CC BY
8
УДК 613.632 : 661.487]-07 : 612.82 + 612.82-06 ; [613.632 : 661.487] +
614.72 : 661.487
ВЛИЯНИЕ ФТОРИСТОГО ВОДОРОДА НА ЦЕНТРАЛЬНУЮ НЕРВНУЮ СИСТЕМУ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Канд. мед. наук М. С. Садилова, канд. биол. наук К. П. Селянкина.
канд. мед. наук О. К. Штуркина
Свердловский институт гигиены труда и профпатологии ' и Свердловский .медицинский институт
Гигиеническое значение невысоких концентраций фтористых соединений, содержащихся в воздушной среде в результате промышленного выброса, недостаточно изучено. Безопасный уровень содержания их в атмосферном воздухе по существу неизвестен. В 1955 г. на основании теоретических расчетов были
предложены и приняты максимальные разовые концентрации фтористых соединений в воздухе населенных мест на уровне 0,03 мг/м3 и среднесуточные на уровне 0,01 мг/м3 (С. В. Миллер). В условиях дальнейшего роста алюминиевой и суперфосфатной промышленности возникла необходимость в экспериментальном обосновании предельно допустимой концентрации фтористых соединений в атмосферном воздухе.
В связи с этим мы изучали влияние фтористого водорода (НР) —основного и наиболее токсичного соединения, содержащегося в промышленных выбросах криолитовых и ных заводов, ния заданных смонтирована
тоо
39000
36000 33000
% % 21000
1 * 24000 % % 21000 -
^ ^/5000
12000 ~
зооо 6000 3000
5
10 15 20
Время (в мим)
Рис. I. Световая чувствительность глаза у одного из наблюдаемых.
алюминиевых, суперфосфат-Для получе-концентраций экспериментальная
/ — чистый воздух; 2 — НР 0,02 мг\м*\ 3 — НР
0,03 мг/м*\ 4 — НР 0,06 мг/м3.
НР в воздушном установка, которая
потоке была позволила
пропускать незначительное количество воздуха с последующим разбавлением его большим объемом чистого воздуха. Количество пропускаемого воздуха измеряли реометрами и регулировали с помощью кранов. По принятым в гигиене методикам определяли порог обонятельного ощущения и рефлекторного влияния НР на световую чувствительность глаза. Порог обонятельного ощущения НР определяли на 17 испытуемых. Проведено 672 наблюдения.
Установлено, что минимально ощутимая концентрация НР колебалась от 0,11 до 0,03 мг/м3. У 10 наиболее чувствительных лиц она равнялась 0,03 мг/м3. Концентрация НР в 0,02 мг/м3 не ощущалась ни одним из наблюдаемых.
Влияние малых концентраций НР на рефлекторное изменение световой чувствительности глаза изучено методом темновой адаптации на 3 лицах. Изучены концентрации НР на уровне 0,06—0,03 и 0,02 мг/м3. Концентрации НР 0,06 и 0,03 мг/м3 вызывали заметное повышение световой чувствительности глаза (рис. 1). Концентрация НР 0,02 мг/м3 при статистической обработке оказалась недействующей. По-видимому, эта концентрация является подпороговой. Таким образом, порог запаха
и порог рефлекторного влияния НР на функциональное состояние коры головного мозга, определенные методом адаптометрии, находятся на уровне 0,03 мг/м3.
Известно, что для фтористых соединений, обладающих общетоксическим действием, изменения в высшей нервной деятельности могут быть первичными показателями реакции организма. Поэтому в процессе хронической 5-месячной круглосуточной затравки подопытных животных мы предприняли попытку изучить влияние малых концентраций НР на центральную нервную систему методами условных рефлексов,
хронаксиметрии и нейро-гистологии.
Для затравки животных была использована экспериментальная установка. До начала опыта в затравочных камерах было отработано постоянство концентраций НР. В ходе затравки изучаемые концентрации (0,1—0,03 и 0,01 мг/м3) контролировали 4—5 раз в сутки. Пробы воздуха из камер отбирали на беззольные мембранные фильтры № 2 в сочетании с 2 последовательно соединенными поглотителями Петры, заполненными 5 мл бидистиллированной воды. Фтор определяли ализарин-ториевой методикой. Заданные концентрации НР в камерах были стабильны (0,1+0,02; 0,03+0,0001;
0,01 ±0,0009 мг/м). Количество подаваемого в камеры и отводимого из камер воздуха обеспечивало 7-кратный обмен.
Опыты велись на белых крысах, которые были разбиты на 3 экспериментальные и 1 контрольную группы, по 20—22 крысы в каждой. До опыта и в ходе опыта мы наблюдали за общим состоянием животных, их весом и составом периферической крови. По этим показателям НР не оказывал влияния на подопытных животных. Исследования состояния центральной нервной системы выполнены по трем методам на 8—11 животных каждой группы. При изучении условнорефлекторной деятельности на фоне хронической затрави у подопытных животных вырабатывалось 2 положительных условных рефлекса — на звонок и красный свет и 1 отрицательный — на зуммер. После укрепления положительных рефлексов вырабатывался стереотип. Стереотип включал 7 сигналов в определенной последовательности: звонок, свет, свет, звонок, зуммер, звонок, свет.
О влиянии фтора на условнорефлекторную деятельность судили по скорости образования и укрепления рефлексов, количеству правильных ответных реакций и величине латентного периода. При выработке стереотипа учитывали также состояние дифференцировочного торможения, последовательное торможение, характер силовых взаимоотношений рефлексов на раздражители различной силы.
Исследования показали, что у животных, подвергавшихся воздействию НР в концентрации 0,1 мг/м3 (1-я группа), в условнорефлекторной деятельности отмечаются серьезные нарушения: замедление укрепления положительных рефлексов, недостаточная их устойчивость и удлинение латентного периода по сравнению с контролем и животными,, испытывавшими влияние НР в концентрациях 0,03 и 0,01 мг/м3 (рис. 2). При выработке стереотипа у этих животных зарегистрировано множество случаев последовательного торможения и растормаживания диф-
з донок
\
1 I
I
75 78 27 26 3338 4246 57 56 60 65
свет
80 86 89 93 96 700 702107
Ани затравки
Рис. 2. Влияние фтористого водорода на латентный период вновь образующихся положительных рефлексов.
/ — контроль; 2 — НР 0,1 мг/м3\ 3 — НИ 0,03 мг/м*\
4 — НИ 0,01 мг/м3.
ференцировок. Были также отмечены нарушения силовых взаимоотношений условных рефлексов на слабый и сильный раздражители — появление уравнительной и парадоксальных фаз.
У животных, подвергавшихся воздействию НР в концентрации 0,03 мг/м3 (2-я группа), существенное изменение условнорефлекторной деятельности обнаруживалось на фоне функциональных нагрузок (суточное голодание и пероральное введение 0,075 мл 40% раствора алкоголя на 1 г веса). После суточного голодания у этой группы животных увеличивалось число выпадений условных рефлексов на свет и нарастали случаи последовательного торможения. Введение алкоголя вместе
I
латентного периода положительных условных рефлексов.
Применение функциональных нагрузок позволило более отчетливо выявить скрытое токсическое действие фтористого водорода малой концентрации. К концу месячного восстановительного периода условнорефлектор-ная деятельность животных 1-й группы улучшилась, но оставалась измененной по сравнению с контролем. Условнореф-лекторная деятельность животных 2-й группы востановилась полностью. Концентрация НР
0,01 мг/м3 не вызывала изменений условнорефлекторной деятельности животных (3-я группа).
Моторную хронаксию мышц-антагонистов мы измеряли на голени задней правой конечности при раздражении соответствующих нервных стволов в местах наиболее близкого их
2
1
г
периоду Восстановления
8
К
0,015 0,010
0,005
затравка —!_1_
2 Л.
8
К
0,010 0,005
» - 1
1 11111 1 I
2 3 4 5 6 7 Время наблюдения (в месяцах)
8
Рис. 3. Средние данные хронаксии мышц-антагонистов.
/ — НР 0,1 мг/м3: и — НР 0.03 мг/м3-. III — НР 0,01 мг/м3\ К — контроль; / — разгибатели; 2 — сгибатели.
расположения к кожной поверхности. Исследования проводились с помощью конденсаторного хронаксиметра ГИФ в среднем 3 раза в месяц в одно и то же время, в одних и тех условиях. Раздражение нервных стволов осуществлялось униполярным методом. Средние данные измерения моторной хронаксии показаны на рис. 3.
У животных контрольной группы и группы, испытывавшей действие наиболее низкой концентрации НР (0,01 мг/м3), субординационные влияния со стороны головного мозга были в пределах нормы. Выражением субординационных влияний головного мозга, как известно, служит постоянство соотношения хронаксий разгибателей и сгибателей, численное выражение которого в норме равно 1,5: 1, 2:1 и 3:1. У подопытных животных 1-й и 2-й группы изменения хронаксии наблюдались тотчас после начала затравки и проявлялись в удлинении, выравнивании и в обратном соотношении хронаксий мышц-антагонистов. При этом
удлинение хронаксий у животных 1-й и 2-й группы характерно в основном для сгибателей, удлинение же хронаксий разгибателей наблюдалось соответственно в 38,4 и 30,8% случаев. Особенно отчетливые изменения моторной хронаксии были видны на индивидуальных графиках подопытных животных.
Обнаруженные нами изменения в деятельности центральной нервной системы могут рассматриваться как проявление торможения, захватывающего сложную систему корковых и подкорковых центров субординации (результаты исследований функционального состояния центральной нервной системы статистически достоверны).
Наличие торможения в центральной нервной системе под воздействием НР в известной мере подтверждается статистически достоверным угнетением у подопытных животных холинэстеразы. Холинэстера-зу мы определяли в конце опыта и через 2 месяца после окончания затравки по методике С. Г. Зубковой и Т. В. Правди-ч-Неминской. В конце опыта холинэстеразная активность крови у животных 1-й и 2-й группы была ниже контроля на 52—45%. Спустя 2 месяца после затравки активность холинэстеразы у этих животных увеличилась, но все же продолжала оставаться ниже контроля (см. таблицу).
Активность общей холинэстеразы кров 1 подопытных животных (в %)
Статистические критерии Активность холинэстеразы в конце затравки Активность холинэстеразы через 2 месяца после затравки
п М±т п М±т *
1-я группа ..... 6 2,99+0,45 5,01 6 3,85+0,11 3,40
2-я » ..... 6 2,56+0,18 8.90 6 3,84+0,43 2,40
3-я ^ • • • ф • 6 5,50+0,08 0,52 6 5,80+0,14 1,27
Контроль ...... 11 5,70+0,31 п 5,2о±0,40
Нейрогистологические исследования головного мозга проведены в области двигательного и чувствительного анализаторов. При этом изучались межнейронные связи и состояние нервных клеток. У животных 1-й группы отмечено утолщение дендритов)с образованием на них чет-кообразных вздутий и исчезновение выростов протоплазмы — так называемых шипиков. Со стороны нервных клеток установлено изменение структуры их в виде неравномерности окраски субстанции Ниссля, частичного лизиса ее, уплотнения, набухания и сморщивания протоплазмы. В некоторых нервных клетках наблюдалась гибель ядер и нейроно-фагия. По истечении 3-месячного периода восстановления наблюдались сдвиги в сторону компенсации процесса: деструктивные изменения в нервных клетках были менее выражены, «шипики» на дендритах выявлялись более четко.
У животных 2-й и 3-й группы изменений при нейрогистологическом исследовании не установлено.
' Выводы
1. Порог запаха и порог рефлекторного влияния НР на световую чувствительность глаза, определенные методом адаптометрии, лежат на уровне 0,03 мг/м3.
2. Концентрации НР 0,1 и 0,03 мг/м3 в условиях круглосуточной затравки животных вызывают функциональные изменения в центральной нервной системе, установленные методами условных рефлексов и определения субординации моторной хронаксии.
3. Гистологические исследования показали нарушения межнейронных связей и нервных клеток у животных, подвергавшихся воздействию НР в концентрации 0,1 мг/м3.
4. Концентрация HF 0,01 мг/м3 не вызывает изменений в деятельности центральной нервной системы подопытных животных.
5. Максимальная разовая и среднесуточная концентрация HF в атмосферном воздухе не должна быть выше 0,01 мг/м3.
ЛИТЕРАТУРА
Миллер С. В. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. М., 1955, в. 2, стр. 29.
Поступила 12/Х 1964 г
• '
THE EFFECT OF HYDROGEN FLUORIDE ON THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM
IN EXPERIMENT
M. S. Sadilova, K. P. Selyankina, О. K. Shturkina
On an experimental unit, which dosed the desirable concentrations of hydrogen fluoride, the authors determined the threshold volue of smell and that of the reflex action of the substance on the functional state of the cerebral cortex by means of adaptometry. It was found that both of these threshold values were at the level of 0.03 mg/m3. An all day round poisoning of albino rats for a period of 5 months with HF at a concentration of 0.10 and 0.03 mg/m3 produced statistically significant functional changes in the central nervous system as revealed by the method of conditioned reflexes and chronaxi-metrv. The neurohistological examinations, made at the end of the poisoning period in the area of motor and sensory analyzers, revealed lesions of the interneural connections and nervous cells in the animals, exposed to the action of HF at a concentration of 0.10 mg/m3. HF at a concentration of 0.01 mg/m3 produced no changes judging by both of the tests studied. Taking into account the cumulative properties of fluorine, the authors presume that the maximum single and the average concentration of HF in the atmospheric air should not exceed 0.01 mg/m3.
УДК 613.155.3 : 615.778.3-099-092.259
ДЕЙСТВИЕ ГЕКСАМЕТИЛЕНДИАМИНА В МАЛЫХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ НА ОРГАНИЗМ ПОДОПЫТНЫХ ЖИВОТНЫХ В УСЛОВИЯХ ХРОНИЧЕСКОЙ ИНГАЛЯЦИОННОЙ ЗАТРАВКИ
А. Е. Кулаков
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
В предыдущей статье 1 мы осветили результаты изучения рефлекторного действия гексаметилендиамина (ГМД) в малых концентрациях на организм человека, что позволило нам обосновать максимальную разовую ПДК этого вещества в атмосферном воздухе на уровне 0,001 мг/м3. В настоящей работе сообщаются результаты исследования действия малых концентраций ГМД на организм подопытных животных при вдыхании круглосуточно в течение 3 месяцев.
Исследование проведено на 60 белых крысах-самцах, разбитых на 4 группы по 15 животных. 1-ю группу животных подвергали затравке ГМД в концентрации на уровне 1 мг/м3 (предельно допустимая для производственных помещений), 2-ю группу — на уровне 0,04 мг/м3 и 3-ю группу — на уровне 0,001 мг/м3 (максимальная разовая ПДК в атмосферном воздухе). За животными наблюдали в периоде затравки, а также в течение 1 месяца до и после нее изучали динамику веса животных, определяли количество ретикулоцитов, лейкоцитов и эозинофи-лов в кроги, исследовали люминесцентное свечение и фагоцитарную активность лейкоцитов, определяли титр У1-антител после иммунизации брюшнотифо'шой вакциной, изучали моторную хронаксию мышц-анта-
1 Гигиена и санитария, 1964, № 4, стр. 8—13.
9
15
