CC BY
11Токсикологический вестник w5 (128)
УДК 613.632:092.2
ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ 3-БРОМАМИНОБЕНЗОЛА НАМИГ
ФГБУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний» СО РАМН, 654041, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, Российская Федерация
ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО РИСКА ЗДОРОВЬЮ
Изучены токсические свойства 3-бромаминобензола сульфата с целью его гигиенического нормирования в воздухе рабочей зоны. DL50 вещества при введении в желудок для крыс-самок и мышей-самцов и самок составляет соответственно 1120, 2000 и 2973 мг/кг (3 класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76). Существенных различий в видовой и половой чувствительности животных к веществу не выявлено: коэффициент видовых различий - 2,7; коэффициент половой чувствительности - 1,5. Не оказывает местного раздражающего действия на кожу, обладает умеренным раздражающим действием на слизистые оболочки глаз. Сенсибилизирующего действия не выявлено. Обладает слабой способностью к кумуляции:
Сш!>5.
В подостром эксперименте отмечено избирательное поражение красной крови (метгемоглобинемия, сульфгемоглобинемия) с развитием гемолитической анемии регенераторного характера, а также нарушение функции печени и почек. Порог острого ингаляционного действия - 22,2 мг/м3. Ориентировочный безопасный уровень воздействия в воздухе рабочей зоны - 1 мг/м3.
Ключевые слова: 3-бромаминобензола сульфат, токсикологическая характеристика, гигиеническое нормирование.
СУЛЬФАТА КАК ОСНОВА
Введение. Химико-фармацевтическое производство имеет ряд таких особенностей, как использование большого количества разнообразных видов химического сырья, многообразие промежуточных продуктов синтеза лекарственных средств, прерывистый и многостадийный характер технологических процессов, несовершенство в ряде случаев технологических схем действующих производств, что может привести к значительным выбросам вредных веществ в воздух рабочей зоны и атмосферу [1]. Профилактической основой безопасности вредных веществ является их гигиеническое регламентирование (установление ПДК, ОБУВ). Соблюдение гигиенических нормативов гарантирует сохранение здоровья работающих. Однако не всегда представляется возможным оценить последствия возможного превышения нормативов и разработать оптимальную тактику профилактики и социальной защиты работающих в неблагоприятных условиях труда. Для совершенствования мер профилактики профзаболеваний необходима оценка реальных экспозиций вредных факторов и потенциального медико-социального ущерба для адекватной оценки и прогнозирования профессионального риска здоровью [2]. Оценке профессионального риска для здоровья работников промышленных предприятий и принятию на его основе ответственных управленческих решений, направленных на оптимизацию условий труда и здоровья работающих, посвящены работы многих авторов [3, 4, 5].
Нами изучены токсические свойства 3-бромаминобензола сульфата БАБС с целью его гигиенического нормирования в воздухе рабочей зоны.
БАБС является полупродуктом производства лекарственного препарата Трамадол и относится к группе ароматических аминов, наиболее характерным проявлением токсическо-
го действия которых является избирательное поражение красной крови. Ключевой механизм этого процесса - окисление гемоглобина (НЬ) с переходом железа из двухвалентного в трехвалентное состояние и образование метгемоглобина (МШЬ), в результате чего НЬ утрачивает способность переносить кислород к органам и тканям. Как следствие развивается гемическая гипоксия, видимые признаки которой - цианоз и темный цвет крови. Тяжесть острого отравления определяется степенью метгемоглобинемии. Наряду с МШЬ при интоксикации ароматическими аминами в крови появляется сульфгемоглобин наличие которого в крови резко усиливает цианоз. Специфическим симптомом поражения красной крови служит и появление в ней телец Гейнца, которые, образуясь внутриэритро-цитарно, способны разрушать мембрану и располагаться внеклеточно. Массовое разрушение эритроцитов приводит к падению их числа, следствием чего является развитие гемолитической анемии. Наряду с избирательным поражением красной крови для аминов ряда бензола характерны расстройства функции ЦНС, печени, почек и сдвиги активности окислительно-восстановительных ферментов [6, 7].
Материалы и методы исследования. БАБС представляет собой кристаллический порошок белого цвета с желтоватым оттенком со слабым запахом. В воде мало растворим (0,1г/25мл).
Брутто формула: СбНбВг^0,5Н^04.
Молекулярная масса 221,06.
Экспериментальные исследования проведены на нелинейных белых мышах и крысах, морских свинках и кроликах. Содержание, питание, уход за животными и выведение их
Мартынова Нина Андреевна (Martynova Nina Andreevna), кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории прикладных гигиенических исследований ФГБУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний» Сибирского отделения РАМН, 654041, г Новокузнецк, [email protected]
Горохова Лариса Геннадьевна (Gorokhova Larisa Gennadjevna), кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории экспериментальных гигиенических исследований ФГБУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний» Сибирского отделения РАМН, 654041, г Новокузнецк, [email protected]
21
СЕНТЯ БРЬ
- ОКТЯ БРЬ 201 4
из эксперимента проводили в соответствии с требованиями «Правил лабораторной практики» (приказ Минздравмсоцразвития России от 23.08.2010 г. № 708н). Токсические свойства БАБС изучали в однократных и повторных экспериментах при введении вещества в желудок, ингаляционном воздействии, нанесении на неповрежденную кожу и слизистые оболочки глаз в соответствии с «Методическими указаниями к постановке исследований для обоснования санитарных стандартов вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (№ 2163-80). Критериями токсичности служили общее состояние и поведение животных, их гибель, динамика ряда физиологических, биохимических, гематологических и патоморфо-логических показателей. Определение концентрации БАБС в воздухе затравочных камер проводили фотометрическим методом. Полученные данные обрабатывали методом вариационного анализа (t-критерий Стьюдента- Фишера).
Результаты и обсуждение. Величина средней смертельной дозы (DL5Q) БАБС при введении в желудок в виде масляной эмульсии для крыс-самок и мышей-самцов и самок составила соответственно 1120 (874,2-1434,8), 2000 (1251,8-3194,8) и 2973 (2374,4-3722,4) мг/кг (метод Литчфилда и Уилкоксона), что позволяет, согласно требованиям ГОСТ 12.1.007-76, отнести БАБС к веществам 3 класса опасности. Существенных различий в видовой и половой чувствительности животных к веществу не выявлено: коэффициент видовой чувствительности (КВЧ) и коэффициент половой чувствительности (КПЧ) равны соответственно 2,7 и 1,5.
Клиническая картина острого отравления животных характеризовалась цианозом кожных покровов и слизистых оболочек, малоподвижностью, нарушением координации движения, миорелаксацией, урежением дыхания, снижением температуры тела и гибелью, преимущественно в течение первых трех суток после введения вещества.
БАБС оказывает умеренное раздражающее действие на слизистые оболочки глаз: внесение в конъюнктивальный мешок глаза кроликов 50 мг вещества сопровождалось гиперемией, слезотечением, инъекцией сосудов склеры, выраженным отеком век с частичным выворачиванием нижнего века. Явления раздражения проходили на 5 сутки. БАБС не обладает местным раздражающим действием на кожу: двадцатикратные 4-часовые аппликации 30%-ной мази вещества на кожу морских свинок не оказывали раздражающего действия. Аппликации БАБС на хвосты крыс также не оказывали раздражающего действия, но сопровождались увеличением у опытных животных в процессе затравки суммационно-поро-гового показателя (СПП), активности АсАТ сыворотки крови и уменьшением числа эритроцитов, что свидетельствует о наличии у БАБС умеренного кожно-резорбтивного эффекта.
При изучении сенсибилизирующего действия в опытах на морских свинках методом многократных эпикутанных аппликаций аллергенных свойств у БАБС не выявлено. БАБС обладает слабой способностью к кумуляции: коэффициент кумуляции (Ссит) - более 5 (метод Lim et al., 1961).
У опытных животных после введения БАБС в суммарной дозе, равной 5,99 DL5Q, отмечено отставание в приросте массы тела и снижение температуры тела по сравнению с контролем. При исследовании периферической крови выявлено резкое снижение числа эритроцитов и содержания гемоглобина. Содержание оксигемоглобина снижено за счет образования метгемоглобина и сульфгемоглобина. Наряду с этим отмечался высокий ретикулоцитоз и лейкоцитоз (табл. 1). При биохимическом исследовании сыворотки крови выявлены резкое снижение каталазного числа эритроцитов и нарушение функции печени, о чем свидетельствуют повышение активности АсАТ, увеличение содержания билирубина и снижение холестерина крови, а также диспротеинемия, которая выражалась в уменьшении содержания альбуминов и увеличении Ъ- и y-глобулиновых фракций. При исследовании мочи отмечено увеличение ее относительной плотности и уменьшение содержания хлоридов (табл. 2).
У животных, умерщвленных после окончания затравки, кровь и внутренние органы коричневого цвета. Коэффициенты массы селезенки опытных животных (14,8±0,96) увеличены по сравнению с контролем (4,3±0,27, Р<0,001). При морфологическом исследовании в красной пульпе селезенки внутри- и внеклеточно - наличие большого количества же-лезо-содержащего пигмента (окраска по Перлсу). Кроме того, выявлена значительная жировая дистрофия почек и умеренно выраженная жировая дистрофия печени. Содержание гликогена в цитоплазме гепатоцитов уменьшено (окраска по Шабадашу), в клетках Купфе-ра - наличие железо-содержащего пигмента.
Таким образом, наиболее характерным проявлением токсического действия БАБС является избирательное поражение красной крови (метгемоглобинемия, сульфгемоглобинемия), следствием чего является развитие гемолитической анемии регенераторного характера, характе-
ризующейся высоким уровнем ретикулоцитоза. Наряду с избирательным поражением красной крови выявлены и нарушения функции печени и почек, обусловленные, по-видимому, гипоксией и гипоксемией за счет метгемоглобинемии.
Для определения порога острого действия (Limac) в условиях динамического ингаляционного воздействия в опытах на крысах были испытаны концентрации, равные 162, 22,2 и 9,2 мг/м3. Для оценки состояния животных были использованы показатели, оказавшиеся наиболее чувствительными при проведении подострого эксперимента.
Из таблицы 3 видно, что БАБС в концентрации 162 мг/м3 вызывал статистически значимое понижение температуры тела, СПП и активности АсАТ. При исследовании красной крови отмечено наличие в ней дериватов гемоглобина - метгемоглобина и сульфгемогло-бина, что позволяет считать эту концентрацию действующей. Концентрация 9,2 мг/м3 является недействующей, так как не вызывала достоверных изменений избранных показателей. В качестве пороговой нами принята концентрация БАБС 22,2 мг/м3, при которой отмечено снижение температуры тела, повышение СПП и достоверное увеличение мет-гемоглобина крови.
Заключение. Величина ориентировочного безопасного уровня воздействия (ОБУВ) БАБС, рассчитанная по уравнениям (№9, 10, 11, 61, 62), рекомендованным «Методическими указаниями по установлению ориентировочных безопасных уровней воздействия вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (№
4000-85) с учетом DLC„, Lim , C , равна 0,99 мг/м3. При обосновании ОБ' ■> 50' ac' cum' r ' r
УВ БАБС учитывался опыт гигиенического нормирования и таких ароматических аминов, как аминофенол (ПДК 1 мг/м3) и 3-бромаминобензола гидрохлорид (ОБУВ 0,5 мг/м3).
Учитывая изложенное, рекомендован и утвержден ОБУВ 3-бромаминобензола сульфата в воздухе рабочей зоны 1 мг/м3, агрегатное состояние - аэрозоль (ГН 2.2.5.2308-07).
22
Токсикологический вестник №5 (128)
Таблица 1
Показатели крови крыс при подостром отравлении БАБС
Показатели Группа животных (п=8) После введения 5,99 DLSo
Гемоглобин, г/л Опыт Контроль 72,8±4,40** 134,1±1,46
Оксигемоглобин, % Опыт Контроль 92,8±0,89** 99,0±0,18
Метгемоглобин, % Опыт Контроль 3,52±0,73* 0,98±0,18
Сульфгемоглобин, % Опыт Контроль 3,50±0,31** Отсутствует
Ретикулациты, % Опыт Контроль 387,5±48,0 28,4±2,48
Эритроциты, 1012/л Опыт Контроль 2,43±0,15** 6,84±9,10
Лейкоциты, 109/л Опыт Контроль 23,3±1,69** 10,3±1,39
Примечание: * при Р<0,05; ** при Р<0,001 - достоверное различие по сравнению с контрольной группой животных.
23
СЕНТЯ БРЬ
- ОКТЯ БРЬ 201 4
Таблица 2
Показатели функционального состояния крыс при подостром отравлении БАБС
Показатели Группа животных (п=8) После введения 5,99 DLSo
Исследование сыворотки крови
Активность АсАТ, ммоль/(ч-л) Опыт Контроль 1,52±0,059* 1,29±0,046
Активность АлАТ, ммоль/(ч-л) Опыт Контроль 0,60±0,032 0,67±0,052
Каталаза эритроцитов крови, мг/мкл Опыт Контроль 5,58±0,42*** 11,50±0,40
Билирубин, отаед. Опыт Контроль 13,50±1,63** 6,05±1,09
Альбумины, % Опыт Контроль 53,3±1,20* 58,4±1,47
Белковые фракции р-Глобулины, % Опыт Контроль 19,8±0,53** 15,1±0,67
^-Глобулины, % Опыт Контроль 15,0±0,56* 12,8±0,58
Холестерин, ммоль/л Опыт Контроль 1,74±0,16** 2,47±0,11
Исследование мочи
Относительная плотность мочи, кг/л Опыт Контроль 1,0339±0,0045* 1,0223±0,0018
Содержание ионов хлора, ммоль Опыт Контроль 0,107±0,016* 0,202±0,038
Примечание: * при Р<0,05; ** при Р<0,01; *** при Р<0,001 - достоверное различие по сравнению с контрольной группой животных.
Показатели функционального состояния крыс после однократной ингаляционной
затравки пылью БАБС
3
Концентрация, мг/м3
Показатели Группа животных
(п=10)
162,0±42,3 22,2±5,39 9,2±1,09
СПП, В Опыт 6,5±0,31* 6,8±0,41* 6,6±0,41
Контроль 7,8±0,41 5,9±0,31 6,8±0,41
Температура тела, 0С Опыт Контроль 35,0±1,270* 38,2±0,082 37,7±0,240* 38,3±0,062 37,9±0,124 37,8±0,124
Активность АсАТ, Опыт 0,93±0,088* 1,61±0,063 0,99±0,079
ммоль/(ч-л) Контроль 1,19±0,031 1,42±0,126 1,23±0,099
Гемоглобин, г/л Опыт 116,4±1,50 117,4±2,53 122,6±2,16
Контроль 118,9±1,57 122,3±1,11 121,5±2,52
Метгемоглобин, % Опыт 3,20±1,17* 1,01±0,31* 0,66±0,125
Контроль 0,76±0,03 0,24±0,09 0,51±0,090
Сульфгемоглобин, % Опыт Контроль 0,92±0,25** Отсутствует Отсутствует Отсутствует Отсутствует Отсутствует
Примечание: * при Р<0,05; ** при Р<0,01 - достоверное различие по сравнению с контрольной группой животных.
24
Токсикологический вестник n<->5 (128)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бурое Ю.В., Рожнов Г.И. Актуальные эколого-гигиенические проблемы в химико-фармацевтической и биотехнологической промышленности. Гигиена и санитария. 1995; 4: 21-25.
2. Измеров Н.Ф., Денисов Э.И., Мэлодкина H.H. Основы управления риском ущерба здоровью в медицине труда. Медицина труда и промышленная экология. 1998; 3: 1-8.
3. Захаренков В.В.. Олещенко АМ, Данилов И.П., Суржиков ДВ, Кислицына В.В, Корсакова Т.Г. Оценка профессионального риска для здоровья работников промышленных предприятий на основе медицинской технологии. Академический журнал Западной Сибири. 2013; 9 (2): 8.
4. Кислицыта В.В., Корсакова Т. Г., Мотуз И.Ю. Особенности условий труда и профессионального риска работников, занятых при открытой добыче угля. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2013; 4: 52-55.
5. Горохова Л.Г., Суржиков ДВ., Михайлова H.H., Мартынова Н.А. Оценка риска неблагоприятного воздействия на здоровье работников промышленного синтеза препаратов бензодиазепинового ряда. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра СО РАМН. 2013; ч. 2; 3 (91): 57-59.
6. Курляндский Б.А., ред. Вредные химические вещества. Азотсодержащие органические соединения. Л.: Химия; 1993.
7. Лещёва Л.А., Мартынова Н.А, Баева В.Н., Бессонова Н.И., ГороховаЛ.Г, Михеева Н.Н. Сульфат м-броманилина (новые сведения о токсичности и опасности). Токсикологический вестник. 1997; 3: 36-37.
REFERENCES:
1. Burov YuV, Rozhnov G.I. Actual ecological and hygienic problems in the chemical, pharmaceutical and biotechnology industries. Gigiena i sanitariya. 1995; 4: 21-25 (in Russian).
2. Izmerov N.F., Denisov E.I., Molodkina N.N. Fundamentals of risk management of damage to health in occupational medicine. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 1998; 3: 1-8 (in Russian).
3. Zakharenkov VV, OleshchenkoAM, Danilov I.P., Surzhikov D.V., Kislitsyna VV, Korsakova T.G. Evaluation of occupational risk to health of the workers of industrial enterprises on the basis of medical technology. Akademicheskiy zhurnal Zapadnoy Sibiri. 2013; 9 (2): 8 (in Russian).
4. Kislitsyna V.V, Korsakova TG, MotuzI.Y. The features of the working conditions and occupational risk for the workers engaged in open coal mining. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh
i fundamental'nykh issledovaniy. 2013; 4: 52-55 (in Russian).
5. Gorokhova L.G., ^rzhikov D.V, MkhailovaN.N., Martinova N.A. Risk assessment of the adverse impact of industrial synthesis of benzodiazepine drugs on human health. Byulleten' Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra SO RAMN. 2013; ch. 2, 3 (91): 57-59 (in Russian).
6. Kurlyandskiy B.A., ed. Harmful chemical substances. Nitrogen-containing o^anic compounds. L.: Khimiya;
1993 (in Russian).
7. Leshcheva LA., Martynova N.A.. Baeva VN., Bessonova N.I, Gorokhova L.G.. Mkheeva N.N. M-bromo-aniline sulfate (new information on the toxicity and hazards). Toksikologicheskiy vestnik. 1997; 3: 36-37 (in Russian).
N.A. Martynova, L.G. Gorokhova
EVALUATION OF TOXICITY OF 3-BROMO AMINOBENZENE SULFATE AS A BASIS FOR PREDICTION OF OCCUPATIONAL RISK TO HEALTH
Federal State Budgetary Institution «Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases» , Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, 654041 Novokuznetsk, Russian Federation
Toxic properties of 3-bromo aminobenzene sulfate were studied for its hygiene regulation in workplace air. LD 50 of the substance administrated abdominally to female rats and male and female mice are respectively 1120, 2000 and 2973 mg/kg (III hazard class according to GOST 12.1.007-76). Significant differences in species and sex sensitivity of animals to the substance are not found: the coefficient of species differences is 2.7; coefficient of sex sensitivity is 1.5. It poses no local irritation to the skin and has a moderate irritant effect on the eye mucous membranes. Sensitizing effect is not revealed. It has a weak ability to cumulation: Ccum > 5.
In a sub-acute experiment selective lesion of red blood cells (methemoglobinemia, sulfhemoglobinemia) with the development of hemolytic anemia of regenerative nature was observed, as well as damage to the liver and kidneys. The threshold of acute inhalation action is 22.2 mg/m3. The tentative safe exposure level in the workplace air is 1 mg/m3.
Key words: 3-bromo aminobenzene sulfate, toxicological characteristics, hygiene regulation.
Материал поступил в редакцию 27.05.2014 г
25
