CC BY
3
*
^ДК 613.632-07 + 615.8.015.2.015.4] :510.24
А. /С Манеяко, О. П. Иванова
сравнительная характеристика методов математической оценки характера комбинированного действия двух и более
повреждающих химических факторов при
одновременном и последовательном введении
в острых опытах
Львовский медицинский институт
Существующие методы оценки комбинированного действия вредных химических веществ основаны на примате суммирования эффектов при определении токсичности отдельных компонентов и их смесей на уровне среднесмертельных фьлоз (концентраций), а также на последующих этапах системы токсикометрии с целью установления основного типа взаимодействия токсичных веществ с количественной оценкой комбинированного действия — аддитивности, антагонизма, потенцирования [1, 8, 11, 12]. Вместе с тем необходимо учитывать и такие разновидности качественных характеристик, как абсолютные и относительные антагонизм и потенцирование [2]. На наш взгляд, этот сложный вопрос успешно решается методом [7, 10] анализа по параметрам токсичности для смесей постоянного состава как по набору компонентов, так и по количественным соотношениям между ними с расчетом Ккд по эквивалентным дозам и сумме эффектов удельных доз ингредиентов.
В настоящем сообщении приведены результаты сравнительной оценки LD50 бинарных — четверных смесей (при одновременном и последовательном пероральном введении) наиболее широко применяемых пестицидов универсальным методом [1] (далее метод I) и указанным выше методом [7, 10] (метод II) с интерпретацией токсикологического смысла качественных и количественных характеристик типа комбинированного действия.
Эксперименты проведены с 11 комбинациями 4- пестицидов — гранозана (2%), ГХЦГ (12%), карбофоса (30%), цинеба (80%), для которых ранее в отдельности были установлены LD50 (на 200 белых крысах, по 50 на каждое вещество), равные соответственно 53(32—71),600(282—917), 500(391—608), 2000(1399—2600) мг/кг. Для определения LD50 каждой из 11 смесей использовано по 30 белых крыс (10 на каждую дозу), всего 660 животных (по 330 при одновременном и последовательном введении per os).
Суть универсального метода оценки комбинированного и комплексного действия освещена в литературе [1].
Приводим результаты применения метода II для оценки характера комбинированного дейст-вия бинарных — четверных смесей пестицидов
при одновременном введении per os белым крысам.
Приводим пример расчета LD50 и оценки характера комбинированного действия смеси гранозан-{-карбофос. Вначале устанавливаем LD50 каждого вещества в отдельности, получаем уравнение зависимости доза — эффект каждого i-ro компонента. Причем для расчета LD50 применяется метод 2 или 3 точек с описанием зависимости процента летальности (у) от дозы (х) уравнением прямой с угловым коэффициентом: у = ах-\-Ь, где Ъ — свободный член [9]. Эту методику мы раньше применяли для количественной оценки комбинированного действия бинарных— четверных смесей пестицидов [3].
Уравнение зависимости доза — эффект для гранозана имеет вид у=1х—3,33; для карбофоса— у = 0,166х— 33,3. Решая оба уравнения относительно х, получаем величины LD50, равные для гранозана 53(35—71) мг/кг, карбофоса — 500(391—608) мг/кг. Затем устанавливаем LD50 смеси, исходя из соотношения 1:1, рассчитывая ее изложенным выше способом. Уравнение зависимости доза — эффект для смеси: у = 0,163х — — 10,15; значение LD50 — 369 (258—479) мг/кг. Следующий этап — получение общей массы («валовой») LD50 и определение процентного содержания каждого компонента в ее составе. «Валовую» LD50 получаем, суммируя величины LD50 каждого компонента при изолированном воздействии, т. е. 53-}-4-500 = 553 мг/кг. Гранозана в ней 9,64%, карбофоса 90,36 %, соответствующие им удельные дозы каждого компонента в составе экспериментально установленной LD50 смеси — 369 мг/кг—равны для гранозана 35 мг/кг (ДО, карбофоса 333,45 мг/кг (Д2). Подставляя значения удельных доз в уравнения зависимости доза — эффект, полученные ранее для каждого компонента в отдельности, находим процент гибели животных (эффекты Ех и Е2): для гранозана 32,21, карбофоса 22,32, суммарный процент 54,53 (Е). По уравнению зависимости доза — эффект, полученному для данной комбинации при установлении LD50 смеси, находим дозу (Дк), эквивалентную найденному эффекту (Е): 54 = = 0,163-Дк—10,15; Дк = 396 мг/кг. Характер комбинированного действия компонентов смеси
Таблица 1
Сравнительная оценка величин ЬО50 бинарных — четверных смесей пестицидов, рассчитанных различными способами
Метод I
последовательное вве дение
одновременное введение
одновременное введение
последовательное введение
ьи50 смеси (эксперимен тальная), мг/кг
ьи50 смеси (эксперимен тальная), мг/кг
Дк смеси
(эквивалент ная), мг/кг
условная ЬОГ)0 смеси в частях от ЬЕ>60 компо
нентов
Дк смеси
(эквивалентная), мг/кг
Гранозан + ГХЦГ
Гранозан + карбофос
Гранозан + цинеб
ГХЦГ + карбофос
ГХЦГ + цинеб
Карбофос + цинеб
Гранозан + ГХЦГ + карбофос
Гранозан карбофос + цинеб
Гранозан + ГХЦГ + цинеб
ГХЦГ + карбофос + цинеб
Гранозан -)- ГХЦГ + карбофос + цинеб
по токсичности оцениваем, рассчитывая его коэффициент (Ккд): Ккд=ЬО50 смеси/Дк = 369,02
(258—479)/396 = 0,93 (0,65—1,20). Значения Ккд
меньше 1 — антагонизм, равные 1 — аддитивность, больше 1 — потенцирование. В случаях, когда верхняя доверительная граница Ккд<1, а Е<100 %, то антагонизм абсолютный; когда нижняя доверительная граница Ккд=1, а Е> >100%,— абсолютное потенцирование. Во всех остальных случаях имеют место относительные антагонизм или потенцирование либо аддитивность. В нашем примере значение Ккд приближается к 1 и результат можно охарактеризовать как суммацию с тенденцией к относительному антагонизму. Аналогичным способом рассчитывали Ккд тройных, четверных и т. д. смесей как при одновременном, так и при последовательном введении.
Аналогично изложенному выше нами проведены расчеты смесей пестицидов при последовательном их поступлении, суть получения которых заключалась в предварительном определении максимального времени (Т) накопления вещества в «метаболических областях», на максимуме которого вводили каждое последующее соединение [3—6].
тем рассчитать 1\кд, при этом отсутствует возможность определения вклада каждого ингредиента в ЬБ5о смеси.
В табл. 2 приведены результаты сравнительной оценки характера комбинированного действия смесей пестицидов по Ккд при одновременном и последовательном введении составляющих.
Известно, [2], что абсолютный антагонизм возникает в случаях, когда эффективная доза смеси включает полную изоэффективную дозу хотя бы одного из компонентов и любую, но эффективную дозу другого, при этом кривая выйдет за пределы изодинамической диаграммы выше линии суммирования. При относительном антагонизме экспериментальная кривая проходит выше линии суммирования, но не выходит за пределы изодинамической диаграммы. Абсолютное же потенцирование имеет место в тех случаях, когда эффективная доза смеси слагается из заведомо неэффективных доз каждого компонента для веществ разнонаправленного действия, при этом кривая проходит ниже линии суммирования, выходя за пределы изодинамической диаграммы. Для веществ однонаправленного действия сумма эффективных доз может достигнуть или не достигнуть эффективного уровня,
Представляет интерес сопоставление результатов расчета среднесмертельных доз указанных смесей пестицидов двумя способами при одновременном и последовательном введении компонентов (табл. 1). Как видно из табл. 1, по методу II экспериментатор получает абсолютные значения кБ50 смесей, эквивалентные дозы, по которым можно рассчитать Ккд, а зная процентное содержание компонентов в смеси, четко может определить вклад каждого ингредиента в ЬО50 смеси. По методу I условную ЬО50 смеси в частях от ЬБ5о каждого ингредиента необходимо перевести в миллиграммы на 1 кг и только за-
что зависит от абсолютных значений этих доз и числа компонентов. При относительном потенцировании экспериментальная кривая проходит ниже линии суммирования, но не выходит за пределы изодинамической диаграммы. В наших исследованиях карбофос и цинеб — препараты однонаправленного антихолинэстеразного действия, остальные — разнонаправленного.
Как видно из табл. 2, по методу I для смесей 1—3 при одновременном введении отмечен антагонизм (А), по методу II — относительный антагонизм (ОА), суммация (С), ОА и ОА соответственно. Для смеси 4 отмечена С обоими мето-
Таблица 2
Сравнительная оценка типа комбинированного действия бинарных — четверных смесей пестицидов по Ккд» рассчитанным
различными способами
Смесь Метод I Метод I I
одновременное введение последовательное введение одновременное введение поел едов ател ь н ое введение
ККД тип комбинированного действия • Ккд тип комбинированного действия Ккд Е тип комбиии-рованно-го действия Кнд Е тип комбинированного действия
1. Гранозан + ГХЦГ 0,67 А 0,38 А 0,69 100 ОА 0,65 100 А
2. Гранозан + карбофос 0,81 А 0,33 А 0,93 100 С ОА 0,68 100 АА
3. Гранозан + цинеб 0,70 А 0,40 А 0,71 100 ОА 0,61 100 АА
4. ГХЦГ + карбофос 0,97 С 0,24 А 1,00 100 С 0,59 100 АА
5. ГХЦГ + цинеб 1,30 П 0,75 А 1,05 100 С-^ОП 0,66 100 ОА
6. Карбофос + цинеб 0,99 С 0,34 А 1,18 100 ОП 0,62 100 А
7. Гранозан + ГХЦГ + карбофос 0,38 А 0,22 А 0,50 100 АА 0,62 100 АА
8. Гранозан + карбофос цинеб 0,61 А 0,16 А 0,80 100 ОА 0,65 100 АА
9. Гранозан + ГХЦГ -{- цинеб 0,62 А 0,38 А 0,75 100 АА 0,64 100 АА
10. ГЦХГ + карбофос + цинеб 0,55 А 0,38 А 0,64 100 ОА 0,59 100 АА
11. Гранозан-]- ГХЦГ-¡-карбофос-]-цинеб 0,46 А 0,22 А 0,50 100 АА 0,59 100 АА
дами. Для смеси 5 по методу I установлено потенцирование (П), а по методу II — С с тенденцией к относительному потенцированию (ОП). Для смесей 7, 9, 11 результаты оценки типа комбинированного действия по методу I совпадают, по методу II выявлен абсолютный антагонизм (АА), а для смесей 8, 10 при расчете Ккд по методу II отмечен ОА против А по методу I. Таким образом, качественные характеристики комбинированных эффектов бинарных — четверных смесей по методу II значительно расширяются за счет точного учета эффектов компонентов соответственно величинам удельных доз. Что 'касается типа комбинированного действия при последовательном введении, то как по методу I, так и по методу II для всех смесей установлен антагонизм с той лишь разницей, что по методу II антагонизм дифференцируется на абсолютный (смеси 2, 4, 6—10) и относительный (смеси 1, 5). Уменьшение токсичностй смесей при последовательном введении должно объясняться, по нашему мнению, расшифровкой механизма их биотрансформации, кислотно-основного гомеостаза, функции структурно-метаболическо-го комплекса эндоплазматического ретикулума, что является предметом специального обсуждения.
Полагаем, что метод II с учетом возможности получения дифференцированной качественной оценки комбинированных эффектов на основе количественного расчета Ккд более информативен. Так, наряду с расчетом ЬО50 смеси метод позволяет рассчитать эквивалентную дозу на основе учета суммы эффектов удельных доз ингредиентов, особенно в тех случаях, когда острые опыты будут моделировать соотношения вредных веществ (смеси непостоянного состава), соответствующие дозам (концентрациям), встре-
чающимся в реальных производственных условиях, что позволит точно выбрать дозы (концентрации) для проведения подострых, хронических экспериментов.
Выводы. 1. Результаты метода анализа комбинированных эффектов вредных веществ по параметрам токсичности для смесей постоянного состава как по набору компонентов, так и по количественным соотношениям между ними с расчетом Ккд по эквивалентным дозам и сумме эффектов удельных доз ингредиентов (метод II) совпадают с результатами оценки комбинированных эффектов по методу I, но они информативнее за счет расширения качественной характеристики комбинированного действия смесей: АА, АП, ОА, ОП. Апробированный метод должен найти широкое применение в практике токсикометрии смесей как постоянного, так и непостоянного состава.
2. Применение метода расчета Ккд по эквивалентным дозам и сумме эффектов удельных доз ингредиентов позволяет дифференцировать антагонизм при одновременном и последовательном введении компонентов смеси на относительный и абсолютный и реально прогнозировать выбор доз (концентраций) на последующих этапах гигиенического регламентирования смесей.
Литература
1. Каган Ю. С.//Гиг. и сан. — 1973. —№ 12.— С. 89—91.
2. Кустов В. В., Тиунов Я. А., Васильев Г. А. Комбинированное действие промышленных ядов. — М., 1975.— С. 6—40.
3. Маненко А. К.// Гиг. и сан. — 1972. — № 10.— С. 70— 72.
4. Маненко А. /(.//Актуальные вопросы фармакологии и токсикологии. — Тернополь, 1981. — С. 85—86.
5. Маненко А. К. // Гигиена окружающей среды. — Киев, 1984.— С. 106.
6. Маненко А. К. // Современные вопросы токсикологии и гигиены применения пестицидов и полимерных материалов.— Киев, 1985. — С. 102.
7. Методические рекомендации к постановке экспериментальных исследований по изучению характера комбинированного действия химических веществ для определения подходов к гигиенической оценке производственной среды / Штабский Б. М., Федоренко В. И. и др. — М., 1985.
8. Нагорный П. А: Комбинированное действие химических
9. 10.
11.
12.
веществ и методы его гигиенического изучения. — М.„ 1984.
Штабский Б. М% Гжегоцкий М. И., Гэ/сегоцкий М. Р„ и др. //Гиг. и сан. — 1980. — № 10.— С. 49—51. Штабский Б. М., Федоренко В. И. // Там же.— 1987.— lib 9. — С. 60—63.
Штенберг А. И., Лутсоя X. И. // Вопр. питания. —
- С. 3—9.
Probit. Analysis A Statistical Treatment
— London, 1952.
1985. — № A.Finney D. J. of Sigmoid Response Curve.
Поступила 18.11.87'
Обзоры
УДК 614.7:661.1S5
О. Я. Волощенко> И. В. Мудрый
поверхностно-активные вещества в окружающей
среде и здоровье человека
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева
К
Окружающая среда по сравнению с врожденными, наследственными факторами здоровья, по мнению Г. И. Сидоренко и Е. А. Можаева [28], является вторичным, но мощным фактором, оказывающим значительное воздействие на состояние здоровья. М. Г. Шандала и соавт. [31] считают, что качество окружающей среды может влиять на приспособительные, адаптационные возможности организма. При этом возникает угроза неблагоприятных сдвигов в состоянии здоровья вплоть до развития заболеваний. Можно полагать, что поверхностно-активные вещества (ПАВ) —детергенты, являясь распро-
страненным химическим фактором окружающей среды [2, 29], могут влиять на здоровье населения.
В среде обитания человека детергенты обычно определяются на уровне невысоких концентраций. Так, при изучении фактического загрязнения воздушной среды жилища установлено, что анионные ПАВ присутствуют в ней на уровне следовых количеств (0,0019—0,0077 мг/м3), в смывах с пола и поверхностей предметов в жилых и вспомогательных помещениях их концентрации составляют 0,01—0,039 мкг/см2. В быту при использовании моющих препаратов количества анионных детергентов на поверхности кожи человека и тканях одежды могут достигать соответственно 9 и 20 мкг/см2 [7]. Установлена прямая зависимость величины остаточных. количеств детергентов на поверхности кожи рук от продолжительности контакта и концентрации моющих растворов [20]. Остаточные количества анионных ПАВ- в белье детских (ясли-сад) и родовспомогательных учреждений составляют соответственно 0,0016—0,04 мг/см2 (0,12—
1,6 мг/г) и 0,00032—0,0005 мг/см2 (0,029—0,04 мг/г) [16, 22]. Существует предположение, что это может быть одной из причин роста частоты кожных форм гнойно-септических инфекций среди новорожденных [22]. Содержание ПАВ в производственных выбросах достигает 60 мг/м3 [14]. Максимальные концентрации детергентов в атмосферном воздухе на расстоянии 3 км от предприятия, выпускающего моющие препараты,, соответствуют 0,035—0,045 мг/м3 [15]. В колодезной воде населенных пунктов, расположенных на расстоянии 1,5—5 км от источника загрязнения, ПАВ обнаружены в количестве 0,05 мг/л [8]. В производственных условиях содержание детергентов установлено в более высоких концентрациях. Так, в рабочей зоне концентрация пыли детергентов колеблется от 8,8 до 166 мг/м5 [11, 18, 25, 30]. У работающих на предприятиях по выпуску средств бытовой химии в смывах с поверхности кожи рук содержание ПАВ составляет 10—19,4 мкг/мл [20].
В. В. Бочаров и Б. Е. Чистяков [3] все виды, контактов человек — ПАВ разделяют на 4 категории: преднамеренный прием внутрь и на-кожно, случайное или непреднамеренное попадание детергентов внутрь, контакт с кожей и верхними дыхательными путями без средств индивидуальной защиты (СИЗ), возможный незначительный контакт с кожей и верхними дыхательными путями при использовании СИЗ.
Экспериментальные данные и результаты кли-нико-иммунологического обследования населения, проживающего в окрестностях производства ПАВ и моющих средств, свидетельствуют о сенсибилизации населения. Этот фон, как считает П. А. Золотов [13], очевидно, связан с на-
