Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Токсиколого-гигиеническая характеристика азотсодержащих ПАВ на основе имидазолинов в связи с проблемой санитарной охраны водоемов

РГ" од

, /, МДР 131'В

На правах рукописи

БАШУК Владимир Гаврилович

ТОКСИКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ПАВ НА ОСНОВЕ ИМИДАЗОЛИНОВ В СВЯЗИ С ПРОБЛЕМОЙ САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ ВОДОЕМОВ

14.00.07 — Гигиена

О

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Харьков — 199(1

Работа выполнена в Харьковском государственном медицинском университете.

Научный руководитель — доктор медицинских наук, профессор Жуков В. И.

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки РФ, академик РЭА, доктор медицинских наук, профессор Боков А. Н„ доктор медицинских наук, профессор Солдак И. И.

Ведущая организация — Донецкий государственный медицинский университет им. М. Горького.

Защита состоится «¿ти^» марта 1996 г. в « {О » часов на заседании диссертационного совета Д. 084.53.01 при Ростовском государственном медицинском университете (344022, г. Ростов-па-Дону, Нахичеванский пер., 29).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного медицинского университета.

Автореферат разослан «

Ученый секретарь диссертационного совета, доцент

Корганов Н. Я.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Интенсивная деятельность человечества на современном этапе развития науки, техники и технологии привела к появлению в биосфере громадных масс химических веществ. Все они в разной степени обладают биологической активностью. Наши знания о возможных последствиях ограничены и явно недостаточны для оптимального существования человека в мире, насыщенном такими активными веществами, с которыми человек в процессе своей эволюции вообще не встречался. Продолжающаяся химизация народного хозяйства является закономерной частью научно-технического прогресса и ведет к интенсивному использованию во всех основных отраслях народного хозяйства химических соединений различной природы. Развитие химической промышленности и интенсивный синтез новых соединений привели к тому, что в окружающей среде в настоящее время циркулирует около 70000 химических веществ, со многими из которых человек сталкивается впервые (Л. В. Мор-цань и соавт., 1981). Они загрязняют окружающую среду и нередко угрожают человеку неблагоприятным воздействием.

Вопросы охраны природы и рационального использования ее ресурсов во многом определяются охраной водоемов от загрязнения сточными водами промышленных предприятий. Одним из самых существенных источников загрязнения водоемов является химическая промышленность и, в частности, предприятия органического синтеза, темпы развития которых создают значительную антропогенную нагрузку на водные объекты. Сточные воды промышленных предприятий при поступлении в водоемы могут вызывать серьезные затруднения в снабжении населения доброкачественной водой и использовании их для оздоровительных целей.

К недостаточно изученным в гигиеническом отношении веществам, которые могут загрязнять водоемы, относятся поверхностно-активные вещества на основе имидазолинов, которые нашли широкое применение в качестве эмульгаторов, флотореагентов, антикоррозийных и моющих средств. Ежегодное производство этих соединений в странах СНГ более 150 тыс. тонн. На всех этапах: синтеза, катализа, окисления, гидратации, сушки образуются сточные воды. О токсичности, биологической активности, влиянии веществ на ус-

ловия водопользования и здоровье населения в имеющейся литературе полностью отсутствуют сведения. Нет данных и о гигиенической регламентации изучаемых препаратов в воде водных объектов. Все это определило актуальность настоящих исследований.

■ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ: Целью работы являлось изучение особенностей механизма биологического действия испытуемых соединений и установление безвредных уровней их содержания в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения.

Для осуществления намеченной цели решались следующие задачи:

— изучить степень токсичности и характер биологического действия амидалина 9БС, пеназолина 7-9Б, пеназолина Ю-10БД, бипана А;

— выявить возможные отдаленные последствия воздействия веществ на организм теплокровных животных;

— оценить влияние веществ на иммунобиологическую реактивность;

— определить воздействие веществ на органолептические свойства воды и санитарный режим водоемов;

— составить комплексную гигиеническую характеристику продуктов гидролитической деструкции и трансформации, полученных экспериментальным путем и в натурных исследованиях;

— обосновать предельно допустимые концентрации амидалина 9БС, пеназолина 7-9Б, пеназолина 10-16БД, бипана 10А в воде водоемов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ состоит в том, что дана углубленная токсиколого-гигиеническая характеристика новой группы поверхностно-активных веществ органического синтеза. При этом установлено, что основным механизмом биологического действия является нарушение окислительно-восстановительных процессов, биоэнергетики, окислительного фосфорилирования.

Составлена комплексная гигиеническая характеристика продуктов гидролитической деструкции и трансформации исследуемых веществ. Установлены предельно допустимые концентрации соединений, не нарушающие органолептические •свойства воды и процессы естественного самоочищения водоемов. 2

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Результаты исследования позволили обосновать рекомендации по регламентации группы азотсодержащих ПАВ в воде водоемов. Гигиенические нормативы были обсуждены и одобрены на Всесоюзном Пленуме секции «Гигиена воды и санитарная охрана водоемов» (г. Москва, 1988), утверждены МЗ СССР и включены в СанПиН № 4630-88. ПДК в качестве гигиенических нормативов использованы для обоснования технико-экономических расчетов на производство азотсодержащих ПАВ на Шебекииском химзаводе и проведении предупредительного и текущего санитарного надзора в области санитарной охраны водоемов от загрязнения сточными водами. На основании приведенных исследований разработан раздел «Охрана окружающей среды в районах размещения предприятий по производству ПАВ и CMC», который включен в «Методические рекомендации по оборудованию, устройству и содержанию производств ПАВ и CMC» (Утверждены Министерством нефтехимической промышленности СССР, 1990). Работа проводилась по общесоюзной программе 0,10.04., утвержденной ГКНТ, Госпланом СССР 8Л2.81 г. № 491/244, а также по общесоюзной научно-технической программе 020 «Новые химические материалы», утвержденной ГКНТ 30.10.85 г. № 555.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации доложены на Харьковском научно-медицинском обществе (1988, 1989 г. г.,), конференции гигиенистов и санитарных врачей Харьковской области (1990 г.), Всесоюзном Пленуме секции «Гигиена воды и санитарная охрана водоемов», г. Харьков (1991 г.), региональной конференции гигиенистов и санитарных врачей, г. Белгород, 1994 г.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, главы — обзор литературы, главы — материалы и методы исследования, четырех глав собственных исследований, одной главы — обсуждение результатов исследования, выводов, указателя литературы, приложения. Работа изложена на 202 страницах машинописного текста. Список литературы включает 191 источник, из них 38 источников иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 6 рисунками и 38 таблицами.

По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ.

ДЕКЛАРАЦИЯ КОНКРЕТНОГО ЛИЧНОГО УЧАСТИЯ

й разработку научных результатов, которые вкносятся на защиту:;

•1. Изучена стабильность и трансформация 4-х азотсодержащих ПАВ в водных растворах, определена потенциальная опасность продуктов деструкции для человека и водных объектов.

2. Определено влияние на органолептические свойства воды, санитарный режим водоемов и организм теплокровных животных. Установлены: класс опасности, кумулятивные, кожно-раздражающие, кожно-резорбтивные, аллергенные свойства, пороговые, подпороговые и максимально недействующие дозы в подостром опыте. Дана оценка отдаленным последствиям влияния на организм теплокровных животных. Изучено влияние соединений на иммунобиологическую реактивность.

3. Раскрыты особенности механизма биологического действия на организм.

4. Обоснованы ПДК 4-х азотсодержащих ПАВ в воде водоемов. Проведена статистическая обработка полученных результатов.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

■1. Механизм биологического действия исследуемых препаратов заключается в стимуляции свободно-радикального перекисного окисления липидов, нарушении окислительно-восстановительных процессов, биоэнергетики, окислительного фосфорилирования.

2. комплексная токсиколого-гигиеническая характеристика продуктов гидролитической деструкции и трансформации испытуемых препаратов свидетельствует о более высокой степени их биологической активности и политропном характере действия, что выражается в повреждении основных органов, систем й функций организма,

3. Обоснованы предельно допустимые концентрации ис-ледуемых веществ на уровнях 0,1 мг/'л для пеназолина 7-9Б, пеназолина 10-1'бБД, бипана ЮА и 0,5 мг/л для амидапили-на 9БС.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Выбор объектов исследования обусловлен в значительной мере необходимостью обоснования их ПДК в воде вод-

ных объектов, получения комплексной токсиколого-гигиени-ческой характеристики составления прогноза неблагоприятного воздействия на водоем и здоровье населения. В работе использованы образцы ПАВ с заданными физико-техническими характеристиками.

Объектами наших исследований была группа азотсодержащих ПАВ (имидазолины): амидалин 9БС, пеназолин 7-9Б, пеназолин 10-»118БД, бипан 10А.

Амидалин 9БС представляет собой смесь: 55% имидазо-лина, 25% пиперазина и 20% аминоамидов, вязкая жидкость коричневого цвета, молекулярной массы — 350+/—10, аммиачное число—Г14, кислотное число—5, рН — 8—9. Хорошо растворима в воде и органических растворителях. Структурная формула:

№

55*

И

исок

N -СН2-СНа4ШС(Ж КСОН(СН2),ШСН 'ОНС(Ш 20'/.

2'г

2 'В.

25'/.

'Пеназолин 7-9Б — смесь: 55% иМИдазблИнов, 20% пипе-разина и 20% аминоамидов, вязкая жидкость коричневого цвета, молекулярной массы 265,+/—ТО, аммиачное число — 191, кислотное число — 3, рН — 10—'1И. Хорошо растворима в воде и органических растворителях. Структурная формула:

МСН,-СН,-ШИН

и

502

Я

N11

п= 0,1,2 и= 0.1 25* й = С6-С8 ¿0'/.

К-(СН2-СНг-НН)тСО[{ ЯШН(СНг-СНг N1])^, Н

Пепазолин 10-16БД — смесь: имидазолинов— 50%, пипе-разина — 25%, 20%—амидоамииов, паста коричневого цвета, молекулярной массы — 390-}-/—10, аммиачное число — 175, кислотное число — 4, рН — 9—'10. Хорошо растворима в воде и органических растворителях. Структурная формула:

\\

-I СНг-СНг~Ш1;п

\У

л-н /ч

N-1' СНа-СНг-ИМ )тС0И

кшн «снд-снг-нн)п+|х

50Х

252 20 У.

х = Н,Ш п=0,1,2 ш=0,1 -С

■ Бипан 10А — смесь имидазолина, пиперазина и амидо-аминов светло-коричневого цвета, молекулярной массы 380,+/—10, аммиачное число—1'65, кислотное число — 4, рН водных растворов — 9—10, растворима в воде и органических растворителях. Структурная формула:

N -(СН2-СН:

-ЯН )„Х

552

И-Х

/

х=Н.СОИ

П--0.1.2

ш-0.1

к=ср-с,5

И-(1'Нг -СНг-Ш1 )тХ

ксоынан2-снг^

)ЧХ

25* 202

Экспериментальная часть исследований выполнена в соответствии с «Методическими указаниями по разработке и научному обоснованию предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водоемов», М. 1975, № 1296—75. Опыты по определению параметров токсичности проведены на белых крысах, мышах по Керберу, Беренсу-Шлоссеру, морских свинках по Дейхману Ле-Блапку (М. Л. Беленький, 1'963) с учетом методических рекомендаций О. Н. Елизаровой (1964, 1971), Г. Н. Красовского (1965). Кумулятивные свойства веществ изучались по Лиму и соавт. (1961) и Г. Н. Красовскому (1970), коэффициенты кумуляции (Кк) определены по формуле Ю. С. Кагана и В. В. Станкевича.

Животные после острого опыта подвергались патолого-

анатомическому исследованию. Для обоснования особенностей механизма биологического действия соединений в под-остром эксперименте использован широкий спектр методик, характеризующих состояние различных систем и функций организма. В опытных и контрольных группах насчитывалось по 16—20 животных (белые крысы — самцы и самки). Вещества вводились зондом внутрижелудочно в 1/10; 1/100; I'/il000 ДЛ50.. После снятия фоновых показателей наблюдение велось по следующим тестам,- динамика массы и общее состояние белых крыс с учетом методических рекомендаций О. Н. Елизаровой ('1971), состояние белой и красной крови по общепринятым методикам (В. Е. Предтеченский, 1964). Качественная сторона окислительно-восстановительных процессов оценивалась по динамике ферментативного статуса (церулоплазмин, лактатгидрогеназа (ЛДГ), манатдегидроге-наза (МДГ), сукцинатдегидрогеназа (СДГ), пероксидаза, каталаза, цитохромоксидаза, (У. Мак-Мюррей, 1980).

Активность перроксидазы, глутатинпероксидазы, ЛДГ, МДГ, изучалась общепринятыми методами — каталаза по Баху и Зубковой (М. Д. Подильчак, 1967). Содержание витамина «С» оценивалось по Т. W. Birch et al (1933). Сульф-гидрильные группы (SH) определялись методом амперомет-рического титрования, глутатион по W. W. Kay et al., (М. И. Прохорова, 1982).

Динамика активности СДГ, холинэстеразы (ХЭ), глюко-зо-б фосфатдегидрогеназы (Г-6ФДГ), Са24- и Mg2+ зависимых АТФаз, щелочной фосфатазы (1ЦФ), аланиновой (АлТ) и аспарагиновой (АсТ) аминотрансфераз, креатинфос-фокиназы (КФК), фосфофруктокиназа (ФФ'К), а-гидрокси-бутиратдегндрогеназы (а-ГБДГ), у-глутаматтрансферазы (у-ГТ) крови изучались унифицированными методами (В. С. Асатиани, 1969) с последующим определением на полуавтоматическом анализаторе ПФ-901 фирмы «Labsystem» (Финляндия).

Накопление продуктов перекисного окисления липидов, диеновых конъюгатов, малонового диальдегида изучалось по Ю. В. Владимирову и А. И. Арчакову (1972). Интенсивность биохемилюминисценции органов и тканей регистрировалось на медицинском биохемилюминометре ХЛМЦ 1-01.

Для более полного изучения механизма биологического действия имидазолинов, дополнительно исследованы: состояние клеточных биомембран, активность мембраносвязанных

ферментов, нейромедиаторов, микросомальное окисление, фракции фосфолипидов, оксидантную и антиоксидантную систему.

Фосфолипидный состав эритроцитов и гепатоцитов анализировался методом двумерной хроматографии (U. Е. Uas-hovsky, Т. A. Terekkiove, 1979). Идентификацию фракций фосфолипидов: фосфатидилсерина (ФС), фосфатидилэтано-ламина(ФЭА), сфингомиелина (СМ), фосфатидилинозитола (ФИ), кардиолипина (КЛ), лизофосфатидилхолина (ЛФХ), лизофосфатидилсерина (ЛФС), фосфатидной кислоты (Ф'К) вели по стандартным обнаружителям (Ю. Кирхнер, 1981).

Микросомальное окисление оценивалось по дыхательной и ферментативной активности митохондрий, содержанию ци-тохромов В5 и Р450. Мембраны эндоплазматического рети-кулума выделяли по S. A. Komoth, К. A. Narayn (1972). Содержание белка в суспензии микросом определяли модифицированным методом Лоури (Р. П. Марцы-Шаускас и со-авт., И 981).

Потребление кислорода суспензией регистрировали с помощью закрытого платинового кислородного электрода Кларка (S. L. Clark, 1964) на полярографе «ПА-3» (ВНР). НАДФН—цитохром—С—редуктазную и НАДН—цитохром— С—редуктазную активности регистрировали на двулучевом спектрофотометре «Specord UUUis» при длине волны 550 нм. по методу L. Ernster et al ('1962). Определение цитрохромов В5 и Р450 проводили в суспензии микросом по методу Т. Omura, R. Sato (1964).

Известна важная роль биогенных моноаминов и их предшественников в регуляции различных систем и функций организма. Они выступают не только как нейротрансмиттеры, но, по данным Ю. А. Владимирова и соавт. (1976) являются сильными антиоксидантам:и, участвуют в стабилизации мембран клеток. В печени и головном мозге определялось содержание адреналина, иорадреналина, ДоФА, дофамина, серо-тонина, триптофана. Исследования выполнялись по U. Endo, U. Ogura (1975). Для связывания биогенных моноаминов и их предшественников была использована карбоксиметилцел-люлоза (1КМЦ) фирмы «Reanal». Окисление катехоламинов и ДоФа производили методом, описанным G. Slabo et al (1983). Спектрофотометрическое определение уровней биогенных моноаминов и их предшественников осуществлялось на спектрофлуориметре MPF-4 «Хитачи» (Япония), после

колоночной хроматографии. Количественные их уровни оценивались по калибровочным кривым.

Содержание циклических нуклеотидов в плазме крови и органах проведено радиошммунологическим методом с использованием наборов реактивов фирмы Amersham International ('Великобритания).

Активность ферментов КФК, ЛДГ, АлТ, АсТ, ЩФ, снГБДГ, y-Г'Т, глутатионпероксидазы определялась унифицированными клиническими методами по прилагаемым инструкциям на полуавтоматическом анализаторе PF-901 фирмы Labsystem (Финляндия) и выражалась в мкат/л.

Гистологическому исследованию подверглись печень, почка, надпочечники, селезенка, головной мозг, легкие, сердце, гонкий и толстый кишечник. При фиксации, проводке, окраске пользовались классическими методами (О. В. Волков, Ю. К. Елецкий, 1982). Гистохимически во внутренних органах определялась активность ЛДГ, СДГ, МАО, а-ГФДГ, Г-6ФДГ, НАДН2 по методу Astaldi Vergo (1957).

Отдаленные последствия влияния исследуемых веществ на организм животных (гонадотоксический, эмбриотоксиче-ский, мутагенный, тератогенный) изучены в соответствии с методическими указаниями: МУ №2926-83, М., 1984; МУ № 4'М0-86, М„ 1986; МУ № 1744-77, М., 1978.

Аллергенные свойства химических соединений оценивались в соответствии с «Методическими указаниями по изучению аллергенного действия при обосновании предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водоемов», МЗ СССР, № 2185-80, М.; 1981 г. В работе была использована этапная схема выявления сенсибилизирующих свойств имидазолинов (В. А. Рудейко и соавт., 1982) с постановкой внутрикожных, накожных, конъюктивальных проб и иммунологических тестов: реакция специфического лизиса лейкоцитов (РСЛЛ), реакция специфического повреждения базо-филов (РСПБ), реакция специфической агломерации лейкоцитов (РСАЛ).

Иммунобиологическая реактивность организма оценивалась по плазмоцитарной реакции селезенки и лимфатических узлов (Г. А. Гурвич, 1969).

Влияние соединений на органолептнческие свойства воды и санитарный режим водоемов оценивалось по общепринятым методам (Ю. Ю. Лурье, А. И. Рыбникова, 1974) с учетом

методических рекомендаций С. Н. Черкинского и Г. Н. Кра-совского (1962).

Стабильность и трансформация веществ изучены в соответствии с методическими рекомендациями Б. М. Штабско-го, В. И. Федоренко. Продукты деструкции и трансформации имидазолинов определялись хроматораспределительным методом на хроматографах «цвет 500» и «цвет 1000» (Р. Н. Мокеева и соавт., 1979).

Материалы исследований обработаны статистически с использованием критерия Стьюдента—Фишера для малых выборок, критерия Х2, Вилькоксона и обработаны на ЭВМ ЕС-1032. В экспериментальной части работы для получения фактического материала было использовано 620 белых крыс, 350 белых мышей, 34 морских свинки, 20 кроликов. Для выполнения поставленных задач были использованы санитар-но-химические, бактериологические, гидробиологические, токсикологические, физиологические, биохимические, цитогене-тические, радиоизотопные, иммунологические, статистические методы исследования.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Экспериментальная часть работы на первом этапе предусматривала определение параметров токсичности, видовой чувствительности, клинической картины отравления при пе-роральном поступлении соединений в организм. В зависимости от вводимой дозы веществ, животные спустя 30—40 минут были заторможенными, сбивались в кучу, принимали боковое положение, кожные покровы конечностей и носогуб-ных складок приобретали цианотичность. Дыхание становилось тяжелым и прерывистым. Реакция на звуковые и болевые раздражители со временем значительно снижалась. Гибель животных наступала в первые сутки опыта при явлении адинамии. В клинической картине острого отравления преобладали симптомы нарушения дыхания, ЦНС и гемодинамики. Различий видовой чувствительности не установлено. Среднее время гибели животных во всех группах находилось в пределах 17 часов от момента острого воздействия. Сред-несмертелыше дозы (белые крысы) находились на уровнях: 4,83; 1,80; 2,'10; 5,0г/кг массы соответственно для амидали-на 9БС, пеназолина 7-9Б, пеназолина 10-16БД, бипана ЮЛ. На основании параметров токсичности (С. Д. Зауголь-ников и соавт., 1967) все соединения относятся к умеренно-

токсичным (3 класс опасности), не обладающими кожно-раз-дражающими свойствами и видовой чувствительностью.

Коэффициенты кумуляции составляют 6,81; 2,70; 2,95; 3,62 соответственно для бипана 10А, амидалина 9БС, пеназоли-на 7-9Б, пеназолипа 10-16БД. В соответствии с классификацией Л. И. Медведя и соавт. (1968) бипан 10А обладает слабовыраженными, а остальные содинения умеренновыра-женными кумулятивными свойствами. Оценка степени проникания соединений осуществлялась по Г. Н. Красовскому и соавт. (1989), с использованием сверхслабого свечения крови белых крыс.

Результаты показали, что кожно-резорбтивные свойства в слабой мере были присущи всем испытуемым веществам.

С целью изучения особенностей механизма биологического действия, определения пороговых, недействующих доз был проведен подострый эксперимент на белых крысах. Испытаны дозы 1/110; 1/Н00; 1/1000 ДЛ50, что составляло для ами-яалина-9БС — 483.0; 48.3: 4.83, пеназолина 7-9Б—180.0; 18,0; 1,8, пеназолина Ю-16БД — 210,0; 21,0; 2,1 и бипана 10А — 500.0; 50.0; 5.0 мг/кг массы животного. Исследования показали, что вещества в 1/10; 1/100 ДЛ50 снижали процент прироста массы тела, содержание лейкоцитов, эритроцитов, гемоглобина (Р<0.05). Все соединения приводили к развитию гипохромной анемии. 1/1000 ДЛ50 не влияла па белую и красную кровь. Изучаемые соединения в 1/10; 1/100 ДЛ50 изменяли динамику активности ферментов ХЭ, пероксидазы, каталазы. глутатионпероксидазы, ЛДГ, КФК, АсТ, АлТ, у-ГТ, га-ГБДГ, ФФК, Са2+ и -Mg2+ АТФазы, Г-6ФДГ (Р<0,05).

В органах и тканях опытных животных наблюдалось нарушение содержания БН-групп. глутатиона, витамина «С», адреналина, норадреналина, ДОФА, дофамина, триптофана, серотонина. В большинстве случаев изменения имели дозо-вую зависимость. Испытуемые препараты в этих дозах вызывали повышение интенсивности биохемилюминесценции, содержания диеновых конъюгатов, малонового диальдегида, перекисей, гидроперекисей (Р<0,05).

Известно, что ПАВ обладают мембранотропным действием. Это позволило предположить о чувствительности жирно-кислотных остатков фосфолипидов к действию имидазолинов. Как показали исследования, изучаемые препараты в 1/10; 1/100 ДЛ50 нарушали процентное содержание фосфолипидов в гепатоцитах и эритроцитах. Во всех случаях наблюда-

лось повышение лизоформ фосфолипидов, что указывало на ускорение свободнорадикального перекисного окисления ли-пидов.

Главной лабораторией, осуществляющей детоксикацию ксенобиотиков является эндоплазматическая сеть клеток печени, в микросомах которой содержится значительное количество рибонуклеиновых кислот, фосфолипидов и белков. В этой связи нами проведено изучение влияния веществ на две микросомальные электронно-транспортные цепи: НАДФН — связывающая система С-цитохром Р450, в качестве конечного звена и НАДН — система, связанная с цитохромом В5 в качестве акцепторов электронов. Результаты опытов показали, что вещества в 1/10 и 1/100 ДЛ50 повышали 0-де-метилазную и цитохром — С-редуктазную активность, оказывая тем самым воздействие на две электронно-транспортные микросомальные цепи. Скорость эндогенного дыхания, окисления НАДФН, НАДН в присутствии ЭДТА, перекисного окисления липидов повышались в этих же группах животных.

Испытуемые вещества не влияли на содержание цито-хрома 'В5 и увеличивали концентрацию цитохрома Р450. .В 1/1000 ДЛ50 изучаемые ПАВ не нарушали микросомальное окисление. Установленные нарушения со стороны фракций фосфолипидов и микросомального окисления ксенобиотиков позволили судить о стимуляции под воздействием имидазо-линов свободнорадикального перекисного окисления липидов. Это подтверждалось повышением интенсивности БХЛ, накоплением МДА, диеновых конъюгатов, перекисей, гидроперекисей в органах и тканях (Р<0.05).

Все соединения в зависимости от дозы воздействия, в той или иной мере снижали содержание глутатиона, лейкоцитов, эритроцитов, гемоглобина, гаптоглобина, БН-групп и активности ферментов пероксидазы, каталазы, глутатионперокси-дазы, играющих ведущую роль в формировании гомеостаза оксидантной и антиоксидантной системы. Одним из ведущих звеньев механизма, который влияет на эти процессы, является накопление в организме экспериментальных животных перекисей, гидроперекисей, способных истощать антиокси-дантную систему (Е. Б. Бурлакова, '1965).

Сходное влияние веществ проявилось и на динамике активности ферментов ЛДГ, МДГ, СДГ, МАО, НАДН2, КФК, ФФК, Г-6-ФДГ, Са2+, Мд2+, АТФаз, а-ГБДГ, а-ГФДГ, у-'ГТ, ЩФ, имеющих ключевое значение в окислительно-восстано-

витеЛьных процессах, биоэнергетике и окислительном фос-форилировании.

При изучении особенностей механизма биологического действия веществ ведущее значение принадлежит биогенным моноаминам, их предшественникам и внутриклеточным медиаторам, которые дают возможность понять глубже патогенез развивающихся клинических проявлений интоксикации. Реакция организма животных была неоднозначной под влиянием исследуемых веществ. Так, амидалин 9БС повышал в головном мозге ДоФа, норадреналин, в печени — норадрена-лин и снижал ДоФА и адреналин. Не изменялась динамика дофамина, адреналина в головном мозге и дофамина в печени. Сходные по характеру нарушения моноаминов наблюдались у групп животных под влиянием б:ипана 10А, пеназолина 7-9Б, пеназолина 10-16БД. Вещества в 1/100 ДЛ50 повышали в печени содержание триптофана, серотонина, в головном мозге — серотонина. Известно, что любой гормон или непромедиа-тор воздействует на клетку через систему циклических нук-леотидов— универсальных регуляторов метаболизма, пролиферации и дифференцировки (Л. Е. Панин, 1983). Опыты показали, что вещества в 1/100 ДЛ50 повышали в плазме цАМФ и снижали цГМФ (Р<0,05). В комплексе обнаруженных изменений проявляются структурно-метаболические нарушения медиаторной регуляции внутриклеточных единиц. Степень морфофункциональных нарушений была подтверждена гистологически и гистохимически и имела выраженную дозовую зависимость.

Гистохимически установлено, что вещества в 1/10 ДЛ50 снижали активность Г-6 ФДГ, СДГ, а-ГФДГ, ЛДГ, МДГ, НАДН2. В основе этих нарушений лежит изменение процессов биоэнергетики и ОВП, которые в части структурных единиц приводили к дистрофическим и деструктивным явлениям.

Анализ полученных результатов исследования позволил обосновать особенности механизма биологического действия имидазолинов на организм теплокровных животных. В основе обнаруженных изменений у белых крыс лежит стимуляция свободноради'кального перекисного окисления липидов, истощение антиоксидантной системы, которые привели к нарушению структуры мембран, активности мембраноспецифи-ческих ферментов, внутриклеточной медиации. Все это способствовало блокированию нервногуморальной регуляции процессов внутриклеточного метаболизма, нарушению биоэнергетики, биосинтетических процессов и окислительного

фосфорилирования, Обладая мебранотропным действием, вещества таким образом стимулировали в организме свободно-радикальную патологию, развитие которой представляет собой концептуальную модель особенности механизма биологического действия исследуемых соединений.

Многие химические вещества способны оказывать на организм специфическое действие, проявляющееся в отдаленные периоды жизни индивидуумов и сказывающиеся на потомстве. 'Введение белым крысам препаратов вызывало снижение функциональной активности сперматозоидов, что выражалось в уменьшении их концентрации, времени подвижности, осмотической и кислотной резистентности на фоне увеличения мертвых форм половых клеток. В 1/(10, '1/100 ДЛ50 отмечалось снижение числа сперматогоний, канальцев со слу-щенным эпителием.

Оценка эмбрионального материала показала, что имида-золины снижали массу плодов и увеличивали доимпланта-ционную и общую эмбриональную гибель. Отклонений в диф-ференцировке органов и тканевых структур эмбрионов не установлено.

Эксперименты выявили, что изучаемые вещества повышали процент клеток с хромосомными нарушениями и значительно снижали митотическую активность клеток красного костного мозга. Следует отметить, что отдаленные эффекты имидазолинов проявлялись на уровне общетоксического действия. Это позволило нам исключить у данной группы соединений специфические эффекты.

Аллергенными свойствами изучаемые соединения не обладали. Вместе с тем, в лимфатических узлах и селезенке выявлены пролиферативные изменения, которые характеризовались увеличением клеток плазмоцитарного ряда. Наблюдалось резкое увеличение зрелых плазматических клеток и снижение плазмобластов, что указывает на снижение иммунобиологической реактивности организма под влиянием испытуемых ПАВ. Во всех случаях 1/1000 ДЛ50 была не действующей.

Исследуемые соединения со сточными водами в процессе их получения и применения могут поступать в водные объекты. Это обстоятельство связано с денатурацией источников водоснабжения. Первостепенную важность в этом плане приобретают исследования по гигиенической оценке их стабильности, деструкции и трансформации, способность к накоплению в водных объектах, устойчивости к биоразла-16

гаемости, влиянию на процессы самоочищения водоемов.

Результаты прямых и косвенных методов показали, что все вещества относятся к высокостабильным соединениям. Скорость распада зависела от их исходной концентрации. Полученные данные хорошо согласуются с исследованиями В. В. Булатникова и соавт. (1973). Газовая хроматография равновесной паровой фазы растворов испытуемых веществ при их инкубации на протяжении одного года выявила присутствие исходных препаратов, содержание которых составляло более 50% во всех случаях.

Поступление веществ в воду оказывало отрицательное влияние на эстетические ее показатели, придавая растворам горько-вяжущий привкус, специфический запах и ценообразование На прозрачность и цвет воды имидазолины в концентрациях до 100.0 мг/л не влияли. Лимитирующий органо-лептический признак вредности — пенообразование. Пороговые величины определены на уровнях: 0,1; 0.1; 0.1; 0.5 мг/л соответственно для бипана 10А, пеназолина 7-9Б, пеназоли-на 10-16БД и амидалина 9БС.

Действие на санитарный режим водоемов проявилось в повышении биохимической потребности кислорода, снижении растворенного в воде кислорода, торможении процессов минерализации органических веществ. В концентрациях до 80 мг/л не изменяли рН водных растворов. Действие на естественные процессы самоочищения водоемов проявилось в дозах 10,0 и более мг/л. Пороговые величины установлены на уровнях 5,0 и 10,0 мг/л, соответственно для пеназолина 7-9Б, пенозолина 10-16БД и амидалина 9БС, бипана 10А.

Анализ результатов влияния веществ на органолептиче-ские свойства воды, санитарный режим водоемов и организм теплокровных животных позволил обосновать безвредные уровни воздействия препаратов в следующих уровнях: 0.1; 0.1; 0.1; 0.5 мг/л соответственно для бипана 10А, пеназолина 7-9Б, пеназолина 10-16БД и амидалина 9БС. Лимитирующий признак вредности — органолептический (пенообразование).

ВЫВОДЫ

1. Амидалин 9БС, пеназолин 7-9Б, бипан 10А, пеназолин 10-16БД являются высокостабильными веществами. В определенных концентрациях могут изменять органолептические свойства воды, придавая ей горько-вяжущий привкус, запах 2. Зак. 994 17

нефтепродуктов, пенообразование. Пороговые концентрации по лимитирующему органолептическому признаку вредности (ценообразованию) установлены на уровнях 0.1; 0.1; 0.1; 0.5 мг/л соответственно для бппана 10А, пеназолина 7-9Б, пе-назолина 10-16БД, амидалина 9БС.

2. Поступая в водные объекты, они способны нарушать процессы самоочищения водоемов: снижать содержание растворенного в воде кислорода, повышать биохимическое потребление кислорода, тормозить минерализацию органических веществ, оказывать влияние на рост и размножение сапрофитной микрофлоры и дафний. Пороговыми концентрациями, не нарушающими санитарный режим водоемов, являются 5.0 и 10.0 мг/л соответственно для пеназолина 7-9Б, пеназолина 10-16БД и амидалина 9БС, бипана 10А.

3. Продуктами гидролитической деструкции и трансформации имидазолинов в основном являются альдегиды, спирты, углеводороды. Эти соединения более токсичны сравнительно с исходными продуктами, обладают радиомиметическими свойствами, являются потенциально опасными в плане развития отдаленных эффектов. В основе образования метаболитов лежит общий механизм свободнорадикального окисления ПАВ.

4. На основании параметров токсичности вещества относятся к умеренно- и малотоксичным соединениям, с умерен-новыраженными кумулятивными свойствами. В клинической картине острого отравления преобладали симптомы нарушения дыхания, ЦНС и гемодинамики. Кожно-раздражающе-го действия и аллергенных свойств не установлено. Кожно-резорбтивные — присущи в слабой степени всей группе веществ.

5. При длительном поступлении в организм, в условиях подострого опыта, соединения способны подавлять гуморальный и клеточный иммунитет, в основе которого лежит нарушение окислительного фосфорилирования, биоэнергетики, синтеза РНК, ДНК, белка. Специфическими отдаленными эффектами испытуемая группа веществ не обладает. Пороговой концентрацией по влиянию на организм, системы и функции организма являлась 1/100 ДЛ50; максимально недействующей 1/1000 ДЛ50. Во всех случаях 1/10 ДЛ50 приводила к дистрофическим и деструктивным изменениям структурно-функциональных единиц внутренних органов.

6. Основные патогенетические звенья механизма биологического действия исследуемых поверхностно-активных ве-

ществ заключались в стимулировании процессов свободно-радикального перекисного окисления липидов, истощении антиоксидантнон системы, нарушении структурно-функциональных единиц мембран, нейрогуморальной регуляции внутриклеточного метаболизма, что приводило к снижению биоэнергетики, биосинтетических процессов и окислительного фос-форилирования. Обладая радиомиметическим действием ПАВ, метаболиты биотрансформации, продукты перекисного окисления липидов стимулировали в организме свободно-радикальную патологию, которая представляет собой концептуальную модель механизма биологического действия.

7. Амндалин 9БС, пеназолнн 7-9Б, бипан 10А, пеназолин Ш-10БД, обладая мембранотропным действием, выступают в роли ускорителей свободнорадикального перекисного окисления липидов, способны повреждать все органы, системы и функции организма. В первую очередь печени, почек, селезенки, надпочечников — органов, играющих роль в детоксикации ядов.

8. Проведенные исследования позволили обосновать безвредные уровни содержания бипана 10А, пеназолина 7-9Б, пеназолнна 1016БД, амндалина 9БС в воде водоемов на уровне 0.1; 0.1; 0.1; 0.5 мг/л соответственно и получить комплексную токсиколого-гнгненнческую характеристику на данную группу веществ.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Влияние азотсодержащих ПАВ на основе имидазолинов на метаболизм биогенных моноаминов и циклических нуклеотидов (В. И. Жуков, Л. А. Бондаренко, И. И. Коваленко и др.).— //Профилактическая токсикология ксенобиотиков: Сб. науч. тр- — Харьков, 1992.— С. 107—110.

2. Структурно-функциональное состояние внутренних органов белых крыс под воздействием азотсодержащих ПАВ на основе имидазолинов (В. В. Волина, Г. И. Губина-Вакулик, Н. В. Жукова).—//Профилактическая токсикология ксенобиотиков: Сб. науч. тр. — Харьков, 1992.—С-113 —115.

3. Обоснование предельно-допустимых концентраций группы азотсодержащих ПАВ на основе имидазолшгов в воде водоемов.—//Медицинская экология, гигиена производственной и окружающей среды: Сб. науч. тр. — Харьков, 1994. — С. 17—20.

4. Аллергенные свойства и состояние иммунобиологической реактивности организма под влиянием азотсодержащих ПАВ в связи с проблемой санитарной охраны водоемов (В. И. Жуков, Н. Г. Щербачь, Н. А. Сидоренко. и др.).—//Медицинская экология, гигиена производственной и окружающей среды: Сб. науч. тр.—Харьков. 1994. — С. 30—32.

5. Динамика гормонального статуса экспериментальных животных под воздействием имидазолинов при пероралыюм пути их поступления в орга-

ннзм (И. В. Никитина, В. И. Жуков, В. В. Волина и др.—//Медицинская экология, гигиена производственной и окружающей среды: Сб. науч. тр,

— Харьков, 1994. — С. 32—35.

6. Состояние системы микросомального окисления как критерий оценки воздействия на организм азотсодержащих ПАВ на основе имидазолинов (Н. В. Жукова, В. Н- Зовский, И. С. Кратенко и др.).—//Медицинская экология, гигиена производственной и окружающей среды: Сб. науч. тр,

— Харьков, 1994. — С. 35—38.

7. Состояние антиоксидатной системы и окислительно-восстановительных процессов у белых крыс при пероральном воздействии азотсодержащих ПАВ на основе имидазолинов (В. И. Жуков, Л. А. Бондаренко, А. Г. Логинова и др.).//Медицинская экология, гигиена производственной и окружающей среды: Сб. науч. тр.— Харьков, 1994,—С. 39—42.

8. Влияние азотсодержащих ПАВ на основе имидазолинов на органо-лептические свойства воды и санитарный режим водоемов (И. С- Кра-генко, Е. В. Серенко, О. В. Зайцева и др.) (//Медицинская экология, гигиена производственной и окружающей среды; Сб. науч. тр. — Харьков, 1995. — С. 92—96.

9. Гигиеническая характеристика продуктов гидролитической деструкции азотсодержащих ПАВ (И. И- Коваленко, В. И. Жуков, Е. В. Серенко и Др.).—//Медицинская экология, гигиена производственной и окружающей среды: Сб. науч. тр. — Харьков, 1995. — С. 96—98.

В. Г. БАШУК Автореферат

Сдано в набор 8.02.96. Подписано в печать 12.02.96. Формат 60X84Vie, печать высокая, бумага офсетная, лицензия ЛР № 020383. Тираж 100 экз., заказ 994, Белгород, облтипография, ул. Б. Хмельницкого, Ша.