CC BY
4
УДК 615.917:547.551.64
Н. М. Василенко, В. И. Звездой, Ф. А. Колодуб
ОСОБЕННОСТИ
ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗОМЕРОВ МОНОНИТРОАНИЛИНОВ
Научно-исследовательский институт гигиены труда и профзаболеваний, Харьков
Мононитроанилины (НА) встречаются в виде: орто-, мета- и пара- (ОНА, МНА, ПНА) изомеров. Это твердые порошкообразные вещества, широко применяемые в производстве красителей в качестве промежуточных продуктов. ОНА и ПНА сами по себе являются красителями, соответственно марки азоамин оранжевый «О» и азоамин красный «Ж». Литературные данные об их биологическом действии крайне малочисленны и касаются в оновном ПНА. Сведения об остальных изомерах практически отсутствуют.
Сравнительная оценка изомеров НА проведена с учетом верхних параметров токсического действия (LD60. коэффициента кумуляции), при подостром внутрижелудочном 30-кратном введении веществ (V6 LD60). а также в условиях хронической ингаляционной затравки ОНА и ПНА.
Судя по верхним параметрам токсичности (см. таблицу), МНА и ПНА относятся к классу умеренно токсичных, а ОНА — малотоксичных веществ (согласно классификации С. Д. Заугольникова и соавт.). Кумулятивные свойства, изученные по методу Lim и соавт., у МНА и ПНА не выявлены, а ОНА даже вызывает привыкание. В условиях острого опыта (на уровне V2 LD50 каждого соединения) исследована мет- и сульфгемоглобинообразую-щая активность изомеров НА параллельно с учетом телец Гейнца. Исследуемые показатели учитывались в динамике: до затравки, через lV24aca, а затем каждые 3 часа после затравки в первые сутки, дважды в течение 2—3 суток и в последующем 1 раз в сутки до нормализации картины крови. Установлено, что изомеры НА резко отличаются друг от друга по способности превращать гемоглобин в патологические дериваты. По метгемоглобинообразую-щей способности наиболее активен ПНА (максимум Met Hb 67%); МНА уступает ПНА по этому признаку (максимум MetHb 24,1%), тогда как ОНА вообще им не обладает. Максимальный уровень SfHb в крови под влиянием ПНА и МНА составляет соответственно в среднем 4,79 и 3,6%; Sf Hb отсутствует в случае воздействия ОНА. По критерию образования телец Гейнца ПНА опять-таки занимает ведущее место (максимум 95,2%), МНА лишь незначительно уступает ПНА в этом отношении (максимум 67,3%), а ОНА совсем не вызывает появления телец Гейнца.
При оценке гемотоксического эффекта изомеров НА в условиях их подострого воздействия наряду с перечисленными выше показателями исследовались нитрозоге.чоглобин (ЫОНЬ)-образующая активность, а также влияние на внутримолекулярную устойчивость гемоглобина и свободные SH-группы крови. По критерию Met- и NO-гемоглобинообразо-вания в этих условиях ПНАпримерно в 2 раза активнее МНА. ОНА вызывает лишь незначительное повышение уровня SfHb, не обладая MetHb- и NOHb-образующей активностью. Степень Met- и Sf-гемоглобинемии коррелировалась со снижением содержания SH-rpynn цельной крови, с изменениями коэффициентов устойчивости молекулы гемоглобина, деструкцией гемоглобина в виде телец Гейнца, степенью регенераторной анемии и увеличением весового коэффициента селезенки.
В отличие от закономерностей, характерных для гемотоксического эффекта, при оценке гепатотропности НА (в условиях подострого опыта) наиболее агрессивным оказался ОНА, который вызывал отчетливые изменения белкового спектра крови, усиление продукции VII фактора, выраженную ретенцию бромсульфалеина в крови на фоне увеличения весового коэффициента печени. Реакция печени на МНА проявлялась лишь гиперпротеи-немией, падением уровня фибриногена крови и увеличением весового коэффициента печени. При воздействии ПНА признаки гепатотоксического действия ограничивались положительной тимоловой пробой и незначительной диспротеинемией за счет преобладания (5-функции глобулинов.
Верхние параметры токсичности изомеров НА при внутрижелудочном введении
Вещества
Параметры Вид животных ОНА МНА ПНА
LDS0 (в г!кг) LDS0 ^ в М!молях j Крысы Мыши Крысы Мыши 3,52 (2,794-4,43) 1,07 (0,914-1,37), 25,4 7,7 0,9 (0,70-И,15) 0,42 (0,28-г 0,62) 6,5 3,0 1,41 (1,02-г 1,95) 0,94 (0,644-1,36) 10,2 6,8
Ккум Крысы Привыкание 8,64 9,8
В эксперименте на крысах выявлен кожно-резорбтивный эффект всех 3 изомеровНА. Под влиянием МНА и ПНА он проявлялся в виде телец Гейнца и сульфогемглобинемии, з также увеличением всесового коэффициента селезенки. Показателями кожной резорбции ОНА служили снижение веса тела, увеличение весовых коэффициентов печени, почек и селезенки, а также резко положительная тимоловая проба.
Таким образом, исследования позволяют причислить пара- и мета-изомеры НА к классическим ядам крови при отсутствии существенной разницы между ними в проявлении гемотоксического эффекта. Что касается орто-изомера НА, то он, оказывая повреждающее действие на печень, утрачивает способность к образованию патологических форм гемоглобина.
Не исключено, что существенные различия в степени и характере токсического действия НА в зависимости от изомерии связаны с различиями электронной структуры этих соединений. В известной мере показателем энергии возбуждения молекул с сопряженными двойными связями служит величина максимального светопоглощения, которая для орто-, мета- и пара-изомеров равна соответственно 380, 345 и 318 им (Б. И. Степанов). Смещение спектра поглощения в длинноволновую часть сопровождается снижением энргетического уровня возбуждения, что сочетается ^ меньшей химической, а следовательно, и биологической активностью.
Резкое различие в токсических свойствах орто-изомера НА, с одной стороны, и пара-и мета-изомеров, с другой, позволило ограничиться экспериментальным обозначением ПДК в воздухе рабочей зоны лишь для 2 из них: ОНА и ПНА. При нахождении нижних параметров токсичности веществ в качестве лимитирующих использованы показатели красной крови и печени. В хроническом эксперименте испытаны 2 концентрации ОНА и ПНА: 5 и 0,5 мг/м3 в условиях 4-месячного воздействия 6 раз в неделю по 5 часов ежедневно.
При воздействии ПНА концентрация 5 мг/м3 вызывала выраженный гемотоксический эффект. Наиболее существенные изменения выявлены в картине периферической крови. Отмечено снижение содержания гемоглобина и уменьшение числа эритроцитов в течение всего периода исследований с максимумом сдвига на 4-м месяце (соответственно на 12,6=!= =£3,4% и 1,52=0,41 млн. в 1 мм3 в опыте при возрастании количества гемоглобина на 20,9^= =i=3,07% и эритроцитов на 1,11^:0,36 млн. в 1 мм3 в контроле), зарегистрирована метгемо-глобинемия, достигающая максимального уровня на 2-м месяце (10=^ 1,38% при 0,97=^0,18% в контроле) и претерпевающая обратное развитие в последующие сроки. Показателем усиленной регенерации красной крови служил ретикулоцитоз.
Влияние орто-изомера в концентрации 5 мг/м3 проявлялось лишь преходящими сдвигами гематологических показателей, носящими в основном компенсаторный характер. Так, ко 2-му месяцу у животных повысилось содержание гемоглобина и число эритроцитов. На 3-м месяце зарегистрировано незначительное повышение уровня MetHb (3,&±0,89% при 0,97=s=0,18% в контроле). Следовательно, концентрацию 5 мг/м3 можно оценить как, безусловно, токсическую для ПНА и лежащую на уровне порога хронического действия в случае ОНА.
Пара-изомер в концентрации 0,5 мг/м® вызывал временные изменения ряда исследованных показателей (снижение числа эритроцитов в первые 3 месяца, падение уровня гемоглобина, метгемолобинемия и ретикулоцитоз после 1 месяца затравки), позволяющие отнести ее к пороговой в условиях хронического воздействия. В случае орто-изомера эта концентрация оказалась недействующей.
Анализ экспериментальных данных с учетом особенностей биологического действия изомеров НА позволил рекомендовать ПДК ОНА и ПНА в воздухе рабочей зоны I, соответственно равные 0,5 и 0,1 мг/м3.
Что касается МНА, то для него в качестве ПДК может быть рекомендована величина, аналогичная той, которая предложена для ПНА, т. е. на уровне 0,1 мг/м3, ввиду отсутствия существенных различий в токсической активности этих соединений как при остром, так и подостром воздействии.
Правомерность такой аналогии подтверждается ориентировочными значениями ПДК орто-, мета- и пара-изомеров НА, которые рассчитаны на основании физико-химических констант (t кип., t пл., мол. вес, упругость пара в мм рт. ст.) и составляют соответственно 0,14, 0,06 и 0,03 мг/м3 , т. е. практически совпадают с ПДК, рекомендованными на основании экспериментальных данных.
ЛИ ТЕ Р А Т У Р А. 3 а у го л ь н и ко в С. Д., ЛойтА. О., Иваниц-к н и А. М. В кн.: Принципы и методы установления предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе производственных помещений. М., 1970, с. 76. — С те п а -нов Б. И. Введение в химию и технологию органических красителей. М., 1971, с. 31. — L 1 R- К'* R ' n k к. G., a 1 a s s H. G. et al. Arch. int. Pharmacodyn.. 1961, v. 130, p. 336. J J
Поступила 2/11 1973 года
