Автореферат и диссертация по медицине (14.02.01) на тему:Гигиеническая оценка комбинированного действия компонентов бинарной смеси на примере препарата, состоящего из полигексаметиленгуанидина и алкилдиметилбензиламмоний хлорида.

На правах рукописи

МАМОНОВ РОМАН АЛЕКСАНДРОВИЧ

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ КОМПОНЕНТОВ БИНАРНОЙ СМЕСИ НА ПРИМЕРЕ ПРЕПАРАТА, СОСТОЯЩЕГО ИЗ ПОЛИГЕКСАМЕТИЛЕНГУАНИДИНА И АЛ-КИЛДИМЕТИЛБЕНЗИЛАММОНИЙ ХЛОРИДА

14.02.01-Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва-2010

004605898

Работа выполнена в лаборатории эколого-гигиенической оценки и прогнозирования токсичности веществ Учреждения Российской академии медицинских наук Научно-исследовательском институте экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН

Научные руководители:

Ведущая организация:

Федеральное государственное учреждение здравоохранения «Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ» Роспотреб-надзора

Защита диссертации состоится «24» июня 2010 года в П. часов на заседании диссертационного совета Д 001.009.01 в НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН по адресу: 119992, г. Москва, ул. Погодинская, д. 10/15, строение 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН

доктор медицинских наук Синицына Оксана Олеговна кандидат медицинских наук Недачин Александр Евгеньевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Журков Вячеслав Серафимович

доктор медицинских наук, профессор Королев Анатолий Александрович

Автореферат разослан < » мая 2010 года

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор

Беляева Наталия Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Комбинированное действие химических веществ представляет одну из наиболее сложных проблем гигиены. До настоящего времени комбинированное действие химических веществ изучалось в двух планах: для оценки характера токсического действия смесей веществ в концентрациях, близких к ПДК (Бородин К.А., Захарчежо В.И. и соавт., 1971; Каган Ю.С., Штабский Б.М., 1996; Каган Ю.С., Светлый С.С. и соавт., 1989), и при различных соотношениях доз, близких к смертельным (Канцельон Б.А., 1990; Нагорный П.А., 1984; Трахтенберг И.М. и соавт., 1989).

Предлагаемые в различных отечественных (Гжегоцкий М.Р. и соавт., 1998; Каган Ю.С., Штабский Б.М., 1996; Кацнельсон Б.А., Новиков С.М., 1986, Нагорный H.A., 1984,СанПиН2.1.5.1315-03) и зарубежных (U.S.EPA, 2000, WHO, 1981) работах и нормативных документах подходы к оценке комбинированного действия химических веществ представляют собой различные варианты формулы Фи-ни-Аверьянова и направлены на оценку опасности уже существующих в окружающей среде концентраций по отношению к величинам ПДК отдельных веществ.

Наряду с этим существует целый ряд препаратов, представляющих собой смеси постоянного состава (пестициды, дезинфицирующие, парфюмерно-косметические, моющие средства и др.), для которых методика оценки комбинированного действия недостаточно разработана. Именно эти препараты могут служить моделью для оценки комбинированного действия в зависимости от дозы и концентрации.

Определение опасностей смесей постоянного состава в воде обсуждалось в работе Федоренко В.И., Жолдаковой З.И., Красовского Г.Н. и Штабского Б.М. (1993). Было предложено оценивать смесь как единое целое, по комплексу критериев выделять ведущий компонент и, с учетом его содержания, обосновывать ПДК смеси. Однако при этом не учитывалось возможное изменение характера комбинированного действия компонентов смеси при разных уровнях загрязнения воды.

В последние годы повышенное внимание уделяется бинарным препаратам, представляющим собой смеси постоянного состава на основе полигексаметилен-гуанидина гидрохлорида (ПГМГ-ГХ) и алкилдиметилбензиламмоний хлорида (Катамина АБ). Совместное применение этих веществ в качестве дезинфицирующих средств обосновывается представлением о синергизме их действия в отношении микроорганизмов (Э. Альберт, 1971; Osar W.May 1991). Одним из таких средств, предлагаемых для обеззараживания воды, является препарат «Де-завид», представляющий собой водный раствор ПГМГ-ГХ и Катамина АБ в соотношении 6:1. Токсичность и опасность ПГМГ-ГХ и Катамина АБ при изолированном воздействии на организм теплокровных животных достаточно хорошо изучены (Кондратов В.А., 1992; Фомочкин И.П., Свистов В.В. 1987). Однако характер их комбинированного действия, который может отличаться от простого аддитивного, не изучен, а безопасные для человека концентрации до настоящего времени не установлены. Это является препятствием к применению препарата «Дезавид» для обеззараживания воды (Рахманин Ю.А., Жолдакова З.И., Недачин А.Е. и соает., 2006).

Другим критерием безопасного применения средств обеззараживания воды, представляющих собой полиэлектролиты, являются максимальные допустимые концентрации содержания примесей в конечном продукте, которые определяются, исходя из их ПДК в воде (МУ 2.1.4.1060-01). В составе ПГМГ-ГХ в качестве побочного продукта синтеза может присутствовать гексаметиленимин (ГМИ), токсичность и опасность которого при длительном воздействии на организм до настоящего времени не изучены (Жолдакова 3.И., Синицына О.О. и соавт., 2004; Одинцов Е.Е., 2007). Обоснованный ранее экспресс-экспериментальным методом ориентировочный допустимый уровень ГМИ в воде (Крятов И.А. и соавт., 1989) не является надёжным для расчёта его допустимого содержания в продукте.

Исходя из вышеизложенного, целью настоящих исследований являлась гигиеническая оценка комбинированного действия компонентов бинарного препарата «Дезавид» на микроорганизмы и млекопитающих.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить токсичность и опасность бинарного препарата «Дезавид».

2. Оценить опасность гексаметиленимина, входящего в состав примесей ПГМГ-ГХ.

3.Дать сравнительную оценку токсичности и опасности компонентов бинарного препарата «Дезавид» и определить характер их комбинированного действия в зависимости от уровня и объекта воздействия.

4. Обосновать гигиенические нормативы содержания в воде препарата «Дезавид» и гексакметиленимина.

Научная новизна работы.

Впервые обосновано, что препарат «Дезавид», содержащий ПГМГ-ГХ и Катамин АБ в соотношении 6:1, обладает выраженным цитотоксическим действием с преимущественным влиянием на печень.

Впервые установлена зависимость характера комбинированного действия компонентов бинарного препарата «Дезавид» от объекта, дозы и длительности воздействия. Степень потенцирования при действии на микроорганизмы уменьшается со снижением концентрации, а при действии на млекопитающих - повышается с уменьшением дозы и увеличением длительности воздействия.

Обоснована необходимость изучать характер комбинированного действия смесей постоянного состава в хронических экспериментах в дозах, на уровне МИД и ниже их компонентов.

Практическая значимость. Научно обоснована ПДК дезинфицирующего средства «Дезавид» в воде водных объектов на уровне 0,03 мг/л (по ПГМГ-ГХ), лимитирующий показатель вредности - санитарно-токсикологический, 2 класс опасности (справка № ФК 15/1-228 от 20.05.2010).

Научно обоснован пересмотр ОДУ гексаметиленимина в воде водных объектов - 0,02 мг/л, лимитирующий показатель вредности - санитарно-токсикологический, 2 класс опасности (справка № ФК 15/1-223 от 14.05.2010).

Разработана методика выполнения измерений массовой концентрации гексаметиленимина в полимерах на основе полигексаметиленгуанидина методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии № ММГУ-08-2007 (Свидетельство об аттестации № 242/10-2007).

Материалы диссертационной работы использованы при подготовке проекта Методических указаний «Санитарно-эпидемиологические испытания (исследования) материалов, реагентов и оборудования, используемых в системах водоснабжения» (справка № ФК 15/1-222 от 14.05.2010) и проекта Методических указаний «Санитарно-эпидемиологическая экспертиза средств дезинфекции воды» (справка № 11-5/279 от 12.05.2009).

Работа выполнена в лаборатории эколого-гигиенической оценки и прогнозирования токсичности веществ НИИ ЭЧ и ГОС им.А.Н. Сысина РАМН в рамках плановых научных тем № г/р 02200900946 и НИР № 096.

Личный вклад автора составляет не менее 80%. Часть исследований проводилась совместно с д.б.н., проф. Беляевой H.H., д.б.н. Сычевой Л.П., к.б.н. Ко-гановой З.И.. к.фарм.н. Миславским О.В., к.м.н. Маковецкой А.К., к.б.н. Арте-мовой Т.З.. к.м.н. Доскиной Т.В., Буториной H.H.

Апробация материалов диссертации. Результаты исследований по теме диссертации доложены и обсуждены на II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье» (Рязань, 2007), Втором Санкт-Петербургском международном экологическом форуме «ЭкоФорум-2008» (Санкт-Петербург, 2008), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы теории и практике дезинфек-тологии», посвященной 75-летию НИИ дезинфектологии (Москва, 2008), III Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье» (Москва, 2009).

Основные положения, выносимые на защиту:

1.Характеристика токсичности и опасности бинарного препарата «Деза-вид» и гексаметиленимина.

2.Зависимость характера комбинированного действия компонентов бинарного препарата «Дезавид» от объекта воздействия.

3.Зависимость степени выраженности потенцирования токсического действия компонентов бинарного препарата «Дезавид» от дозы и длительности воздействия.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, из них 2 в центральной печати.

Структура работы. Диссертационная работа изложена на 166 страницах компьютерной верстки и состоит из введения, обзора литературы, 3 глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, списка литературы, 19 приложений. Диссертация иллюстрирована 34 таблицами, 10 рисунками. Библиография включает 155 источника, в том числе 45 иностранных авторов.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Количественная характеристика объектов, материалов и объема исследований представлена в таблице 1.

Объектами изучения служили бинарный препарат «Дезавид», гексаметиленимин (ГМИ), полигексаметиленгуанидина гидрохлорид (ПГМГ-ГХ) и алкилдиметил-бензиламмоний хлорид (Катамин АБ). Для решения поставленных задач проведены эксперименты по изучению влияния препарата «Дезавид» на органолепти-ческие свойства воды, санитарно-химические и токсикологические опыты. Изучено биоцидное действие бинарного препарата и его компонентов на микроорганизмы. Токсичность и опасности ГМИ исследовались в острых и хронических экспериментах. Комбинированное действие компонентов препарата «Дезавид» оценивалось по микробиологи- ческим (минимальные эффективные концентрации) и токсикометрическим параметрам (ЛД50, ПД,Р, МИД) с использованием коэффициента аддитивности - Кад {Кацнельсон Б.А., Новиков С.М., 1986). При Кад=1 комбинированное действие оценивалось как аддитивное (суммация доз), при Км »1 - как более аддитивное (потенцирование).

Формула коэффициента аддитивности имеет следующий вид:

к - 1 "а ~ С 1 С 2

А 1 А 2

где Км - коэффициент аддитивности; С, и С2 - концентрации (дозы) двух веществ в комбинации, дающей эффект; А1 и А2 - концентрации тех же веществ при изолированном воздействии.

Токсикологические эксперименты проводились в соответствии с МУ 2.1.5.720-98 и МУ №4110-86 на трех видах лабораторных животных. Эксперименты проведены с учетом «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приказ № 755 от 12.08.1977г. МЗ СССР) и одобрены Комитетом по этике НИИ ЭЧиГОС им. А.Н.Сысина РАМН. Использовалось 296 белых нелинейных крыс, 30 белых мышей линии Ва1Ь/с, 15 морских свинок.

Учитывая, что в препарате «Дезавид» ПГМГ-ГХ содержится в преобладающей концентрации - его соотношение с Катамином АБ составляет 6:1, дозы и концентрации препарата «Дезавид» приведены в расчете на ПГМГ-ГХ.

Дозы веществ, исследованные в хронических экспериментах при внутри-желудочном введении, составили: препарат «Дезавид» - 0,2; 0,02; 0,002 мг/кг, ГМИ - 0,5; 0,05; 0,01; 0,005; 0,0005 мг/кг.

Изучено 88 показателей, в том числе характеризующих общее состояние организма лабораторных животных (масса тела, вертикальная активность, СПП, морфологический состав крови), состояние печени (активность АЛТ, АСТ, ХЭ, М-ацетил-6-В-глюкозаминидазы, Катепсина Д), морфофункциональные показатели ткани печени, почек, семенников, 12-перстной кишки. Проведены иммунологические, цитогенетические и цитотоксические тесты. В микробиологических исследованиях изучено влияние препарата «Дезавид» и его компонентов на индикаторные, условно-патогенные и патогенные микроорганизмы.

Результаты, полученные в экспериментах, обрабатывались с помощью компьютерных программ "Б1аЙ811са" и 'ТИа81а". Достоверность различий определяли по I критерию Стыодента и непараметрическому критерию Манна-Уитни.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При однократном внутрижелудочном поступлении в высоких дозах (100600 мг/кг) препарат «Дезавид» обладал высокой скоростью и степенью всасывания в желудке. Клиническая картина отравления свидетельствовала о преимущественном влиянии препарата на центральную нервную систему. Это позволяет предположить, что препарат проникает через гистогематический барьер.

Таблица 1. Методы, объекты и объем исследований

Методы исследования Объекты исследования Показатели Объем исследований

Органолептические и санитарно-химические Препарат «Дезавид» Запах, привкус водных растворов, способность к пенообразованию, влияние на цветность и мутность воды, влияние на рН и БТЖ 7 показателей

Токсикологические | Острый опыт Белые крысы-самцы, препарат «Дезавид», ГМИ (знтеральное поступление) ЛД<0, 1кум, клиническая картина отравления 96 крыс, 3 показателя

Длительный (180 суток) токсикологический опыт Белые крысы-самцы, «Дезавид», ГМИ (энтеральное поступление) Физиологические, гематологические, биохимические, морфомегрические, показатели гонадоток-сического действия 200 крыс, 18 показателей, 2964 анализа

Морфологические Структурно-функциональные показатели печени (13), почки (9), семенники (11), 12-перстная кишка (12) 48 крыс, 55 показателей

Иммунологические Морские свинки, белые мыши-самцы, препарат «Дезавид» Местное раздражающее и сенсибилизирующее действие, иммунотоксическое действие - наличие эффекта, уровень содержания специфических IgG - антител в сыворотке крови 15 морских свинок, 30 мышей, 4 показателя

Цитогенентические (микроядерный тест) Белые крысы-самцы, ГМИ (энтеральное поступление) Частота клеток с микроядрами и пршрузиями в костном мозге, толстой кишке 24 крысы, 4 показателя

Цитотоксические (микроядерный тест) Кариологические показатели в костном мозге, толстом кишечнике, (ПХЭ/НХЭ, доля двухядер-ных клеток, доля клеток с атипичной формой ядра) 24 крысы, 4 показателя-

Микробиологические Препарат «Дезавид», ПГМГ-ГХ, Катамин АБ, гилохлорит натрия ОМЧ, ОКБ, ТКБ, ГКБ, Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa. Salmonella enteritidis, Salmonella infantis, колифаги 4 серии, И показателей, 120 анализов

ЛД50 препарата «Дезавид» для белых крыс составила 338,2 (294,Н392,3) мг/кг (3 класс опасности (МУ 2.1.5.720-98), что характеризует его как более токсичный препарат по сравнению с иолиэлектролитами с более высокой молекулярной массой (Тульская Е.А. у соавт. 2002). Значения индекса кумуляции (0) и среднего времени гибели животных (45 минут) свидетельствуют о слабых кумулятивных свойствах смеси ПГМГ-ГХ и Катамина АБ.

В хроническом эксперименте препарат «Дезавид» в дозах 0,2 и 0,02 мг/кг вызывал достоверное (р<0,01 и р<0,05) увеличение активности АЛТ в сыворотке крови, наблюдавшееся в течение первой половины эксперимента. Эти отклонения в активности фермента сочетались с морфофункциональными изменениями органа (рис. 1).

относительной массы печени, индекса альтерации гепатоцитов (ИА) и количества вы-еокоплоидных гепатоцитов (ВГ) у животных при воздействии препарата «Дезавид» в

хроническом эксперименте.

Так, наблюдалось увеличение относительной массы печени, а также индекса альтерации гепатоцитов (р<0,05), который при поступлении препарата в дозе 0,02 мг/кг статистически достоверно не отличался от контроля (р>0,05).

Как компенсаторный ответ на повреждение органа, в печени развивалась поли-плоидизация гепатоцитов (Беляева H.H. 2001), достоверно выраженная при действии обеих доз. О преобладании компенсаторных реакций в органе свидетельствует сохра-

нение белково-синтетической функции печени, о состоянии которой судили по активности ХЭ в сыворотке крови (Меньшиков В.В. и соавт., 1987).

Таким образом, повышение активности AJIT в сыворотки крови, свидетельствующее о повреждении мембран гепатоцитов (Меньшиков В.В. и соавт., 1987; Меркурьева Р.В. и соавт., 1986), подтвердилось увеличением индекса альтерации гепатоцитов.

В целом, препарат «Дезавид» в хроническом эксперименте на лабораторных животных оказал гепатотоксическое действие, степень выраженности которого зависела от воздействующей дозы.

Кроме того, воздействие препарата «Дезавид» в максимальной дозе 0,2 мг/кг привело к достоверному увеличению степени выраженности гемодинамических сдвигов в почке; увеличению доли семенных канальцев с разряженным эпителием вплоть до атрофии, снижению количества клеток Сертоли, развитию гемодинамических нарушений в семенниках. Также наблюдалось нарушение целостности каймы ворсинок и снижение интенсивности слизеобразования в 12-перстной кишке, что совпадает с характером токсического действия полиэлектролитов (Жолдакова З.И. и соавт., 2002; Тульская Е.А., 2004). Препарат в остальных дозах влияния на морфофункциональные показатели почек, 12-перстной кишки и семенников не оказывал.

В таблице 2 представлены пороговые и максимальные недействующие дозы препарата «Дезавид», установленные диагностическим методом по влиянию на изученные органы и системы.

Из таблицы 2 видно, что степень выраженности изменений зависела от дозы препарата. Анализ комплекса изменений изученных показателей, характеризующих состояние печени, почек, 12-перстной кишки и семенников, позволяет заключить, что

Таблица 2. Пороговые и максимальные недействующие дозы препарата «Дезавид» (по ПГМГ-ГХ) по влиянию на изученные показатели в хроническом экспе-_рименте__

Показатели ПД, мг/кг МВД, мг/кг

Физиологические >0,2 0,2

Биохимические 0,02 0,002

Гонадотоксического действия >0,2 0,2

Относительная масса печени 0,02 0,002

Структурно-функциональные показатели: -печени 0,02 0,002

-почек 0,2 0,02

-12-перстной кишки 0,2 0,02

-семенников 0,2 0,02

препарат в дозе 0,2 мг/кг обладал выраженным токсическим действием с преимущественным влиянием на печень.

При поступлении препарата в дозе 0,02 мг/кг в печени преобладали компенсаторно-адаптационные процессы, которые с гигиенических позиций не должны расцениваться как незначимые, поскольку они могут являться предшественниками комплекса морфо-биохимических изменений, возникающих при повышении интенсивности и/или длительности воздействия (Пинигин М.А., Красовский Г.Н., 1979). Эта доза может рассматриваться, как пороговая хронического эксперимента. Надежность экспериментально установленной ПД подтверждает отсутствие изменений в состоянии животных при воздействии препарата в дозе 0,002 мг/кг.

Для расчета МНД хронического действия препарата «Дезавид» учитывали соотношение ЛД50/ПДхр (338/0,02=19600), которое свидетельствует о высокой способности препарата к функциональной кумуляции (МУ 2.1.5.720-98). МНД препарата «Дезавид» рекомендуется на уровне 0,004 мг/кг, МНК - на уровне 0,08 мг/л.

Препарат "Дезавид" не оказывал иммунотоксическое при действие в дозах 63 и 6,3 мг/кг.

В концентрациях более 3,75 мг/л препарат «Дезавид» не оказывал влияние на запах и привкус воды, не изменял прозрачность, цветность воды и реакцию среды, но вызывал образование пены на поверхности воды. Пороговая концентрация препарата по органолептическому показателю вредности установлена на уровне 0,5 мг/л, лимитирующий показатель - ценообразование.

В присутствии препарата «Дезавид» в концентрациях 0,03 - 0,3 мг/л наблюдалось угнетение биохимического потребления кислорода в модельных водоёмах. В качестве пороговой концентрации препарата «Дезавид» по влиянию на процессы самоочищения водных объектов обоснована величина 0,03 мг/л.

Сопоставление экспериментально установленных величин МНК по санитарно-токсикологическому показателю вредности (0,08 мг/л), пороговых концентраций по органолептическому (0,5 мг/л) и общесанитарному (0,03 мг/л) показателям вредности свидетельствует о том, что препарат «Дезавид» относится ко 2 классу опасности.

ПДК препарата в воде водных объектов рекомендуется на уровне 0,03 мг/л по ПГМГ-ГХ, лимитирующий показатель вредности - санитарно-токсикологический.

В работах Жолдаковой З.И., Синицыной О.О. и соавт. (2004)', Е.Е.Одинцова (2007) показано, что препараты на основе ПГМГ-ГХ, кроме действующего вещества, содержат ряд примесей - исходных или побочных продуктов синтеза, таких как гек-саметилендиамин, дициандиамид, гуанидин гидрохлорид и гексаметиленимин (ГМИ). Все вещества, за исключением ГМИ, изучены с гигиенических позиций, установлены величины их ПДК в воде (ГН 2.1.5.1315-03; ГН 2.1.5.2280-07). Токсичность и опасность ГМИ при длительном поступлении в организм не исследовались, что служило препятствием для применения препаратов на основе ПГМГ-ГХ в качестве средств обеззараживания воды.

Данные литературы о величине ЛД50 ГМИ разноречивы и варьируются от 22,4 мг/кг (Базарова Л.А., 1970) до 1000 мг/кг (ВиРоп1 Со., 1974). В собственном остром токсикологическом эксперименте (исследованные дозы 25-900 мг/кг) вещество в дозах 200-450 мг/кг вызывало преимущественно местное раздражающее действие. При действии ГМИ в дозах > 450 мг/кг наблюдалось выраженное разъедающее действие, проявившееся в тотальном некрозе желудка и кишечника подопытных животных. Зависимость «доза-ответ» не позволила рассчитать ЛД5о ГМИ, однако её характер даёт основание предположить, что величина ЛД50 находится в пределах 300-400 мг/кг, что совпадает с результатами, полученными в работе Крятова И.А. и соавт. (1989) - 375 мг/кг.

Таким образом, результаты собственных исследований в совокупности с данными литературы позволяют заключить, что по смертельным эффектам при однократном поступлении в желудок ГМИ относится ко 2 классу токсичности (МУ 2.1.5.72098) и к 3 классу опасности по ГОСТ 21.1.007-76. ЛД5о составляет 375 мг/кг. Вещество обладает слабо выраженной способностью к кумуляции.

Вместе тем, гибель животных нельзя охарактеризовать как результат резорбтив-ного действия вещества. По-видимому, на первое место выступает местное изъязвляющее действие, которое в разных экспериментах проявилось по-разному. Возможно, различия в токсичности у разных авторов связаны с различными концентрациями вводимых растворов ГМИ, а также со степенью превращения ГМИ в кислой среде желудка в менее токсичный ГМИ-гидрохлорид (ГН 2.1.5.1315-0377).

При поступлении ГМИ в организм лабораторных животных в течение 6 месяцев в дозах 0,5, 0,05, 0,01, 0,005 и 0,0005 мг/кг наиболее закономерные изменения касались активности М-ацетил-р-О-глюкозаминидазы (АГА) в сыворотке крови, Катепси-на D в сыворотке крови и печени, а также структурно-функциональных показателей печени.

Так, па 180 сутки эксперимента наблюдалось достоверное снижение активности АГА в сыворотке крови животных, получавших дозы 0,5 и 0,01 мг/кг (рис. 2).

0,5 мг/кг

0,01 мг/кг 0,005 мг/кг

дозы ГМИ

0,0005 мг/кг

АГА gl Катепсин печень □ Катепсин кровь

* - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001

Рисунок 2. Активность 1\-ацетил-р-В-глюкозаминидазы (АГА) в сыворотке крови, Ка-тепсина D в сыворотке крови и в печени подопытных животных после 180 суток поступления гексаметиленимина.

При действии ГМИ в дозах 0,5 мг/кг и 0,01 мг/кг увеличилась активность Катеп-сина D в сыворотке крови и уменьшилась в печени. Данный процесс, по-видимому, связан с дестабилизацией клеточных мембран в различных органах, приводящей к выходу фермента в кровоток (Покровский А.А. и соавт., 1976). Уменьшение активности Катепсина D в печени свидетельствует о гепатотоксическом действии ГМИ. При действии вещества в дозе 0,005 мг/кг снижалась активность фермента в печени на фоне неизменяющейся его активности в сыворотке крови. Это позволяет предположить, что в данной дозе ГМИ оказывает действие только на печень, не затрагивая другие органы. В дозе 0,0005 мг/кг не отмечено никаких изменений изученных показателей.

Как видно из таблицы 3, при воздействии ГМИ в дозе 0,5 мг/кг отмечено выраженное повреждение печени по 8 структурно-функциональным показателям, характеризующим как повреждение органа (индекс альтерации гепатоцитов; число клеток РЭС, микронекрозов, инфильтратов, выраженность гемодинамических сдвигов, жировой дистрофии, балочной дискомплексации), так и степень выраженности компенсаторного ответа (число высокоплоидных гепатоцитов) (Беляева H.H., 1986. Бонашев-кая Т.И., Беляева H.H. и соавт., 1984). Совокупность выявленных изменений позволяет оценивать дозу ГМИ 0,5 мг/кг как уровень выраженного вредного действия (Fei) (Беляева H.H., 1997,2001).

Таблица 3. Кратность достоверных превышений значений структурно-функциональных изменений печени крыс после 180-суточного воздействия ГМИ _по сравнению с контролем._

Показатели Дозы ГМИ (мг/кг)

0,5 0,05 0,01 0,005

Индекс альтерации гепатоцитов 2,2 2 - -

Число высокоплоидных гепатоцитов 3,2 - - -

Число клеток РЭС 1,5 - - -

Гемодинамические сдвиги, (% крыс) 3,4(100%) 2,4 (100%) - -

Среднее число микронекрозов 2,5 - - -

Жировая дистрофия 4,3 3,8 4 3,9

Среднее число инфильтратов 6,7 - - -

Балочная дискомплексация 2,2 - - -

Примечание: «-»- отсутствие достоверных изменений по сравнению с контролем (р>0,05)

Введение ГМИ в меньшей дозе (0,05 мг/кг) вызывало увеличение индекса альтерации гепатоцитов, выраженности гемодинамических изменений и жировой дистрофии, но степень выраженности изменений была меньшая. При воздействии ГМИ в дозах 0,01 мг/кг и 0,005 мг/кг изменения проявлялись только в виде увеличения степени выраженности жировой дистрофии. Отсутствие полиплоидизации гепатоцитов позволяет охарактеризовать эти дозы как вызывающие минимально выраженные токсические эффекты (Беляева H.H., 1997, 2001).

Степень выраженности изменений в почке также зависела от величины воздействующей дозы ГМИ. При введении вещества в дозе 0,5 мг/кг увеличились индекс альтерации почечных клубочков, число клубочков с гипертрофией и выраженность гемодинамических сдвигов по сравнению с контролем (р<0,05). Нарушения структурно-функционального состояния почек проявлялось в виде увеличения в 3 раза индекса альтерации почечных клубочков по сравнению с контролем. ГМИ в дозе 0,005 мг/кг не вызывал значимые нарушения в почке.

ГМИ в дозе 0,5 мг/кг вызывал снижение доли нормальных семенных канальцев, увеличение доли канальцев с разреженным эпителием и малодифференцированных канальцев, уменьшение числа клеток Сертоли и доли семенных канальцев со сперма-тогониями. ГМИ в дозах 0,05 и 0,005 мг/кг не вызывал в семеннике у крыс никаких достоверных изменений.

Таким образом, обобщение результатов хронического эксперимента позволяет заключить, что ГМИ обладает преимущественно гепатотоксическим действием. Изменения, характеризующие состояние печени, наблюдались в меньших дозах, чем те, которые вызывали нарушения в других органах.

Анализ зависимости «доза-время-эффект» позволяет рекомендовать дозу ГМИ 0,005 мг/кг в качестве пороговой. Надежность рекомендуемой величины ПДхр подтверждается тем, что ГМИ в дозе 0,0005 мг/кг не вызвал никаких изменений в организме подопытных животных ни по одному из изученных показателей.

Для расчета МНД хронического действия ГМИ учитывали соотношение ДЦбо/ПДф (375/0,005=75000), которое свидетельствует о высокой способности препарата к функциональной кумуляции (2 класс опасности). МНД ГМИ рекомендуется на уровне 0,001 мг/кг, МНК по санитарно-токсикологическому показателю вредности -на уровне 0,02 мг/л.

Для обоснования необходимости пересмотра ОДУ ГМИ в воде водных объектов проведено сравнение его пороговых концентраций по органолептическому и общесанитарному показателям вредности (Крятов И.А. и соавт., 1989), а также МНК по санитарно-токсикологическому показателю вредности.

Величина пороговой концентрации ГМИ по органолептическому показателю вредности составляет 10 мг/л, по общесанитарному показателю - 3 мг/л, МНК по са-нитарно-токсикологическому показателю - 0,02 мг/л. Сопоставление данных величин свидетельствует о том, что ГМИ относится ко 2 классу опасности.

Минимальная из указанных величин - МНК по санитарно-токсикологическому показателю вредности в 5 раз ниже действующего до настоящего времени ОДУ (ГН 2.1.5.2307-07), обоснованного ранее с использованием экспресс-экспериментальных методов на основании результатов прогноза токсичности (Крятов И.А. и соавт., 1989). Результаты проведенных нами экспериментальных исследований на лабораторных животных, являются основанием для пересмотра действующего норматива и сниже-

ния его величины до 0,02 мг/л. Разработанная с нашим участием и аттестованная методика выполнения измерения массовой доли ГМИ в полимерах на основе ПГМГ-ГХ не позволяет контролировать содержание ГМИ в воде, но вместе с тем, может быть использована для контроля за допустимым содержанием ГМИ в дезинфекционных средствах на основе ПГМГ-ГХ, в рамках рекомендаций изложенных в работе Жолда-ковой З.И. и соавт. (2006) и МУ 2.1.4.1060-01.

Например, при применении дезинфицирующего средства на основе ПГМГ-ГХ в максимальной дозе 4 мг/л (по действующему веществу), для соблюдения норматива содержания ГМИ в воде на уровне 0,5 ПДК (0,01 мг/л) содержание вещества в препарате не должно превышать 2,5 мг на 1 г действующего вещества.

Содержание ГМИ в препарате «Дезавид» допускается в концентрации не более 0,7 мг/кг.

Отсутствие аттестованной методики выполнения измерения содержания ГМИ в воде на уровне 0,01 мг/л является препятствием для утверждения этого норматива в виде ПДК.

Таким образом, ОДУ гексаметиленимина в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования рекомендуется на уровне 0,02 мг/л, 2 класс опасности, лимитирующий показатель вредности - санитарно-токсикологический.

Согласно инструкциям по применению, препараты на основе ПГМГ-ГХ применяются для обеззараживания поверхностей в виде 0,1-0,25% (1-2,5 г/л) рабочих растворов по действующему веществу (Федорова JI.C. и соавт., 2006) тогда как препарат «Дезавид» рекомендован к применению в данной области в концентрации 0,15 г/л по ПГМГ-ГХ (Левчук H.H. и соавт., 2006), а Катамин АБ в концентрациях 2,5 г/л (Федорова Л.С. и соавт., 2002). При анализе этих данных достаточно чётко видно, что в присутствии Катамина АБ при соотношении между действующими веществами 6:1 увеличивается антимикробная активность ПГМГ-ГХ в 10 и более раз по сравнению с активностью ПГМГ-ГХ при изолированном применении.

В связи с этим, представляло интерес изучить характер и степень выраженности комбинированного действия составляющих бинарного препарата «Дезавид», как по влиянию на микроорганизмы в более низких концентрациях, так и по токсикологическим параметрам.

В собственных экспериментах в лабораторных условиях изучена эффективность препарата «Дезавид», а также ПГМГ-ГХ в отношении микроорганизмов. Биоцидная активность препаратов изучалась в дозах, рекомендованных производителями как эффективные для обеззараживания воды.

В таблице 4 приведены данные о сравнительной биоцидной эффективности препарата «Дезавид» в концентрациях 0,045 и 0,18 мг/л и ПГМГ-ГХ в отношении индикаторных, условно патогенных и патогенных микроорганизмов после 60 минут контакта. Исходный уровень микробного загрязнения составлял 102-103 КОЕ/ЮО мл.

Таблица 4. Сравнительная иноктивирующая активность препарата «Дезавид» и ПГМГ-ГХ в отношении индикаторных, условно-патогенных и патогенных микроорганизмов

Показатель «Дезавид» по (ПГМГ-ГХ) ПГМГ-ГХ

0,045 мг/л | 0,18 мг/л 4 мг/л

% инактивации

ОМЧ 37°С, КОЕ/мл 77,88 98,65 100

ГКБ, КОЕ/100мл 98,43 99,88 99,4

ОКБ, КОЕ/100мл 98,92 99,86 99,93

ТКБ, КОЕ/100мл 99,20 99,9 100

E.coli, КОЕ/100мл 99,78 99,83 96,15

Энтерококки, КОЕ/100мл 50,0 91,67 100

Ent.faecalis, КОЕ/ЮОмл 50,0 98 100

Сальмонеллы, КОЕ/1л 89,0 99,98 -

Staph, aureus, КОЕ/1л - - 100

Ps.aeruginosa, КОЕ/л 99,22 99,97 100

Колифаги MS-2, БОЕ/ЮО мл 85,31 98,97 99,2

Примечание: «-» исследования не проводились

Результаты настоящего эксперимента показали, что бинарный препарат «Дезавид» обладал практически одинаковой инактивирующей активностью в отношении изученных микроорганизмов при действии в концентрации (по ПГМГ-ГХ) в 20 раз меньшей по сравнению с самим ПГМГ-ГХ. Таким образом, наблюдалось более чем аддитивное действие компонентов смеси.

Для изучения зависимости комбинированного действия от дозы проведены сравнительные испытания изолированного биоцидного действия ПГМГ-ГХ, Катамина АБ и препарта «Дезавид» на Б^аигеиз и Е.соК. Исследовались как эффективные, так и более низкие концентрации. В качестве минимальной эффективной принята концентрация, которая вызывала 100% гибель микроорганизмов по прошествии 60 минут контакта (МЭК).

Как видно из таблицы 5, МЭК бинарного препарата «Дезавид» (0,135 мг/л) в 3 раза ниже, чем при изолированном действии ПГМГ-ГХ (0,3 мг/л).

Эффективность Катамина АБ зависела от вида микроорганизма. Так, если концентрация 1 мг/л оказывала 100% эффект на St. aureus, то ни одна из изученных концентраций не способствовала полной инактивации E.coli, т.е. МЭК не установлена.

Таким образом, смесь ПГМГ-ГХ и Катамина АБ проявила более чем аддитивное действие в отношении микроорганизмов, хотя и менее выраженное в отличие от действия препарата в более высоких концентрациях.

Согласно определению Кагана Ю.С. (1973) с которым согласились эксперты ВОЗ (¡981), коэффициент аддитивности является количественной мерой комбинированного действия веществ.

Модификация этой формулы, представленная Кацнельсоном Б.А. и Новиковым С.М. (1986), даёт возможность не только качественно оценить характер комбинированного действия, но и определить степень выраженности более или менее аддитивного действия. В связи с этим, по нашему мнению, она является наиболее адекватной.

Таблица 5. Биоцидная активность препарата «Дезавид» и его компонентов в отношении 81.аигеи$ и Е.соН (% инактивации)

St. aureus E.coli

Препарат Доза, мг/л 30 минут 60 минут 30 минут 60 минут

«Дезавид» (по ПГМГ-ГХ) 0,015 65,63 88,75 0 13,33

0,045 79,69 98,91 99,96 99,5

0,135 99,37 100 99,83 100

0,1 98,67 100 99,46 99,92

ПГМГ-ГХ 0,3 100 100 100 100

1 100 100 100 100

0,3 64,07 78,13 0 24,0

Катамин АБ 1 100 100 50,0 62,8

3 100 100 94,4 97,76

Этот подход использован нами для количественной оценки комбинированного действия ПГМГ-ГХ и Катамина АБ как по микробиологическим, так и по токсико-метрическим параметрам. Коэффициент аддитивности рассчитывали по МЭК, ЛД50, ПДф, МИД препарата «Дезавид» и эго отдельных компонентов, установленных как в собственных экспериментах, так и по данным литературы (таблица 6). Целесообразно сравнить между собой коэффициенты аддитивности полученные в наших исследованиях.

Из таблицы 6 видно, что коэффициент аддитивности компонентов препарата «Дезавид» при действии на микроорганизмы в низких концентрациях составляет 2 и более, в отличие от более выраженной степени потенцирования при применении в высоких дозах - коэффициент аддитивности равен 7. Таким образом, степень потенцирования биоцидной активности ПГМГ-ГХ и Катамина АБ уменьшается со снижением концентрации.

Коэффициент аддитивности, рассчитанный по ЛД50 для белых крыс, равен 1,6, по пороговым дозам хронического действия - 20, по максимальным недействующим -16. Сопоставляя эти величины, можно заключить, что величина коэффициента аддитивности зависит как от объекта, на который воздействуют химические вещества, так и от условий воздействия (время, доза).

Оценивая характер комбинированного действия в остром опыте, следует учесть, что разница между величинами ЛД50 ведущего компонента и смеси не превышает 2 раз. Согласно данным, приведенным в монографии Г.Н. Красовского (2009), ошибка в результатах острого опыта, даже проведенного в одинаковых условиях, может достигать 2-3 раз. В связи с этим, различия в величинах ЛД$0 в 2 раза и рассчитанный на их основе коэффициент аддитивности 1,6 не могут рассматриваться как значимые. Поэтому величина коэффициента, равная 1,6 не может свидетельствовать о наличии более чем аддитивного действия.

Коэффициент аддитивности, рассчитанный по ПДхр. и МИД, позволяет заключить, что комбинированное действие ПГМГ-ГХ и Катамина АБ является более чем аддитивным. Это означает, что наблюдается потенцирование токсического действия компонентов препарата при поступлении в организм на уровне ниже их индивидуальных МИД: 0,04 МИД ПГМГ-ГХ и 0,011 МИД Катамина АБ.

Таким образом, характер и степень выраженности комбинированного действия компонентов бинарной смеси «Дезавид» зависит от объекта, дозы и длительности воздействия.

Таблица 6. Количественная оценка характера комбинированного действия компонентов препарата «Дезавид» по микробиологическим и токсикометрическим параметрам

Микробиологические параметры Токсикометрические параметры

В отношении ЭД. аигеия В отношении Е.соН При обеззараживании поверхностей

Вещество мэк, мг/л МЭК вещества в смеси/МЭК компонента смеси при индивидуальном действии МЭК, мг/л МЭК в смеси/МЭК компонента смеси при индивидуальном действии МЭК, г/л МЭК в смеси/МЭК компонента смеси при индивидуальном действии ДЦ50, мг/кг ЛД5„, вещества в смеси/ Лд50 компонента смеси при индиви-дуаль-ном действии ПД, мг/кг ПД вещества в смеси/ ПД компонента смеси при индивидуальном действии МИД, мг/кг МНД вещества в смеси/ МНД компонента смеси при индивидуал ь- ном действии

пгмг-гх 0,3 - 0,3 - 1 - 630 - 0,5 - 0,1 -

Катамин 1,0 - >3,0 - 2,5 - 760 - 0,3 - 0,03 -

«Дезавид», в расчете на:

- ПГМГ-ГХ 0,135 0,45 0,135 0,45 0,15 0,15 338 0,54 0,02 0,04 0,004 0,04

- Катамин АБ 0,02 0,02 0,02 <0.007 0,002 0,001 56 0,07 0,0033 0,011 0,00067 0,022

Коэффициент аддитивности 2 >2 7 1,6 20 16

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ОЦЕНКЕ КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ СМЕСЕЙ ПОСТОЯННОГО СОСТАВА

Представление о том, что на уровне ПДК веществ и ниже наблюдается простая суммация доз, не всегда является справедливым.

Поэтому, смеси постоянного состава, имеющие технологическое предназначение и в которые целенаправленно введены вещества для усиления эффекта, подлежат обязательному исследованию характера комбинированного действия их компонентов.

При изучении характера комбинированного действия смесей постоянного состава недостаточно использовать только данные, полученные в острых опытах. Необходимо изучать характер комбинированного действия на уровне МНД и ниже отдельных компонентов в хронических экспериментах. Формула Фини-Аверьянова в модификации Б.А.Кацнельсона и С.М.Новикова позволяет дать количественную оценку характера комбинированного действия по коэффициенту аддитивности при разных уровнях воздействия смесей химических веществ.

ВЫВОДЫ

1. Препарат «Дезавид», состоящий из ПГМГ-ГХ и Катамина АБ в соотношении 6:1, вызывает изменение органолептических свойств воды (ценообразование) в концентрациях >0,5 мг/л, оказывает тормозящее влияние на процессы естественного самоочищения водных объектов в концентрациях >0,03 мг/л. Его максимальная недействующая концентрация по санитарно-токсикологическому показателю вредности составляет 0,08 мг/л. ПДК установлена на уровне 0,03 мг/л (по ПГМГ-ГХ), лимитирующий показатель вредности - санитарно-токсикологический, 2 класс опасности.

2. При длительном воздействии на организм животных в дозах 0,2; 0,02; 0,002 мг/кг в рамках зависимости «доза-эффект» препарат «Дезавид» вызывает структурно-функциональные изменения печени и активацию АЛТ в сыворотке крови, что свидетельствует о выраженном гепатотоксическом действии препарата.

3. В исследованиях по уточнению норматива гексаметиленимина в воде, являющегося примесью ПГМГ-ГХ установлено, что пороговая концентрация по органолептическому показателю вредности составляет 10 мг/л, по общесанитарному - 3 мг/л, максимальная недействующая концентрация по санитарно-токсикологическому показателю вредности - 0,02 мг/л. Научно обоснован ОДУ на уровне 0,02 мг/л, лимитирующий показатель вредности - санитарно-токсикологический, 2 класс опасности. Допустимое содержание гексаметиленимина в препарате «Дезавид» - не более 0,7 мг/л.

4. При действии компонентов препарата «Дезавид» на микроорганизмы в минимальной эффективной концентрации (0,135 мг/л) выявлено незначительное потенцирование (коэффициент аддитивности равен 2), тогда как в более высоких концентрациях (0,15 г/л), потенцирование выражено в значительно большей мере (коэффициент аддитивности равен 7).

5. При действии препарата «Дезавид» на млекопитающих наблюдается обратная зависимость выраженности комбинированного действия по сравнению с микроорганизмами. Различия в величинах ЛД5о препарата (340 мг/кг) и ПГМГ-ГХ (630 мг/кг) не превышают 2 раз (коэффициент аддитивности равен 1,6), что с учетом допустимой внутрилабораторной ошибки может быть охарактеризовано как отсутствие потенцирования. В низких дозах на уровне и ниже МНД коэффициент аддитивности равен 16 и 20, свидетельствует о высокой степени потенцирования. Представление, что на уровне ПДК веществ и ниже наблюдается простая суммация доз не всегда справедливо.

6. При изучении смесей постоянного состава,, в которые целенаправленно введены вещества, усиливающие эффект, необходимо изучать характер комбинированного действия на уровне МНД отдельных компонентов и ниже в хронических экспериментах.

Список работ, опубликованных по теме диссертации В изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Синицына О.О., Мамонов P.A., Одинцов Е.Е., Беляева H.H. Препарат «Дезавид», Комбинированное действие полигексаметиленгуанидина гидрохлорида и алкилбензидиламмоний хлорида. Токсикологический вестник. - 2009. -№5. - С. 39-40.

2. Артемова Т. 3., Недачин А. Е., Жолдакова 3. И., Синицына О. О., Гипп Е. К., Буторина Н. Н., Мамонов Р. А., Тульская Е. А. Проблема реактивации микроорганизмов в оценке эффективности средств обеззараживания воды// Гигиена и санитария. -2010. - №1. - С.15-18.

В других изданиях:

3. Мамонов P.A. Изучение токсичности бинарного препарата в хроническом токсикологическом эксперименте./ Тезисы докладов Второй всероссийской научно-практической конференции молодых учёных и специалистов «Окружающая среда и здоровье», г. Рязань, 29 мая - 1 июня 2007 г. - М., 2007. - С. 5355.

4. Мамонов P.A., Беляева H.H., Тульская Е.А., Одинцов Е.Е. Изучение комбинированного токсического действия полигексаметиленгуанидина гидрохлорида и четвертичного аммониевого соединения// Вестник Российской Военно-медицинской академии. - 2008. - №3. - Приложение 1. Часть II - С. 457.

5. Жолдакова З.И., Синицына О.О., Тульская Е.А., Мамонов P.A. Гигиенические критерии безопасности средств дезинфекции воды//Материалы всероссийской научно-практической конференции, посвященной 75-летию научно-исследовательского института дезинфектологии Роспотребнадзора, г.Москва, 22-23 мая 2008 г. -М„ 2008. - С. 111-112.

6. Недачин А.Е., Жолдакова З.И, Синицына О.О., Артемова Т.З., Гипп Е.К., Буторина H.H., Мамонов P.A. Изучение возможности реактивации бактерий при обеззараживании воды гуанидинсодержащими реагентами с воспроизведением условий очистки (коагуляция, фильтрация).// Материалы пленума научного совета по экологии человека и гигиены окружающей среды РАМН и Минздрав-соцразвития РФ «Методологические проблемы изучения, оценки и регламентирования физических факторов в гигиене окружающей среды», г.Москва, 17-18 декабря 2008 г. - М., 2008. - С. 75-177.

7. Мамонов P.A. Комбинированное действие полигексаметиленгуанидина и алкилбензилдиметиламмоний хлорида в отношении микроорганизмов./ Материалы Третьей Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных и специалистов «Окружающая среда и здоровье», г. Москва, 28 июня- 1 июля 2009 г. - М., 2009. - С. 46.

Обозначения и сокращения

АГА- И-ацетил-Р-В-глюкоминидаза

АЛТ - аланинаминотрапсфераза

ACT - аспартатаминотрансфераза

ЖКТ - желудочно-кишечный тракт

ГКБ - глюкозоположительные колиформные бактерии

ГМИ - гексаметиленимин

ЛД50 - среднесмертельная доза вещества

МНД - максимальная недействующая доза

МНК - максимальная недействующая концентрация

МЭК - минимальная эффективная концентрация

ОДУ - ориентировочный допустимый уровень

ОКБ - общие колиформные бактерии

ОМЧ - общее микробное число

ПГМГ-ГХ- полигексаметиленгуанидина гидрохлорид

ПДхр, (ПКхр.) - пороговая доза (концентрация) хронического опыта

ПДК - предельно допустимая концентрация вещества в воде

ПКсрг - пороговая концентрация по органолептическому признаку вредности

ПКсн - пороговая концентрация по общесанитарному показателю вредности

РЭС - ретикулоэндотелиальная система

ТКБ - термотолерантные колиформные бактерии

ХЭ - холинэстераза

ЦНС - центральная нервная система

Заказ № 124-аЛ)5/10 Подписано в печать 20.05.2010 Тираж 100 экз. Усл. пл. 1,5

ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30 'k^Ji www.cfr.ru; e-mail:info@cfr.ru

Комбинированное действие химических веществ представляет одну из наиболее сложных проблем гигиены. До настоящего времени комбинированное действие химических веществ изучалось в двух планах: для оценки характера токсического действия смесей веществ в концентрациях, близких к ПДК [12, 27, 26], и комбинированное действие веществ при различных соотношениях доз, близких к смертельным [15, 30, 57, 102].

Предлагаемые в различных отечественных [15, 27, 33, 41, 53, 57, 80] и зарубежных [142, 149] работах и нормативных документах подходы к оценке комбинированного действия химических веществ представляют собой различные варианты формулы Фини-Аверьянова и направлены на оценку опасности уже существующих в окружающей среде концентраций по отношению к величинам ПДК отдельных веществ.

Наряду с этим существует целый ряд препаратов, представляющих собой смеси постоянного состава (пестициды, дезинфицирующие, парфюмерно-косметические, моющие средства и д.р.), для которых методика оценки комбинированного действия недостаточно разработана. Именно эти препараты могут служить моделью для оценки комбинированного действия в зависимости от дозы и концентрации.

Определение опасности смесей постоянного состава в воде обсуждалась в работе Федоренко В.И., Жолдаковой З.И., Красовского Г.Н. и Штабского Б.М. [106]. Было предложено оценивать смесь как единое целое, по комплексу критериев выделять ведущий компонент и, с учетом его содержания, обосновывать ПДК смеси. Однако при этом не учитывалось возможное изменение характера комбинированного действия компонентов смеси при разных уровнях загрязнения воды.

В последние годы повышенное внимание уделяется бинарным препаратам, представляющими собой смеси постоянного состава на основе полигексаметиленгуанидина гидрохлорида (ПГМГ-ГХ) и алкилдиметилбензиламмоний хлорида (Катамин АБ). Совместное применение этих веществ в качестве дезинфицирующих средств обосновывается представлением о синергизме их действия в отношении микроорганизмов [2, 140]. Одним из таких средств, предлагаемых для обеззараживания воды, является препарат «Дезавид», представляющий собой водный раствор ПГМГ-ГХ и Катамина АБ в соотношении 6:1. Токсичность и опасность ПГМГ-ГХ и Катамина АБ при изолированном воздействии на организм теплокровных животных достаточно хорошо изучены [34, 50]. Однако характер их комбинированного действия, который может отличаться от простого аддитивного, не изучен, а безопасные для человека концентрации до настоящего времени не установлены. Это является препятствием к применению препарата «Дезавид» для обеззараживания воды [83].

Другими критериями безопасного применения средств обеззараживания воды, представляющих собой полиэлектролиты, являются максимальные допустимые концентрации содержания примесей в конечном продукте, которые определяются исходя из их ПДК в воде [87]. В работах Жолдаковой З.И., Синицыной О.О. и соавт. [20, 22], Одинцова Е.Е. [60] показано, что в составе ПГМГ-ГХ в качестве побочного продукта синтеза может присутствовать гексаметиленимин (ГМИ), токсичность и опасность которого при длительном воздействии на организм до настоящего времени не изучены. Обоснованный ранее экспресс-экспериментальным методом ориентировочный допустимый уровень ГМИ в воде [84] не является надёжным для расчёта его допустимого содержания в продукте.

Исходя из вышеизложенного, целью настоящих исследований являлась гигиеническая оценка комбинированного действия компонентов бинарного препарата «Дезавид» на микроорганизмы и млекопитающих.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить токсичность и опасность бинарного препарата «Дезавид»

2. Оценить опасность гексаметиленимина, входящего в состав примесей ПГМГ-ГХ.

3. Дать сравнительную оценку токсичности и опасности компонентов бинарного препарата «Дезавид» и определить характер их комбинированного действия в зависимости от уровня и объекта воздействия.

4. Обосновать гигиенические нормативы содержания в воде препарата «Дезавид» и гексаметиленимина.

Научная новизна работы.

Впервые обосновано, что препарат «Дезавид», содержащий ПГМГ-ГХ и Катамин АБ в соотношении 6:1, обладает выраженным цитотоксическим действием с преимущественным влиянием на печень.

Впервые установлена зависимость характера комбинированного действия компонентов бинарного препарата «Дезавид» от объекта, дозы и длительности воздействия. Степень потенцирования при действии на микроорганизмы уменьшается со снижением концентрации, а при действии на млекопитающих - повышается с уменьшением дозы и увеличением длительности воздействия.

Обоснована необходимость изучать характер комбинированного действия смесей постоянного состава в хронических экспериментах в дозах на уровне МНД и ниже их компонентов.

Практическая значимость.

Научно обоснована ПДК дезинфицирующего средства «Дезавид» в воде водных объектов на уровне 0,03 мг/л (по ПГМГ-ГХ), лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический, 2 класс опасности (справка № ФК 15/1-228 от 20.05.2010).

Научно обоснован пересмотр ОДУ гексаметиленимина в воде водных объектов - 0,02 мг/л, лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический, 2 класс опасности (справка № ФК 15/1-223 от 14.05.2010)

Разработана методика выполнения измерений массовой концентрации гексаметиленимина в полимерах на основе полигексаметиленгуанидина методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии №ММГУ-08-2007 (Свидетельство об аттестации № 242/10-2007).

Материалы диссертационной работы использованы при подготовке проекта Методических указаний «Санитарно-эпидемиологические испытания (исследования) материалов, реагентов и оборудования, используемых в системах водоснабжения» (справка № ФК 15/1-222 от 14.05.2010) и проекта Методических указаний «Санитарно-эпидемиологическая экспертиза средств дезинфекции воды» (справка № 11-5/279 от 12.05.2009).

Работа выполнена в лаборатории эколого-гигиенической оценки и прогнозирования токсичности веществ НИИ ЭЧ и ГОС им. А.Н.Сысина РАМН в рамках плановых научных тем № г/р 02200900946 и НИР № 096.

Апробация материалов диссертации.

Результаты исследований по теме диссертации доложены и обсуждены на II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье» (Рязань, 2007), Втором Санкт-Петербургском международном экологическом форуме «ЭкоФорум-2008» (Санкт-Петербург, 2008), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы теории и практике дезинфектологии», посвященной 75-летию НИИ дезинфектологии, (Москва, 2008), III Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье» (Москва, 2009).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Характеристика токсичности и опасности бинарного препарата «Дезавид» и гекаметиленимина.

2. Зависимость характера комбинированного действия компонентов бинарного препарата «Дезавид» от объекта воздействия.

3. Зависимость степени выраженности потенцирования токсического действия компонентов бинарного препарата «Дезавид» от дозы и длительности воздействия.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, из них 2 в центральной печати.

ВЫВОДЫ:

1. Препарат «Дезавид», состоящий из ПГМГ-ГХ и Катамина АБ в соотношении 6:1, вызывает изменение органолептических свойств воды (пенообразование) в концентрациях >0,5 мг/л, оказывает тормозящее влияние на процессы естественного самоочищения водных объектов в концентрациях >0,03 мг/л. Его максимальная недействующая концентрация по санитарно-токсикологическому показателю вредности составляет 0,08 мг/л. ПДК установлена на уровне 0,03 мг/л (по ПГМГ-ГХ), лимитирующий показатель вредности - санитарно-токсикологический, 2 класс опасности.

2. При длительном воздействии на организм животных в дозах 0,2; 0,02; 0,002 мг/кг в рамках зависимости «доза-эффект» препарат «Дезавид» вызывает структурно-функциональные изменения печени и активацию АЛТ в сыворотке крови, что свидетельствует о выраженном гепатотоксическом действии препарата.

3. В исследованиях по уточнению норматива гексаметиленимина в воде, являющегося примесью ПГМГ-ГХ установлено, что пороговая концентрация по органолептическому показателю вредности составляет 10 мг/л, по общесанитарному - 3 мг/л, максимальная недействующая концентрация по санитарно-токсикологическому показателю вредности - 0,02 мг/л. Научно обоснован ОДУ на уровне 0,02 мг/л, лимитирующий показатель вредности -санитарно-токсикологический, 2 класс опасности. Допустимое содержание гексаметиленимина в препарате «Дезавид» - не более 0,7 г/л.

4. При действии компонентов препарата «Дезавид» на микроорганизмы в минимальной эффективной концентрации (0,135 мг/л) выявлено незначительное потенцирование (коэффициент аддитивности равен 2), тогда как в более высоких концентрациях (0,15 г/л), потенцирование выражено в значительно большей мере (коэффициент аддитивности равен 7).

5. При действии препарата «Дезавид» на млекопитающих наблюдается обратная зависимость выраженности комбинированного действия по

129 сравнению с микроорганизмами. Различия в величинах ДЦ50 препарата (340 мг/кг) и ПГМГ-ГХ (630 мг/кг) не превышают 2 раз (коэффициент аддитивности равен 1,6), что с учетом допустимой внутрилабораторной ошибки может быть охарактеризовано как отсутствие потенцирования. В низких дозах на уровне и ниже МНД коэффициент аддитивности равен 16 и 20, свидетельствует о высокой степени потенцирования. Представление, что на уровне ПДК веществ и ниже наблюдается простая суммация доз не всегда справедливо.

6. При изучении смесей постоянного состава, в которые целенаправленно введены вещества, усиливающие эффект, необходимо изучать характер комбинированного действия на уровне МНД отдельных компонентов и ниже в хронических экспериментах.