CC BY
8
Выводы
I. Изменения степени рефракции в целом отражают характер зрительной нагрузки в период учебного процесса и может использоваться как критерий при нормировании работ, связанных со зрительной нагрузкой (экран-
ЛИТЕР
Громбах С. —В кн.: Гигиена детей и подростков. М.,
1978, вып. 6, с. 9—24. Дашевский А. И. — В кн.: Многотомное руководство по глазным болезням. М., 1962, т. 1, кн. 2, с. 182—195. КосиловС. А. Физиологические основы производственного
обучения. М., 1975. Кравков С. В. Глаз и его работа. М. — Л., 1950.
ные пособия: кино, диапозитивы, телевидение, таблицы и др.).
2. Помимо оптимизации режима обучения, следует осуществлять дальнейшее нормирование при использовании различных форм, методов и средств обучения в плане восприятия учебной нагрузки через зрительный анализатор.
АТУ РА
Сергиенко И. М. Клиническая рефракция человеческого
глаза. Киев, 1975. Храмцоза А. Д. — В кн.: Физиолого-гигиенические факторы, определяющие работоспособность учащихся средних профтехучилищ. Л., 1977, с. 16—27.
Поступила 5/11 1980 г.
УДК 615.91.015.11
Н. А. Егорова
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТОКСИЧНОСТИ ОТДЕЛЬНЫХ ГРУПП ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ ЗАВИСИМЭСТЕЙ СТРУКТУРА — АКТИВНОСТЬ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Нами установлена возможность прогнозирования параметров острой и хронической токсичности на примере группы производных бензола с использованием зависимо-■сти химическая структура — биологическая активность по методу Ханча (Г. Н. Красовский и соавт.).
Проведенная работа позволила выявить математические зависимости между показателями хронической токсичности — максимально недействующей дозой (МНД), острой токсичности (LD60) и химической структурой других групп веществ: производных фенола, фенилмочевины, анилина, эфиров жирных кислот, альдегидов, кетонов, амииосоединений жирного ряда. Исходные данные о токси-ко-метрических параметрах взяты из отечественных работ по гигиеническому нормированию веществ в воде, причем для исследования отбирали только те соединения, для которых установлены точные значения МНД хронического опыта. В качестве параметров, характеризующих структурные особенности веществ, были взяты коэффициент распределения октанол/вода (Р), константа гидрофобности Ханча (л), молекулярная рефракция (mR), электронная константа Гаммета (ст), электронная константа для алифатических соединений (а,), стерическая константа Тафта (Е,) (Hansch и соавт.; Jaffe; Taft).
Анализ исходных данных проводили на ЭВМ, рассчитывали коэффициенты парной и множественной корреляции между показателями токсичности и физико-химическими константами в пределах каждой из групп веществ, объединенных по принципу сходства химической структуры. Определяли также, не носит ли зависимость параметров токсичности от гидрофобных свойств веществ (Я, я) параболический характер. Получены соответствующие уравнения регрессии. Лучшее уравнение для каждой группы веществ выбирали по двум критериям: наибольшему коэффициенту корреляции (г) и наименьшей стандартной ошибке определения (S). В уравнения вводили индикаторные коэффициенты (/), характеризующие вклад отдельных групп-заместителей в суммарную активность молекулы того или иного химического соединения.
При изучении зависимостей показателей хронической токсичности от физико-химических констант, связанных с молекулярной структурой веществ, получены следующие .результаты.
Для групп веществ — производных фенола лучшим оказалось уравнение:
МНД = 0,176 ЫР +0,466 2ст — 1,967/^,^ — 2,907/СН1—
- 1,225/0Г10-1,153/с1-0,530 (1)
п=23, /-=0,909, 5=0,577 (3,8 раза в абсолютных цифрах), где п — число веществ; 1моа. СН3, С1 — индикаторные коэффициенты для N0^—, СН3—, С1—групп-заместителей в молекуле фенола; 1ОГ10 — индикаторный коэффициент для заместителей, стоящих в ог!о-положении.
В группе альдегидов, кетонов и эфиров жирных кислот связь между химической структурой и хронической токсичностью выражалась уравнением:
МНД = — 1,2422я2+4,2342я —0.0802О1 —2,048/l —
—1,816/г—2,949 (2) »
п=12. г=0,952, 5=0,391 (2,5 раза). ¡х — индикаторный коэффициент для соединений, имеющих в молекуле двойные связи; /2 — индикаторный коэффициент для метиловых эфиров жирных кислот, альдегидов и кетонов, содержащих в молекуле бензольное кольцо.
Для производных фенилмочевины лучшим было уравнение:
МН Д = — 0,0972я — 0,5972а + 0,1732®! + 0,132Е, — — 0,888/! +0,232 (3
«=10, г=0,854, 5=0,371 (2,3 раза),
где /х — индикаторный коэффициент для веществ, имеющих ОСН3- и ОН-группы.
Зависимость МНД амииосоединений жирного ряда от их химической структуры выражалась параболическим уравнением:
^МНД= — 0,030 +0,611 \&Р — 0,7252а! +
+ 0,7092£, —0,724/, — 1,728 (4) *
п—14, л=0,876, 5=0,429 (2,7 раза),
где /! — индикаторный коэффициент для дизамещенных и изосоединений.
ОБУВ по токсикологическому признаку вредности не нормированных в воде водоемов
веществ,
Вещество мндр, мг/кг ОБУВ иг/л
Кротоновый альдегид 0,017 0,34
н-Амилацетат 0,04 0,80
Бензальдегид 0,033 0,66
Метнлвинилкетон 0,016 0,32
Метиловый эфир валериановой
кислоты 0,012 0,24
Три-н-пропиламин 0,169 3,38
Триметиламин 0,027 0,54
Трифторэтиламин 0,0025 0,05
4,6-Динитро-2-изопропил фенол 0,0077 0,154
Изопентилацетат 0,15 3,0
Винилпропионат 0,0345 0,69
Вннилбутират 0,017 0,34
Бутилбутират 0,0005 0,01
Метилизовалерат 0,015 0,3
Метилкапронат 0,0006 0,012
Бутилакрилат 0,002 0,04
Бутилметакрилат 0,0003 0,006
Циклогексиламин 0,006 0,12
Ы-(4-бромфенил)-Ы1-метоксн-Ы'-
метил мочевина 0,20 4,0
Примечание. МНДр — расчетная МИД.
# Практически такую же точность имеет и линейное уравнение:
№ МИД = 0,334 18 Р — 0,5012а, + 0,4422£3 — 0,782/, — — 1,314
п= 14, л=0,857, 5=0,445 (2,8 раза), (5)
Для производных анилина наиболее точным было уравнение:
|1б МИД = 2,974 Ш Р — 2,070во — 0,234тЯ + 0,9622£, +
+ 3,141/х — 5,122 (6)
п=11, л= 0,973, 5=0,373 (2,4 раза), где !1 — индикаторный коэффициент для СН3- производных анилина.
Не удалось выявить связи между МИД алифатических и циклических углеводородов и их химической структурой, очевидно, из-за недостаточного количества взятых для анализа веществ.
Полученные уравнения зависимостей МИД от физико-химических констант имели следующие статистические параметры: коэффициенты корреляции 0,854—0,973, средние сшибки определения 2,3—3,8 раза. Различия расчетных и экспериментальных МИД не превышали 8 раз, лишь для одного вещества — изобутиламина — соотношение МИД расчетная/МНД экспериментальная равнялось 12.
На основании уравнений (1—4) рассчитаны сриентиро-вечные безопасные уровни веществ (ОБУВ) по тсксиколо-гическсму признаку вредности 19 вещсств, не нермиргван-ных ранее в воде водоемов (см. т;блицу). Эти ¿гннье представляют интерес для санитарной практики, на них можно сриентироваться при проЕедении предупредительного и текущего санитарного надзора в области гигиены воды и санитарной охраны в1доемов.
В уравнениях регрессии для расчета исходя из
химической структуры вещсств, коэффициенты корреляции составили 0,608—0,909, средние ошибки определения — 1,63—2,23 раза. Максималпые различия между экспериментально установленными ассчитанными по уравнениям не превышали Г,4 гза.
Для повышения инф( рматиЕНОсти примененной в наших исследованиях мат< матической модели использсван комбинированный метод Ханча — Фри — Вильсона, что позволило с большей точностью по сравнению с класси-
ческой моделью Ханча рассчитать параметры токсичности веществ.
Уравнения регрессии зависимостей МНД — химическая структура для разных групп веществ отличались как количественно — по соответствующим коэффициентам регрессии, так и качественно — по набору входящих в них констант и индикаторных коэффициентов. Это свидетельствует о принципиальной невозможности описать токсическое действие всех вообще химических соединений с помощью одного универсального уравнения на основе физико-химических констант, характеризующих химическую структуру веществ. Поиск такого «универсального» уравнения представлял бы собой малооправданный подход к решению проблемы «структура — биологическая активность». Каждая группа веществ имеет нечто индивидуальное в механизме токсического действия, что и позволяют уловить в каждом конкретном случае молекулярные константы, связь которых с механизмом токсического действия веществ доказана (В. Фрид и соавт.). Свести токсичность к одному уравнению значило бы допустить, что-механизм действия всех веществ качественно одинаков, различия же токсичности носят лишь чисто количественный характер. Такое допущение противоречит основным положениям теоретической и экспериментальной токсикологии и опровергается многочисленными научными фактами.
По современным представлениям, внутри какой-либо-одной группы соединений основной уровень токсичности определяется структурным ядром, включающим часть молекулы и заместитель, одинаковые у всех членов группы. Например, для группы фенолов ядром можно считать бензольное кольцо с ОН-заместителем для производных фенилмочевины — бензольное кольцо, соединенное с остатком мочевины. Вариации токсичности обусловлены структурой заместителей Я,—1?6, их взаимодействием между собой и структурным ядром
ОН
Из
I
—Ы—С—N-1^
о
молекулы.
Следует отметить, что даже для одной и той же группы химических соединений уравнения, характеризующие хроническую и острую токсичность, различны. Это может объясняться несовпадением механизма действия веществ при однократном и хроническом поступлении. На возможность значительных различий в течении острых и хронических интоксикаций указывал еще Н. В. Лазарев в 1928 г. Поэтому на современном этапе развития проблемы «структура — биологическая активность» оправданной является разработка расчетных методов только применительно к отдельным группам химических соединений с ориентацией из множества физико-химических констант прежде всего на показатели электронной!структуры и квантовые характеристики веществ.
Выводы
1. На примере произведших фенсла, фенилмочевины, анилина, альдегидов, кетонсв, эфиров жирных кислот и аминссоединений жирнсго ряда установлена возможность прогнозирования параметров острой и хронической токсичности на сснсЕе гаксномернсстей химическая структура — биологичеекге действие.
2. Установлена целассбразнссть использования таких зависи\сстей т<лько н пределах родственных по химической структуре п>упп соединений.
3. Рассчитаны ОБУВ по токсикологическому признаку вредшсти 19 вещсств, не нормированных ранее в воде водоемов.
ЛИТЕРАТУРА
Красовский Г. Н., Егорова Н. А., Жолдакова 3. И. —
Гиг. и сан., 1979, № 6, с. 7—11. Фрид В., Чиу С., Шмеддлинг Д. и др. — В кн.: Советско-американский симпозиум по проблеме «Гигиена окружающей среды>. 2-й. Материалы. М., 1977, с. 52—57.
Hansch С., Leo А., (Jnger S- Н. et al. — J. med. Chem.,
1973, v. 16, p. 1207—1216. Jaffe H. H. — Chem. Rev., 1953, v. 53, p. 191—261. Jaft R. Ц7. — In: Steric Effectsjin Organic Chemistry. New York, 1956, p. 556—675.
Поступил» 5/1 II 1980 r.
УДК 612:82-053.6-06:377.3:669
А. П. Подгайская
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ У УЧАЩИХСЯ СРЕДНИХ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКИХ УЧИЛИЩ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО. ПРОФИЛЯ
Донецкий научно-исследовательский институт гигиены труда и профзаболеваний
Мы поставили перед собой задачу изучить в динамике влияние учебно-производственного режима на состояние здоровья учащихся среднего ПТУ—24 практически здоровых подростков, осваивающих профессию машиниста крана металлургического производства.
Влияние учебно-производственного режима обучения на функциональное состояние центральной нервной системы исследовали в динамике учебного дня, учебной недели, учебного года путем определения латентного периода зрительно-моторной реакции (ЗМР), акустико-моторной реакции (AMP), способности к дифференцировке и скорости переработанной зрительной информации (СПЗИ) с помощью корректурного теста колец Ландольта. Теоретические и практические занятия в течение 3 лет учебы в ПТУ проводились в первую смену. Дневная нагрузка учащихся в дни теоретического обучения составляла 7—8 ч, в дни производственного обучения — 6 ч. В 1-й и 2-й годы учащиеся осваивали теоретические специальные и общеобразовательные дисциплины в учебных классах училища 4 раза в неделю; производственное обучение проходило во вторник и пятницу в 1-й год в мастерских училища, во 2-й — в электромеханических мастерских различных цехов металлургического завода (базовое предприятие училища). В первом полугодии 3-го года обучения учащиеся работали в бригадах по ремонту кранов, в качестве дублеров стропальщиков. Во втором полугодии они проходили производственное обучение 3 раза в неделю (вторник, среда, пятница). В эти дни и в период преддипломной практики (апрель — июль) учащиеся управляли краном под наблюдением машиниста крана.
При изучении санитарно-гигиенических условий обучения в училище (учебных классах и мастерских) выявлена недостаточная кубатура помещений и освещенность их, повышенный уровень шума в учебных классах и мастер-
ских училища. Во время производственного обучения в летней практике в различных цехах завода услозия труда не всегда соответствовали санитарно-гигиеническим требованиям.
Результаты изменения функционального состояния центральной нервной системы представлены в таблице. В начале 1-го года обучения к концу дня удлинялся латентный период на положительный сигнал, что отмечали у учащихся ПТУ и другие исследователи (Л. С. Башкиро-ва; А. Д. Храмцова, и др.). В конце учебного года в дина-* мике дня латентный период ЗМР практически не изменялся, а в период летней практики он, как и в начале года, удлинялся к концу дня (Р > 0,001). К концу недели время реакции постепенно сокращалось. В начале учебного года самый высокий показатель отмечен в понедельник (249,6+6,6 мс), наименьший — в субботу (197±5,1 мс). В конце учебного года изменения латентного периода были незначительными и носили разнонаправленный характер. При анализе данных изменения этого показателя (по числу случаев) выявлено следующее: в начале учебного года после занятий увеличивался латентный период в 64,7% случаев на простой раздражитель и в 71,7±2% — на сложный; в конце учебного года к концу занятий преобладало уменьшение его в 56,8% случаев на простой раздражитель и увеличение в 71,3±1,2% — на сложный. Возрастал процент случаев нарушения дифференцировки (с 5,8±0,8 до 10,0±0,6) в начале года. В конце года, наоборот, процент случаев нарушения после занятий снижал- _ ся (с 9,2±1,3 до 7,7±1,4). Со стороны AMP отмечалось удлинение к концу учебного и рабочего дня во все периоды исследований, особенно в начале учебного года (на 24± ±0,4 мс). Выявленные изменения указывают на развитие утомления у учащихся к концу дня в начале года и в период летней практики. По исходным показателям длитель-
Изменение физиологических функций у учащихся ПТУ металлургического производства в динамике 3 лет обучения
Показатель 1-й год обучения 2-й год обучения 3-й год обучения
начало конец летняя практика начало конец летняя практика начало конец летняя практика
ЗМР, м/с AMP, м/с СПЗИ, бит/с 220±8,0 228+3,5 209±5,0 207+5,9 254 ±8,5 236±6,9 224±3,2 203+1.3 185±3,8
242± 10,0 172+3,4 226+ 5,6 168±2,3 248+9,0 172+4,5 201 ±2,4 191±1,2 251 ±6,2 169+3,8 214±5,4 176±1,1 224±2,9 186±1,1 201+2,9 163+1.6 183±1,1 161±1,0
196±5,6 1,2+0,05 176+1,6 1.0+0,05 188±9,0 1,5+0,05 189±3,4 1,2±0,05 171±4,7 1,4+0,05 164+2,9 1,4±0,07 189±2,1 1,4±0,05 158+1.6 1,7±0,03 158+1,0 1,7+0,08
1,2+0,05 1,1 ±0,05 1,4+0,04 1,3±0,04 1.6+0,03 1,3±0,09 1.6+0,04 1,7+0,04 1,8±0,09
Примечание. В числителе — показатели до занятий, в знаменателе — после занятий.
J
