ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТОКСИЧНОСТИ И ГИГИЕНИЧЕСКИХ НОРМАТИВОВ ПО ДАННЫМ ЭНТАЛЬПИИ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ниях, отмечено некоторое сходство протеинограмм, коэффициент подобия составил 50 %.

У 3 штаммов, выделенных от рожениц и новорожденных одного родильного дома (№ 37с выделен из зева новорожденного, № 17с — с конъюнктивы глаза, № 25с — со слизистой оболочки влагалища роженицы), также определено сходство белковых спектров. При сопоставлении электрофореграмм указанных штаммов отмечено высокое подобие у штаммов № 37с и 17с — коэффициент подобия составил 80 %. Коэффициент подобия штаммов № 25с и 17с был равен 60 %, штаммов № 25с и 37с — 40 %. Это может свидетельствовать о циркуляции определенного штамма вида P. aeruginosa в детском отделении и послеродовых палатах родильного дома.

Штаммы № 1с и 11с, выделенные с молочной железы роженицы и из носа новорожденного, имели индивидуальные протеинограммы.

Штаммы бактерий P. aeruginosa № 94 и 76, выделенные в ГКБ № I, также имели некоторое сходство, коэффициент подобия составил 50%, что косвенно свидетельствует о циркуляции определенного штамма в данном стационаре.

Таким образом, сравнение электрофореграмм бактерий рода Pseudomonas «водных» штаммов и штаммов, циркулирующих в стационарах, показало определенное различие по числу фракций, скорости их миграции, расположению, молекулярным массам белков наружных мембран бактерий, что позволяет распознавать сапрофитные штаммы. В нашем исследовании мы не стремились к эпидемиологическому расследованию, но, сравнивая электрофоретические профили белков псевдомонад, циркулирующих в стационарах, определили короткие «эпидемиологические цепочки» у части штаммов. Следовательно, метод электрофоретического типи-рования бактерий можно рекомендовать эпидемиологам и бактериологам для эпидемиологического расследования случаев внутрибольничных инфекций.

Литература

1. Алешня В. В., Цацка А. А., Влодавец В. В. и др. // Гиг. и сан,— 1982,— № 3.— С. 76—77.

2. Беляков В. Д., Колесов А. П., Остроумова П. Б. и др. Госпитальная инфекция.— Л., 1976.

3. Беляков В. Д., Ряпис J1. А., Илюхин В. И. Псевдомонады и псевдомонозы.— М., 1990.

4. Влодавец В. В., Трухина Г. М., Айзен М. С. и др. // Гиг. и сан,— 1986,— № 10.— С. 22—25.

5. Волчкевич Ж. А., Дегтева Г. К., Мокичев Н. Н. // Журн. микробиол,— 1990,— № 10,— С. 32—35.

6. Дегтева Г. К-, Блохина И. Н. Стафилококковые инфекции.— Л., 1972.

7. Калина Г. П. // Журн. микробиол,— 1980,— № 1,— -С. 25—32.

8. Комзолова Н. Б., Калина Г. П. // Гиг. и сан.— 1986.— № 2,— С. 57—60.

9. Рожавин М. А. // Там же,— № 1.— С. 41—42.

10. Яфаев P. X., Зуева Л. П. Закономерности эпидемиологического процесса.— Л., 1983.

11. Anaissie Е., Fainstein V., Pitlik S. et al. // Amer. J. Med.--1987,— Vol. 82, N 6.— P. 1191 — 1194.

12. Bedock В., Beytout J., Chanae M. et al. // Presse méd.— 1986.— Vol. 15, N 39,— P. 1973—1978.

13. Blazevic D. J., Koepche M. H., Matsen J. M. // Appl. Microbiol.— 1973,— Vol. 25, N 1.— P. 107—110.

14. Goetz A., Vu V. L„ Hanchett J. £., Rihs J. D. // Arch, intern. Med.— 1983.— Vol. 143, N 10.— P. 1909—1912.

15. Weber K.. Osborn M. // J. biol. Chem.— 1969,— Vol. 244, N 16,— P. 4406—4412.

Поступила 26.04.93

© В. Ф. ТРУШКОВ. Е. Р. КЛЛБУКОВА, 1994 УДК 6!3.032|-01:519.24

В. Ф. Трушков, Е. Р. Клабукова

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТОКСИЧНОСТИ И ГИГИЕНИЧЕСКИХ НОРМАТИВОВ ПО ДАННЫМ ЭНТАЛЬПИИ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Филиал Пермского медицинского института. Вятка

Методы математического моделирования и прогнозирования в настоящее время играют большую роль в токсикологических исследованиях и гигиене труда. Ранее были представлены данные о взаимосвязи некоторых показателей физико-химических свойств веществ, в частности температуры кипения, плавления, и результатов определения среднесмер-тельных концентраций, доз при разных видах воздействия [2], выявлены закономерности между порогами острого действия и строением неорганических композиций [4], предложены расчетные методы определения ПДК в воздухе рабочей зоны (ПДК„3) на основе термических свойств химических соединений [3).

Необходимо отметить, что учитываемые показатели физико-химических свойств веществ не в полной мере отражают структуру химических соединений, при исследовании композиций используемые методы позволяют определить только индивидуальные токсикологические характеристики каждого из веществ в отдельности.

Одним из наиболее важных структурных параметров, определяющих токсичность вещества, является энтальпия (АН) — удельная теплота, затрачиваемая на образование 1 моля данного соединения из элементарных химических веществ. Энтальпия в значительной мере коррелирует со склонностью веществ к образованию свободных радикалов, распределением электронной плотности в молекуле в зависимости от состава и структуры химических соединений.

Структурная чувствительность одной из важнейших термодинамических характеристик химических веществ энтальпии определяли в гомологических рядах спиртов, эфиров, кето-нов, моно- и диаминных производных жирного и ароматического ряда, производных бензола, нафталина и антрацена, изомеров крезола, диметилфенола, дихлор- и дигидрокси-бензола.

При определении взаимосвязи показателей среднесмер-

тёльных концентраций, доз веществ и энтальпии получены закономерности в гомологических рядах на основе анализа 96 веществ. Проанализированы также L08 веществ из работы [1].

При оценке взаимосвязи порогов острого действия веществ и величины энтальпии общее число проанализированных веществ в гомологических рядах составило 84. Аналогично определению среднесмертельных концентраций и доз при расчете порогов острого действии с учетом данных [1] проанализировано 65 веществ.

При определении зависимости уровней ПДКрз и энтальпии общее число проанализированных соединений в гомологических рядах составило 88.

На основе данных выявлено 4 группы веществ: 1-я группа — особоядовитые вещества, в которую входят амины жирного ряда с числом углеродных атомов не более 4, вещества, в которых гидроксильная группа присоединена непосредственно к радикалу — углеводородному, фенильно-

Таблица 1

Коэффициенты а, Ь, с формул для определения среднесмертель-ной дозы веществ

Группа веществ а ь с

1-я 6,8683- 10-5 4,4738- 10-3 4,8705-10-1

2-я 2,0890- ю-4 2,5188 10-2 1,7432

3-я 2,9783- ю-4 3,5364 10-2 4,7830

4-я 7,3880- 10-5 -3,5335- 10-3 8,7014

Таблица 2

Коэффициенты а, Ь, с формул для определения средне-смертельной концентрации веществ

Группа веществ а ь с

1-Я 1,7652- 10-3 2,0971 10-2 0,1021

2-я 6,8509 Ю-3 6,3052- ю-' 12,3121

3-я 1,0732 10-3 2,4060 ю-' 59,8154

,чу и т. д., а также вещества, содержание одну или несколько групп ЫН2, N02, С1 в качестве концевых; 2-я группа — сильноядовитые вещества — амиды, кетоны, нафталин — производные, а также сложные эфиры, амины и спирты с большими радикалами и вещества, у которых кислотная, альдегидная, органическая полярная (акриловая или подобная) группа присоединена непосредственно к метиль-ному, фенильному или иному подобному радикалу; 3-я группа — среднеядовитые вещества — бензол, толуол, альдегиды, кислоты с большими радикалами, производные эти-ленгликоля, метакриловой кислоты и др.; 4-я группа — малоядовитые вещества — антрацен и его производные, органические диоксиды, высшие спирты, фреоны, галогенпроиз-водные кислот, а также производные себациновой и других «тяжелых» органических кислот (эффективно действующие концентрации и СЬо в силу малой летучести, малой токсичности не установлены).

Данные для каждой группы веществ обработаны на ЭВМ методом наименьших квадратов.

В результате исследований получены графические формы номограмм и величины коэффициентов а, Ь, с с номографических формул (табл. 1—4):

1Л350=а(Д//)2+&)(ЛЯ)+с,

где АН — удельная энтальпия (теплота образования) вещества.

Аналогично для тех же групп получены номографические формулы: С\5о=а(АН)2+Ь (АН)+с и построены номограммы для С1-5о при ингаляционном воздействии.

При этом в уравнениях для расчета ЬО50 и СЬ50 коэффициент с представляет собой поправку на влияние неструктурных (собственно биологических) факторов воздействия вредных веществ.

Коэффициент с представляет собой поправку на влияние неструктурных (биологических) факторов.

Аналогично для тех же групп веществ получены номографические формулы и построены номограммы для расчета порога острого действия при воздействии веществ перку-танным путем (Ут^1). С учетом того, что номограммы являются однотипными, методом наименьших квадратов представляется возможным вывести линейное уравнение, связывающее Ь1шас при перкутанном и ингаляционном воздействии:

игПа"1=2,45251лтас+2,2563.

Свободный член этого уравнения (2,2563) представляет собой поправку на разность всасывания химического вещества при перкутанном и ингаляционном воздействии.

При определении Г1ДКрз для каждой группы веществ на основании исследований построены номограммы и определены коэффициенты номографической формулы, представленные в табл. 4.

В ходе исследований проведена проверка соответствия экспериментальных данных, характеризующих параметры токсикометрии и гигиенические нормативы веществ, прогнозируемым уровням. Так, при определении среднесмертельных доз и концентраций проанализировано вещество стирол. Относится ко 2-й группе — сильноядовитые вещества. ДЯ=4,10 ккал/моль. Подставляя АН в соответствующие формулы, проводят определение:

ЬО50= 2,0990 • 10-4 (4,10) 2+2,5188 • 10~2 • 4,10+1,7432= = 1,86 г/кг;

СХ5о=6,8509-10 3(4,10)2—6,3052-10 ' -4,10+12,3121 = =9,842 мг/л.

Таблица 3

Коэффициенты а, Ь, с формул для определения порога острого действия

Группа веществ а ь с

1-я 3,1148 105 7,6563- 10- 4 8,7814 • Ю-3

2-я 2,0123- 10-5 3,0035- 10 3 1,2750-10—1

3-я 1,4117 10-5 3,0327 10- -3 1,0344

4-я 1,3130 10-5 8,5323 ю- -4 2,7216

Таблица 4

Коэффициенты а, Ь, с формул для определения ПДКрз химических веществ

Группа веществ а ь с

1-Я 8,4775 ■ 10-6 —2,734 ■ 10-3 0,2499

2-я 2,2171 ю-" 1,6650 10-2 1,3001

3-я 1,04- ю—4 8,3743 • Ю-3 10,7934

4-я 1.03- 10-5 —2,984 - 10-2 16,7052

Экспериментальные величины доз стирола равны:

1^50= 1,85 г/кг; СЬ50=5—10 мг/л.

Проведено определение порогов острого действия N,N^11-этиламида моно-н-бутилового эфира фталевой кислоты, у которого АЯ= —131,9 ккал/моль. Вещество относится к 3-й группе (среднеядовитые вещества).

Ытас=1,4117-10 5(—131,9)2+3,0327-10~3-(—131,9) + + 1,0344=0,8799 мг/л.

Экспериментальная величина равна 0,88 мг/л. Расчетное значение ит3(. при перкутанном воздействии составляет:

4525-0,8799+2,2563=4,41 мг/см2.

Экспериментальная величина равна 4,29 мг/см2.

Метод обеспечивает хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных для сложных веществ с разветвленной структурой, большой молекулярной массой и может быть рекомендован для прогнозирования параметров токсичности и гигиенических нормативов химических соединений в воздухе рабочей зоны.

Выводы. 1. Показатели энтальпии как наиболее важной структурно-чувствительной термодинамической характеристики химических соединений могут быть использованы для определения параметров токсикометрии — среднесмертельных концентраций, доз, порогов острого ингаляционного и перкутанного действия.

2. Энтальпия химических соединений, характеризующая удельную теплоту их образования, состав и структуру молекул, может явиться основой определения величины ориентировочных безопасных уровней воздействия веществ в воздухе рабочей зоны.

Литература

1. Измеров Н. Ф., Саноцкий И. В., Сидоров К■ К■ // Параметры токсикометрии промышленных ядов при однократном воздействии.— М., 1977.

2. Люблина Е. И. // Материалы научной сессии по итогам работ Ленинградского института гигиены труда и профзаболеваний за 1961 —1962 гг.— Л., 1963.

3. Люблина Е. И., Филов В. А. // Вопросы общей и частной токсикологии.— Л., 1965.

4. Щербаков Г. Г. // Прогнозирование безвредных уровней содержания химических веществ в воздухе рабочей зоны.— М„ 1976.

Поступила 16.06.93