масса плаценты, г 0,64 ± 0,03 0,62 ± 0,02 0,68 ± 0,02 0,63 ± 0,22

диаметр диска плаценты, мм 15,4 ± 0,2 15,4 ± 0,1 15,1 ± 0,2 15,3 ± 0,2

негативное влияние на репродуктивную функцию самцов крыс.

В ходе оценки действия тестируемого соединения на генеративную функцию самок крыс установлено, что длительный хронический контакт животных с растворами азидопентона не нарушал их гормонального статуса. Самки всех групп в течение всего срока эксперимента имели нормальный эстральный цикл, характеризующийся ритмичной сменой и обычной длительностью его фаз.

Продолжительное воздействие не отразилось на способности животных к спариванию и воспроизводству потомства. При сопоставлении значений таких показателей как индекс зачатия, среднее (в расчёте на одну самку) количество желтых тел, мест имплантации и живых плодов, до-, постимплантационная и общая антенатальная гибель потомства, плодовитость самок статистически достоверных отличий между опытными группами и контролем не обнаружено.

Микроанатомическое исследование плодов показало, что хроническое воздействие азидо-пентона на самок не индуцировало тератогенного эффекта у потомства.

Строение костной системы и темпы оссифи-кации хрящевых закладок у плодов с просветлёнными мягкими тканями как опытных, так и контрольной групп соответствовали их геста-ционному возрасту.

Анализ поперечных срезов предварительно зафиксированных в жидкости Буэна плодов по методике Вильсона показал, что хроническая интоксикация самок веществом не вызывала патологической модификации органогенеза у их потомства.

На основании полученных результатов сделано заключение, что при хроническом пе-роральном поступлении в дозах 10,0; 3,0 и 1,0 мг/кг в организм самок азидопентон не проявляет гонадотоксической активности.

В процессе исследования эмбриотоксиче-ских свойств компонента твердых ракетных

593

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Таблица 3

Данные микроанатомического анализа костной системы плодов самок, подвергавшихся пероральному воздействию азидопентона на протяжении беременности

Группы животных и дозы азидопентона, мг/кг

Исследуемый показатель опыт 1, 10,0 опыт 2, 3,0 опыт 3, 1,0 контроль

Количество исследованных плодов 39 38 44 45

Частота отдельных аномалий развития, %:

наличие XIV ребра 0,0 2,6 2,3 0,0

наличие XIV пары рёбер 0,0 0,0 0,0 2,2

аномалии рёбер 2,6 0,0 0,0 0,0

полидактилия конечностей 2,6 0,0 0,0 0,0

гипоплазия лопатки 2,6 0,0 0,0 0,0

гипоплазия плечевой кости 2,6 0,0 0,0 0,0

Частота признаков торможения процессов оссификации, %:

поясничного отдела позвоночника 2,6 0,0 0,0 0,0

Суммарная частота нарушений остеогенеза, % 12,8* 2,6 2,3 2,2

топлив установлено, что на всех уровнях его воздействия животные сохраняли способность к зачатию и вынашиванию потомства.

Вместе с тем у особей, получавших азидо-пентон в максимальной дозе, обнаружено статистически значимое возрастание общей антенатальной смертности, приводившее к снижению среднего, в расчёте на одну самку, количества живых плодов (табл.2).

Макроскопическое исследование трансвер-сальных срезов по методу Вильсона не выявило способности исследуемого соединения индуцировать нарушения эмбриогенеза у потомства.

При оценке состояния костной системы плодов с просветлёнными мягкими тканями по методике Доусона значимой десинхронизации процессов оссификации хрящевых закладок между опытом и контролем не выявлено. Частота индивидуальных костных аномалий в опытных группах в сравнении с частотой аналогичных маль-формаций спонтанного происхождения в контроле статистически значимо не менялась. Вместе с тем, их суммарная частота в первой опытной группе относительно параллельного контроля была достоверно повышена, указывая на наличие у азидопентона тератогенной активности на данном дозовом уровне (10 мг/кг) (табл. 3).

На основании анализа спектра и глубины выявленных отклонений доза поли-3,3-

бис(азидометил)оксетана высокомолекулярного 10,0 мг/кг расценена как пороговая.

Обобщая результаты вышепредставленных исследований, можно отметить, что исследуемое вещество в условиях длительного перо-рального воздействия оказывает на организм подопытных животных явное общетоксическое действие. Кроме того, в опытах на беременных крысах соединение проявляет эмбриотоксиче-скую и тератогенную активность.

Выявленные особенности негативного влияния поли-3,3-бис(азидометил) оксетана высокомолекулярного учтены при обосновании его ПДК в воде водоемов.

Выводы

1. В условиях хронического эксперимента соединение оказывает явное общетоксическое действие на организм лабораторных животных, реализованное в изменениях комплекса показателей. Величина Limchlntes соответствует значению 3,0 мг/кг.

2. У оцениваемого химагента не выявлено мутагенной активности как на генном (тест Эймса), так и хромосомном (метод доминантных леталей)уровнях.

3. В опытах на крысах обоего пола азидо-пентон не обнаруживает гонадотоксических свойств.

4. Веществу присуща особенность проявлять эмбриотоксическую и тератогенную активность. Пороговая доза поли-3,3-бис(азидометил)оксе-тана высокомолекулярного составляет 10,0 мг/кг, а максимально недействующая - 3,0 мг/кг

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Масленников А.А., Демидова С.А., Рябова А.В. Экспериментальная оценка опасности загрязнения компонентом порохов воды водоемов . Медицина экстремальных ситуаций. 2015; 3:78-86.

2. Масленников А.А., Демидова С.А., Рябова А.В. Эко-лого-токсикологическая оценка опасности загрязнения воды водоемов поливинилнитратом. Токсикологический вестник. 2018;1:12-9.

3. Фиошина М.А., Русин Д.Л. Основы химии и технологии порохов и твердых ракетных топлив: Учеб. пособие. М., 2001.

4. Жуков Б.П. Энергетические конденсированные системы: краткий энциклопедический словарь. Под ред. Б.П. Жукова. Изд. 2-е исправл. М.: «Янус-К»;2000.

5. Дементьева Д.И., Кононов И.С., Мамашев Р.Г., Харитонов В.А. Введение в технологию энергонасыщенных материалов: Учеб. пособие. Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2009.

6. МУ 2.1.5.720-98. Обоснование гигиенических нормативов химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава РФ, 1999.

7. Приказ Минздрава России № 267 от 19 июня 2003 г. «Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных».

8. Колб В.Г., Камышников В.С. Справочник по клинической биохимии. Минск: Беларусь, 1982.

9. Методические указания по изучению мутагенной активности химических веществ при обосновании их ПДК в воде . Сост. Журков В.С., Красовский Г.Н., Жолдакова З.И. «и др.». М.; 1986.

10. МУ № 2492-81. Методические указания по изучению гонадотоксического действия химических веществ при гигиеническом нормировании в воде водоемов . Под ред. Г.Н. Красовского. М.;1981.

11. МУ № 2926-83. Методические указания по изучению эмбриотоксического действия химических веществ при гигиеническом обосновании их ПДК в воде водных объектов .Под ред. Г.Н. Красовского. М., 1984.

12. Лакин Г.Ф. Биометрия: Учеб. пособие. М.: Высшая школа; 1990.

13. Tennant R. Toxicogenomic classification of toxic effects: Conference materials «Mechanism to risk assessment». Environmental Mutagen Society. Florida, 2003.

MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES

REFERENCES

1. Maslennikov A.A., Demidova S.A., Ryabova A.V. Experimental assessment of the hazard of water reservoirs contamination with a component of gunpowders. Medit-sina ekstremal'nykh situatsiy. 2015;3:78-86.(in Russian)

2. Maslennikov A.A., Demidova S.A., Ryabova A.V Ecological and toxicological assessment of the contamination of water reservoirs with polyvinylnitrate. Toksiko-logicheskiy vestnik. 2018;1:12-19. (in Russian)

3. Fioshina M.A., Rusin D.L. Fundamentals of chemistry and technology of gunpowders and solid rocket fuels [Osnovy khimii i tekhnologii porokhov i tverdykh raket-nykh topliv]: Tutorial. М., 2001. (in Russian)

4. Zhukov B.P. Energy condensed systems: a short encyclopaedic dictionary [Energeticheskiye kondensirovan-nyye sistemy: kratkiy entsiklopedicheskiy slovar ']. Ed. B. P. Zhukov. Ed. 2-nd corrected. Moscow: Izdatelstvo "Janus-K"; 2000. (in Russian)

5. Dementieva D.I., Kononov I.S., Mamashev R.G., Khari-tonov V.A. Introduction to the technology of energy-saturated materials [Vvedeniye v tekhnologiyu energona-syshchennykh materialov]:Tutorial. Biysk: Izdatelstvo ASTU; 2009. (in Russian)

6. MU 2.1.5.720-98. Substantiation of hygienic standards of chemical substances in water of water objects of economic-drinking and cultural-household water use [Obos-novaniye gigiyenicheskikh normativov khimicheskikh veshchestv v vode vodnykh ob"yektov khozyaystvenno-pit'yevogo i kul'turno-bytovogo vodopol'zovaniya]. Moscow: Federal Center for State Sanitary and Epidemiological Supervision of the Ministry of Health of the Russian Federation, 1999. (in Russian)

7. Order of the Ministry of Health of Russia No. 267 of June 19, 2003 «Rules for carrying out work using experimental animals». (in Russian)

8. Kolb V.G., Kamyshnikov VS. Reference book on clinical biochemistry [Spravochnik po klinicheskoy biokhi-mii]. Minsk: Belarus, 1982. (in Russian)

9. Methodological instructions for studying the mutagenic activity of chemicals in the substantiation of their MPC in water [Metodicheskiye ukazaniya po izucheniyu mutagen-noy aktivnosti khimicheskikh veshchestv pri obosnovanii ikh PDK v vode] Comp. Zhurkov VS., Krasovsky G.N., Zholdakova Z.I. and etc. Moscow, 1986. (in Russian)

10. MU No. 2492-81. Methodical instructions for studying the gonadotoxic effect of chemicals in the hygienic rationing in water reservoirs [ Metodicheskiye ukazaniya po izucheniyu gonadotoksicheskogo deystviya khimi-cheskikh veshchestv pri gigiyenicheskom normirovanii v vode vodoyemov]. Ed. G.N. Krasovsky. Moscow, 1981.

11. MU No. 2926-83. Methodical instructions for studying the embryotoxic effect of chemicals in the hygienic justification of their MPCs in the water ofwater bodies [Metodicheskiye ukazaniya po izucheniyu embriotoksicheskogo deystviya khimicheskikh veshchestv pri gigiyenicheskom obosnovanii ikh PDK v vode vodnykh ob"yektov]. Ed. G.N. Krasovsky. Moscow, 1981. (in Russian)

12. Lakin G.F. Biometry [Biometriya].Tutorial. Moscow: Vysshaya shkola, 1990. (in Russian)

13. Tennant R. Toxicogenomic classification of toxic effects: Conference materials «Mechanism to risk assessment» . Environmental Mutagen Society. Florida, 2003.

Поступила 22 мая 2018 Принята в печать 25 ноября 2018

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.