CC BY
10
Включают гальванометр и стрелку его подводят к нулю с помощью нейтральных клиньев (макро- и микровинты). Затем в правый пучок света вводят кювету с исследуемой водой. Величину оптической плотности воды отсчитывают по правому барабану.
Из основного стандартного раствора, содержащего 20 мг/л каолина, приготавливают эталонный рабочий раствор, содержащий 1 мг/л каолина. Из этого рабочего раствора готовят серию стандартных растворов в мерных колбочках емкостью 100 мл.
Результаты определения оптической плотности стандартных растворов каолина
Концентрация каолина (в мг/л) Оптическая плотность определения
1 2 3 4 5
0,2 0,0070 0,0067 0,0068 0,0070 0,0070
0,4 0,0090 0,0098 0,0100 0,0100 0,0100
0,6 0,0110 0,0128 0,0127 0,0130 0,0130
0,8 0,0149 0,0148 0,0150 0,0149 0,0150
1,0 0,0200 0,0200 0,0200 0,0200 0,0200
1,2 0,0228 0,0222 0,0230 0,0229 0,0230
1,4 0,0250 0,0247 0,0248 0,0250 0,025Э
1,6 0,0258 0,0260 0,0255 0,0260 0,0260
1,8 0,0270 0,0268 0,0269 0,0270 0,0270
2,0 0,0280 0,0270 0,0268 0,0280 0,0280
5,0 0,0720 0,0750 0,0790 0,0750 0,0750
10,0 0,1470 0,1480 0,1500 0,1500 0,1500
20,0 0,2580 0,2600 0,2580 0,2600 0,2590
30,0 0,2900 0,2890 0,2880 Щ 0,2900 0,2900
Перед определением оптической плотности приготовленных растворов на приборе ФЭК-Н-57 колбочки встряхивают в течение 5 минут, после чего определение производят сразу же.
Процесс колориметрирования производят против дистиллированной воды, так как цветность деснянской воды незначительна и на определение мутности не влияет (средняя цветность за 1962 г. равнялась 28°). Величины оптической плотности серии стандартных растворов каолина представлены в таблице.
На основе полученных данных нами была построена калибровочная кривая (см. рисунок). Опыт работы лаборатории подтвердил возможность определения мутности воды в лабораториях, производящих анализ питьевых вод с незначительной цветностью.
— • Поступила 2/1II 1963 г.
-й- -й-
ПРИМЕНЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДЕЙСТВИЯ НЕОЩУТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Кандидат медицинских наук А. Д. Семененко
Из кафедры коммунальной гигиены Центрального института усовершенствования
врачей
Электроэнцефалография человека получила широкое применение в гигиене в качестве высокочувствительного метода для обоснования максимальных разовых предельно допустимых концентраций атмосфер-
4 Гигиена и санитария, № 7
49
ных загрязнений (К. А. Буштуева, Е. Ф. Полежаев, А. Д. Семененко, 1960; В. А. Гофмеклер, 1960; Ю. Г. Фельдман, 1960; Г. И. Соломин. 1961; Р. Убайдуллаев, 1961; Ли Шэн, 1961). При этом использовали такой параметр, как десинхронизация основного ритма на ЭЭГ при выработке условнорефлекторного изменения электрической активности головного мозга.
В поисках другого варианта метода электроэнцефалографии применительно к разработке проблемы гигиенического нормирования вредных веществ в атмосфере мы предпочли метод оценки функционального состояния головного мозга с помощью электроэнцефалографических кривых усвоения ритма.
В данной статье представлена разработка варианта метода функциональной электроэнцефалографии и особенности анализа ЭЭГ, полученных в условиях действия паров ацетофенона, метилметакрилата, фенола и толуилендиизоцианата в неощутимых (по запаху) концентрациях1. ,
Методические приемы отечественной физиологии, основанные на учении Н. Е. Введенского, А. А. Ухтомского о функциональной подвижности и усвоении ритма, исходят из исследования законов ритмической активности живых образований. Эта форма возбуждения признана наиболее распространенной и биологически общей (Н. Е. Введенский, 1952; А. А. Ухтомский, 1954). Используя электроэнцефалографические тесты при воздействии различных ритмических (световых, звуковых и тактильных) раздражителей, способных усиливать «спонтанные» ритмы импульсов головного мозга и видоизменять их, экспериментатор может «заставить» нервную систему информировать о ее состоянии.
Изучение перестройки электрических потенциалов головного мозга человека при различных физиологических состояниях (бодрствование, сон, утомление и др.) и заболеваниях чаще всего производят с помощью прерывистой световой стимуляции (М. Н. Ливанов, 1944; А. Г. Копылов, 1956; Н. Н. Зислина, 1956; Г. Н. Сперанский, Ю. М. Пратусевич, Н. Н. Корж, 1960; Н. Н. Данилова, 1960, и др.)- Известно, что свет, особенно мигающий, оказывает сильное влияние на электрическую активность головного мозга. Появляющаяся при этом так называемая реакция усвоения или навязывания ритма позволяет судить о функциональном состоянии центральной нервной системы.
Мы применяли ритмический свет различной интенсивности и оптимальной частоты для каждого исследуемого. Исследования проводили со здоровыми людьми в возрасте от 18 до 36 лет с нормальным состоянием функции обоняния и дыхательных путей. Исследуемые находились в слабо освещенной (1 —1,5 л/с), непрерывно вентилируемой электро-энцефалографической камере.
Дозирование паров изучаемых токсических веществ производили по методике, рекомендованной Комиссией по предельно допустимым концентрациям атмосферных загрязнений (В. А. Рязанов, К. А. Буштуева, Ю. В. Новиков, 1957). На близком расстоянии перед лицом исследуемого помещали стеклянный цилиндр, через который непрерывно поступал чистый воздух со скоростью 20 л/мин, нагнетаемый ротационной воздуходувкой. Воздух проходил через систему фильтров, задерживающих различные аэрозоли, в нужный момент к нему добавляли из дозатора пары изучаемого токсического вещества в определенной концентрации. Вся установка для дозированной подачи паров находилась вне электроэнцефалографической камеры.
Электрические потенциалы головного мозга регистрировали на 8-канальном чернильнопишущем электроэнцефалографе фирмы «Кай-
1 Экспериментальная часть работы была выполнена с участием И. Б. Имашевой В. П. Фц^атовой, Б. Мухитова и В. А. Чижикова.
зер». Световое раздражение различной частоты, длительности и интенсивности давали с помощью фотостимулятора той же фирмы. Ксеноно-водородную лампу фотостимулятора с бело-матовым экраном, спектр которой близок к спектру дневного света, помещали в камере перед глазами исследуемого.
Для большинства исследуемых оптимальная частота стимулирующего ритмического света равнялась 8 гц, длительность каждой вспышки—10 мсек. Переменной величиной в исследованиях была интенсивность световых вспышек, регулируемая с помощью трехступенчатого переключателя: 0,1, 0,2 и 0,6 дж. Для увеличения функциональной нагрузки на центральную нервную систему интенсивность ритмично мигающего света меняли через каждые 5 секунд на протяжении 40—45 секунд. ЭЭГ отводили униполярным (в комбинации с биполярным) способом одновременно от затылочных, теменных и височных областей головы.
В начале каждого исследования устанавливали усвоение ритма, адекватное интенсивности наносимых световых стимулов (во время за-света исследуемого просили закрызать глаза). Для этого импульсную лампу фотостимулятора помещали на таком расстоянии от исследуемого, при котором наблюдались минимальная амплитуда усвоенного ритма на меньшую интенсивность вспышки (0,1 дж) и максимальная амплитуда на большую интенсивность вспышки (0,6 дж).
После определения расстояния импульсной лампы от исследуемого приступали к регистрации электрической активности головного мозга при действии прерывистого света меняющейся интенсивности. Одновременно производили запись ЭКГ (во II отведении) и дыхания. Последнее регистрировали с помощью пьезоэлектрического датчика. Через каждые 2 минуты повторяли запись кривой усвоения ритма. Первые 2 кривые брали за исходные. Сразу же после получения второй кривой усвоения ритма к струе вдыхаемого воздуха примешивали соответствующее токсическое вещество в определенной, но неощутимой концентрации. Подачу продолжали в течение 5 минут. За это время успевали записать (на 3-й минуте вдыхания паров) 3-ю и через 10 секунд после прекращения вдыхания паров — 4-ю кривую активных потенциалов. Затем через каждые 2 минуты регистрировали кривые усвоения ритма до тех пор, пока не отмечалось восстановления исходного уровня усвоенного ритма или появления тенденции к восстановлению.
Для иллюстрации приводим одну ЭЭГ, записанную в разные^пе-риоды исследования до вдыхания паров, через 10 секунд и через 6 минут после прекращения вдыхания паров фенола в концентрации 0,015 мг/м3 (рис. 1).
На рис. 1, а, представлена фоновая ЭЭГ. На ней видны периодические колебания потенциалов, синхронные с ритмом наносимых раздражений, причем амплитуда импульсов вызванных потенциалов мозга соответствует интенсивности световых импульсов. Чем сильнее раздражитель (интенсивность вспышки 0,6 дж), тем больше амплитуда и процент усвоенного ритма (световые стимулы, зарегистрированные в виде вертикальных отметок на 9-й линии рисунка, имеют наибольшую высоту). При уменьшении интенсивности света до 0,1 дж регистрируются самая низкая амплитуда усвоенного ритма и наименьшая отметка раздражения. Электроэнцефалографическая реакция на интенсивность света 0,2 дж является промежуточной между реакцией на свет 0,6 и 0,1 дж.
На рис. 1,6, видны наглядные изменения электрической активности головного мозга, вызванные вдыханием паров фенола (0,015 мг/м3), в виде дезорганизации ритма и отдельных вспышек медленных волн (3—5 в секунду), особенно при сочетании со слабой интенсивностью светового раздражителя (0,1 дж). Кроте того, наблюдается появление
4* 51
трансформированного ритма (субгармоники) при увеличении интенсивности ритмического света (0,6 дж).
Через 6 минут после прекращения вдыхания паров фенола (рис. 1, в) электроэнцефалографическая картина усвоенного ритма световых раздражений восстанавливается. Суммарная амплитуда усвоенного ритма по всем интенсивностям становится даже несколько выше суммарной амплитуды исходной ЭЭГ.
i о
00 '
WWVW^V^AAA^^ --
OÍS с
ТТ '
S^vyVVVvVAV—^^V^vW^VW^
00 / ОГО 2
.........................................................................................................................................
oo / в
ГТ - 5
I Л I . I Л I. I.'l. I. I. I. 1 I I I I • . . . .
"""""""""" Niimininn IIIIIII.II.I.IIII . II ;> i III III mil 1 I. м I ■■,. ...........п.... I ..........................................................
Рис. 1. ЭЭГ исследуемого С.
а — фоновая ЭЭГ; б — через 10 секунд после прекращения вдыхания паров фенола; в _ через 6 минут после прекращения вдыхания паров фенола (0,15 мг/м3). 1—6 — электрические потенциалы мозга; 7 — ЭКГ (II отведение); 5 — дыхание; 9 — отметка времени (через 1 секунду) и мигающего света различной интенсивности.
Полученные ЭЭГ в каждом опыте анализировали по изменению амплитуды усвоенного ритма, выраженной в микровольтах; Для подсчета амплитуды вначале отмечали на ЭЭГ (с помощью специальной электроэнцефалографической линейки) усвоенный ритм, т. е. ритм, точно соответствующий частоте наносимых световых стимулов, а затем амплитуду отмеченного усвоенного ритма измеряли в миллиметрах отдельно по каждой интенсивности и уже суммарную амплитуду выражали в микровольтах. Учитывали также появляющийся у некоторых исследуемых трансформированный ритм в виде высоких гармоник или субгармоник.
Для удобства проведения сравнительного анализа полученных данных у различных исследуемых величину суммарной амплитуды усвоенного ритма по всем интенсивностям выражали еще дополнительно в процентах. За 100% брали среднюю суммарную амплитуду, выведенную из данных первых 2 кривых усвоения ритма, зарегистрированных на
3-й и 6-й минуте опыта. По материалам каждого опыта составляли сводную таблицу (см. таблицу).
Действие исследуемых концентраций токсического вещества на электрическую активность головного мозга проверяли не менее 3 раз (в течение 3 дней) на одном и том же исследуемом. Контролем служило такое же число опытов с регистрацией и анализом ЭЭГ при вдыха-
Анализ электроэнцефалограммы, полученной при вдыхании паров метилметакрилата в концентрации 0,15 мг/м3 у исследуемой Ш. от 25/1 1962 г.
Время стимуляции ритмическим светом • Световой раздражитель (в дж) Суммарная амплитуда усвоенного ритма
0,1 0,2 0,6 • л 0,2 0,1 0,2 1 0.6 0,2 0,1 в мкв в процентах к средней амплитуде от данных 3-й и 6-й минуты опыта
амплитуда усвоенного ритма (в мм)
На 3-й минуте опыта 18 140 142 167 36 127 179 174 29 6 769,0 96,7
На 6-й » » 20 152 164 163 32 133 185 164 37 7 350,0 100,3
На 9-й » »
(3-я минута вдыхания
гззз) • 7 130 171 139 30 80 152 135 25 6 207,0 83,0
На 12-й минуте опыта
(через 10 секунд пос-
ле прекращения вдыха-
ния газа) . - . 7 58 127 131 0 105 140 173 4 5 292,8 70,8:
На 15-й минуте опыта
(через 3 минуты после
прекращения вдыхания
газа) ..... . . 11 108 96 128 7 77 148 57 14 4614,2 61,7
На 18-й минуте опыта
(через 6 минут после
прекращения вдыхания 88 •
газа) ....... 25 84 164 12 117 148 117 21 5 542,8 74,1
На 21-й минуте опыта
(через 9 минут после •
прекращения вдыхания 7 328,5
газа) ........ 38 124 141 176 81 121 157 157 31 98,0
На 24-й минуте опыта
(через 12 минут после
прекращения вдыхания
газа) 20 137 136 195 15 146 179 164 87 7 707,0 103,1
нии чистого воздуха. Результаты всех исследований статистически обрабатывали с нахождением степени достоверности полученных изменений амплитуды усвоенного ритма. Концентрацию токсического вещества, которая не давала статистически достоверных изменений указанного электроэнцефалографического показателя, считали недействующей.
На рис. 2 представлена сравнительная динамика амплитуды усвоенного ритма при вдыхании паров метилметакрилата в действующей (0,15 мг/м3) и подпороговой (0,10 мг/м3) концентрациях, а также при вдыхании чистого воздуха исследуемой Ш. Пары метилметакрилата в концентрации 0,15 мг/м3 вызвали наглядные (статистически достоверные) изменения амплитуды усвоенного ритма, наиболее выраженные на 3-й минуте после прекращения вдыхания паров (на 38,3%). Колебания амплитуды усвоенного ритма при вдыхании паров метилметакрилата в концентрации 0,10 мг/м3 близки к колебаниям амплитуды при вдыхании чистого воздуха, статистическая обработка показала недостоверность этих изменений.
Закономерную динамику изменений амплитуды усвоенного ритма мы выявили, у исследуемых при вдыхании минимально действующих
5а
концентраций ацетофенона, фенола и толуилендиизоцианата (рис. 3). Однако характер, время появления и степень выраженности изменений амплитуды усвоенного ритма при действии различных токсических веществ в пороговых концентрациях неодинаковы. Так, например, толуи-лендиизоцианат давал повышение амплитуды. Это, возможно, связано с его химическими особенностями. Анализ достоверности полученных изменений амплитуды усвоенного ритма у исследуемых при вдыхании паров указанных выше токсических веществ показал, что наибольшая степень достоверности при действии толуилендиизоцианата (0,10 мг/м3)
о . з
12 15 18 21 * 24
Рис. 2. Динамика амплитуды усвоенного ритма при вдыхании паров метилметакрилата различной концентрации у исследуемой Ш.
/ — чистый воздух; 2 — 0,10 мг/м\ 3—0,15 мг/м3. По оси ординат — амплитуда усвоенного ритма (в %•), по оси абсцисс — время стимуляции ритмическим светом (в минутах). Вертикальными прерывистыми линиями отмечены начало и конец вдыхания
паров.
200 180 160 U0 120 100
во 60 40 20
Газ
■ i i
г
Iii » .'—--1 I I ___I I 1_I_1_,_L_l__
I , ! I
о
12 15 i8 21 24 27 JO 33
Рис. 3. Сравнительная динамика амплитуды усвоенного ритма при ^вдыхании минимально действующих концентраций различных атмосферных загрязнений: ацетофенона в концентрации 0,008 мг/м?, фенола — 0,001 мг/м*, метилметакрилата— 0,15 мг/мг, толуилендиизоцианата — 0,10 мг/м3. 1—метилметакрилат; 2—толуилендиизоцианат; 3—фенол; 4 — ацетофенон. Остальные обозначения те же,
что на рис. 2.
получена на 3-й минуте вдыхания и через 10 секунд после прекращения вдыхания, метилметакрилата (0,15 мг/м3) и фенола (0,01 мг/м3) —через 3 минуты и ацетофенона (0,008 мг/м3)—через 6 минут вдыхания.
Необходимо отметить, что основной а-ритм электрических потенциалов головного мозга в интервалах между действием мелькающего света на фоне вдыхания токсических веществ (в пороговых концентрациях), а также после прекращения вдыхания паров оставался в наших опытах без изменений. Незначительные вегетативные сдвиги (урежение и изменение глубины дыхания, замедление ритма сердечных сокращений), наблюдаемые у некоторых исследуемых, появлялись в основном тогда, когда больше всего изменялись вызванные электрические потенциалы головного мозга.
При сравнении методов, применяемых у людей для установления максимальных разовых предельно допустимых концентраций атмосферных загрязнений, — определение порога обонятельного ощущения, анализ кривой темновой адаптации, выработка условнорефлекторного 4i3-менения электрической активности головного мозга и анализ кривых усвоения ритма — последний метод оказался не менее чувствительным, чем метод электрокортикального рефлекса.
Выводы
1. Разработан вариант метода функциональной электроэнцефалографии применительно к исследованиям действия неощутимых концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе на центральную нервную систему человека.
2. За электроэнцефалографический параметр взята амплитуда усвоенного ритма при действии ритмического света. Полученные цифровые данные колебаний амплитуды обрабатывали статистическим методом.
3. Проведенный количественный анализ электроэнцефалографических кривых усвоения ритма дал возможность объективно наблюдать динамику изменения амплитуды вызванных ритмических потенциалов головного мозга, информирующих о функциональном состоянии центральной нервной системы до, во время и после вдыхания паров ацето-фенона, метилметакрилата, фенола и толуилендиизоцианата.
4. Метод функциональной электроэнцефалографии является не менее чувствительным, чем метод выработки условнорефлекторного изменения электрической активности головного мозга.
ЛИТЕРАТУРА
Буштуева К. А., Полежаев Е. Ф., Семененко А. Д. Гиг. и сан., 1960, № 1, стр. 57. — Введенский Н. Е. Полное собрание сочинений. Л., 1952, т. 3.— Гинзбург Д. А. В кн.: Материалы конференции по методам физиологических исследований человека. М., 1962, стр. 50. — Гофмеклер .В. А. Гиг. и сан., 1960, № 4, стр. 9. — Данилова Н. Н. В кн.: Вопросы электрофизиологии и энцефалографии. М.—Л., 1960, стр. 31. — 3 и с л и н а Н. Н. Электрофизиологическое исследование функционального состояния мозга нормальных детей и олигофренов методом ритмических световых раздражителей. Автореф. дисс. канд. М., 1956. — Копылов А. Г. В кн.: Вопросы электрофизиологии и энцефалографии. М.—Л., 1960, стр. 41. — Ливанов М. Н. Изв. АН СССР. Серия биол. наук, 1944, № 6, стр. 331; 339.—Л и-Ш э н. Гиг. и сан., 1961, № 8, стр. 11. — Мухитов Б. Здравоохр. Казахстана, 1961, № 6, стр. 65. — Рязанов В. А., Буштуева К. А., Новиков Ю. В. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. М., 1957, в. 3, стр. 117. — Соломин Г. И. Гиг. и сан., 1961, № 5, стр. 3. — Сперанский Г. Н., Пратусе-в и ч Ю. М., Корж Н. Н. Докл. АН СССР, 1960, т. 131, № 6, стр. 1472. —Фельдман Ю. Г. Гиг. и сан., 1960, № 5, стр. 3.
Поступила 14/У1 1962 г.
& -¿Г
ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ МЕТОД ИЗУЧЕНИЯ РЕАКЦИЙ ОРГАНИЗМА
НА РЕСПИРАТОРНЫЕ РАЗДРАЖИТЕЛИ1
Доктор философии Мэри О. Амдур
Из кафедры физиологии школы общественного здравоохранения Гарвардского
университета, Бостон, Массачусетс
Современные токсикологические исследования в первую очередь направлены на разработку чувствительных методов оценки реакций животных и человека на малые концентрации токсических веществ. Такие методы имеют ряд преимуществ перед более распространенными стандартными токсикологическими методами.
Во-первых, они позволяют дать количественную оценку реакций подопытных животных при концентрациях токсических веществ, кото-
1 Исследование частично финансировалось Службой здравоохранения США. Субсидия АП-84.
ч /
