Научная статья на тему 'ПРИМЕНЕНИЕ КОНЦЕПЦИЙ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ ПРИ АНАЛИЗЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОРГАНИЗМА И АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ'

ПРИМЕНЕНИЕ КОНЦЕПЦИЙ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ ПРИ АНАЛИЗЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОРГАНИЗМА И АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
16
5
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — В.И. Павлов, М.А. Пинигин

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

Текст научной работы на тему «ПРИМЕНЕНИЕ КОНЦЕПЦИЙ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ ПРИ АНАЛИЗЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОРГАНИЗМА И АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ»

мых штаммов к антибиотикам, а также принадлежности их к той или иной фагогруппе с чувствительностью к антисептикам и дезинфектантам не удалось.

Выводы. 1. Наши наблюдения подтвердили данные литературы о сравнительно низком проценте штаммов золотистого стафилококка, типирующихся с помощью международного набора фагов.

2. Среди типнрованных указанным набором фагов штаммов золотистого стафилококка, выделенных из ран больных с раневыми инфекциями, а также из зева и носоглотки больных и персонала, большинство отнесены к фа-гогруппам и типам, которые, по данным литературы, могут быть эпидемическими. В двух упомянутых группах штаммов превалировали различные фаготипы.

3. Изученные штаммы были устойчивы к большинству испытанных антибиотиков и, как правило, полирезистентны

ко всем или многим из них. С наибольшей частотой резистентность и полирезистентность выявлялась у штаммов, выделенных из ран, которые были высокочувствительны к 0,5 % хлоргекенднну и йодннолу, но мало чувствительны к риванолу.

4. Наибольшая чувствительность всех штаммов выявлена к 0,5 % раствору хлорамина, наименьшая — к 3 % перекиси водорода с добавлением 0,5 % сульфанола. В чувствительности штаммов, выделенных из ран и изолированных из зева и носоглотки, к основному препарату (0,5 % хлорамину) никаких различий не установлено.

5. При соблюдении действующих инструкций хлоргек-ендин, йодннол и хлорамин эффективны в борьбе со стафилококковой инфекцией.

Поступила 10.02.81

Краткие сообщения

УДК 614.71/73-07:616-008.349.5-074

В. И. Павлов, М. А. Пинигин

ПРИМЕНЕНИЕ КОНЦЕПЦИЙ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ ПРИ АНАЛИЗЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОРГАНИЗМА И АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сыснна АМН СССР, Москва

Закономерности химической.кинетики неоднократно использовались при решении задач фармакокинетнки и токси-кинетики. В. Ф. Филов рассматривал процесс накопления веществ, претерпевающих достаточно быстрые биотрансформации, по реакции первого порядка. Е. Пиотровски использовал закономерности кинетики метаболизма и выведения токсических веществ из организма. Н. Рашевски, Огискгеу рассматривали кинетику распада лекарственного препарата в ткани. Экспериментальная проверка полученных этими авторами уравнений довольно сложна (Е. Пиотровски; Н. Рашевски). Поэтому мы предприняли попытку использовать кинетический метод для анализа кривых зависимости концентрация (доза) — время, которая позволяет в короткие сроки определять и прогнозировать основные параметры токсичности и опасности химических соединений (Г. И. Сидоренко и М. А. Пинигин). Общий характер указанной зависимости ставит вопрос о механизме токсического действия, а также о физико-химическом значении констант, входящих в уравнение, которое описывает эту зависимость.

Взаимодействие вредного химического вещества с организмом включает ряд последовательных и параллельных стадий, имеющих химическую или физическую природу. Предположим, что стадией, определяющей скорость всего процесса, приводящего к определенному токсическому эффекту, является стадия взаимодействия токсического вещества Т с биологическим субстратом 5 по реакции:

пТ + тБ

(1)

где п и т — стехиометрические коэффициенты: Т„Зт — продукт реакции, который в свою очередь может реагировать далее, претерпевая ряд последовательных превращений. Предположим далее, что рассматриваемая реакция необратима. Это положение имеет смысл для любой теоретической обратимой реакции, если скорость обратной реакции гораздо меньше скорости прямой реакции.

Под субстратом 5 мы понимаем молекулу любого биологически значимого химического соединения, участвующе-

го в реакции с токсическим веществом. Концентрации веществ в организме (или критическом органе) будем обозначать теми же буквами, но в квадратных скобках, например [Г] или [5]. При этом концентрацию вредного вещества в воздухе обозначим [Г]. Согласно закону действия масс Н. М. Эмануэль и Д. Г. Кнорре, исходя из уравнения реакции (I) можно написать математическое выражение для скорости реакции взаимодействия токсического вещества с субстратом:

_<ш (2)

(¡1

где / — время (в мни), к — константа скорости реакции, размерность которой будет зависеть от порядка реакции, например для реакции первого порядка—с-1, второго порядка— л/(моль-с) и т. д. Остальные величины объяснены выше. Рассмотрим два примера в зависимости от постановки эксперимента.

Пример 1. Концентрации токсиканта в воздухе создаются однократно (квазистационарные условия). Обозначим начальную концентрацию вредного вещества в организме Т0. Концентрацию токсического вещества, прореагировавшего к моменту времени обозначим х. В то же время концентрацию субстрата будем считать практически постоянной (что имеет место, например, при компенсации убыли из депо). После интегрирования уравнения (2) и логарифмирования получим следующее выражение:

[Го]""'-([Г0]-*)п-'

[УоГ-'аГо]-*)

5Г=Г~ = -«б

1

к [5]т(я—I)

I. (3)

В условиях, когда Т0=2х, получим: 1 . (2"~'- 1)

18 [^о] =

•16

1

п— 1 к [5]т(п — 1) п — 1

I. (4)

Это уравнение описывает зависимость концентрации токсиканта в организме от времени; ее, как правило, труд-

но оценить экспериментально. Однако в условиях, когда наступило равновесие между концентрациями в атмосфере и в организме, концентрация токсического вещества в организме прямо пропорциональна концентрации этого вещества в атмосфере, т. е. имеет место равенство:

[Т]=ЧП. (5)

где X—коэффициент пропорциональности. В этом случае можно написать:

[vMM. (6)

где [Т0] — начальная концентрация токсического вещества в атмосфере (при t = 0). С учетом уравнения (6) получим:

16N^lg {msiC-OI-'}"1^-¿T,gл(7)

Это уравнение аналогично уравнению

lgC= lgC0 — Klg/, (8)

которое было получено экспериментальным путем (Г. И. Сидоренко и М. А. Пинигин). Ясно видно, что концентрация вещества в воздухе Со, вызывающая определенный токсический эффект за единицу времени в уравнении (8), представляет собой левый член правой части уравнения (7). Отсюда следует, что Со зависит от константы скорости химической реакции токсического вещества с субстратом, от концентрации субстрата и от величины п и X, в то время как коэффициент к уравнения (8) зависит прежде всего от стехиометрнческого коэффициента п и не зависит от константы скорости химической реакции.

Пример 2. Концентрация токсического вещества в воздухе [Г'] поддерживается в динамическом режиме на постоянном уровне, т. е. в данном случае [7VJ=[Го]=const. Кроме того, как н в первом случае, [S]= const или изменяется незначительно. Принимая во внимание эти условия, решаем уравнение (2) относительно продукта реакции.

После логарифмирования получим: или с учетом равенства (6):

где [Г„5т]=соп51. Данное уравнение также соответствует уравнению (8). Как видим, величина С0 из уравнения (8) зависит от концентрации субстрата, коэффициента п, а также от концентрации продукта реакции и от коэффициента К. Совпадение по форме уравнений, полученных двумя различными путями — эмпирически (на основе токсикологического эксперимента) и теоретически (исходя из закономерностей химической кинетики), дает основание полагать, что в основе ряда токсических эффектов лежат химические взаимодействия между молекулами токсического вещества и молекулами субстрата (рецептора), что позволяет оценивать механизм реакции и развивать теоретические основы токсического действия химических соединений при исследовании веществ, обладающих специфически химическим взаимодействием.

Литература. Сидоренко Г. И., Пинигин М. А. — Гиг.

и сан., 1972, № 3, с. 93. Филов В. Л. —Докл. АН СССР, 1964, т. 157, № 4, с. 1006. Эмануэль Н. А!., Кнорре Д. Г. Курс химической кинетики.

М., 1969. Ж

Пиотровски Е. Использование кинетики метаболизма и выведения токсических веществ в решении проблем промышленной токсикологии. М„ 1976. Рашевски Н. Некоторые медицинские аспекты математической биологин. М., 1966. Огискгеу Н. — АггпЫтШеК-РогзсЬ., 1957, Вс1 7, Б. 449— 456.

Поступила 12.02.82

УДК в!4.777:547.5841-0744-628.191:547.584

Д. Г. Девятка, Г. И. Степанюк, М. С. Пушкарь, В. Г. Макац, П. Г. Рыбак, А. А. Ващук, Г. П. Богачук, А. Г. Королик

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПДК ИЗОФТАЛОИЛХЛОРИДА В ВОДЕ ВОДОЕМОВ

Винницкий медицинский институт им. Н. И. Пнрогова

Изофталоилхлорид (дихлорангидрид изофталиевой кислоты, дихлорангидрид 1,3-днкарбоновой кислоты)—белое кристаллическое вещество с неприятным запахом. Молекулярная масса — 203,3. Легко растворим в большинстве органических растворителей. Гидролизуется водой, водными растворами кислот и оснований с образованием изофталиевой кислоты или ее солей. Температура плавления — 43—44 "С, температура кипения — 276 °С.

В промышленном масштабе изофталоилхлорид (ИФХ) получают путем гидролиза гексахлорметаксилола водой в присутствии хлорного железа. Его применяют для получения пластмассы (полидналлилфталит, полиарилат) и волокон (типа фенилона), используемых в авиационной и радиотехнической промышленности (Л. А. Ошин). В доступной литературе мы не встретили работ по характеристике влияния ИФХ на организм при пероральном поступлении. Не установлено также экспериментально обоснованной ПДК этого вещества в водоемах саннтарно-бытового во-доиспользования. В связи с этим нами был выполнен комплекс исследований в соответствии с методическими указаниями по обоснованию ПДК химических веществ в воде (1976).

Изучено влияние ИФХ на органолептнческне свойства

воды (запах, привкус, цвет, мутность воды и наличие на ее поверхности пленки) и на санитарный режим водоема (биохимическое потребление кислорода, содержание азота аммиака, нитритов и нитратов, окисляемость и рН воды, количество растворенного кислорода). Изменение показателя признавали существенным в том случае, если результаты опыта отличались от контрольных на 15% и более.

В остром, подостром и хроническом санитарно-токснко-логическом опыте исследовали влияние ИФХ на организм теплокровных животных.

При проведении всех опытов обращали внимание на общее состояние белых крыс (внешний вид, поведение, двигательная активность, поедание корма), их ответную реакцию на болевые, звуковые и световые раздражители, увеличение массы тела, время появления первых признаков интоксикации и срок гибели. Определяли содержание в сыворотке крови белка рефрактометрическим методом, белковые фракции (альбумины а-, р- и ■у-глобулины) методом электрофореза на бумаге (Ю. Е. Филиппович), активность холинэстеразы сыворотки крови колориметрически (В. Г. Колб и В. С. Камышников), содержание в крови глюкозы ортотолуидиновым методом. Осуществляли патоморфологические исследования головного мозга, лег-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.