CC BY
7
ЛИТЕРАТУРА. Плохинский Н. А. Биометрия. Новосибирск, 1961, с. 224.
Поступила 5/1V 1971 г.
HYGIENIC ASSESSMENT OF LABOUR CONDITIONS ON A GRAIN HARVESTER
COMBINE
В. I. Ryabstev, L. A. Pogorelaya
Labour conditions on the experimental combines «Niva» and «Kolos» are much better than those on the trade mark CK-4 combines: the dust contents in the air is diminished, the rate of impulse vibrations and the noise level are lowered down in certain cases to the permissible parameters, the labour-consuming operations associated with the technical sevice and the operation of the combine are decreased. However, there is a number of unfavorable factors due to the defects in the machine design. The main are a high temperature in the cabin and a great force required for the use of control levers and pedals. On the basis of the investigation data obtained hygienic and physiologic recommendations were elaborated and are taken into account by the plants working at the production of a new series of combines.
УДК 613.632 +615.9-057]:547.497.1
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДИТИОКАРБАМАТОВ
Е. А. Антонович, О. В. Чернов, Л. В. Самош, Л. В. 'Марцонь, М. А. Пилинская, Л. И. Куринный, М. Ш. Векштейн, В. С. Марцонь,
П. Н. Балин, И. И. Хиценко
Всесоюзный научно-исследовательский институт гигиены и токсикологии пестицидов полимерных и пластических масс, Киев
В последние годы мы проводили токсиколого-гигиенические исследо вания производных дитиокарбаминовой кислоты, которые применяются в сельском хозяйстве и используются в производстве резин. Изучали токсичность пестицидов при однократном и многократном поступлении в организм животных через желудочно-кишечный тракт, выявляли их эмбриотоксич-ческие, гонадотоксические, бластомогенные свойства и цитогенетическое действие. Исследовали метаболизм этих веществ в организме теплокровных животных, а также на продовольственных и некоторых технических культурах.
Из изученных производных диметил- и этилен-бис-дитиокарбаминовой кислоты наиболее токсичными при однократном введении в желудок оказались тетраметилтиурамднсульфид (ТМТД) и цирам (табл. 1). Кумулятивное действие у них также более выражено. Коэффициент кумуляции при введении ТМТД в дозах, равных 1/10 и 1/20 ЬОБ0, равен 2,1—2,85, цирама — 1,2—2,9. Кумулятивное действие цирама увеличивается с уменьшением его дозы. Коэффициент кумуляции купрацина несколько больше и равен 3,63. У других исследованных нами пестицидов кумулятивные свойства выражены слабо. Крысы переносят повторное введение манеба, цинеба и поли-карбацина в суммарных дозах, превышающих ЬО50 в 10—12 раз. Длительное (год и более) поступление в организм ТМТД и цирама в сравнительно небольших количествах (1—10 мг/кг) приводит к развитию хронического отравления. Так, при введении крысам ТМТД в дозах от 4 до 1 мг/кг веса тела наблюдались изменения морфологического состава крови, функционального состояния печени, нарушения ферментных систем, регулирующих окислительно-восстановительные процессы, структурные изменения в органах и тканях.
Установлено (Е. А. Антонович и С. Е. Брагинский; Е. А. Антонович и М. Ш. Векштейн), что дитиокарбаматы накапливаются в печени, почках, сердце, селезенке, головном мозге, стенках желудка и кишечника, мышцах, надпочечниках, поджелудочной, вилочковой и половых железах. Мак-
Таблица ?
Токсичность дитиокарбаматов при однократном и многократном введении в желудок
Пестицид Вид животного Доза (в мг/кг)
однократное введение многократное введение
иэ„ токсическая не действующая
ТМТД Крысы 400— 68 (технический препарат) 4—1 <0,5
Крысы 1240 (очищенный препарат) 10 <1,0
1230 (технический)
Цирам Мыши 362 (очищенный)
337 (технический)
Кролики — 101 2.51
Крысы 1750 50 7,02
Цинеб Крол>:ки 600 (ЬО10„)
Крысы 4775 (технический) 10
Манеб 5270 (очищенный)
Мыши 4000 (технический)
Купрацин 1 Крысы 4080— 682 (технический) 40 72
Марцин Крысы 1216=^28,8 (технический) — —
Поликарбацин Крысы 6100± 1,300 61 7,6
1 Данные Н. Г. Фельдман, Р. А. Рязановой, В. X. Еиикеева (1969).
2 Пороговая.
симальное накопление пестицидов отмечается в эндокринной системе-(рис. 1 и 2).
Диметилдитиокарбаматы в организме образуют тетраметилтиомоче-вину, аминную соль диметилдитиокарбаминовой кислоты, сероуглерод и другие соединения. В процессе метаболизма цирама возникает ТМДТ.
3 4 5 6 7 8 9 Ю п 12 /3 Н /5 /6 /7 Мни опыта
Рис. 1. Динамика содержания ТМТД в крови,, моче и тканях крыс.
/ — моча; 2 — легкие: 3 — мышцы; 4 — мозг: 5 — кровь.
В процессе превращения этилен-бис-дитиокарбаматов в организме теплокровных образуются этилентиомочевина, этилентиураммоносульфид, сероуглерод и др. Дитиокарбаматы и их производные выводятся с мочой, калом и выдыхаемым воздухом. Дольше всего (до 4 недель) выделяется из организма ТМТД. Другие исследованные нами дитиокарбаматы сохраняются в организме от 4 до 6 дней.
В экспериментах на белых крысах (по 20 животных в группе) исследовано влияние цинеба, цирама, манеба и поликарбацина на эмбриогенез. Беременным животным препараты вводили с молоком в желудок через день в период интенсивной дифференцировки органов и тканей зародышей (с 9— 13-го дня до конца беременности). Часть животных забивали на 20-й день беременности. Учитывали количество желтых тел и резорбированных плодов, количество мертворождений, особенности постнатального развития, выживаемость, уродства развития. Все обнаруженные виды патслогичес-
Таблица 2 Эмбриотоксичность дитиокарбаматов
Пестицид Доза (в иг/кг) Неблагоприятный исход беременности (в %)
Цирам 250 97,8
42 22,6
14 4,4
Цинеб 300 22,6
50 11,5
Манеб 50 21,2
25 25,0
5 30,0
1 5,2
Поликарбацин 610 Тератогенный
эффект
61 8,9
Контрольная
группа жи- 12
вотных —
■кого действия объединяли в понятие «неблагоприятный исход беременности» (табл. 2).
Все изученные пестициды обладали эмбриотоксическим действием, что выражалось в резорбции плодов, большой гибели помета, низком весе новорожденных, задержке постнаталь-ного развития. Цирам, поликарбацин и манеб вызывали аномалии развития — дефекты костей черепа, укорочение и отсутствие конечностей и хвоста, незаращение верхнего неба и др. По степени выраженности эмбриоток-сического действия на основании результатов наших исследований, а также данных Р. А. Рязановой пестициды могут быть расположены в •следующем нисходящем порядке: манеб, цирам, цинеб, поликарбацин; по степени выраженности тератогенного действия — цирам, манеб, поликарбацин.
Гонадотоксичность дитиокарбаматов изучали путем введения их в дозе 2 мг/кг неполовозрелым самцам и самкам крыс в течение 50 дней и последующем перекрестном спаривании их между собой и с интактными самками и самцами. У самок исследовали характер астрального цикла, у самцов — функциональное состояние сперматозоидов. Установлено, что исследуемые дитиокарбаматы обладают гонадотоксичностью, которая наиболее выражена у цирама и наименее — у цинеба. Поликарбацин даже в дозе 610 мг/кг не оказывал гонадотоксического действия.
Бластомогенную активность ТМТД, цирама, цинеба и манеба изучали на черных мышах низкораковой линии С57 и беспородных белых мышах. Животным раз в неделю вводили в желудок пестициды в виде взвеси в крахмальном клейстере. Как выявлено, все пестициды обладают слабой бластомогенной активностью (табл. 3).
Изучение в динамике патологоморфологи-ческих и гистохимических процессов бластомо-генеза показало, что уже через 2—6 недель после окончания введения яда в легких наблюдалось диффузное утолщение межальвеолярных перегородок за счет пролиферации альвеолярных и гистиоцитарных клеточных элементов,
появление атипичных больших клеток со светлой цитоплазмой игипер-или гипохромным ядром. По истечении 3 месяцев возникали аденомы, имеющие тубулярное строение. К 6 месяцам аденомы представлялись более зрелыми и имели, как правило, папиллярное строение. Наряду с этим отмечалась пролиферация эпителия бронхов.
С 2-недельного срока постепенно нарастало содержание РНК в эпителии бронхов и атипичных клетках, увеличивалась активность окислитель-но-восстановительных ферментов.
Процессы бластомогенеза при воздействии на организм цинеба, цира-1ма и манеба качественно очень близки к тем, которые обнаруживались при
1700 -^¡БОО %!500
| моо
ч»/300
ъ/200
б шии 900 Ъ 800
^ оии § 500 Я 400 §300 200
/00 -
г*М 2 3 4 Мни опыта
Рис. 2. Динамика содержания купрацина в надпочечниках и щитовидной железе крыс.
/ — надпочечники: 2 — щитовидная железа.
Таблица 3
Бластомогенная активность дитиокарбаматов
Пестицид Вид животных Доза (в мг/кг) Количество введе- Срок наблюдений после окончания Процент животных, пораженных опухолями
ний введения (в месяцах) опыт контроль
Цинеб Мыши белые беспородные Мыши С57 черные 1300 1750 6 11 7 6 30,0 7,6 8 0
Цирам Мыши С57 черные Мыши белые беспородные 75 60 20 14 6 7 7,4 40,0 0 10,0
Манеб Мыши С57 черные 600 6 9 9,5 0
ТМТД Мыши С57 черные 300 6 6 4,0 0
введении уретана. При длительном (9 месяцев) введении с пищей пестицидов в дозе 2 мг/кг у черных мышей линии С57 не оказалось зрелых опухолей. Однако при этом в легких возникали морфологические изменения, которые могут рассматриваться как предопухолевые. Наиболее выраженное бластомогенное действие обнаружено у манеба и наименее — у ТМТД.
Изучено действие цинеба, цирама, манеба и ТМТД на хромосомы соматических клеток человека и животных в опытах invitroH in vivo. При обработке культуры лимфоцитов цельной крови человека цирамом в дозах 0,06, 0,015 и 0,003 мкг/мл число клеток с поврежденными хромосомами оказалось статистически достоверным, превышало таковое в контроле и составляло 13,33, 9 и 5,5% соответственно. При дозе 0,0006 мкг/мл разница в числе аберрантных клеток между опытными и контрольными культурами оказалась статистически недостоверной. Препарат индуцировал аберрации как хроматидного, так и хромосомного типа в соотношении 2,7:1.
С целью определения цитогенетической активности цирама изучена частота хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови рабочих, контактирующих с этим веществом в производственных условиях. Количество метафаз с аберрациями в обследуемой группе почти в 6 раз превышало таковое в контроле и составляло 5,9%. Обнаружено повышенное по сравнению с контролем число аберраций как хроматидного, так и хромосомного типа (в соотношении 2,3:1). По основным количественным показателям цитогенетического действия данным in vivo весьма близко соответствуют результаты, полученные при обработке культур цирамом в концентрации 0,003 мкг/мл.
Манеб в дозах 0/5, 15 и 30 мкг/мл в культуре лимфоцитов цельной крови человека повышал частоту хромосомных аберраций до 12—22% (в контроле 2%). Зависимости от дозы в пределах испытанных концентраций не удалось выявить. При увеличении же экспозиции до 48 часов число аберраций при той же дозе манеба (15 мкг/мл) возрастало до 55%.
В опытах in vivo на кроликах манеб обладал также цитогенетической активностью (А. В. Самош). При однократном введении в желудок препарата в дозе 800 мг/кг через 24 часа в клетках костного мозга животных достоверно учащались хромосомные аберрации более чем в 7 раз по сравнению с контролем (7,8 и 1 %). Эффект удерживался в течение 48 часов после воздействия (8,8%). При однократной затравке кроликов манебом в дозе 14 мг/кг при том же сроке фиксации уровень хромосомных аберраций не отличался от такового в контроле (1,5 и 1 %). Однако при многократном пер-оральном введении манеба в той же дозе (14 мг/кг) в течение 4х/а месяцев частота хромосомных нарушений увеличивалась более чем в 5 раз по сравнению с контролем (5,8 и 1 %). Эти результаты свидетельствуют о том, что дли-
тельный контакт с малой дозой препарата, не дающей эффекта при однократном воздействии, может представлять цитогенетическую опасность для соматических клеток (клеток костного мозга). По типу хромосомных аберраций манеб индуцировал преимущественно хроматидные разрывы с образованием фрагментов как в условиях in vitro на клетках человека, так и в условиях организма кролика. Особенности повреждений хромосом, выявленные на лимфоцитах человека в культуре, соответствуют таковым в клетках костного мозга кролика.
При введении мышам ТМТД в дозах 20, 100 и 1000 мг/кг количество клеток с хромосомными нарушениями через 24 часа составляло 1,14, 3,9 и 7,83% соответственно. Через 48 часов после введения ТМТД в дозе 1000 мг/кг число метафаз с фрагментами снизилось до 3,7%. Учитывая, что при пероральном введении часть ТМТД распадается в желудке, мы определили активность препарата при внутрибрюшннном введении его в дозе 100 мг/кг. Было выявлено 9,5 % метафаз с повреждением хромосом, т. е. в 1х/г раза больше, чем при внутрижелудочном введении той же дозы вещества.
Произведена сравнительная оценка влияния на хромосомы клеток костного мозга мышей ТМТД, цирама, цинеба и манеба при пероральном введении в дозе 100 мг/кг. В костном мозге мышей, подвергавшихся действию цирама, цинеба и манеба, выявлено соответственно 3,13, 1,8 и 1,4% клеток с хромосомными нарушениями. Как указывалось выше, при действии ТМТД в дозе 100 мг/кг число метафаз с аберрациями составляло 3,9%. Таким образом, по способности вызывать повреждения хромосом в клетках костного мозга мышей при действии на первом месте стоит ТМТД, затем следуют цирам, манеб и цинеб (табл. 4).
Таблица 4
Частота нарушений хромосом в клетках костного мозга мышей при однократном действии производных дитиокарбаминовой кислоты в дозе 100 мг/кг
Вещество
ТМТД . . Контроль I Цирам . . Манеб . . Цинеб . . Контроль II
Срок фиксации (в часах)
24
24 24 24
Число животных
7 12 6 6 6 7
Число просчитанных метафаз
640 1100 510 500 500 650
Количество метафаз с аберрациями
абс.
25 8 16 9 7 3
%
3,90—0,761 0,73—0,25 3,13—0,768 1,80—0,60 1,40—0,525 0,46—0,264
Определение дитиокарбаматов и продуктов их превращения производили колориметрическим групповым методом по сероуглероду и путем хроматографии в тонком слое. Мы не ставили перед собой цель дать детальную гигиеническую оценку продуктам питания, обработанным дитиокар-баматами, или предлагаемым условиям их применения, а считаем необходимым обратить рнимание гигиенистов и токсикологов на некоторые обстоятельства, имеющие принципиальное значение. В результате исследований установлено, что в природных условиях на растениях, а также в воде дитиокарбаматы претерпевают деструкцию, образуя ряд соединений, обнаруживаемых и в организме отравленных теплокровных животных (этилентиомочевину, тетраметилтиомочевину, диметиламинную соль диме-тилдитиокарбаминовой кислоты, элементарную серу). Отмечено также, что скорость разрушения дитиокарбаматов на разных культурах и разных частях одной культуры, а также характер превращения неодинаковы.
Так, в черной смородине, обработанной цирамом, преобладают тетра-метилтиомочевина и диметиламинная соль диметилдитиокарбаминовой кислоты, а в яблоках — ТМТД. В листьях сахарной свеклы, обработанной ци-
шебом и поликарбацином, и яблоках, обработанных манебом, преобладают этилентиураммоносульфид, а в землянике, опрысканной поликарбацином, — этилентиомочевина. Следует также указать, что при определенных условиях применения цинеба, поликарбацина и купроцина 1 (кратность обработки растений, вид культуры, продолжительность времени ожидания) на растениях обнаружены лишь продукты их превращения.
Резюмируя сказанное, следует заметить, что дитиокарбаматы относятся к пестицидам, представляющим опасность для здоровья человека. Некоторые из них (цирам, ТМТД) высокотоксичны, оказывают значительно выраженное кумулятивное действие и могут вызывать хронические отравления при ежедневном поступлении в желудок в небольших количествах. Однако основными показателями опасности дитиокарбаматов являются не токсические свойства, а так называемые побочные эффекты их действия. Все они нарушают эмбриогенез, обладают цитогенетической и бластомоген-ной активностью.
Степень выраженности всех эффектов у разных ядов различна, что обусловливает и разную степень их потенциальной опасности. Оценивая в сравнительном аспекте ТМТД, цирам, цинеб и поликарбацин с учетом всех возможных патологических эффектов их действия, следует указать, что более опасными из них являются цирам, ТМТД, и манеб. Исследованные нами патологические эффекты действия менее всего выражены у цинеба и поликарбацина, что позволяет отнести их к веществам, менее опасным для человека, чем другие пестициды этого класса.
В связи с тем что на продовольственных культурах и в воде дитиокарбаматы подвергаются деструкции, а с продуктами питания в организм человека возможно поступление таких соединений, как этилентиомочевина, этилентиурамоммоносульфид и тетраметилтиомочевина, с гигиенической точки зрения весьма важно изучение биологического действия последних и, в частности, решение вопроса о том, обусловлены ли так называемые побочные эффекты действия дитиокарбаматов исходными соединениями или продуктами их превращения.
ЛИТЕРАТУРА. Антонович Е. А., Брагинский С. Е. Тезисы докл. к пленуму Госкомиссии по токсикологической и гигиенической оценке новых пестицидов, проходивших испытания в 1967 г. М., 1968, с. 116. — Антонович Е. А., Векштейн M. Ш. Тезисы докл. к пленуму Госкомиссии по токсикологической и гигиенической оценке новых пестицидов, проходивших испытания в 1968—1969 г. М., 1970, •с. 27. —Рязанов а Р. А. Гиг. и сан., 1967, № 2, с. 26. — Фельдман Н. Г., Рязанова Р. А., ЕникеевВ. X. В кн.: Гигиена применения, токсикология пестицидов и клиника отравлений. Киев, 1969, с. 290.
Поступила 29/V11 1971 г.
A COMPARATIVE TOXICOLOGIC ASSESSMENT OF DITHIOCARBAMATES
.£. A. Antonovich, О. V. Clwrnov, L. V. Samosh, L. V. Marlson, M. A. Pilinskaya, L. /. Kurinny, M. Sh. Vekshtein, V. S. Martson, P. N. Balin, /. I. Khitsenko
A comparative toxicologie assessment of TMTD, cirame, cineb, maneb and polycrabacine iproved cirame, TMTD and maneb to be more dangerous. In comparison with maneb and cineb, cirame has a more pronounced cumulative, teratogenic, gonadotoxic, blastogenic effect and a much higher cytogenic activity. Maneb surpasses the rest of the investigated pesticides in embryotoxic and blastogenic activity. The extent of the mutagenic effect and the toxicity in cchonic poisoningof TMTDexcelled that of cirame, cineb and maqeb. Ail the pathologie •effects produced were least pronounced at the action of cineb and polycrabacine.
