CC BY
8
риале и с помощью той же методологии оценке факторов, далеко не столь очевидных.
Сказанное в значительной степени относится а оценке влияния облучения, полученного жителями пос. Ленинский г. Каменска-Уральского в первые годы после аварии 1957 г., на заболеваемость их потомков (внуков и детей). С помощью многофакторного анализа удалось показать, что последствия радиационной аварии на Урале, несмотря на давность события, тем не менее служат одним из заметных факторов риска повышенной респираторной заболеваемости у детей, проживающих в городе в настоящее время.
Еще одним аргументом в пользу такого вывода являются результаты другого исследования, выполненного на этом же контингенте детей, но по иной методике. Они свидетельствуют об изменении в худшую сторону клинико-гематоло-го-иммунологического статуса детей — потомков облученных в 1957 — 1962 гг. по сравнению с их сверстниками, не имеющими таких предков [6].
Выводы. 1. Радиационная экспозиция, полученная жителями г. Каменска-Уральского в период наиболее интенсивного загрязнения территории Восточно-Уральским радиоактивным следом, является фактором риска частых респираторных заболеваний у их потомков во 2-м и 3-м поколениях.
2. Разработанные методические подходы, основанные на многофакторной оценке комплекса факторов риска с помощью математических
методов распознавания образов, адекватны решаемой задаче и могут быть использованы при проведении аналогичных исследований.
Л итсратура
1. Итоги изучения и опыт ликвидации последствий аварийного загрязнения территории продуктами деления урана / Под. ред. А. И. Бурназяна. — М., 1974.
2. Лбов Г. С. 11 Вычислительные системы. — Новосибирск, 19965. - Вып. 19. - С. 21-34.
3. Казанцев В. С. Задачи классификации и их программное обеспечение (пакет КВАЗАР). — М., 1990.
4. Насыбуллина Г. М. Прогнозирование частых заболеваний у детей дошкольного возраста: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Екатеринбург, 1993.
5. Никипелов Б. В., Романов Г. И., Булдаков Л. А. и др. // Атомная энергия. - 1989. - Т. 67, № 2. - С. 74-80.
6. Привалова Л. И., Кацнельсон Б. А., Ползик Е. В. и др. // Радиация, экология, здоровье. Средний Урал. — Екатеринбург, 1994. - Ч. 2. - С. 87-93.
7. Рябова Н. В., Насыбуллина Г. М., Ползик Е. В. и др. // Радиационный фактор и здоровье человека на Урале. — Екатеринбург. 1995. — С. 93 — 103.
8. Чуканов В. Н., Баженов А. В., Волобуев П. В. и др. // Радиация, экология, здоровье. Средний Урал. — Екатеринбург, 1994. - Ч. 1.-С. 23-34.
9. Чуканов В. Н., Кулагин А. П., Жуковский М В., Баженов А. В. // Там же. - С. 35-49.
10. Penrose L. S. // Birth. Defects: Orig. Artie!. Ser. - 1968. -Vol. 4, № 3. - P. 1-13.
Поступила 14. 07.95
S u m тагу. The radioactive radiation of the inhibitants of the town of Kamensk-Uralsky, Sverdlovsk Region, was studied for its impact on the health of their descendants. The radiation of parents was found to be a risk factor for increasing the high incidence of frequent respiratory "diseases of their children. The dietary deficiency of vitamins in children and other factors arc also causes of frequent respiratory diseases.
Общие вопросы гигиены
© 3. И. ЖОЛДАКОВА. В. В. КУСТОВА. 1996 УДК 614.7:678.745.834]-07
3. И. Жолдакова, Е. В. Кустова
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОПАСНОСТЬ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫХ БИФЕНИЛОВ И ИХ ЗАМЕНИТЕЛЕЙ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ МАТЕРИАЛЬНОЙ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ КУМУЛЯЦИИ
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
Полихлорированные бифенилы (ПХБ) относятся к липофильным и стабильным соединениям, для которых характерно накопление в окружающей среде [2, 10] и организме [4,9], что наряду со способностью давать отдаленные эффекты определяет их высокую опасность [1]. В связи с этим в качестве заменителей ПХБ были предложены соединения из ряда дифенилалканов — монохлорфенилксмлилэтан (МХФКЭ), фенил-ксилилэтан (ФКЭ), монобензилтолуол (МВТ), дибензилтолуол (ДБТ), которые, по данным фирмы "Rhone-Poulenc" [11], менее опасные соединения.
Поскольку одной из важнейших характеристик в эколого-гигиенической оценке химических веществ является способность к материаль-
ной и функциональной кумуляции, этому разделу и были посвящены наши исследования.
В экспериментах изучали функциональную кумуляцию МХФКЭ, ФКЭ, МБТ, ДБТ при одно- и многократном поступлении по смертельному эффекту и нарушению физиологических показателей у животных; оценивали способность и степень накопления ФКЭ в разных органах и тканях организма в зависимости от дозы и кратности поступления вещества. Функциональную кумуляцию 4 соединений изучали в острых опытах при однократном введении по среднему времени гибели животных и индексу кумуляции (1кум) [8]; при повторном введении веществ в дозе 0,2 ЬО50 по коэффициенту кумуляции (Ккум) [5]. Кумулятивные свойства по изменению физиологических и биохимических показателей ис-
Таблица I
Кумулятивные свойства МБТ, ДБТ, ФКЭ, МХФКЭ но результатам острых экспериментов
Вещество 'кум Степень ЕТи, ч Степень по
кумуляции кумуляции Кагану
МБТ 0,42 I—Б 52 I—А 1,65
ДБТ 0,22 I—Б 57 I—А 1,64
ФКЭ 0,37 I—Б 32 I—А 1,17
МХФКЭ 0,29 I—Б 25 1—Б 1,67
Бифснил* 0,5 I—А 54 1—А 1.3
МХбифенил* 0,07 I—Б 36 I—А 1,1
ДХбифенил* 0,15 I—Б 41 1—А 1,1
ТХбифенил* 0,38 I—Б 92 I—А 0,92
ПХбифенил* 0,36 I—Б 60 I—А 0,53
Примечание. Здесь и в табл. 2—3: звездочка — материалы секции "Гигиена воды и санитарная охрана водоемов".
следовали в подострых и хронических экспериментах.
Результаты экспериментов сравнивали в данными литературы о токсичности и опасности ПХБ [1, 6, 7].
Материальное накопление ФКЭ изучали путем прямого определения вещества в биологическом субстрате. С этой целыо мы в соавторстве с А. В. Карташовой разработали методику, основанную на концентрировании ФКЭ в гексане с последующим газохроматографическим анализом на приборе с пламенно-ионизационным детектором. Нижний предел измерений 0,68 мкг/г, время удерживания ФКЭ 4 мин 55 с, суммарная погрешность измерений 15%.
Результаты экспериментов показали, что при одно- и многократном поступлении кумулятивная способность МХФКЭ, ФКЭ, МБТ, ДБТ по смертельному эффекту оценена как высокая (табл. 1), в то время как некоторые представители ПХБ — три- и пентахлорбифенилы — проявляют чрезвычайно высокую кумулятивность.
В подострых и хронических опытах при изучении функциональной кумуляции основным критерием служило изменение пороговой дозы (ПД) во времени. При воздействии ДБТ она снижалась от 30 мг/кг через 5 сут до 3 мг/кг через 10 сут и сохранялась до конца эксперимен-
те -
6, о
5,0
э,о 0,6 0,5
0,3 О,Об
О,OS
1
Ю
?о
во
Рис. 1. Изменение пороговых доз в подострых экспериментах с ФКЭ (я), МХФКЭ (б), МБТ (в) и ДБТ (г).
По оси абсцисс — время (в сут); по оси ординат — (в мг/кг).
Таблица 2
Токсичность и опасность МБТ, ДБТ, ФКЭ, МХФКЭ по результатам подострых и хронических экспериментов
Вещество ПД™. мг/кг ПД, мг/кг мнк, мг/л 1-05о/ПД„ж зона кумуляции 1ЛЭ50/МНД
МБТ 0,6 0,6 1,2 4 -103 4 • 10*
ДБТ 3,0 - 6,0 3 • 103 3 ■ 104
ФКЭ 0,06 0.06 0,12 4 ■ 104 4 ■ I05
МХФКЭ 0,5 0,5 1,0 4 • 103 4 ■ 104
ТХБ* 18 0,01 0,02 2,5 • 105 4,5 • 106
Примечание. Здесь и в табл. 3: ПДПЭК — пороговая доза в подостром эксперименте, ПД — пороговая доза в хроническом эксперименте, МНК — максимальная недействующая концентрация, МИД — максимальная недействующая доза.
та. При воздействии МБТ и МХФКЭ снижение ПД наблюдали также к 10-м суткам, дальнейшего изменения не отмечали. Наиболее значимые изменения ПД выявлены при воздействии ФКЭ: от 6,0 мг/кг через 1 и 5 сут, 0,6 мг/кг через 10, 20 сут до 0,06 мг/кг к концу эксперимента (рис. 1). Нарастание токсического эффекта во времени в подостром эксперименте, проявляющееся снижением ПД для всех изученных соединений, по нашему мнению, свидетельствует о высоких кумулятивных свойствах соединений. Диагностическое определение ПД в хроническом эксперименте показало, что ПД, определяемая ежемесячно на протяжении 6 мес, оставалась на том же уровне, что и в подостром эксперименте. Сохранение ПД 1-го месяца в хроническом эксперименте для всех 4 изученных соединений выгодно отличает их от ТХБ, при действии которого ПД в хроническом эксперименте была в 180 раз ниже, чем в подостром.
Определенные в экспериментах пороговые и максимально недействующие дозы позволили оценить зону кумуляции и зону биологического действия и сопоставить кумулятивные свойства. изучаемого ряда и ПХБ по этим параметрам (табл. 2). Как видно из табл. 2, изученные соединения проявляют достаточно высокие кумулятивные свойства в хроническом эксперименте, наиболее опасным из них является ФКЭ, однако ТХБ еще более опасен, так как зона его биологического действия на порядок больше, чем у ФКЭ, и на 2 порядка, чем у других веществ.
Оценка опасности веществ по разным показателям функциональной кумуляции (табл. 3) показала, что классы опасности по разным критериям не совпадают. Так, в остром эксперименте по величинам 1кум и среднего времени гибели не выявлено отличий кумулятивных свойств изученных соединений и ПХБ. Однако законо-
Таблица 3
Классы опасности МБТ, ДБТ, ФКЭ, МХФКЭ по различным критериям, отражающим кумулятивные свойства
Вещество Класс опасности по параметрам
'кум ЕТ5о ^кум мнк LOso/niW LDjo/МНД
МТБ
ДБТ
ФКЭ
МХФКЭ
ТХБ*
мерно, что при длительном воздействии соединения ряда дифенилалканов менее опасны, чем ПХБ. Исключение составляет ФКЭ, который по способности к функциональной кумуляции приближается к ПХБ.
Процессы функциональной кумуляции мы сопоставили с процессами материального накопления вещества в организме животных. С этой целью был выбран наиболее опасный из изученных соединений ФКЭ. Способность к накоплению ФКЭ изучали в дозе 1/5 LD50. Вещество вводили белым крысам per os в масляном растворе. С целью определения динамики накопления вещества анализ биоматериала проводили через 2, 6 и 24 ч после однократного введения. Были исследованы сальник, сыворотка крови, цельная кровь, печень и выделения животных.
Вещество обнаружено только в печени, испражнениях и моче животных. Основное количество поступившего вещества выводилось с испражнениями — в среднем 2,51 мг вещества на 1 г испражнений, выделившихся в течение 1 сут. С мочой выводились следовые количества вещества.
Содержание ФКЭ в печени через 2 ч после введения составило в среднем 137 мкг/г, через б ч оно достигло 253 мкг/г, а к 24 ч повысилось еще на 39 мкг/г и достигло 292,0 (±46,9) мкг/г. Наибольшая скорость накопления вещества в печени отмечена в сроки от 2 до 5 ч, но максимум накопления наблюдали к 24 ч.
Для оценки степени накопления ФКЭ в зависимости от дозы при однократном поступлении изучали содержание вещества в печени после введения 2000 мг/кг (LD50), 560 и 280 мг/кг (1/10 LD50). При однократном введении ФКЭ в дозе 280 мг/кг в печени животных он не был обнаружен, по-видимому, из-за недостаточной чувствительности метода определения. Введение ФКЭ в дозе 200 мг/кг привело к накоплению его в печени в среднем в количестве 470 (±84,9) мкг/г,
что составило 12,7- 10~2% от введенной дозы, а введение меньшей дозы — 560 мг/кг привело к накоплению в 1 г печени 2б,4-10_2% (292,0 ± 46,9 мкг/г) от общего количества ФКЭ, т. е. процент накопления оказался выше при введении меньшей дозы.
Изучена также степень накопления ФКЭ в дозе 1/2 LD50 при одно- и многократном поступлении. При повторном поступлении исследования проводили после 4 введений, для анализа отбирали печень выживших к этому сроку животных (8 из 10). При однократном поступлении ФКЭ в дозе 1/2 LD50 в печени обнаружено в среднем 180 мкг вещества на 1 г, что составило 6,6-10_2% от общего количества поступившего ФКЭ. При 4-кратном поступлении той же дозы обнаружено 8190 мкг/г, или 0,64% от введенной дозы. Таким образом, при увеличении поступившего вещества всего лишь в 4 раза, количество аккумулированного вещества увеличивается в 45 раз, а процент относительного накопления увеличивается приблизительно в 10 раз.
Еще большую способность к накоплению вещество проявило при хроническом воздействии в низких дозах. При введении вещества в дозе
- ж
а б в
Рис. 2. Степень накопления ФКЭ (в %) в печени животных (на 1 г) в зависимости от введенной дозы.
По оси лбсцнсс — кратность поступления ФКЭ: а — однократно 1350 мг/кг, 6 — 4-кратно 1350 мг/кг, о — 150-кратно 0,6 мг/кг; по оси ординат — % ФКЭ в печени,- Ю-2.
0,6 мг/кг в течение 6 мес обнаружено в среднем 28,5 мкг вещества на 1 г печени, что составило приблизительно 1,2% от суммарного количества ФКЭ, поступившего в организм за время эксперимента. Общее количество вещества, полученного животными в хроническом эксперименте, было приблизительно в 10 раз меньше, чем при однократном введении 1/2 ЬОзо, а процент накопления в печени — в 18 раз больше. Различие в количестве поступившего вещества в хроническом эксперименте и при 4-кратном введении 1/2 ЬО50 составило 40 раз, тем не менее процент аккумулированного вещества при хроническом поступлении оказался в 2 раза выше, чем при 4-кратном введении сублетальной дозы (рис. 2).
Таким образом, относительная степень накопления ФКЭ тем выше, чем ниже доза и выше кратность поступления вещества, что является материальным подтверждением установленного Ю. С. Каганом третьего типа кумуляции, когда кумулятивные свойства нарастают с понижением вводимой дозы [3].
Мы сопоставили наши данные о накоплении ФКЭ в печени при хроническом 6-месячном воздействии с данными Т. А. Багдасарян о накоплении ТХБ в печени животных после 8-месячного поступления. При поступлении ТХБ в дозах 5,0, 0,5 и 0,05 мг/кг обнаружено в среднем 31,6, 21,2 и 5,1 мкг вещества на 1 г печени, что в процентах от введенного количества вещества во всем опыте составляет 0,26, 1,7 и 4,2 соответственно. Закономерно, что со снижением дозы процент накопления веществ в органе нарастал. Степень накопления ТХБ и ФКЭ при введении сходных доз (0,5 и 0,6 мг/кг) на протяжении 8 и 6 мес практически совпала (1,7 и 1,2%).
Проведенные исследования свидетельствуют, что накопление токсического эффекта во времени при действии изученных соединений связано с их способностью накапливаться в организме в неизмененном виде.
Таким образом, изученный ряд соединений — МХФКЭ, ФКЭ, МБТ, ДБТ по сравнению с ПХБ по кумулятивным свойствам обладает более низ-
кой степенью опасности; исключение составляет ФКЭ, который по способности к функциональной и материальной кумуляции близок к ПХБ.
Литература
1. Багдасарян Т. А. Сравнительная оценка полихлорирован-ных бифенилов в связи с их регламентированием в воде: Дис. ... канд. мед. наук. — М., 1982.
2. Бобовникова Ц. П., Вчрчеико Е. П., Малахов С. Г. // Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей среды. - Л., 1982. - С. 230-238.
3. Голиков С. Н., Саноцкчй И. В., Тиунов Л. А. Общие механизмы токсического действия. — Л., 1986. — С. 96.
4. Сурина Н. Н., Тарасов В. В. // Журн. экол. химии. — 1992. - № 2. - С. 5-20.
5. Токсикометрия химических веществ, загрязняющих окружающую среду / Под ред. А. П. Каспарова, И. В. Са-ноцкого. - М„ 1986. - С. 111-126.
6. Толстопятова Г. В., Жолдакова 3. И., Бариляк И. Р. // Гиг. и сан. — 1988. — № 5. - С. 6-9.
7. Толстопятова Г. В., Бариляк И. Р., Багдасарян Т. А. // Там же. - № 3. - С. 15-18.
8. Штабский Б М. // Там же. - 1985. - № 3. - С. 57-60.
9. Keck G. // Rev. Med. vet. - 1977. - Vol. 128, № 1. -P. 25-32; 35-49.
10. Monod /. L., Arnoux A. // lyes Jorn. Pollut. Mar. Meditter. — Monaco, 1979. - P. 207-211.
11. Jarilek C. Toxicology and Environment. Rappor N 99566. — Rhonc-Pouleno, 1988.
Поступила 12.07.95
© П. А. СМИРНОВА. И. Б. ТОКИН, 1966 УДК 616-008.924.9-07:519.24
П. А. Смирнова, И. Б. Токин МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕТАБОЛИЗМА РТУТИ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА
Санкт-Петербургский университет
В условиях увеличивающегося загрязнения среды процессы бионакопления ртути, опосредованные пищевыми цепями, ведут к неблагоприятным последствиям. Опасность усугубляется тем, что в экологическом плане для ртути не существует механизмов самоочищения. В связи с этим представляется важным создание математической модели, описывающей содержание ртути в организме человека [1]. Метаболическая модель экспертов ВОЗ [2] описывает количество метилртути, накопленное организмом, используя экспоненциальную функцию первого порядка. Эта модель , однако, является весьма обобщенной и не позволяет выявить различия между путями проникновения ртути в организм, а также оценить коэффициенты перехода и функцию депонирования.
Нами предложена модель, основанная на кинетике процесса токсического воздействия ртути, при этом организм рассматривается как система камер (органов), связанных между собой стрелками, показывающими перемещение соединений ртути с кровыо (см. рисунок). Обозначим х,(/)_ количество ртути в отдельной камере в момент времени / > 0, / = 1, Ы, при этом:
*,(/ +д)-х//)/д = =у,а) - t-4M.ii) - <т + да) - <//о) - (1)
Равенство (1) отражает изменение количества ртути в органе за малый интервал времени Д. В пределе при А 0, получаем систему обыкновенных дифференциальных уравнений, где / > 0, вида:
х,{1) = У,(0 ~ к0ЫО - 4(0).+ км(хр) - ¿/О) - г,С), (2)
Окружающая среда
Проникновение и распределение ртути внутри организма (пояснения в тексте).
