CC BY
12Токсикологический вестник (121)
УДК 613.6 : 615.9
Прогнозирование гигиенических нормативов в воздухе рабочей зоны химических веществ, обладающих нефротоксическим действием
На основе определения в краткосрочном эксперименте минимально эффективных (пороговых) концентраций различных по химической структуре химических веществ, обладающих нефротоксическим действием, предложен новый метод установления их гигиенических нормативов в воздухе рабочей зоны.
Ключевые слова: гигиеническое нормирование, биомаркеры нефротоксиче-ского действия, минимально эффективная концентрация при кратковременном ингаляционном воздействии.
М.В. Бидевкина
ФБУН «НИИ дезинфектологии Роспотребнадзора», 117246, г. Москва
Введение. Установление безопасных уровней воздействия химических веществ на организм работающих остается одним из основных направлений профилактической медицины. Поэтому разработка новых методов гигиенического нормирования вредных веществ является актуальной задачей. Одним из перспективных направлений в решении указанной задачи является выявление характера биологического действия веществ на организм при краткосрочном воздействии и прогнозирование на основе установленных величин минимально эффективных концентраций гигиенических нормативов. Данный подход был использован для определения ОБУВ веществ, Limac которых установлен по изменению поведенческих реакций или обладающих гепатотоксическим действием [1].
Промышленные яды довольно часто обладают нефротоксическим действием. Так, анализ данных литературы показал, что среди соединений, для которых установлены ПДК и ОБУВ в воздухе рабочей зоны, доля веществ, вызывающих изменение функционального состояния почек на уровне Limac, достигает 17%. При этом вещества, вызывающие на уровне Limac только изменения функции почек, составляют 2%, а химические соединения, вызывающие параллельно изменения функционального состояния других органов и систем организма, - около 15%.
Целью данной работы являлась разработка метода гигиенического нормирования в воздухе рабочей зоны веществ, оказывающих на уровне LimaC изменение функционального состояния почек.
Материалы и методы исследования. Проведено определение порогов острого действия по интегральным и специфическим показателям 16 веществ: барбитуровой кислоты (CAS 67-52-7), ги-дразона (CAS 101783-07-7), динатрия селенита (CAS 10102-18-8), дифенилкарбоната (CAS 102-09-0), дициклогексиловых эфиров адипино-вой, глутаровой, янтарной кислот (CAS: 849-99-0, 3960-03-0, 965-40-2), мезо-инозита (CAS 87-89-8), карфедона (CAS 77472-70-9), ментола (CAS 1490-04-6), 2-метоксиэтилацетата (CAS 110-49-6), 2,2,3,3-тетрафторпропил-метакрилата (CAS 88508-33-2), продуктов микробиологического синтеза
(|3-глюканаза, мацеробациллин, препарат Феркон, гидролизат рибонуклеиновой кислоты).
Экспериментальные исследования проведены в соответствии с методическими указаниями [2] на белых крысах популяции Вистар на основании «Правила лабораторной практики» (Приказ Минздравсоцразвития России от 23 августа 2010 г. №708н).
Ингаляционные затравки животных проводили в затравочных камерах объемом 200 л динамическим способом. Продолжительность однократной ингаляционной затравки составляла 4 ч. Кроме того, изучали влияние гидра-зона на организм крыс при введении в желудок в течение 1 месяца (5 раз в неделю в течение 4 недель) [3].
Для регистрации проявлений интоксикации у лабораторных животных оценивали функциональное состояние нервной (суммационно-пороговый показатель, поведенческие реакции), дыхательной системы (частота дыхания), печени (активность в сыворотке крови аминотрансфераз, щелочной фосфата-зы; содержание гиппуровой кислоты в моче). О нефротоксическом действии изученных веществ судили по комплексу показателей, отражающих основные функции почек - экскреторную и гомеостатическую. У подопытных животных регистрировали суточный диурез после водной нагрузки; содержание в моче белка, ионов хлоридов, мочевины и/или креатинина; содержание в сыворотке крови мочевины и/или креатинина, ионов натрия, калия, кальция; стандартный коэффициент очищения мочевины ^КОМ) и/или скорость клубоч-ковой фильтрации (ОКФ).
Результаты и обсуждения. Проведенные исследования показали, что все изученные вещества на уровне LimaC вызывают изменения функционального состояния почек белых крыс. Установленные параметры токсикометрии приведены в таблице.
Как следует из приведенных данных, изученные вещества относятся к
разным классам опасности при различных путях поступления в организм. Так, динатрия селенит относится к чрезвычайно опасным веществам при введении в желудок (DL50 составляет 8,4 мг/кг) и при ингаляции (ОБУВ - 0,05 мг/м3). 2-метоксиэтиловый эфир уксусной кислоты относится к умеренно опасным веществам при поступлении в организм через желудочно-кишечный тракт и к малоопасным - при ингаляционном пути поступления (ПДК 10 мг/ м3, IV класс опасности).
Большинство изученных веществ слабо кумулируют в организме при повторном введении в желудок. К высоко кумулятивным веществам относится селенит натрия (С = 1,6), к умеренно кумулятивным - дифенилкарбонат (С = 3,5).
Следует подчеркнуть, что нефротоксическое действие гидразона проявлялось и при длительном воздействии в минимально эффективных дозах: при введении в желудок крыс в дозе на уровне Limsubch (25 мг/кг) выявлено увеличение содержания в моче белка, хлоридов и мочевины.
Нарушение функционального состояния почек на уровне Limaс характеризовалось изменением одного или нескольких регистрируемых показателей. Изменение содержания хлоридов в моче встречалось как в сторону повышения, так и в сторону понижения. При ингаляции крыс аэрозолем барбитуровой кислоты в концентрации 535 ± 40 мг/м3 (Ыт^) наблюдалось повышение содержания хлоридов в моче практически в 2 раза (опыт: 233,3 ± 18,0 мМ/л; контроль: 117,0 ± 10,4 мМ/л; р < 0,02). Снижение содержания хлоридов в моче крыс (опыт: 46,8 ± 5,4 мМ/л; контроль: 64,3 ± 7,1 мМ/л; р < 0,05) зарегистрировано при воздействии дифенилкарбоната в концентрации 38,2 ± 4,2 мг/м3 СЫт^); при ингаляции в концентрации, превышающей Limaс (54,8 ± 6,3 мг/м3), снижение содержания хлоридов было значительнее и составило 50% (опыт: 34,7 ± 9,2 мМ/л; контроль: 68,7 ± 8,3 мМ/л; р < 0,01).
Изменения суточного диуреза и СКФ у экспериментальных животных также носили разнонаправленный характер. Так, при ингаляции аэрозолем гидролизата рибонуклеиновой кислоты зарегистрировано повышение СКФ в опытной группе до 197,9 ± 21,7 мкл/мин. ( контроль: 123,9 ± 14,6 мкл/мин; р < 0,05), а при ингаляции ментола происходило снижение СКФ в два раза (опыт: 58,6 ± 8,6 мкл/мин; контроль: 118,2 ± 11,7мкл/мин; р < 0,002).
Наиболее значительное повышение содержания белка в моче зарегистрировано при ингаляции аэрозолями |3-глюканазы и мезо-инозита (опыт: 33,3 ± 4,5 мг%; контроль: 20,6 ± 2,3 мг%; р < 0,05).
Однако следует отметить, что практически все изученные вещества на уровне Limaс наряду с изменением функции почек вызывали нарушение функционального состояния нервной, дыхательной системы или печени.
Анализ материалов по обоснованию гигиенических нормативов химических веществ в воздухе рабочей зоны, представленных в подкомиссию «Профессиональные риски и здоровье работающих при воздействии химических факторов» Проблемной комиссии «Научные основы медицины труда» РАМН за период 1990-2010 гг., позволил выявить ряд веществ, Limaс которых установлен при однократном ингаляционном воздействии, установлены только по изменению функции почек. Указанные вещества (2-аминоэтансульфоновая
кислота, бис-^-аминоэтилдисульфид гидрохлорид, калия ацетат, 1-(2-эток-сиэтил)-4-этинил-4-оксипиперидин и др.) относятся к разным классам химических соединений, их минимально эффективные уровни воздействия находятся в пределах от 2 до 138 мг/м3, ПДК/ОБУВ - от 0,01 до 5 мг/м3. Большая группа соединений на уровне Limaс вызывала изменение регистрируемых показателей интоксикации, отражающих как функцию почек, так и других органов и систем. Для оценки нефротоксического действия химических веществ использовались те же показатели, что и в наших исследованиях: диурез, содержание в моче белка, определение в моче и крови мочевины, ионов хлоридов, натрия, калия, кальция, неорганического фосфора, плотность мочи.
На основании экспериментальных и литературных данных построена математическая модель прогнозирования гигиенических нормативов химических веществ с нефротоксическим действием в воздухе рабочей зоны.
Бидевкина Марина Васильевна (Bidevkina Marina Vasilyevna), кандидат медицинских наук, зав. лабораторией токсикологии дезсредств, ФБУН «НИИ дезинфектологии Роспотребнадзора», BidevkinaMV@niid.ru
31
и юл ь
- август 201 3
В результате проведенного математического анализа для расчета ОБУВ рекомендованы следующие формулы:
Для веществ, Limaс которых установлен по комплексу показателей, характеризующих функцию почек:
^ ОБУВ = 1,18 ^ Limас - 1,78 (мг/м3), (п = 18, г = 0,87, so = 0,37, р < 0,001);
Для веществ, Limaс которых установлен по изменению функции почек и нервной системы:
^ ОБУВ = 0,80 ^ Limас - 1,20 (мг/м3), (п = 61, г = 0,87, so = 0,38, р < 0,001);
Для веществ, Limaс которых установлен по изменению функции почек и печени:
^ ОБУВ = 0,87 ^ Limас - 1,27 (мг/м3), (п = 50, г = 0,82, so = 0,44, р < 0,001). В результате проведенных исследований определен комплекс показателей для оценки функционального состояния почек экспериментальных животных: суточный диурез, содержание в моче белка и ионов хлоридов, содержание мочевины и/или креатинина в моче и сыворотке крови.
Заключение. Разработан метод установления ОБУВ в воздухе рабочей зоны веществ, обладающих нефротоксическим действием. Метод основан на определение минимально эффективных (пороговых) концентраций веществ при однократном ингаляционном воздействии по комплексу показателей, характеризующих функцию почек. ОБУВ вещества вычисляется с помощью предложенных формул, отражающих математическую зависимость между величиной гигиенического норматива и Limaс.
Для оценки функционального состояния почек рекомендован комплекс адекватных информативных показателей, который позволяет выявить изменения функционального состояния почек крыс на минимально эффективных уровнях воздействия вредных химических веществ.
Предложены математические модели расчета ОБУВ веществ, обладающих нефротоксическим действием.
Параметры токсикометрии изученных веществ
№ Название ■и-,.* мг/кг, мыши мг/кг, крысы Ытас, мг/м3 ПДК/ ОБУВ, мг/м3
1 Барбитуровая кислота >7500 13400 535 10
2 Гидразон 4600 >10000 104 2
3 Гидролизат рибонуклеиновой кислоты >10000 >10000 140 10
4 В -глюканаза >10000 >10000 85 2
5 Дифенилкарбонат 1880 2400 38,2 0,5
6 Дициклогексиловый эфир адипиновой кислоты >10000 10500 108 5
7 Дициклогексиловый эфир глутаровой кислоты 15000 17000 170 10
8 Дициклогексиловый эфир янтарной кислоты 14800 12000 163 10
9 Карфедон 6800 212 5
10 Мацеробациллин >10000 >10000 57 2
11 Мезо-инозит 10000 200 10
12 Ментол 2750 3300 16,5 1
13 2-Метоксиэтилацетат 3100 2900 678 10
14 Динатрия селенит 8,4 3,9 0,05
15 2,2,3,3-тетрафторпропилмет-акрилат - 1850 1130 10
16 Феркон >10000 >10000 18,5 2
32
Токсикологический вестник (121)
33
и юл ь
- август 201 3
1 1. тир ны 4.1 2. Б СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Методические указания по установлению ориен- Иванов Н.Г., ГолубеваМ.И. и соавт. 3[[-4-(Фенил- ных веществ в воздухе рабочей зоны. № 2163-80 овочных безопасных уровней воздействия вред- метокси)фенил]гидразон]-пиперидин-2,3-дион. // от 4.04.80. - М., 1980. - 20 с. х веществ в воздухе рабочей зоны (№ 4000-85 от Токсикологическии вестник. №2, 2006. - С. 41^-2. 1.85). - М., 1985. - С. 6-7. 3. Методические указания к постановке исследова-шдевкина М.В., Жолдакова З.И., Тульская Е.А., ний для обоснования санитарных стандартов вред-
M.V. Bidevkina
Forecasting of hygienic standards for chemicals with nephrotoxic effect in the work zone air
Federal budgetary institution of a science «Scientific Research Disinfectology Institute» (FBIS SRDI), 117246, Moscow, Russian Federation
Based on the short-term test determination of minimal effective ( threshold) concentrations of chemicals with different chemical structure having nephrotoxic potency, a new method for determination of their hygienic standards in the work place air was suggested.
Key words: biomarkers of nephrotoxic potency, hygienic regulation, minimal effective concentration at short-term inhalation exposure.
Переработанный материал поступил в редакцию 16.07.2013 r.
УДК 543.544.054.9 : 615.07
Определение остаточных количеств имидаклоприда и тиаклоприда в биологических объектах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии
Т.В. Бойко1, Л.К. Герунова1, Т.В. Герунов1,
М.Н. Гоноховаа,
Д.С. Гончаров2,
И.С. Погодин2, Е.А. Лукша2
'ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет им. ПА. Столыпина», 644008, г. Омск; 2ФГБОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия», 644043, г. Омск
Разработан способ определения остаточных количеств имидаклопри-да и тиаклоприда в биологическом материале (кровь, внутренние органы и ткани животных) с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Ключевые слова: имидаклоприд, тиаклоприд, кровь, внутренние органы и ткани, высокоэффективная жидкостная хроматография.
Введение. Разработка методов идентификации токсических веществ в объектах окружающей среды является приоритетным направлением профилактической токсикологии. С появлением новых классов пестицидов разрабатываются и методы определения их остаточных количеств в растительном и/или биологическом материале. Следует отметить, что для большинства групп пестицидов разработаны методы их верификации только в растительном материале.
Неоникотиноиды относят к современным группам инсектицидов, широко используемых в современных схемах ротации при интегрированной защите растений и животных [1]. Ассортимент неоникотиноидов представлен более 40 препаратами на основе пяти действующих веществ: имидаклоприда, тиаклоприда, тиаметоксама, клотианидина и ацетамиприда. В ветеринарии для лечения экто-паразитозов мелких домашних животных рекомендованы Адвантейдж (имида-клоприд), Адвантикс (Имидаклоприд + Перметрин) и Адвокат (Имидаклоприд + Моксидектин), для обработки животноводческих помещений - Агита (Тиаме-токсам). При нарушении регламентов использования пестицидов возможны от-
равления ими животных, для диагностики которых необходимы чувствительные и легко воспроизводимые методы определения остаточных количеств в биологических жидкостях, органах и тканях животных.
В настоящее время для аналитического контроля остаточных количеств неоникотиноидных инсектицидов в продуктах питания, объектах сельского хозяйства и окружающей среды используют газовую хроматографию с масс-спектрометрией [2], электрохимические методы Г3], иммунофермент-ный твердофазный анализ [4], метод мицеллярной электрокинетической хроматографии [5]. Стоит отметить, что применение многих из этих методов в ветеринарных лабораториях затруднительно вследствие использования в качестве растворителей токсичных соединений, а также дорогостоящих
Бойко Татьяна Владимировна (Boiko Tatyana Vladimirovna), доцент 1ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина», tvboiko@rambler.ru;
Герунова Людмила Карповна (Gerunova Luidmila Karpovna), профессор, ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина»,
Герунов Тарас Владимирович (Gerunov Taras Vladimirovich); доцент ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина»,
Гонохова Марина Николаевна (Gonohova Marina Nikolaevna); доцент, ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина»,
ГончаровДмитрий Сергеевич (Goncharov Dmitriy Sergeevich); ассистент, ФГБОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия» Погодин Илья Сергеевич (Pogodin Ilia Sergeevich); старший преподаватель, ФГБОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия» Лукша Елена Александровна (Lucsha Elena Alexandrovna), доцент, ФГБОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия»
34
