CC BY
8
флора в пробах не обнаруживалась (см. табл.3). Наряду с этим не наблюдалось ухудшения орга-нолептических свойств сточных вод, что было характерно для изолированного действия хлора.
Таким образом, для достижения степени обеззараживания, которая обеспечивала бы эпидемическую безопасность при использовании городских сточных вод в открытых системах технического водоснабжения металлургических заводов, наиболее целесообразна комбинированная обра-^ ботка стоков озоном и хлором после предварительной доочистки, включающей коагуляцию, отстаивание и фильтрацию.
Литература. Богданов М. В., Королев А. А., Га-
нин Б. А. и др. — Гиг. и сан., 1981, № 6, с. 72. Казанцева В. А.. Ширман Г. А., Дроздов С. Г. — Bon р. вирусол., 1980, № 5, с. 539.
УДК 614.777:547.564.4)-06:61 &.33-007.1
Королев А. А., Богданов М. В. — В кн.: Всесоюзный симпозиум по современным проблемам самоочищения водоемов и регулирования качества воды. 6-й. Материалы. Секция 4. Таллин, 1979, с. 160. Черкинский С. Н„ Габрилевская Jl. Н. в др. — Гиг. и сан.,
1978 № 5 с 25 Berq G. — S. Sahit. Eng. Divis., 1971, v. 97, p. 867. Katzenelson £., Biedermann N. — Water Res., 1976, v. 10 p. 629.
Wallis C.. Mel nick S. Z. — Tex. Rep. Biol. Med, 1961, v. 19, p. 683.
Поступила 13.04.83
Summary. A comparative study was made to determine the effectiveness of municipal waste water decontamination after chlorine and ozone post-treatment carried out according to the following experimental design: coagulation, deposition, filtration. The validity of using combined sewage treatment with chlorine and ozone for water used in technological processes with open water surface at metallurgical plants was established.
Е. В. Штанников, И. Н. Луцевич
ОТДАЛЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ И ПРОДУКТОВ ИХ ТРАНСФОРМАЦИИ В ВОДЕ
Саратовский медицинский институт
Наряду с изучением общетоксических и специфических свойств особую актуальность приобретают исследования по оценке степени и характера изменений отдаленных эффектов химических веществ в процессе трансформации в водной среде. В литературе практически отсутствуют данные об отдаленных эффектах, вызываемых аминофенолами и тем более продуктами их трансформации. '
Нами изучены гонадотоксический, эмбрноток-сический и мутагенный эффекты с учетом изомерного строения аминофенолов (орто-, мета- и пара-положения функциональных групп ОН и ЫН2 в бензольном кольце)1. Моделирование продуктов трансформации с целью максимального приближения условий их формирования к натурным осуществляли в значительных объемах воды с последующим ее упариванием при низких температурах с частичной вакуумизацией. Соотношения исходных продуктов и трансформирующих агентов при этом составлялись в пропорциях, которые встречаются на водоочистных сооружениях. Полученный концентрат вводили подопытным животным перорально. Однако ввиду сложности и трудоемкости такого приема он использован лишь для сравнения образующихся веществ с продуктами трансформации, полученными в малом объеме жидкости.
Для оценки гонадотоксического действия определяли морфологические и функциональные показатели сперматогенеза крыс после подострого эксперимента.
1 Далее они сокращенно обозначены ОАФ, МАФ и ПАФ.
Установлено, что наибольший гонадотоксический эффект дает м-изомер, а ортоизомер, наоборот, этим свойством практически не обладает (табл. 1). Еще более существенно усиливает го-надотоксическое действие м-изомера его обработка газообразным хлором. Так, продукты хлорирования м-изомера по сравнению с исходным веществом уменьшают индекс сперматогенеза на 4%. количество сперматозоидов на 35,3%, а количество канальцев со слущенным эпителием увеличивают на 13,4%. Существенно изменяются и другие показатели функциональной активности сперматозоидов (уменьшается время подвижности, осмотическая и кислотная резистентность). Хлорирование же п-изомера ослабляет его гонадотоксический эффект, что выражается в нормализации основных показателей.
Установлена взаимосвязь между параметрами острой токсичности и гонадотоксического эффекта продуктов хлорирования м- и п-изомера. Доказано, что хлорирование, уменьшая среднесмер-тельную дозу м-аминофенола (1^50 МАФ 1245 мг/кг, ЬОи МАФ + СЬ 532 мг/кг), усиливает его гонадотоксический эффект и, увеличивая среднесмертельную дозу п-амннофенола (ЬОзд ПАФ 563 мг/кг, ЬОм ПАФ + С12 1100 мг/кг), ослабляет токсическое действие этого изомера на гонады.
Таким образом, при изучении влияния изомерии на гонадотоксический эффект выявлена определенная взаимосвязь между строением вещества и степенью его токсического действия на сперматогенез. Эта особенность позволяет обосновать и предположить следующий изометрнче-
Таблица 1
Гонадотоксическое действие изомеров аминофенола и продуктов их трансформации (М±т)
Группа животных
Показатель о-изомср + С! м-нзомср +С1 п-нэоыер+С|
контрольная о-изомер м-изомер п-изомер
Индекс сперматогене- 3,302:0,14* 3,622:0.07 3,282:0,1*
за 3,682=0,05 3,422=0,11* 3,342:0,09* 3,572=0,16
Процент канальцев
со спущенным эпи-
телием 2,34 =£0,31 2,952=0,26 3,222:0,18* 3,332:0,25* 2.262:0,27 3,412:0.35* 2,742=0,2
Процент канальцев с
12-й стадией мено-
за 3,20—0,85 3,94 =£0,62 3,722=0,83 4,082:0,59 3,492=0,74 4,182:0,96 3,872=0,49
Количество спермато-
гонни 29,32: 1,2 23,82=1,7* 19,42=2,6* 25,02=1,4* 31,42:0,88 22,82:1,5* 27,62:2
Коэффициент массы
семенников 0,89^=0,08 0,782=0,10 0,912=0,14 0,832=0,06 0,802=0,13* 0,672:0,09 0,742:0,05
Число сперматозои-
дов, млн. 74,2— 11,5 65,42=12,7 55,12=14,0 63,82:9,4 69,12=13,2 42,82:8,9* 69,92:12,7
Подвижность спер-
матозоидов, мин 192,3±18,6 188,12:14,9 124,72:20.4* 117,52=26,3* 176,82:19,4 67,42=28,3* 131,52:11*
Осмотическая рези-
стентность, %
хлорида натрия 2,52:0,09 22:0,14* 1,92:0,07* 2,22:0,12 2,12:0.05* 1.92:0,11* 2,32:0,13
Кислотна резистент-
ность (рН) 3,42=0,12 3,82:0,14* 3,82:0,08* 3,52:0,13 3,82:0,07* 4,02:0,21* 3,22:0,11
Статистически значимые изменения показателей.
скин ряд представителей класса замещенных ароматических аминов: ОАФ<ПАФ<МАФ. Продукты хлорирования не в полной мере подчиняются закономерностям этого ряда. Тем самым хлорирование неравнозначно влияет на способность изомеров проявлять гонадотоксический эффект: существенно не изменяет (ОАФ), ослабляет (ПАФ), усиливает (МАФ).
Изучено также эмбрнотоксическое действие аминофенолов- и продуктов их хлорирования (газообразного хлора). Исследования проведены на
56 забеременевших от интактных самцов крысах массой 220—230 г. Животные ежедневно с 1-го по 20-й день беременности получали изомеры и продукты их хлорирования в изотоксичных дозах (1/20 ЬО50). Условия содержания крыс были стандартными. На 20-й день беременности животных забивали. Эмбриотоксический эффект оценивали по гибели эмбрионов и наличию аномалий развития. Определяли размеры, массу плодов и плаценты, рассчитывали общую, пред- и постимплан-тационную смертность. Для обнаружения анома-
Таблица 2
Эмбрнотоксическое действие аминофенолов и продуктов их трансформации (газообразный хлор)
Показатель Группа животных
контрольная о-изомер ы-нзомер п-нзомер о-изомер + С1 м-изомср-ЬС1 П'ИЗОМК.*р +С1
Размер плаценты, мм 12,82=0,2 12,92=0,3 11.82:0.5 12,52=0,3 13,22=0,4 11,72=0,4 13,02=0,1
Р <0.05
Масса плаценты, г 0,552=0,02 0,532:0,01 0,472:0,02 0,582:0,04 0,602=0,03 0,452:0,03 0,542=0,04
Р <0,05 <0,02
Размер плода, мм 31.32:0,9 28,02=1,1 30,12:0,7 33,72:1,4 29,32=0,8 27,22=1,3 32,52=0.5
Р <0,05 <0,02
Масса плода, г 3,52:0,16 3,32=0.21 2,92:0,19 3,22:0.24 3,82:0,12 2,72=0,22 3,72=0.20
Р <0,05 <0,02
Подкожные геморрагии, % 3,82:1,9 6,72:2,7 14,52:4,7 14.12:5,6 9,72=3,9 23,72=6,3 10.22=4,1
Р <0,01
Эмбриональная смертность, 0'.
70 • до имплантации 9,82=1,8 15,92:3,6 17,12=2,2 11,02:2.9 13,02=2.6 18,92=2,2 9,32=2,4
Р <0.05 <0.01
после имплантации 2,32=1,5 6,62=2,8 13,82=2,4 9,52=3,3 6,42:3,2 19,12:4.4 6,52:3,4
Р <0,002 <0.01
общая 12.02:1,2 21.42:4,6 28,52:2.9 20,02:1,9 18.62=3,6 33,62=3,6 14,42:3,2
Р <0,001 <0,002 <0,001
Таблица 3
Мутагенный эффект аминофенолов и продуктов их трансформации (газообразный хлор)
Вещество
X о■
I
X
3"
Частота ме-тафаз с аберрациями (М±т)
Число аберраций
щ •
х 5
Ä О ЗЕ л
_ « „ я
" 2-е-
« Ч >. п
ас и х ь
ОАФ 8
МАФ 8
ПАФ 8
ОАФ+С1г 8
МАФ+С12 8
ПАФ+С1, 8
Контроль
800 800 800 800 800 800
800
0,87^0.35 1,37^:0.46 0,87:t0.5l 1,62—0,46 2,50—0,49 0,62—0,37
0,75=t0,41
>0,5 >0,25 >0.5 >0,1 <0,02 >0.5
0,008 0,013 0,008 0,016 0,025 0.006
0,007
лий развития внутренних органов плодов использовали метод сагиттальных срезов Wilson в модификации А. П. Дыбана и соавт., изменения скелетной системы определяли по методу Dawson (фиксация эмбрионов в 96° спирте и избирательная окраска скелета ализарином красным). Исследовано 470 плодов.
Анализ эмбрионального материала показал (табл. 2), что общая смертность плодов за счет гибели в пред- и постимплантационный период ^увеличивалась у животных, получавших м-изомер и продукты его трансформации (28,5±2,9 7? и 33,6±3,6%, Р< 0,001). Возрастала также общая эмбриональная смертность в группе, получавшей п-аминофенол (20,0±1,9%, Р<0,002). Увеличение показателей смертности плодов у животных других опытных групп не было статистически значимым (Р>>0,05).
Установлено влияние м-аминофенола и его продуктов на развитие плодов, о чем свидетельствовали анатомические изменения: меньшие размеры и масса тела, увеличение подкожных гемор-рагий, а также единичные случаи уродств эмбрионов в опытных группах (тератогенный эффект: редукция задней части туловища, гидроцефалия, гепатомегалня). Так, у животных, получавших м-изомер и продукты его хлорирования, наблюдалось уменьшение размера тела плодов до 27,2± ±1,3 мм (Р<0,02), массы до 2,9±0,19 и 2,7± ±0,22 г (Р<0,05) соответственно, существенно снижались размер и масса плаценты.
Доказано, что влияние изомеров аминофенола на эмбриональное развитие нетождественно. Fill о-изомер не дают выраженный эмбриотоксиче-Гский эффект, а м-изомер оказывает токсическое и тератогенное действие на развитие эмбрионов. Хлорирование изомеров (газообразный хлор), не влияя на степень проявления этого эффекта у продуктов трансформации ОАФ и ПАФ, значительно усиливает его у продуктов трансформации МАФ. Таким образом, между изомерией и эм-брнотоксическнм эффектом имеется связь.
В литературе нет данных о мутагенном эффекте аминофенолов. В то же время известно, что безопасные в генетическом отношении вещества в процессе трансформации могут приобретать мутагенные свойства (И. А. Захаров).
В исследованиях использован цнтогенетиче-ский метод анализа хромосомных аберраций на стадии метафазы в клетках костного мозга крыс (Ford и Woollam). Эксперимент выполнен на 56 белых крысах, которые ежедневно в течение 2 мес получали аминофенолы и продукты их хлорирования (газообразный хлор) в изотоксичных ^ дозах С/20 LD5o). Условия содержания крысбы-"ли стандартными.
От каждой крысы просматривали по 100 мета-фазных пластинок. Критерием генетической опасности продуктов трансформации и исходных веществ являлась частота хромосомных аберраций (одиночные и парные фрагменты, хроматидные и
хромосомные обмены). Цитогенетическое изучение кариотипов костного мозга проводили с использованием микроскопа МБИ-15. Повреждения хромосом в клетках костного мозга крыс, подвергшихся воздействию изомеров и продуктов их хлорирования, в основном были представлены аберрациями хроматидного типа с преимущественной локализацией разрывов в терминальных участках.
Установлено (табл. 3), что число ядерных нарушений особенно велико у животных, получавших метанзомер и продукты его хлорирования (соответственно 1,37±0,46%, Р>0,25 и 2,5± ±0,49%, Р<0,02). Однако достоверная разница в количестве мутантных клеток отмечалась у животных, получавших продукты трансформации м-нзомера, что можно объяснить срывом генетических адаптационных механизмов прн воздействии наиболее токсичного продукта.
Таким образом, изучение воздействия изомерии аминофенолов на мутагенный эффект показало, что положение функциональных групп в бензольном кольце не влияет на генетическую активность веществ. Однако хлорированные продукты метаизомера отличаются высокой токсичностью и способностью альтерировать хромосомный аппарат клеткн.
Выводы. 1. Продукты хлорирования (газообразный хлор) аминофенолов дают отдаленный эффект: гонадотоксическнй, эмбрнотокснческий (тератогенный) и мутагенный. В отношении го-надотоксического эффекта может быть предложен следующий изомерический ряд представителей класса замещенных ароматических аминов: ОАФ<ПДФ<МАФ.
2. Влияние изомеров и продуктов их трансформации на эмбриональное развитие нетождественно. Пара-, ортоаминофенол и их хлорированные продукты не проявляют выраженный эмбриоток-сический эффект. Наоборот, м-изомер оказывает токсическое и тератогенное действие на развн-
тне эмбрионов, а обработка его газообразным хлором усиливает эти эффекты.
3. Продукты хлорирования м-изомера в отличие от других изучаемых веществ дают цитогене-тический эффект.
4. Изомерия вещества, т. е. относительное положение функциональных групп ОН и ЫН2 в бензольном кольце, — важный фактор, оказывающий влияние на токсичность, способность к отдаленным эффектам и биологическую активность продуктов трансформации.
Литература. Дыбан А. П.. Баранов В. С. Акимова И. М. -г- Арх. анат. 1970, № 10, с. 89—99.
Захаров И. А. — В кн.: Мутагенез н репарация М„ 1973, с. 139.
Dawson А. В. — Stain. Technol., 1926, v. 1, p. 123. Ford E. H., Woollam D. H. — Exp. Cell Res., 1963, v. 32, p. 320-326.
Поступила 09.02.83
Summary. Delayed effects produced by aromatic amines — aminophenols and products of their water transformation, were studied. Chlorination products (gaseous chlorine) of aminophenols were found to produce gonadotoxic, em-bryotoxic (teratogenic) and mutagenic effects. Isomerism of the substance, that is a relative position of the OH and^t NH2 functional groups in the benzene ring, is an important factor affecting the substance, its toxicity, and the ability to produce delayed effects, as well as biological activity of transformation products.
УДК 6М.7|/.73-07:612.015.2/.3.014.46
И. Н. Литвинов, В. К. Кухта, Т. И. Дадыко, И. И. Шкребнева
ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА СОСТОЯНИЕ МЕМБРАННЫХ И ВНУТРИКЛЕТОЧНЫХ СТРУКТУР В ТКАНЯХ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва; Минский
медицинский институт
В последние годы накапливается все больше данных о том, что реализация различных видов биоэффектов при действии на организм экспериментальных животных химических веществ на уровнях, сопоставимых с реальными условиями окружающей человека среды, связана с изменением функционального состояния клеток органов-мишеней и внутриклеточных структур (Г. И.Сидоренко и Р. В. Меркурьева; Р. В. Меркурьева и соавт.). Цель настоящей работы — дальнейшее накопление информации в этом направлении путем изучения влияния распространенных и обладающих широким спектром биоэффектов химических факторов среды (ннтрозодиметиламина — НДМА, нитрата свинца, бихромата калия) на некоторые показатели функционального состояния на относительно ранних этапах воздействия мембранных и внутриклеточных структур различных тканей и органов: Na+, К+-АТФаза, гликопротеи-ды, кислая фосфатаза, катепсин D.
Опыты проведены на 250 крысах-самцах массой 200—220 г. Животные постоянно получали с питьевой водой НДМА в дозах 1,10 и 100 мг/л, что соответствовало 0,05, 0,5 и 5 мг/кг в течение 6 мес. Исследования проведены на 2, 7, 14, 21, 30-е сутки, 2, 5 и 6 мес. Кроме того, группе животных вводили НДМА зондом в дозе 30 мг/кг внут-рнжелудочно. Биохимические показатели определяли через 24, 48 и 72 ч. Раствор ацетата свинца животные получали с питьевой водой в дозах 0,0015, 0,005 и 0,05 мг/кг, раствор бихромата калия— 0,005, 0,05 и 0,5 мг/кг в пересчете на ион металла. Исследования проводили на 2, 7 и 21-е сутки затравки. Контролем служила ннтактная группа животных. В эритроцитах определяли
активность Na+, К+-АТФазы (КФ .3.6.1.3) (И. А. Якушева и Л. И. Орлова) и выражали в мнкромолях неорганического фосфора в 1 л эритроцитов за 1 ч инкубации. В плазме крови изучали содержание глнкопротендов и выражали в мнллимолях в 1 л (Winzler). Активность кислой фосфатазы (КФ.3.1.3.2) (А. А. Покровский) и ка-тепсиня D (К.Ф.3.4.23.5) (Ф. И. Комаров и соавт.) исследовали в плазме крови, а также в гомогена-"Ч1 тах печени и сердца (1 : 10), приготовленных на холоду в трис-сахарозном буфере (pH 7,4). Активность кислой фосфатазы выражали в микромолях в р-нитрофенола, а активность катепсина D — в нМ гемоглобина в 1 л плазмы в 1 с и на 1 г белка в 1 с в тканях. Полученные данные обработаны методом вариационной статистики.
При определении содержания гликопротеидов установлено, что НДМА в дозе 0,05 мг/кг вызывает уменьшение их уровня в плазме крови крыс только на 21-е сутки с 5,20rfc0,16 до 4,52± ±0,16 мМ/л (/5<0,001). Низкий уровень гликопротеидов от 3,88±0,11 до 3,79±0,14 мМ/л (/>< <0,001) сохраняется через 2 и 6 мес воздействия канцерогена. НДМА в дозе 0,5 мг/кг приводил к снижению количества гликопротеидов до 80 % (Я<0,001) уже на 14-е сутки. Затем содержание гликопротеидов постепенно уменьшалось и через 2 и 6 мес составило соответственно 73,8% (/>< <0,001) и 57,1% (Р<0,001). Доза 5 мг/кг^ НДМА также уменьшала содержание гликопро-^ теидов, но уже со 2-х суток до 5,08±0,33 мМ/л | (Р<0,001). Низкий уровень гликопротеидов выявлен через 2 мес, однако через 5 мес он увеличивался до 7,02±0,23 мМ/л (Я<0,01). При введении НДМА 30 мг/кг через 72 ч количество глнко-
