CC BY
1https://mcnpx.lanl.gov/reference_collection.html#mcn px_refs
18. E Haettner, H Iwase, D Schardt Experimental fragmentation studies with 12C therapy beams Radiat Prot Dosimetry . 2006;122(1-4):485-7. doi: 10.1093/rpd/ncl402.
19. Jeppe Brage Christensen a,* , Iván Domingo Muñoz b,c,d , Pawel Bilski et al-Status of LET assessment with active and passive detectors in ion beams-Radiation Measurements 177 (2024) 107252
20. N.Vana, W.Schöner, M.Fugger, Y.Akatov 1996. Absorbed dose measurement and LET determination with TLDs in space. Radiation protection dosimetry, 66, 145-152 https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.rpd.a031703
21. Калибровка ТЛД в пучке ионов углерода РБС У-70 / А. Г. Алексеев, А. Г. Васильева, В. А. Пикалов, О. В. Кирюхин // Евразийский Союз Ученых. Серия: технические и физико-математические науки. - 2022. - № 6(99). - С. 3-10. - DOI 10.31618/ESU.2413-9335.2022.1.99.1672
22. Methodical issues of the use of detectors for dosimetry in beams of the carbon nuclei of the accelerator U-70 / A. G. Alexeev, E. V. Altuhova, I. I. Degtarev [et al.] // RuPAC-2018 Russian Particle Accelerator Conference NRC KI-IHEP PROTVINO : Contributions to the Proceedings, Protvino, 01-05 октября 2018 года. - Protvino: JACoW, 2018. - P. 394396
УДК. 615.91
23. Pawel Bilski-On the correctness o the thermoluminescent high-temperature ratio (HTR) method for estimating ionization density effects in mixed radiation fields-Radiation Measurements 45 (2010)42-50
24. ГЭТ38-2024. Государственный первичный эталон единиц поглощенной дозы и мощности поглощенной дозы фотонного, электронного, протонного излучений и в пучках ионов углерода, количества, флюенса, плотности потока и энергии частиц в пучках протонов и тяжелых заряженных частиц (номер в государственном реестре - ГЭТ38-2024, хранитель эталона - ФГУП «ВНИИФТРИ»);
25. Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (от 26 сентября 2022 г. N 2359 Росстандарт). Государственная поверочная схема для средств измерений поглощенной дозы и мощности поглощенной дозы, эквивалента дозы и мощности эквивалента дозы фотонного и электронного излучений, поглощенной дозы и мощности поглощенной дозы протонного излучения.
26. /Chen YS, Wu SW, Huang HC, Chen HH./ Absolute dose measurement and energy dependence of LiF dosimeters in proton therapy beam dosimetry./ Ther Radiol Oncol 2022;6:14. ( https://tro.amegroups.org/article/view/7550/html ) doi:10.21037/tro-22-16
САНИТАРНО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ
ТОКСИЧНОСТИ НОВОГО ПЕСТИЦИДА
Епишина Т.М.
ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору
в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Россия, 141014, г. Мытищи, ул. Семашко, 2
SANITARY AND TOXICOLOGICAL STUDIES TO STUDY THE TOXICITY PARAMETERS OF
A NEW PESTICIDE
T.M. Epishina
Federal State Budgetary Institution "Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman " of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare,
Russia, 141014, Mytishchi, Semashko str., 2
АННОТАЦИЯ
Обязательным условием допуска пестицидных препаратов на потребительский рынок является их предварительная классификация по степени опасности для здоровья людей и среды их обитания. Проведенные санитарно-токсикологические исследования по токсичности нового пестицидного препарата на основе действующего вещества мефеноксам установили, что препарат по изученным параметрам относится к третьему и четвертому классам опасности. Пестициды 3 -го и 4-го классов опасности могут быть использованы в народном хозяйстве без ограничений в соответствии с установленными гигиеническими регламентами и санитарными правилами.
ANNOTATION
A prerequisite for the admission of pesticide preparations to the consumer market is their preliminary classification according to the degree of danger to human health and their habitat. Conducted sanitary and toxicological studies on the toxicity of a new pesticide preparation based on the active substance mefenoxam have established that the drug belongs to the third and fourth hazard classes according to the studied parameters. Pesticides of the 3rd and 4th hazard classes can be used in the national economy without restrictions in accordance with established hygienic regulations and sanitary rules.
Ключевые слова: пестициды, токсичность, среднесмертельная доза (ЛД50), раздражающее действие, сенсибилизирующее действие, кумулятивный эффект, класс опасности.
Keywords: pesticides, toxicity, average lethal dose (LD50), irritant effect, sensitizing effect, cumulative effect, hazard class.
Введение
В структуре химических загрязнителей окружающей среды, способных оказывать существенное влияние на состояние здоровья населения, особое место занимают пестициды. Известно, что без применения современных средств химизации сельского хозяйства невозможно получение высоких и устойчивых урожаев самых различных культур. Вместе с тем, применение все большего числа химических средств защиты растений предопределяет опасность загрязнения окружающей среды токсическими веществами и неблагоприятное воздействие на человека [1,2].
Преднамеренное внесение ядохимикатов способствует их циркуляции в окружающей среде (растения, почва, вода, воздух, продукты питания), что обусловливает возможность контакта с остаточными количествами пестицидов больших масс людей. Действующие вещества пестицидов вместе с воздушными и водными массами могут передвигаться на значительные расстояния, а пищевые продукты, содержащие их остаточные количества, распространяются не только внутри одной страны, но и между странами. Следовательно, указанные ксенобиотики способны поступать в организм человека различными путями: при непосредственном контакте с ними в условиях производства и применения, с пищевыми продуктами, через загрязненную воду, воздух и т.д. [2-4]
Поэтому научной основой безопасного применения пестицидов являются комплексные токсиколого-гигиенические и санитарно-токсикологические исследования по изучению параметров токсичности и биологического действия пестицидов, оценке риска для работающих и населения, научному обоснованию регламентов применения и мер безопасности при работе с ними.
В наших исследованиях проведена оценка токсичности и опасности нового пестицидного препарата на основе действующего вещества мефеноксам при различных поступлениях в организм лабораторных животных (крысы, кролики, морские свинки). Отсутствие данных о токсичности нового препарата в состав которого входит 35% мефеноксама, определило необходимость проведения настоящих
исследований в данном объеме.
Цель исследования - изучить параметры токсичности нового пестицидного препарата на основе действующего вещества мефеноксам, установление классов опасности.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: определение параметров острой токсичности препарата при однократном пероральном и дермальном
воздействии; оценка раздражающего действия при однократном нанесении на кожу и слизистые оболочки; оценка сенсибилизирующего и кумулятивного действия препарата.
Материалы и методы исследования. Исследования проведены в испытательной биологической лаборатории (виварий) ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора на крысах-самцах, кроликах и морских свинках, полученных из питомника «Филиал «Андреевка» Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Научный центр биомедицинских технологий» Федерального медико-биологического агентства России (Филиал «Андреевка» ФГБУН «НЦБМТ» ФМБА). Содержание, кормление, уход за животными и проведение экспериментов проводили согласно методическим указаниям и руководства [5-10].
В острых опытах использованы беспородные половозрелые белые крысы - самцы с массой тела 225-245 грамм (г). Статистические группы включали по 6 животных. Животные содержались в условиях вивария на брикетированном корме. Препарат вводили крысам-самцам утром, натощак, внутрижелудочно, с помощью металлического зонда. Были испытаны дозы от 1000 до 6000 миллиграмм/килограмм массы тела (мг/кг м.т.). Проводилось наблюдение за состоянием и поведением животных в течение 14 суток после введения препарата, фиксировались сроки их гибели.
Для установления параметров острой дермальной токсичности, крысам-самцам (по 6 животных в группе) препарат наносили на выстриженный участок бока в дозе 2000 мг/кг м.т. Контрольным животным вводили
дистиллированную воду (растворитель) в аналогичных дозах. Период наблюдения - 14 суток.
Местно-раздражающее действие изучалось при однократном нанесении на кожу белым крысам-самцам (по 6 животных), кроликам-самцам (3 животных) препарата в количестве 0.5 миллиграмм (мл) при экспозиции 4 часа с последующим смывом. При оценке раздражающего действия на кожу фиксировали характер изменений кожи на месте аппликации, утолщение кожной складки. Период наблюдения 14 суток.
Для оценки раздражающего действия на слизистую оболочку глаза препарат вносили в конъюнктивальный мешок правого глаза кроликов (3 животных) в нативном виде в количестве 0.1 мл, левый глаз служил контролем. Период наблюдения 14 суток.
Исследование сенсибилизирующего действия препарата проводили на морских свинках белой масти по 8 животных в группе (2 группы) массой 350-400 г. по схеме комплексной сенсибилизации.
Подопытным животным (морским свинкам) вводили однократно в кожу внешней поверхности ушной раковины 200 микрограмм (мкг) вещества с последующим (через 10 дней) эпикутанным нанесением вещества в разведениях, не оказывающих раздражающего действия и тестированием на противоположный бок животных после 7 накожных аппликаций (провокационная проба).
Для получения адекватных результатов тестирования используются максимальные концентрации вещества, не оказывающие раздражающего эффекта при однократном нанесении у интактных животных. В качестве разрешающей дозы используются эпикутанные, конъюнктивальные и внутрикожные пробы. Оценку кожной реакции проводили через 24 и 48 часов после эпикутанной пробы.
С целью выбора концентрации для постановки кожных тестов определяли порог первичного раздражающего действия препарата, для чего интактным морским свинкам наносили на кожу бока различные концентрации препарата: в виде нативного препарата; 50% и 10% -ной концентрации растворов в течение 7 дней. Концентрация, не вызывающая признаков раздражения, была использована в качестве разрешающей и тестирующей.
Для оценки иммунологической реактивности в крови у морских свинок через 48 часов после провокационной пробы проводили определение реакции специфического лизиса лейкоцитов (РСЛЛ), подсчитывали состав лейкоцитарной формулы крови.
Показатель РСЛЛ рассчитали на основе относительного процента лизиса по формуле: РСЛЛ = Л контроль - Л опыт : Л контроль х 100,
где Л - абсолютное количество лейкоцитов.
Реакция расценивается как положительная при показателе 10% и выше.
Проводили предварительный подбор рабочих доз химического аллергена для реакции в различных разведениях с кровью интактных животных. За рабочую дозу аллергена принимается минимальное количество аллергена, не вызывающее повреждения соответствующих клеток крови.
Специфический лизис лейкоцитов наступает при действии очень небольшого количества аллергена он основан на учете количественного изменения сенсибилизированных клеток и связан с включением комплемента в реализацию формирования иммунного комплекса,
происходящего на поверхности клеток и приводящего к их повреждению и лизису.
Подсчёт состава лейкоцитарной формулы крови (содержание в процентах лимфоцитов, нейтрофилов, эозинофилов, базофилов, моноцитов) выполняли на многопараметровом
автоматизированном гематологическом
анализаторе «CELL-DYN-3700» США. Эвтаназию животных проводили в СО2 боксе.
Изучение кумулятивного эффекта препарата проводили на 20 (10 опытных +10 контрольных) половозрелых беспородных белых крысах-самцах с массой тела перед началом эксперимента 210-220 г. Подопытным животным вводили препарат в дозе 1/10 среднесмертельной дозы (ЛД50) в течение 2-х месяцев, 5 раз в неделю. Контрольным животным вводили внутрижелудочно воду (растворитель) в эквивалентном объеме.
Проводили наблюдение за внешним видом, общим состоянием и поведением животных, сроками гибели и клинической картиной интоксикации, определяли массу тела, регистрировали изменения функциональных, физиологических, биохимических и
гематологических показателей. Состояние нервной системы оценивалось по способности животными суммировать подпороговые импульсы
(суммационно - пороговый показатель, СИП).
Биохимические исследования выполнялись на автоматическом биохимическом анализаторе «Chem Well» фирмы "Awareneness Technology Inc." (США) с использованием диагностических наборов реактивов производства «HOSPITEX
DIAGNOSTICS s.r.l.» (Италия). Определяли следующие показатели: общий белок, аланинаминотрансферызу,
аспартатаминотрансферазу, щелочную фосфатазу.
Гематологические показатели регистрировали в цельной крови животных с помощью гематологического анализатора «CELL-DYN-3700» США.
Изучались следующие показатели: концентрация лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов, уровень гемоглобина; гематокрит; средний объем эритроцита; среднее содержание гемоглобина в эритроците; средняя концентрация гемоглобина в эритроците, содержание в процентах лимфоцитов, нейтрофилов, эозинофилов, базофилов, моноцитов.
Эвтаназию животных проводили в СО2 боксе. Проведено макроскопическое исследование внутренних органов с последующим определением их абсолютной и относительной массы.
Результаты проведенных исследований обработаны статистически общепринятыми методами с использованием t - критерия Стъюдента в программе ПК «Microsoft Excel» [11].
Результаты исследования и их обсуждение.
При определении параметров острой пероральной токсичности (ЛД50) препарат вводили крысам-самцам утром, натощак, внутрижелудочно с помощью металлического зонда. Испытаны дозы: от 1000 до 6000 мг/кг м.т. Клиническая картина интоксикации в высших дозах (4000, 5000, 6000 мг/кг м.т.): снижение активности, нарушение координации движения, судороги, гибель лежа на боку. Доза 1000 мг/кг м.т. - максимально переносимая, доза 6000 мг/кг м.т. - абсолютно смертельная. Среднесмертельная доза (ЛД50) изучаемого препарата на основе действующего вещества мефеноксам при пероральном введении для крыс-самцов составила более 2500 мг/кг м.т.
При однократном нанесении крысам-самцам препарата на выстриженный участок бока в дозе 2000 мг/кг м.т. гибели животных не отмечалось. На основе полученных данных ЛД50 дермально (крысы-самцы) > 2000 мг/кг м.т.
Результаты раздражающего действия на кожу крыс после однократного нанесения и в последующие сроки наблюдений (1-14 суток) не выявлено. У кроликов через 4 часа после однократного нанесения препарата отмечена слабая эритема, исчезающая через сутки.
После внесения препарата в
конъюнктивальный мешок глаза у кроликов отмечалось: отчетливая гиперемия конъюнктивы и роговицы, отек с частичным выворачиванием век, детали радужной оболочек слабо различимы, слабое помутнение роговицы, выделения из глаз увлажняют веки. Нормализация состояния глаз отмечена на 4-е - 5-е сутки.
Следовательно, новый препарат на основе действующего вещества мефеноксам не обладает раздражающим действием на кожу крыс, оказывает слабое раздражающее действие на кожу кроликов и умеренное раздражающее действие на слизистую оболочку глаза кроликов.
Для оценки сенсибилизирующего действия препарата предварительно определяли первичный порог раздражающего действия при нанесении на кожу бока морских свинок изучаемый препарат в нативном виде в 50% и 10%-ной концентрации препарата. При определении порога раздражающего действия у морских свинок нативный препарат не вызывал изменений кожных покровов и был использован в дальнейшем при эпикутанном нанесении.
Через 10 дней после введения в кожу внешней поверхности ушной раковины 200 мкг препарата проводили кожное тестирование (7 накожных аппликаций опытным и контрольным животным) I группа - контрольная, II - нативный препарат.
Нанесение 7-и аппликаций нативного препарата не вызвало изменения кожных покровов у опытных животных.
После провокационной пробы (нанесение на противоположный бок нативного препарата) изменения кожных покровов не выявлено.
Результаты аллерготестирования
свидетельствуют, что состав лейкоцитарной формулы не выявил статистически достоверных изменений в крови у опытных животных по сравнению с контролем. Оценка показателя РСЛЛ ниже 10%, и достоверных изменений у опытных животных по сравнению с контролем не выявила, кожные пробы - отрицательные.
Следовательно, полученные результаты позволяют сделать вывод об отсутствии у нового препарата сенсибилизирующих свойств в рамках стандартного протокола исследований.
Изучение кумулятивных свойств нового препарата на основе действующего вещества мефеноксам проводилось на 10 опытных крысах-самцах при пероральном введении препарата в течение 2-х месяцев, в дозе 250 мг/кг м.т. (1/10
ЛД50). 10 контрольных животных получали перорально дистиллированную воду
(растворитель) в эквивалентном объеме.
За время проведения эксперимента при многократном пероральном введении препарата в течение 2-х месяцев в дозе 1/10 ЛД50 зарегистрирована гибель одного животного при введении 35 доз 1/10 ЛД50, что соответствует 8750 мг/кг м.т. Коэффициент кумуляции составил больше 5. Препарат не обладает кумулятивным действием по критерию «гибели животных» (Ккум>5). Динамика изменения массы тела у крыс-самцов в течение всего эксперимента при пероральном поступлении препарата не выявила статистически достоверных изменений у опытных животных по сравнению с контрольными животными. Суммационно-пороговые показатели (СПП) в динамике опыта были статистически не достоверны у опытных животных по сравнению с контрольными. Анализ гематологических показателей выявил статистически достоверное снижение концентрации лейкоцитов в периферической крови у опытных животных по сравнению с контрольными. По результатам биохимических исследований анализ данных выявил статистически достоверное снижение общего белка в сыворотке крови опытных животных по сравнению с контрольными животными. Статистически достоверные изменения абсолютной и относительной массы внутренних органов у опытных животных по сравнению с контролем отсутствовали.
Следовательно, новый препарат на основе действующего вещества мефеноксам при многократном пероральном введении препарата в изученной дозе 250 мг/кг м.т. (1/10 ЛД50) не обладает кумулятивным действием (по критерию гибели животных), Ккум > 5, вызывает: статистически достоверное снижение
концентрации лейкоцитов в крови, и снижение общего белка в сыворотке крови.
Внедрение пестицидных препаратов в практику сельского хозяйства предшествуют длительные, многолетние токсикологические исследования, оценки и экспертизы, обязательные регистрационные испытания пестицидов в реальных условиях применения и только затем их государственная регистрация. Проведенные санитарно-токсикологические исследования по изучению параметров токсичности нового пестицида, являются одним из этапов на пути к его государственной регистрации.
Заключение
Препараты, рекомендуемые к использованию в сельском хозяйстве, должны пройти всестороннее токсиколого-гигиеническое изучение, что является основой для предотвращения неблагоприятного влияния пестицидов на здоровье работающих и населения, а также на санитарное состояние окружающей среды [1].
В проведенных экспериментах представлены данные санитарно-токсикологических
исследований по изучению параметров
токсичности нового пестицида на основе действующего вещества мефеноксам. В результате установлено, что среднесмертельная доза (ЛД50) нового препарата на основе действующего вещества мефеноксам при пероральном введении для крыс-самцов составила более 2500 мг/кг м.т., ЛДз0 дермально (крысы-самцы) > 2000 мг/кг м.т. Препарат не обладает раздражающим действием на кожу крыс, оказывает слабое раздражающее действие на кожу кроликов и умеренное раздражающее действие на слизистую оболочку глаза кроликов, не обладает сенсибилизирующими свойствами, в изученной дозе 1/10 ЛД50 (250 мг/кг м.т.) не обладает кумулятивным действием (по критерию гибели животных), Ккум > 5.
Согласно гигиенической классификации пестицидов и агрохимикатов изучаемый препарат [12] можно отнести к следующим классам опасности: по острой пероральной, дермальной токсичности, сенсибилизирующему и
кумулятивному действию - 4 класс опасности (малоопасное соединение); по раздражающему действию на кожу кроликов - 3В класс и раздражающему действию на слизистые глаза кроликов - 3А класс опасности (умеренно опасное соединение). В результате проведенных исследований установлено, что препарат по изученным показателям относится к третьему и четвертому классам опасности.
Пестициды 3-го и 4-го классов опасности могут быть использованы в народном хозяйстве без ограничений в соответствии с установленными гигиеническими регламентами и санитарными правилами [12].
Результаты проведенных исследований будут использованы при решении вопроса о возможности государственной регистрации на территории Российской Федерации нового пестицидного препарата на основе действующего вещества мефеноксам, и его применения в практике сельского хозяйства.
Список литературы
1. Ракитский В.Н., Терешкова Л.П., Чхвиркия Е.Г., Епишина Т.М. Основы обеспечения безопасного применения пестицидов // Здравоохранение Российской Федерации. 2020. №1. С. 45-50.
4. Ракитский В.Н., Синицкая Т.А., Чхвиркия Е.Г., Епишита Т.М и др. Токсиколого-гигиеническая характеристика пестицидов и первая помощь при отравлении // Справочник по пестицидам (токсиколого-гигиеническая
характеристика) Том Выпуск 3. Москва. 2020. 586 с.
2. Рогозин М.Ю., Бекетова Е.А. Экологическое последствие применения пестицидв в сельском хозяйстве // Молодой учёный. 2018. № 25. С. 39-43.
3. Зинченко В.А. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность // М. «КолосС». 2012. 127 с.
4. Оценка токсичности и опасности химических веществ и их смесей для здоровья человека //Руководство Р1.2.3156-13 - М. Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 1.2. Гигиена, токсикология, санитария, 2014. 639 с.
5. Алексеева О.Г., Дуева Л.А. Аллергия к промышленным химическим соединениям // "Медицина". М. 1978. 270 с.
6. Методы лабораторной специфической диагностики профессиональных аллергических заболеваний химической этиологии //Методические рекомендации. М. 1980. 27 с.
7. Антонович Е.А., Каган Ю.С., Белоножко Г.А., Болотный А.В., Бурый В.С., Войтенко Г.А. // Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов. Киев. 1988. 207 с.
8. Каган Ю.С., Станкевич В.В. Кумуляция, критерии и методы её оценки, прогнозирование хронических интоксикаций. /Кн. Принципы предельно допустимых концентраций. М. Медицина. 1970. С.49-65.
9. Павленко С.М. Применение суммационно-порогового показателя в токсикологическом эксперименте на белых крысах // Методики санитарно-токсикологического эксперимента: Сб.науч.тр. МНИИГ им. Ф.Ф. Эрисмана. М. 1975. С. 5-7.
10. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем // Медицина. М.: 1975. 38 а
11. Ноткин Е.Л. Статистика в гигиенических исследованиях. М.: 1986. 96 а
12. «Гигиеническая классификация пестицидов и агрохимикатов по степени опасности. МР № 1.2.0235-21 от 15.03.2021 г. М. 2021. 13 с.
