Оценка биологического эффекта химических веществ при комбинированном, комплексном, сочетанном влиянии на организм

Профессор В.Ф. Трушков

ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ, КОМПЛЕКСНОМ, СОЧЕТАННОМ ВЛИЯНИИ НА ОРГАНИЗМ Кировская государственная медицинская академия

С учетом литературных данных [1,2], а также по результатам ранее проводимых исследований, оценки изолированного, комбинированного, комплексного и сочетанного действия веществ [3,4] выделено 4 группы химических соединений по степени проявления ядовитых свойств:

1. особо ядовитые вещества;

2. сильноядовитые вещества;

3. среднеядовитые вещества;

4. малоядовитые вещества.

Для веществ каждой группы коэффициенты импульсного полинома для описания острого опыта имеют строго определенную величину (табл. 1).

С учетом полученных результатов для веществ каждой группы можно определить средние коэффициенты импульсного полинома для ингаляционного и перкутанного воздействия химических веществ, которые могут быть учтены в ходе гигиенического нормирования. Данные представлены в табл. 2.

Известно, что для большинства медико-биологических исследований достоверными считаются доверительные границы, установленные при вероятности безошибочного прогноза Р = 95 % и более.

В экспериментальных исследованиях различия биологического эффекта в условиях опыта по сравнению с контролем менее 5, в том числе 4,9 % следует считать недостоверными. Следовательно, на основании того, что безопасным является

наличие биологического эффекта и уровень воздействия до 5 %, по сравнению с контролем, проводится и последующее гигиеническое нормирование многофакторных комплексов химических веществ.

Изолированной нормой является норма при воздействии одного вещества в одном направлении. Она вычисляется следующим образом: где С - концентрация вещества;

а_  х_ = 4,99 % , Limас - порог острого действия вещества.

Таблица 1

Коэффициенты импульсного полинома для описания воздействия веществ разных групп перкутан-

ным, ингаляционным путем и УФ излучения

Показатель Группа № 1 Группа № 2 Группа № 3 Группа № 4 УФ- излу-че-ние

Ингаляционно Перкутанно Ингаляционно Перкутанно Ингаляционно Перкутанно Ингаляционно Перкутанно

Фагоцитарное число 20,97 13,66 19,1 16,95 15,6 19,1 9,96 22,04 17,3

Фагоцитарный индекс 2,28 2,66 3,20 3,90 4,90 4,7 7,63 5,79 4,70

Истинная кислотность мочи 10,80 10,80 10,80 10,80 10,80 10,8 10,8 10,80 10,80

Содержание гликогена в нейтро-филах крови 7,2 8,93 7,60 8,0 8,30 7,40 9,42 6,58 7,20

Активность щелочной фосфата-зы в нейтрофилах крови 6,91 5,29 7,85 7,00 9,60 8,10 12,41 9,60 6,90

Активность ци-тохром-оксидазы в нейтрофилах крови 8,83 2,37 9,00 5,45 9,30 8,80 9,78 13,37 8,50

Таблица 2

Коэффициенты а. импульсного полинома

Действующий фактор Показатели организма с учетом вида воздействия фактора

Фагоцитарное число фагоцитарный индекс Содержание гликогена в нейтрофилах крови Активность щелочной фосфатазы в нейтрофилах крови Активность цитохромоксидазы в нейтрофилах крови Истинная кислотность мочи

Ингаляционно Перкутанно Ингаляционно Перкутанно Ингаляционно Перкутанно Ингаляционно Перкутанно Ингаляционно Перкутанно Ингаляционно Перкутанно

Ультрафиолетовое излучение 17,3 4,7 7,2 6,9 8,5 10,8

Триэтиленгликоль диацетат 15,6 22,5 4,7 4,7 8,0 9,1 7,8 6,1 11,0 9,3 10,8 10,8

Диметакрилат-бис-этиленгликоль фталат (МГФ-1) 15,6 16,5 5,2 6,4 7,6 7,6 9,6 10,5 11,0 9,7 10,8 10,8

Триэтиленгликоль диметакрилат (ТГМ-3) 15,7 18,3 4,9 4,7 8,0 6,5 9,6 7,9 7,6 8,67 28,6 10,8

Диэтиламид-моно-Н-бутиловый эфир фталевой кислоты 15,6 19,0 4,7 3,9 9,6 10,5 10,5 7,9 7,6 7,6 7,1 10,8

Средний коэффициент для «среднеядовитых» веществ 15,6 19,1 4,9 4,7 8,3 7,4 9,6 8,1 9,3 8,8 10,8 10,8

Бензилметакрилат 19,2 20,4 3,2 3,9 8,0 8,0 10,5 7,0 7,6 3,3 10,8 10,8

^дезил- ^цикло-гексилацетамид 19,0 13,0 3,2 3,9 7,2 8,0 5,2 7,0 8,5 7,6 10,8 10,8

Средний коэффициент для «высокоядовитых» веществ 19,1 16,95 3,2 3,9 7,6 8,0 7,85 7,0 9,0 5,45 10,8 10,8

где а - коэффициент полинома, описывающий действие вещества в данном направлении (перкутанно, ингаляционно и т.п.).

С,

х, =

Ытс

6 Зак. 582

81

Отсюда следует, что:

C

Lim,

4,99

= х, =

4 99

Сг = Ьтас

аг

Несколько сложнее обстоит дело, если вещество действует одновременно в двух направлениях (перкутанно и ингаляционно). В этом случае уравнение имеет вид:

перкутанно перкутанно . ингаляционно ингаляционно _ л 00 д/

ы,- ' л,. "г а  ' л  — 4,99 /л

или

перкутанно

С"

ингаляционно

С

ингаляционно

4,99 0

1 т • перкутанно 1 т • ингаляционно

LlmJ Llmio.c.

Учитывая, что Lim - величина постоянная,

7 ас. 7

можно перепис атьуравнениеввиде:

перкутанно

С.

перкутанно

+ в

ингаляционно

С.

ингаляционно

= 4,990

а,

где в: =

С

перкутанно _

3

перркутанно

В целом коэффицие9ты е]

ингаляционно

и е

d; =

di

тора, изначально в опыт не заложенного. В этом случае полином обрабатывается в виде:

у = а1 х1 + а 2 х 2 +.....апхп + С

При достаточно большой величине С - свободного члена можно говорить о воздействии какого-либо достаточно представительного косвенного фактора (или нескольких), изначально в условиях опыта не включенного, но действующего в определенном направлении.

Таким образом, при систематическом исследовании можно составить банк данных на отдельные вещества и косвенные воздействия. Эти данные будут пригодны для дальнейшего анализа и выдачи рекомендаций по гигиеническому нормированию.

В целом, на основании проводимых исследований, исходя из того, что ,

У = 1 а]

етгалуценттн етгалуцентн . перкутаттн

* л  ~г / , С1

перткутанно

+ 1 а

фезеч. возд. фезеч. возд. л,

итас.

Если известна концентрация (С) хотя бы в одном направлении, по ней можно вычислить вторую, например:

4 99 ^ингаляционно ^ингаляционно

можно представить уравнение единого гигиенического нормирования химических и физических факторов следующим образом:

4,99 -2 а™

Lim™

-2 а?'

Сфш

Lim?

f («

-i ингаляционно

ингаляционно

Можно определить, как изменится С"гро,танно при том ил и 4НОМ изменении Сингаляционно , и на этом основании выработать тонкретныерекомен-дации по гигиениче скомуннрмиров ан з ю.

где На'

Uнгаляционно

С

Lim

инггаляциоонно

Lim ингаляционно

сумма всех из-

являются ин дивидуальными харапетуртстиками вещества и могут быть представлены в систематизированном виде при действии ряда изучаемых веществ в сочетании с ультрафиолетовым излучением.

Проводя исследования, можно оценить факторы, не являющиеся непосредственно действующими, но в результате которых организм становится более (или возможно менее) восприимчив к воздействию вредных веществ. К таким факторам относится ряд физических воздействий. Для них справедлива формула:

4,99 • Lim „ 4,99

вестных воздействий, кроме определяемого;

СО ингаля^ионно - допустимая концентрация исследуемого вещества в воздухе рабочей зоны;

/(%) - поправочная функция.

Для конкретного комплекса действующих производственныхвредностей(ТГМ-3)+(МГФ-1) +УФ-излучение с учетом средних коэффициентов импульсного полинома экспрессным путем может осуществляться гигиеническое нормирование факторов при комбинированном, комплексном, сочетанном воздействии по формуле:

4,99 - 8,1

6,9

ёУФО

УФО

f м

где - допустимое воздействие (аналогично

о. г

Воздействие таких косвенных факторов можно оценить как непосредственно (то есть вводя их в опыт, как в проводимых исследованиях это сделано с УФ-излучением), так и опосредованно.

Опосредованным считается метод, когда в процессе анализа выявляется воздействие фак-

1 ингаляционно

9 6 ^ТГМ-3

ингаляционно Ытас.ТГМ-3

С ингаляционно „

МГф_1 - допустимая концентрация МГФ-1 в воздухе рабочей зоны при комбинированном, комплексном, сочетанном воздействии на организм;

С^ - концентрации химических веществ и дозы ультрафиолетового излучения; /(%) - поправочная функция.

То, что коэффициенты а (в.) в проводимых исследованиях достаточно постоянны, можно

a

fj пернут

^ ТГМ-3

перкут

^МГФ-1

Llmac.Tm-3

Llmac..МГФ-1

установить по активности щелочной фосфатазы нейтрофилов крови на следующем примере:

при анализе смеси МГФ-1-бензилметакри-

лат, для МГФ-1 а"1та"щиожо = 9,2, а™ркутанно = 6,1;

при анализе смеси ТГМ-3:триэтиленгликоль

диацетат, для ТГМ-3 а™"г'шш<"°ж° = 10,5; а^— = 7,0;

при анализе смеси ТГМ-3 + МГФ-1 для

ТГМ-3 аЧтсшщиожо = 10,5; а"еркутшт = 10,5 для МГФ-1

ингалящото _

= 5,2, а

перкутанно _

= 7,9 .

Зная коэффициенты для индивидуальных веществ, можно переходить к анализу сложных систем, содержащих 2 и более веществ с воздействием дополнительных факторов.

В общем случае нормирование проводится по формуле:

перкутанно перкутанно

ингаляционно ri ингаляционнс

В случае, когда действуют два вещества, двумя путями, с воздействием дополнительно УФ-излучения уравнение приобретает вид:

, инфляционна /^ингаляционно , л _ л

+ 62 ' ^2 + 6УФО ' аУФО ~ 4,99

Если известны все концентрации (воздействия), кроме одной, то можно вполне определить ее, если неизвестны две - можно построить номограммы и оценить неизвестные. Если же неизвестно большее количество переменных, следует либо определить их опытным путем, либо подставить в уравнение заранее известные ПДК (ПДД) или ОБУВ, и оценить полученный результат с гигиенической точки зрения по порогам острого воздействия.

В целом результаты проводимых исследований подтверждают установленные закономерности комбинированного, комплексного, сочетанного действия факторов производственной среды на организм, что может быть положено в основу их единого гигиенического нормирования.

Заключение

Разработана схема ускоренного гигиенического нормирования химических соединений и сложных многокомпонентных смесей в условиях производства, включающая в себя основные этапы:

1. Определение параметров среднесмер-тельной токсичности веществ, пороговых уровней однократного острого действия химических факторов экспериментальным путем или с учетом данных термодинамических свойств.

2. Математическое планирование эксперимента и его проведение с количественным учетом данных биологического эффекта при воздействии максимальных (пороговых) и минимальных (под-пороговых) уровней однократного острого воздействия многофакторных комплексов.

3. Определение коэффициентов импульсного полинома.

4. Установление лимитирующего критерия (показателя жизнедеятельности организма), отражающего основные закономерности воздействия многофакторных комплексов по средним значениям коэффициентов импульсного полинома.

5. Формулирование результатов комбинированного, комплексного, сочетанного действия физических и химических факторов с учетом величины поправочной функции в виде уравнения единого гигиенического нормирования.

6. Решение уравнения математического анализа с целью определения допустимых концентраций химических соединений с учетом установленных пороговых уровней острого воздействия многофакторных комплексов, их фактических величин в условиях производства и на основе номограмм по данным термодинамических свойств.

Список литературы:

1. Измеров Н.Ф., Саноцкий Н.В., Сидоров К.К. Параметры токсикометрии промышленных ядов при однократном воздействии. - М.: «Медицина», 1977. - с.239.

2. Каспаров А.А., Уланова И.П., Молодкина Н.Н., Авилова Г.Г., Халепо А.Н. Современные подходы к регламентированию и контролю вредных веществ в воздухе рабочей зоны // Материалы II Всесоюзной конференции по комплексным проблемам гигиены, часть I. - Москва, 1982. - с. 55-58. 3. Трушков В.Ф. Токсико-гигиеническая оценка сложных смесей химических веществ в воздушной среде // Гигиенические и технические мероприятия по охране атмосферного воздуха в Пермской области. - Пермь, 1983. - с. 18-19.

4. Трушков В.Ф. Токсико-гигиеническая оценка композиций ультрафиолетового отверждения и полупродуктов для их изготовления // Актуальные вопросы гигиены труда. - Пермь, 1985. - с. 95-97.

Summary

EVALUATION OF BIOLOGICAL EFFECT OF CHEMICALS IN COMBINED, COMPLEX EXPOSURE ON THE ORGANISM

Trushkov V.F.

This work represents evaluation of chemicals toxicity and physical factors exposure on the organism. The major stages of unified hygienic normsetting of substances in the air of a working zone are given in this work. Equations of mathematic analysis enable to determine permissible content of chemicals in the industrial facilities.

неркутанно s ^ неркутанно 1 '

неркутанно s ^ неркутанно 2 '

ингаляционно f т ингаляционно 1 '

6*

83