CC BY
28
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(8)
_DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-8-779-781
Original article
Экспериментальные исследования
О МАРТЫНОВА Н.А., ГОРОХОВА Л.Г., 2016 УДК 613.632:092.9
Мартынова Н.А., Горохова Л.Г.
ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОРИЧНОГО СПИРТА
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний», 654041, Новокузнецк
Изучены токсические свойства коричного спирта с целью его гигиенического нормирования. DL50 для крыс-самцов, мышей-самцов и самок составляет соответственно 3300, 3000 и 2700 мг/кг. Относится к веществам 3-го класса опасности. Клиническая картина острого отравления характеризовалась общим угнетением, миорелаксацией, нарушением координации движений, понижением температуры тела и гибелью на первые-вторые сутки после отравления. Различий в половой и видовой чувствительности животных к веществу не отмечено: коэффициенты видовых различий и половой чувствительности ~ 1. Однократные и повторные (10 дней) ингаляции паров коричного спирта при максимально возможном насыщении не вызывали гибели мышей и признаков интоксикации. Обладает слабой способностью к кумуляции: коэффициент кумуляции 5,4. Не оказывает местного раздражающего действия на кожу. Кожно-резорбтивный и сенсибилизирующий эффекты не выявлены. Оказывает слабое раздражающее действие на слизистые оболочки глаз. В подостром эксперименте после введения вещества в желудок в суммарной дозе, равной 5,2 DL0, отмечено отставание опытных животных в приросте массы тела от контрольных, повышение у них активности у-глутамилтранспептидазы и трансаминаз в сыворотке крови. В периферической крови выявлено снижение содержания гемоглобина, эритроцитов и эозинофилов. Порог острого ингаляционного действия 140 мг/м3 (по уменьшению числа эритроцитов и гемоглобина в периферической крови). Ориентировочный безопасный уровень воздействия коричного спирта в воздухе рабочей зоны - 5 мг/м3 (пары).
Ключевые слова: коричный спирт; параметры токсикометрии; гигиеническое нормирование.
Для цитирования: Мартынова Н.А., Горохова Л.Г. Токсикологическая характеристика коричного спирта. Гигиена и санитария. 2016; 95(8): 779-781. DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-8-779-781
Martynova N.A., Gorokhova L.G.
TOXICOLOGICAL CHARACTERISTICS OF THE CINNAMIC ALCOHOL
Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases, Novokuznetsk, 654041, Russian Federation
The toxic properties of the cinnamic alcohol with an aim of its hygienic rating are studied. DL5 for male rats, male and female mice are respectively 3300, 3000 and 2700 mg/kg. It refers to the substances of hazard class 3. The clinical picture of acute poisoning was characterized by the general depression, muscle relaxation, disorder of the movement coordination, decrease in body temperature and death in the first and the second days after the poisoning. The differences in sex and species sensitivity of the animals to the substance are not observed: the rates of species differences and sex sensitivity are ~1. Single and repeated (10 days) inhalation of the vapors of the cinnamic alcohol at the greatest possible saturation neither cause the death of mice no signs of toxicity. It has a weak ability to cumulation: the cumulation coefficient is 5.4. It has no local irritating action to the skin. Skin-resorptive and sensitizing effects are not revealed. It has a weak irritating effect on the mucous membranes of the eyes. In the subacute experiment after the introduction of the substance into the stomach in a total dose equal to 5.2 DL50 we noted the lag of the experimental animals in body weight gain from the control ones, the increase in the activity of y-glutamyl transpeptidase and transaminases in serum. In the peripheral blood the decrease in hemoglobin, erythrocytes and eosinophils count is revealed. The threshold of the acute inhalation effect is 140 mg/m3 (by the reduction in the number of erythrocytes and hemoglobin in peripheral blood). Tentative safe level of the exposure to the cinnamic alcohol in the air of the working zone is 5 mg/m3 (vapors).
Keywords: cinnamic alcohol; toxicometry parameters; hygienic rating.
For citation: Martynova N.A., Gorokhova L.G. Toxicological characteristics of the cinnamic alcohol . Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal) 2016; 95(8): 779-781. (In Russ.). DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-8-779-781
For correspondence: Nina A. Martynova, MD, PhD, senior researcher of applied hygienic studies.of the Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases, Novokuznetsk, 654041, Russian Federation. E-mail: ecologia_ [email protected]
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. Funding. The study had no sponsorship. Received: 03 February 2016 Accepted: 14 April 2016
Введение
В мире ежегодно создается более 1000 новых химических веществ, большая часть которых не обеспечена гигиеническими нормативами. Неудовлетворительными
Для корреспонденции: Мартынова Нина Андреевна, канд. мед. наук, ст. науч. сотр. лаб. прикладных гигиенических исследований ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний», 654041, Новокузнецк, E-mail: [email protected]
остаются условия труда в большинстве отраслей промышленности, в том числе и в химико-фармацевтической, что определяет высокий уровень профессиональной заболеваемости. Указанное диктует необходимость разработки мероприятий, направленных на сохранение здоровья работающих.
Одной из профилактических мер предупреждения интоксикации вредными веществами является их гигиеническое нормирование - разработка ПДК и ОБУВ для
дигиена и санитария. 2016; 95(8)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-8-779-781
Оригинальная статья
воздуха рабочей зоны. Соблюдение гигиенических нормативов является основой гигиенической безопасности и гарантирует сохранение здоровья работающих [1-3].
Сведения литературы о токсичности коричного спирта ограничены. Описано, что средняя смертельная доза (DL50) коричного спирта при введении в желудок крысам составляет 2000 мг/кг, а DL50 при нанесении на кожу кроликам - 5000 мг/кг. Канцерогенного эффекта у коричного спирта при внутрибрюшинном введении вещества мышам в течение восьми недель по три раза в неделю в дозах 1400 и 7000 мг/кг не обнаружено [4].
Изучая острую токсичность коричного спирта, авторы [5] отмечали низкую токсичность вещества при введении в желудок, указывая, что, по их данным, DL50 коричного спирта находится в пределах от 1500 до 5000 мг/кг. Изучение функции печени (введение коричного спирта белым крысам в желудок в дозе 54 мг/кг в течение четырех месяцев) показало повышение активности фруктозодифосфа-тальдолазы. Активность холинэстеразы, аминотрансфераз и содержание SH-групп в сыворотке крови не отличались от контроля.
При введении коричного спирта крысам-самкам в желудок в дозе 53,5 мг/кг в течение беременности эмбрио-токсического действия не выявлено [6].
Нами изучены токсические свойства коричного спирта с целью его гигиенического нормирования в воздухе рабочей зоны.
Материал и методы
Коричный спирт (3-фенил-2-пропен-1-ол, С9Н100) представляет собой бесцветные иглы с запахом, напоминающим запах гиацинтов. Малорастворим в воде, хорошо растворим в этиловом спирте, эфире, ацетоне. Температура плавления 29-33 °С, температура кипения 256 °С, расчетная плотность паров 0,0475 мм рт. ст., насыщающая концентрация 349 мг/м3 при температуре 20 °С. Применяется в синтезе лекарственного препарата циннаризин, в производстве душистых веществ и репеллентов для борьбы с москитами.
Экспериментальные исследования проведены на беспородных белых мышах и крысах, морских свинках и кроликах. Токсические свойства коричного спирта изучали в однократных и повторных экспериментах при перораль-ном, перкутанном и ингаляционном воздействиях в соответствии с «Методическими указаниями к постановке исследований для обоснования санитарных стандартов вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (№ 2163-80).
Содержание, питание, уход за животными и выведение их из эксперимента проводили в соответствии с требованиями «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приказ Минздрава России от 19.06.2003 № 267).
Критериями токсичности служили общее состояние и поведение животных, динамика ряда интегральных (масса тела, суммационно-пороговый показатель, двигательная активность в лабиринте [7], ректальная температура), биохимических (активность трансаминаз, у-глутамилтранспептидазы, содержание белка, холестерина, мочевины, ионов хлора в сыворотке крови; спонтанный диурез, относительная плотность мочи, содержание гиппуровой кислоты и ионов хлора в моче) и гематологических показателей (содержание гемоглобина, эритроцитов, лейкоцитов, лейкоцитарная формула).
Изучение сенсибилизирующих свойств коричного спирта проводили при внутрикожной сенсибилизации морских свинок [8]. Концентрацию коричного спирта в воздухе затравочных камер определяли спектрофотоме-
трическим методом. Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакета статистических программ «Statistic for Windows 6.0».
Результаты и обсуждение
Величина средней смертельной дозы вещества при введении в желудок в виде масляной эмульсии для крыс-самцов, мышей-самцов и самок составила соответственно 3300 (2727-3993), 3000 (2419-3720) и 2700 (2169-3362) мг/кг (метод Литчфилда и Вилкоксона), что, согласно требованиям ГОСТ 12.1.007-76, позволяет отнести коричный спирт к веществам 3-го класса опасности (умеренно опасные). Существенных различий в видовой и половой чувствительности животных к веществу не отмечено, поскольку коэффициенты видовых различий и половой чувствительности ~ 1. Клиническая картина острого отравления характеризовалась общим угнетением, миорелаксацией, нарушением координации движения, отсутствием реакции на внешние раздражители, понижением температуры тела и гибелью на 1-2-е сутки после отравления.
Однократные и повторные в течение 10 дней ингаляции паров коричного спирта при максимально возможном насыщении (24-25°C) в условиях статический затравки не вызывали гибели мышей и признаков отравления.
Коричный спирт оказывает слабое раздражающее действие на слизистые оболочки глаз: внесение 2 капель вещества в конъюнктивальный мешок глаза кроликов сопровождалось гиперемией, слезотечением, отеком слизистой, проходящими на 3-5-е сутки. Коричный спирт не обладает местным раздражающим действием на кожу и кожно-резорбтивным эффектом: 10-кратные 4-часовые аппликации чистого вещества на кожу морских свинок и двадцатикратные - на кожу хвостов крыс не оказывали местного раздражающего действия, не вызывали гибели животных и признаков интоксикации.
Сенсибилизирующих свойств у коричного спирта не выявлено: реакция специфического лизиса лейкоцитов (опыт 4,63 ± 1,14; контроль 3,96 ± 0,94) и реакция специфической агломерации лейкоцитов (опыт 1,07 ± 0,05; контроль 1,08 ± 0,09) у морских свинок, сенсибилизированных коричным спиртом (200 мкг, внутрикожно), достоверно не изменялись. Количество эозинофилов в крови опытных животных после постановки кожной пробы (0,064 ± 0,018^109/л) также существенно не отличалось от контроля (0,048 ± 0,008^109/л).
Коричный спирт обладает слабой способностью к кумуляции: коэффициент кумуляции (C ) 5,4 (метод Lim R.K. и соавт., 1961).
В подостром эксперименте после введения вещества в желудок в суммарной дозе, равной 5,2 DL50, проведенном с целью изучения характера токсического действия коричного спирта, отметили отставание опытных животных в приросте массы тела от контрольных.
При исследовании сыворотки крови опытных животных выявили достоверное повышение активности у-глутамилтранспептидазы и трансаминаз (АсАТ, АлАТ), являющихся индикаторным ферментом патологических изменений в печени. Концентрация холестерина и белка в сыворотке крови опытных животных не отличалась от показателей в контроле, что свидетельствует о сохранении у них синтетической функции печени. Нарушения обезвреживающей функции печени при постановке пробы Квика-Пытеля также не выявлено: содержание гиппу-ровой кислоты в моче опытных животных достоверно не отличалось от показателя в контроле.
При исследовании функционального состояния почек достоверных изменений показателей не обнаружили. В
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(8)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-8-779-781
Показатели функционального состояния крыс при подостром отравлении коричным спиртом
Показатели После введения 5,2 DL50
Исследование сыворотки крови
Активность АсАТ, ммоль/(ч^л) 1,0±0,035**
0,88±0,018
Активность АлАТ, ммоль/(ч^л) 0,58±0,046**
0,40±0,037
Активность у-глутамилтранспептидазы, 1,25±0,13**
ммоль/(ч^л) 0,38±0,17
Холестерин, ммоль/л 0,91±0,102
1,62±0,014
Мочевина, ммоль/л 5,30±0,64
6,35±0,64
Белок, г/л 69,4±1,99
67,6±1,82
Исследование мочи
Спонтанный диурез, мл за 18 ч. 3,28±0,42
2,76±0,97
Относительная плотность мочи, кг/л 1,0466±0,006
1,0529±0,004
Содержание гиппуровой кислоты в моче, 0,061±0,018
ммоль 0,081±0,028
Содержание ионов хлора в моче, ммоль 0,613±0,23
0,517±0,07
Исследование крови
Гемоглобин, г/л 122,5±2,75*
135,5±3,75
Эритроциты, 1012/л 6,62±0,21**
7,40±0,13
Лейкоциты, 109/л 10,2±2,36
14,3±2,41
Эозинофилы, % 0,2±0,19**
2,9±0,70
Примечание: отличие от контроля достоверно: * -p < 0,05, ** -p < 0,01; в числителе - опыт, в знаменателе - контроль.
периферической крови в конце опыта наблюдали снижение содержания гемоглобина, количества эритроцитов и эозинофилов (см. таблицу).
Для определения порога острого действия (Limac) в условиях динамического ингаляционного воздействия в опытах на крысах были испытаны концентрации коричного спирта, равные 140; 42 и 22 мг/м3. Концентрации 22 и 42 мг/м3 не вызывали достоверных изменений избранных показателей, т.е. были недействующими. За Limac нами принята концентрация 140 мг/м3, при которой отмечено статистически значимое уменьшение числа эритроцитов и содержания гемоглобина в периферической крови.
Заключение
Расчет ориентировочного безопасного уровня воздействия (ОБУВ) коричного спирта проводили по уравнениям, рекомендованным «Методическими указаниями по установлению ОБУВ вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (№ 4000-85), с учетом DL„, Lim , C :
v '7 J 50' ac' cum
2. lg ОБУВ =
= 0,49lgDL50 + 0,63lgLimac - 2,29 (ОБУВ = 5,5 мг/м3) 53. lg ОБУВ = 0,0025DL50 (ОБУВ = 6,75 мг/м3)
Среднее значение ОБУВ, рассчитанного по указанным уравнениям, равно 6,12 мг/м3.
Original article
При обосновании ОБУВ коричного спирта учитывали опыт гигиенического нормирования и других спиртов ароматического ряда (бензиловый, р-фенилэтиловый), для которых ПДК в воздухе рабочей зоны составляют 5 мг/м3.
Учитывая изложенное, рекомендован и законодательно утвержден ОБУВ коричного спирта в воздухе рабочей зоны 5 мг/м3, агрегатное состояние - пары (ГН 2.2.5.230807). Метод контроля в воздухе рабочей зоны - спектрофо-тометрический.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Литература (п.п. 4-5 см. References)
1. Рахманин Ю.А. Актуализация проблем экологии человека и гигиены окружающей среды и пути их решения. Гигиена и санитария. 2012; (5): 4-8.
2. Захаренков В.В., Олещенко А.М., Мартынова Н.А., Горохова Л.Г. Гигиеническое регламентирование 3-бромфенола как основа прогнозирования профессионального риска здоровью работающих. Медицина в Кузбассе. 2015; (2): 53-5.
3. Мартынова Н.А., Горохова Л.Г., Романова Т.В. Токсикологическая оценка флуоксетина как основа его гигиенического нормирования в воздухе рабочей зоны. Токсикологический вестник. 2013; (6): 16-20.
6. Зайцев А.Н., Маганова Н.Б. Эмбриотоксические эффекты некоторых ароматизаторов для пищевых продуктов. Вопросы питания. 1975; (3): 64-8.
7. Навакатикян М.А., Платонов Л.А. Лабиринт для исследования двигательной активности белых крыс. Гигиена и санитария. 1988; (2): 60-2.
8. Методические указания 1.1.578-96. Требования к постановке экспериментальных исследований по обоснованию предельно допустимых концентраций промышленных химических аллергенов в воздухе рабочей зоны и атмосферы. М.: Информационно-издательский центр Минздрава России; 1997.
References
1. Rakhmanin Yu.A. Actualization of the problems of human ecology and environmental hygiene and the ways of their solution. Gigiena i sanitariya. 2012; (5): 4-8. (in Russian)
2. Zakharenkov V.V., Oleshchenko A.M., Martynova N.A., Gorokhova L.G. Hygienic regulation of 3-bromophenol as a basis for predicting occupational health risk in workers. Meditsina v Kuzbasse. 2015; (2): 53-5. (in Russian)
3. Martynova N.A., Gorokhova L.G., Romanova T.V. Toxicological evaluation of fluoxetine as a basis for its hygienic norms in the air of working zone. Toksikologicheskiy vestnik. 2013; (6): 16-20. (in Russian)
4. Bickers D., Calow P., Greim H., Hanifin J.M., Rogers A.E., Saurat J.H. et al. A toxilogic and dermatologic assessment of cinnamyl alcohol, cinnamaldehyde and cinnamic acid when used as fragrance ingredients. Food Chem. Toxicol. 2005; 43(6): 799-836.
5. Mattia A., Sipes G.I. Cinnamyl alcohol and related flavouring agents. Safety evaluation of certain food additives and contaminants. WHO Food Additives Series. 2001; 46: 994-1010 on INCHEM. Available at: http://www.inchem.org/documents/ jecfa/jecmono/v46je07.htm
6. Zaytsev A.N., Maganova N.B. Embryotoxic effects of some aromatizers for food products. Voprosy pitaniya. 1975; (3): 64-8. (in Russian)
7. Navakatikyan M.A., Platonov L.A. Labyrinth for the study of motor activity of white rats. Gigiena i sanitariya. 1988; (2): 602. (in Russian)
8. Methodological guidelines 1.1.578-96. Requirements for carrying out experimental researches on a substantiation of maximum permissible concentrations of industrial chemical allergens in the air of working zone and the atmosphere. Moscow: Informatsionno-izdatel'skiy tsentr Minzdrava Rossii; 1997. (in Russian)
Поступила 3.02.16 Принята к печати 14.04.16
