СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ДЕЙСТВИЯ МАЛЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ БЕНЗОЛА, ТОЛУОЛА И КСИЛОЛА Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 613.632:615.778.1

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ДЕЙСТВИЯ МАЛЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ БЕНЗОЛА, ТОЛУОЛА И КСИЛОЛА

И. С. Гусев

Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва

Действие на организм малых концентрации бензола, толуола и ксилола — наименее исследованная область токсикологии этих соединений. Данные немногочисленных работ (Ю. В. Новиков, А. П. Волкова; А. И. Корбакова и соавторы), посвященных выявлению действия1, бензола в концентрациях 20—50 мг/м3, неоднородны. Материалы экспериментального изучения малых концентраций толуола и ксилола в литературе не освещены. До настоящего времени исследователи не пришли к единому мнению в вопросе о сравнительной токсичности указанных соединений. При изучении бензола (А. М. Брейтбург и Е. В. Базарова; М. П. Любимова, и др.) отмечено, что степень влияния яда зависит не только и не столько от его концентрации, сколько от продолжительности самого воздействия. Исходя из этого, мы предприняли исследование малых концентраций бензола, толуола и ксилола в условиях длительной (85-суточной) затравки животных. В опыте использовано 105 белых крыс-самцов, разделенных на 7 групп, по 15 животных в каждой. В камеру, где помещалась 1-я группа животных (контроль), подавали чистый воздух со скоростью 30—35 л/мин. В остальные камеры с той же скоростью подавали воздух, к которому подмешивали пары изучаемых веществ. Концентрации бензола, толуола и ксилола в камерах (см. таблицу) контролировали ежедневно.

Концентрации бензола

1,5 мг/м3, толуола 0,6 мг/м3 и ксилола 0,2 мг/м3 взяты на уровне подпороговых по рефлекторному действию (И. С. Гусев). Исследование возможности резорбтивного действия этих концентраций представляет определенный интерес в плане гигиенической оценки степени загрязнения атмосферного воздуха.

Вторые концентрации изучаемых веществ взяты на одном уровне (15 мг/м3, т. е. в 10 раз выше лодпороговой по рефлекторному действию бензола) в целях упрощения сравнительной оценки их токсического действия. #х

К онцентрации' бензола, толуола и кс илола в камерах за время хронической круглосуточной затравки

Группа подопытных животных Концентрация (в мг!м')

Вещество ориентировочная фактическая М±т

2-я 3-я 4-я 5-я 6-я 7-я Бензол Толуол Ксилол 1,5 15,0 0,6 15,0 0,2 15,0 1,49+0,024 15,07±0,233 0,59+0,009 14,65+0,162 0,23±0,006 14,60±0,168

1*

3

Учитывая, что изучаемые вещества относятся к ядам, оказывающим преимущественное влияние на центральную нервную систему и кровь, мы сосредоточили свое внимание на изучении этих функций. Показателями воздействия на нервную систему служили соотношение моторной хронаксии мышц-антагонистов и активность холинэстеразы цельной крови. Действие на кроветворные органы оценивали по изменению общего количества лейкоцитов и формулы белой крови.

Для увеличения функциональной нагрузки на организм в конце 2-го месяца затравки было проведено частичное 13-дневное голодание

животных. Из их рациона были исключены каша, мясо, молоко и хлеб. Крысы оставались на одноразовом питании (брикет и овощи). Проводившиеся в ходе этого эксперимента наблюдения за весом и общим состоянием крыс не выявили у них четко выраженных изменений. У животных 2, 4 и 6-й групп, вдыхавших подпо-роговые по рефлекторному действию концентрации бензола, толуола и ксилола, за время затравки не выявлено достоверных отклонений ни по одному из исследуемых показателей от тех же показателей контрольной группы.

Наиболее глубокие и четкие изменения в центральной нервной системе животных 3, 5 и 7-й групп выявлены исследованиями моторной хронаксии мышц-антагонистов. Изменения моторной хронаксии связаны с нарушениями в функциональном состоянии коры головного мозга и, в частности, двигательного анализатора коры (У. Ш. Ахмеров).

Моторную хронаксию мы исследовали раз в 10 дней на 5 крысах каждой группы. Определения проводили на импульсном хронаксимет-ре ИСЭ-01. Уже к 20-му дню затравки у животных 7-й группы отмечалось обратное соотношение, а у животных 5-й группы обнаружено выраженное снижение соотношений хронаксии мышц-антагонистов. Изменения были статистически достоверными. У крыс 3-й группы отчетливые изменения выявлены на 10 дней позже. В дальнейшем изменения углубились и сохранялись у всех 3 групп животных примерно на одном уровне; только в самом конце затравки у животных 7-й и 5-й групп установлено дальнейшее снижение соотношения хронаксии, тогда как у животных 3-й группы — тенденция к восстановлению. Со второй половины и до конца затравки указанные изменения имели высокую степень достоверности.

Изменения соотношения моторной хронаксии мышц-антагонистов у животных 3, 5 и 7-й групп по сравнению с контролем представлены на рис. 1.

Интересная картина наблюдалась в восстановительном периоде. У животных 3-й группы достоверность изменений исчезла к 20-му дню и соотношение достигло исходных величин к концу месяца восстановительного периода. У крыс 5-й группы восстановление протекало медленнее и изменения стали недостоверными только к концу месяца; со-

Рис. 1. Изменение соотношения моторных хронаксии мышц-антагонистов при воздействии малых концентраций бензола, толуола и ксилола (в дозах 15 мг/м3). 1 — контроль; 2— бензол; 3 — толуол; 4 — ксилол; по оси ординат — периоды эксперимента (в десятидневках).

отношение хронаксии так и не достигло исходного уровня. Очень медленно протекало восстановление у животных 7-й группы; до конца восстановительного периода у них отмечалось обратное соотношение хронаксии с достоверностью изменений, равной 99%-

Активность холинэстеразы цельной крови исследовали по методу Дж. Флейшера и Е. Поупе в модификации, предложенной кафедрой коммунальной гигиены I Московского медицинского института.

Рис. 2. Изменение активности холинэстеразы (в % к контролю) цельной крови животных.

Обозначения 1—4 те же, что на рис. 1; по оси ординат — периоды эксперимента (15 дней).

Наблюдения проводили через 15 дней. На протяжении всей затравки активность холинэстеразы во всех группах имела значительные колебания. Изменение активности холинэстеразы цельной крови крыс при воздействии бензола, толуола и ксилола в концентрации 15 мг/м3 представлено на рис. 2. В первом периоде затравки у животных отмечалась тенденция к угнетению активности холинэстеразы, но только в 7-й группе крыс эти изменения были статистически достоверными. К середине 2-го месяца активность холинэстеразы нормализовалась. В дальнейшем, особенно в период голодания, наблюдалось отчетливое повышение активности холинэстеразы, статистически достоверное в 5-й группе. Подобные изменения отражают неустойчивость функционального состояния центральной нервной системы животных, вызванную воздействием изучаемых веществ.

Полученные нами сведения говорят о том, что бензол, толуол и ксилол в концентрации 15 мг/м3 вызывают отчетливые сдвиги в функциональном состоянии центральной нервной системы. Введение в бензольное ядро метильных групп изменяет природу вещества, снижает степень его сродства с центральной нервной системой, что отражается как на глубине воздействия, так и на снижении скорости восстановления.

Изменения общего количества лейкоцитов в крови животных 3, 5 и 7-й групп по сравнению с контролем показаны на рис. 3. В крови жи-

35

зо

25

го

/5

/о

Период воестаноъ /гения

Рис. 3. Изменение общего количества лейкоцитов (в тысячах) в периферической крови животных.

Обозначения 1—4 те же, что на рис. 1; по оси ординат — периоды эксперимента (2 недели).

вотных 7-й группы к концу 1-го месяца затравки установлено статистически достоверное увеличение количества лейкоцитов; оно еще более возросло к концу затравки. Голодание не отразилось заметно на состоянии периферической крови. В 3-й группе животных на 6-й неделе отмечено статистически достоверное снижение количества лейкоцитов (достоверность 99%). В дальнейшем количество лойкоцитов стало нарастать с полной нормализацией к 20-му дню восстановительного периода. У животных 5-й группы на протяжении всей затравки статистически достоверных изменений количества лейкоцитов не было. Только в период голодания у животных обнаружена некоторая тенденция к угнетению кроветворения.

Лейкопения при воздействии бензола происходит за счет снижения содержания сегментоядерных нейтрофилов. При воздействии ксилола на первый план выступает повышение уровня лимфоцитов; снижение содержания нейтрофилов менее выражено, чем при воздействии бензола. Толуол по характеру действия ближе к бензолу. Сдвиг формулы влево ограничился появлением отдельных лалочкоядерных форм. Отчетливых изменений в структуре элементов красной и белой крови не зарегистрировано.

По степени воздействия на кровь на первом месте стоит ксилол,на втором — бензол и на третьем — толуол. Признаков кумулятивного действия бензола не наблюдалось. Возможно, что воздействие малых концентраций бензола не ведет к его кумуляции.

Выводы

1. Бензол, толуол и ксилол в концентрациях 15 мг/м3 в ходе хронической круглосуточной затравки вызывают выраженные изменения активности холинэстеразы и белой крови подопытных животных. Степень изменений нарастает, а скорость восстановления функций снижается от бензола к ксилолу.

2. Концентрации толуола 0,6 мг/м3 и ксилола 0,2 мг/м3, не оказавшие за время затравки никакого воздействия на организм подопытных животных, могут быть .рекомендованы в качестве среднесуточных предельно допустимых для атмосферного воздуха.

3. За неимением данных, свидетельствующих об отсутствии кумуляции при воздействии малых доз бензола, можно оставить среднесуточную .предельно допустимую концентрацию на прежнем уровне — 0,8 мг/м3, что в 2 раза ниже установленной нами недействующей концентрации этого вещества.

ЛИТЕРАТУРА

А х м е р о в У. Ш. Ж. высш. нервн. деят., 1956, в. 3, с. 365. — Брейтбург А. М., Базарова Е. В. Труды 2-го Всесоюзн. съезда по профессиональной гигиене и технике безопасности. М., 1930, с. 151. —Волкова А. П. Гиг. и сан., 1959, № 1, с. 80. — Гусев И. С. Там же, 1965, № 12, с. 6.— Кор б а ко в а А. И., Кремнева С. Н., Кулагина Н. К. и др. В кн.: Промышленная токсикология. М., 1960, с. 232.— Любимова М. П. В кн.: Экспериментальные исследования по промышленным ядам. Л., 1936, с. 16. — Новиков Ю. В. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. М., 1957, в. 3, с. 85.

Поступила 1/IV 1966 г.

COMPARATIVE ASSESSMENT OF THE EFFECT OF SMALL CONCENTRATIONS OF

BENZOL, TOLUOL AND XYLOL I. S. Gusev

The effect of small concentrations of benzol, toluol and xylol was studied on experimental animals under conditions of a chronic 24-hr poisoning. The effect of the substance was judged by changes produced in chronaxy relationship of muscle-antagonists, in the cholinesterase activity of whole blood, the leucocytes count and leucocytes formula. Besides, the author makes a comparative assessment of the toxicity of the investigated substances and suggests their daily average maximum permissible concentration in the air of residential districts.