CC BY
14
ТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И БИОТРАНСФОРМАЦИЯ
БЕНЗОТРИХЛОРИДА
Кандидаты медицинских наук О. Г. Архипова, Т. А. Кочеткова, младший научный сотрудник Б. Н. Шинкаренко
Из Института гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР
Бензотрихлорид — C7H5CI3— прозрачная, слегка желтоватая жидкость, нерастворимая в воде и легко растворимая в спирту, бензоле и эфире. Его молекулярный вес 195,48, удельный вес 1,37, температура кипения 214—220°. Он применяется в производстве пластических масс, в резиновой промышленности в качестве ускорителя вулканизации резиновых смесей на основе метилвинилпиридинового каучука, а также как промежуточный продукт в органическом синтезе.
Сведения о токсичности бензотрихлорида очень ограничены. Н. В. Лазарев указывает лишь на то, что это вещество вызывает экземы у рабочих.
Авторы настоящей работы исследовали токсические свойства бензотрихлорида при вдыхании его паров и нанесении на кожу. Методика исследований состояла в следующем. Животных (белых мышей и крыс) помещали в затравочные камеры объемом 100 л и подвергали однократному (в течение 2 часов) и повторному (в течение 2 месяцев по 2 часа ежедневно) воздействию паров бензотрихлорида в различных концентрациях.
Изучали характер воздействия бензотрихлорида, определяли вес животных, порог нервно-мышечной возбудимости, кровяное давление, изменения в периферической крови (количество гемоглобина, эритроцитов, лейкоцитов), состояние антитоксической функции печени (проба Квика), исследовали выведение продуктов превращения бензотрихлорида, изучали морфологические изменения в органах.
Фактическое содержание паров вещества в воздухе затравочных камер исследовали по методике, разработанной нами при консультации 3. М. Пименовой. Принцип метода заключался в разложении бензотрихлорида в кислой среде и последующем нефелометрическом определении С1 с помощью AgNOß. Отбор проб из камер производили в поглотители Института гигиены труда и профессиональных заболеваний АМН СССР (с пористой пластинкой), куда предварительно .наливали 10 мл спирта. На анализ брали 1 мл поглотительного раствора, который доводили водой до 5 мл, затем прибавляли 1 мл 10% HNO3 и 1 мл 2°/о AgN03.
Стандартный раствор готовили растворением бензотрихлорида в спирту. Чувствительность метода 0,005 мг в определяемом объеме.
Токсические концентрации бензотрихлорида, вызывающие гибель животных, определены на уровне 1 мг/л.
Для клинической картины острой интоксикации характерны раздражение слизистых оболочек, одышка, возбуждение. Эти симптомы возникли у животных тотчас же после вдыхания бензотрихлорида. Затем наступала резкая заторможенность их двигательной активности. Полного наркоза мы не наблюдали. К концу опыта при действии больших концентраций имело место значительное расширение периферических сосудов, хвоста, лап и ушей. После того как прекращалось воздействие бензотрихлорида, животные выходили из заторможенного состояния, у них наступало кратковременное возбуждение. Под воздействием больших концентраций состояние неполного наркоза у мышей продолжалось 2—3 суток. Раздражающее действие вещества проявлялось при небольших концентрациях (0,1 мг/л и ниже).
Под действием смертельных концентраций бензотрихлорида гибель подопытных животных (мышей) наступает при явлениях выраженных
30
Ф
сосудистых расстройств и раздражения слизистых оболочек верхних дыхательных путей. При вскрытии погибших животных обнаружены выраженные сосудистые расстройства в виде резкого полнокровия внутренних органов (легких, печени, почек, кишечника), кровоизлияний в вещество головного мозга, множественных массивных и мелких кровоизлияний. Кроме того, наблюдается выраженная жировая дистрофия печеночных клеток диффузного характера; ткань почек тусклая; надпочечники часто увеличены, отечны.
При гистологическом исследовании внутренних органов белых мышей и крыс, погибших после однократного 2-часового воздействия бензотрихлорида, обнаружено полнокровие внутренних органов, мелкие и крупные кровоизлияния в головном мозгу; в мозгу, кроме того,— набухание протоплазмы нервных клеток коры, подкорковых узлов и ствола. В легких найдены явления отёка и катарально-десква-мативного бронхита; в печени — выраженная мелкокапельная жировая дистрофия диффузного характера; в почках — слабовыраженная белковая дистрофия эпителия извитых канальцев.
Таким образом, на основе исследований однократного воздействия бензотрихлорида в различных концентрациях выяснено, что это вещество оказывает наркотическое действие, сопровождающееся значительным раздражением слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей. Действие его на сосуды сказывается в их расширении. Возникают также морфологические изменения во внутренних органах— легких, печени и почках.
Для выяснения возможности хронической интоксикации бензотри-хлоридом мы подвергали белых крыс ежедневно повторному 2-часовому воздействию паров бензотрихлорида в 2 концентрациях: одна из них порядка 0,03 мг/л при однократном воздействии не вызывала выраженных проявлений интоксикации, другая — 0,1 мг/л— при однократном воздействии вызывала у животных раздражение и некоторую заторможенность двигательной %активности, проходившую, однако, тотчас же после прекращения воздействия бензотрихлорида. Всего в опыте было 30 крыс весом по 170—200 г, из них 10 контрольных.
В начале затравок животные не отличались от контрольных ни поведением, ни внешним видом. Через неделю после начала затравок стало заметно похудание белых крыс, подвергавшихся действию 0,1 мг/л бензотрихлорида; внешний вид животных свидетельствовал о развитии в их организме патологических изменений. Они стали агрессивны друг к другу и к обслуживающему персоналу, отказывались от предлагаемой пищи и в то же время набрасывались друг на друга и пожирали погибших крыс. У животных, подвергавшихся повторному воздействию бензотрихлорида в кoнцeнípaции 0,03 мг/л, также замечалось прогрессивное похудание: к концу затравки они потеряли в весе от 35 до 76 г. Контрольные животные за это время, наоборот, прибавили в весе. Несмотря на чрезвычайную агрессивность животных, исследование порога нервно-мышечного возбуждения не выявило, однако, его изменений.
Как известно, бензотрихлорид является производным бензола и хлороформа и представляет собой СО-трихлортолуол. Учитывая это, мы исследовали состояние периферической крови у подопытных животных при повторных воздействиях его паров.
Как правило, у животных число эритроцитов оставалось в пределах первоначально определенных величин (6 240 000—6 000 000), не было сколько-нибудь значительного уменьшения гемоглобина (12,8—11,9 г°/0), зато довольно заметно снизилось число лейкоцитов (с 14 400 до 8600), а у некоторых животных отмечена выраженная лейкопения (до 5200 лейкоцитов при исходной величине 12 000 лейкоцитов в 1 мм3).
Исследование методом Квика функции печени не выявило ее снижения
При однократных ост-рых затравках бензотрихло-ридом, как было указано выше, отмечалось его сосудорасширяющее действие. При повторном воздействии было найдено значительное понижение кровяного давления. Если в норме у крыс максимальное артериальное давление колеблется в пределах 90/110 мм, то у животных, подвергшихся повторному ежедневному действию паров бензотрихло-рида в течение 2 месяцев, максимальное давление не превышало 60 мм, а в отдельных случаях снижалось до 25—30 мм.
Повторное ингаляционное воздействие бензотри-хлорида вызвало значительные изменения слизистых оболочек бронхов, привело к развитию гнойного бронхита и очаговой гнойной пневмонии. Во внутренних органах найдены мелкоочаговые кровоизлияния. Имели место нерезко выраженное ожирение клеток печени и эпителия извитых канальцев почек, обеднение липоидами коры надпочечников (рис. 1).
Большие изменения обнаружены в нервной системе, особенно выраженные в коре и таламо-гипоталами-ческой области. Среди клеток коры встречались темно закрашенные, сморщенные нервные клетки (главным образом пирамидные). Рядом с ними обнаруживались клетки с вакуолизиро-ванной протоплазмой и клетки с явлениями карио-цитолиза (рис. 2). В клетках таламо-гипоталамиче-ской области встречались резкая вакуолизация протоплазмы и явления карио-цитолиза. Эти изменения.
Рис. 2. Мозг крысы. Явления кариоцитолиза
в клетках коры.
Рис. 1. Надпочечник крысы. Обеднение липоидами коры (увеличение 8X10).
_
по-видимому, могут объяснить клинические проявления интоксикации в виде резкого возбуждения и агрессивности животных. Изменения в клетках гипоталамической области могут быть причиной наблюдаемого у животных падения кровяного давления.
Одним из важных моментов при оценке токсичности и изучении токсикодинамики бензотрихлорида является исследование превращения и выведения веществ или их метаболитов из организма.
Имеются данные о том, что в организме толуол подвергается изменениям, подобно бензойной кислоте, и выводится с мочой в виде гиппуровой кислоты.
Поскольку, как уже сказано выше, бензотрихлорид представляет собой СО-трихлортолуол, мы предположили, что бензотрихлорид может подвергаться в организме изменениям, аналогичным толуолу, и выводиться с мочой в виде гиппуровой кислоты. На этом основании предпринято было следующее исследование.
У группы белых крыс (10) исследовали содержание гиппуровой кислоты в норме, без нагрузок. Определение гиппуровой кислоты производили по методу Квика при условиях, разработанных М. Я. Савиной. Затем подопытных животных в течение 20 дней ежедневно по 2 часа подвергали воздействию паров бензотрихлорида в концентрации 0,03 мг/л. ' уУ
До затравки животных в их моче определяли некоторое количество гиппуровой кислоты (14—20 мг). После 20-дневного действия бензотрихлорида содержание гиппуровой кислоты в моче возросло и достигало в отдельных случаях 47 мг. Увеличение содержания гиппуровой кислоты в моче животных после затравок явилось следствием превращений в их организме бензотрихлорида; одним из продуктов превращения является бензойнокислый натрий, который превращается затем в гиппуровую кислоту.
Необходимо отметить, что, помимо гиппуровой кислоты, не исключено образование и других метаболитов бензотрихлорида.
Так, 51еко1 (1938) нашел, что хлорированные толуолы с галоидом в боковой цепи могут трансформироваться в бензилмеркаптуровую кислоту. г-
Другим разделом нашей работы явилось исследование действия бензотрихлорида на кожу и исследование возможности проникновения его через кожу. Опыты мы провели на кроликах, которым бензотрихлорид наносили на дипилированные участки кожи по 1 мл 3 раза в течение недели. При этом отмечали изменения на месте нанесения, а также исследовали периферическую кровь (гемоглобин, лейкоциты, эритроциты, ретикулоциты) и резистентность эритроцитов. После третьего нанесения бензотрихлорида на участке, где мы производили аппликацию, возникли кровоточащие эрозии, трещины, которые затем покрывались коркой. При пальпации пораженных участков кролики обнаруживали беспокойство и защитную реакцию. Образовавшиеся эрозии длительно не заживали, были покрыты корками еще через месяц после нанесения. Вокруг места аппликации произошло облысение обширного участка заросшего шерстью кожного покрова, причем кожа на месте облысения приобрела более темный цвет.
При нанесении бензотрихлорида на кожу действие его не ограничивается влиянием на кожные покровы.
Исследование периферической крови у кроликов после затравки по-, казало, что произошло снижение числа лейкоцитов (с 14 000 до 9000—8000) и несколько уменьшилась осмотическая резистентность эритроцитов.
Таким образом, бензотрихлорид опасен не только при вдыхании его паров, но и при попадании на незащищенные кожные покровы.
3 Гигиена и санитария, № 10
33
Выводы
1. Бензотрихлорид является токсичным веществом. Смертельные концентрации его для мышей и белых крыс определены на уровне 1 мг/л.
2. Острое отравление бензотрихлоридом характеризуется раздражением слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, одышкой, нарушением функции нервной системы. Бензотрихлорид при однократном воздействии токсических концентраций вызывает острые сосудистые расстройства во внутренних органах и в головном мозгу,, катарально-десквамативный бронхит и очаговую гнойную пневмонию, дистрофию печени диффузного характера.
3. При повторном ингаляционном действии бензотрихлорид способен вызвать хроническую интоксикацию, сопровождаемую потерей веса, лейкопенией, падением кровяного давления.
Повторное ингаляционное воздействие бензотрихлорида вызывает изменения на месте поступления яда (гнойный бронхит и пневмония) и изменения, свидетельствующие об общерезорбтивном его действии: нарушение кровообращения, дистрофические изменения в печени, почках и надпочечниках, а также значительные изменения в нервных клетках коры и таламо-гипоталамической области.
4. Бензотрихлорид частично выводится из организма с мочой в виде гиппуровой кислоты.
5. Бензотрихлорид способен проникать через неповрежденнную кожу и вызывать явления общего отравления (лейкопения, облысение). При попадании на кожу бензотрихлорид вызывает развитие долго не заживающих язв.
ЛИТЕРАТУРА
"V * •
Вредные вещества в промышленности. Под ред. Н. В. Лазарева. Л., 1954г т. 1, 2.— Савина М. Я. Гиг. и сан., 1963, № 1, стр. 45. — S t е к о I J. A., J. biol. Chem., 1938, v. 124, p. 129. —Idem, J. biol. Chem., 1939, v. 128, p. 199.
Поступила 23/XI 1962 r.
TOXIC PROPERTIES AND BIOTRANSFORMATION OF BENZOTRICHLORIDE
O. G. Arkhipova, T. A. Kochetova, Candidates of Medical Sciences, B. N. Shinkarenko, gunior scientific worker
The article contains experimental data on the toxicity of benzotrichloride (CO-tri-chlortoluol) for mice, rats and rabbits. The substance is a strong irritant and possesses general resorptive properties. A single administration in a concentration of 1 mg/l caused the animal's death. A fall of the body weight, leucopenia and arterial hypotension
developed after repeated inhalation of the substance.
Repeated action of benzotrichloride vapours produced considerable lesions in the mucous membranes of bronchi and could lead to the development of purulent bronchitis and to focal purulent pneumonia.
Some organs presented micro-focal hemorrhages; a slight fatty degeneration was noted in the liver cells and the epithelial cells of renal convoluted tubules and the adrenal gland was deprived of some of its lipoids. Benzotrichloride penetrates the skin, causes general intoxication (leucopenia, depilation) and long healing skin ulcerations. The urine presents a high content of hippuric acid.
Ъ Ъ Ъ
