534

ля, он в случае изменения, бесспорно, свидетельствует о вредном действии. Кроме того, определение веса тела не является сколько-нибудь существенной нагрузкой для животного. Конечно, по чувствительности этот критерий уступает не только показателям условно-рефлекторной деятельности, но и безусловной. Например, определявшиеся по изменению суммацион- но-порогового показателя (СПП) пороговые дозы разнообразных органических соединений чаще всего оказывались всего вдвое ниже, чем определявшиеся по весу тела. Это ясно видно из табл. 4. Как видно из таблицы, наименьшие пороговые дозы для исследованных веществ найдены по СПП, а наибольшие – по мышечной силе. При этом пороги по СПП составляли от

1/18 до 1/7 от DL50.

Таблица 4 Сравнение пороговых доз (в мг/кг для мышей), полученных по изменению различных показателей

(по данным Н.С. Гизатуллиной)

По данным о разнообразных веществах доверительные границы DL50 отличаются от своей средней величины приблизительно вдвое меньше, чем соответствующие границы Dmin от своей средней. Иначе говоря, пороговые дозы определяются

71

с приблизительно вдвое меньшей точностью, чем смертельные. На уровне смертельных воздействий индивидуальные особенности и состояние животного в момент воздействия не имеют большого значения для конечного исхода, тогда как при пороговом раздражителе от них существенно зависит уровень пороговой концентрации или дозы. Отсюда и большая вариабельность пороговых величин, сказывающаяся в расширении доверительных границ.

Для фосфорорганических соединений специфическим показателем является изменение активности холинэстеразы, для четыреххлористого углерода – бромсульфалеиновая проба и, визвестной степени, СПП, для анилина– образование метгемоглобина, дляцианистого аллила – потреблениекислорода.

Для определения пороговых доз и концентраций желательно базироваться на показателях, которые при нарастании вредного воздействия изменяются однонаправленно, так как в случае фазности изменений показателя при увеличении дозы (концентрации) расчет Dmin50 обычным способом невозможен. Функциональные показатели ЦНС являются, как правило, фазными, потому что с усилением раздражителя основные характеристики ее деятельности – возбудимость и физиологическая лабильность – изменяются фазово. Согласно учению Н.Е. Введенского и его школы о парабиозе, начальная реакция ЦНС и других нервных образований характеризуется некоторым падением возбудимости и увеличением физиологической лабильности. Усиление воздействия ведет к повышению возбудимости и дальнейшему увеличению лабильности, а дальнейший рост силы раздражителя ведет к падению обеих характеристик, запредельному торможению и, наконец, к смерти. Та или иная протяженность каждой фазы характеризует особенности действия изучаемого яда.

Разберем для примера изменения способности ЦНС суммировать подпороговые импульсы, нередко используемые для определения пороговых концентраций. Пороговое действие– снижение возбудимости и повышение лабильности– ведет кухудше-

72

нию, затягиванию суммации: с одной стороны, из-за падения возбудимости, что ведет к необходимости увеличения силы раздражителя для достижения эффекта, а с другой– из-за увеличения лабильности, так как ускорение проведения каждого импульса затрудняет суммацию. В фазу увеличения обеих характеристик (возбудимости и лабильности) первая ведет к усилению суммации подпороговых импульсов, а вторая – к снижению. В результате после начального существенного увеличения числа подпороговых импульсов, имевшего место при малой интенсивности воздействия, усиление его ведет к меньшему изменению измеряемой способности и показатель может оказаться таким же, как и в исходный период. Только при условии измерения функции последовательно несколько раз, т.е. в динамике, можно проследить фазность изменения и не принять переход через нулевое значение заотсутствиедействия.

Конечно, сравнивать токсичность различных веществ на пороговом уровне можно только при использовании одного и того же метода определения пороговых доз или концентраций. Рассчитывать соответствующие величины наиболее целесообразно в вероятностном выражении, аналогично расчетам CL50 или DL50. Если эффект можно учесть в альтернативной форме, например, есть или нет снижение веса, то все расчеты полностью аналогичны. В случае градированной формы показателей всегда можно привести их к альтернативной форме, принимая в качестве эффекта его величину за пределами доверительных границ, исходных или в контроле. В таком случае

Cmin50 или Dmin50 будут определены вместе со своими доверительными границами.

Разнообразные методы определения пороговых величин впромышленной токсикологии с примерами их значений приведены в книгах М.Л. Рыловой (1964) и под редакцией И.В. Саноц-

кого(1970).

После установления порогов однократного действия производят анализ и отбор тех методик, которые оказались наибо-

73

лее удачными при изучении данного вещества, для последующего использования их в хроническом эксперименте. Зачастую в таком однократном подостром опыте выявляется специфический характер одного из типичных интегральных тестов.

3.4. Пороговые концентрации промышленных вредных веществ, определяемые в опытах на людях

Физиологические пороги действия вредных веществ у человека, как правило, определяются по запаху и по раздражающему действию. Они устанавливаются на людяхдобровольцах. Для веществ, обладающих запахом, обычно наиболее низкими являются пороги обоняния. Пахучие и вместе с тем раздражающие слизистые оболочки дыхательных путей и глаз вещества чаще всего имеют для раздражающего действия несколько более высокий порог, чем порог обоняния. При определении порогов запаха и раздражающего действия на людях задаваемые концентрации перемежаются контрольными опытами, о которых испытуемые лица не знают. Исследования на людях-добровольцах проводятся в конце экспериментов с животными, когда токсичность веществ уже выявлена, что исключает возможность неблагоприятных последствий этих испытаний. При определении порога запаха обычно пользуются балльной оценкой: 0 – запах отсутствует; 1 – очень слабый, но улавливаемый запах; 2 – слабый, но легко заметный запах; 3 – легко замечаемый запах умеренной силы; 4 – сильный запах; 5 – очень сильный запах. Та же шкала применяется и для учета силы раздражающего действия, с тем лишь изменением, что высший балл (5) указывает на очень сильное непереносимое раздражение. Как правило, определение силы запаха и раздражающего действия не доводится до наивысшего балла из желания не вызывать особенно неприятных ощущений у испытуемых. Однако балл 2 необхо-

74

димо получать даже в тех случаях, когда экспериментатор предполагает ограничиться только получением пороговой величины. Балл 2 нужен потому, что на производстве человек не принюхивается в ожидании вопроса о запахе, как это делается в лаборатории при испытании; только легко заметный запах может быть осознан как таковой. Длительность экспозиции при определении порогов запаха и раздражающего действия обычно равна 1 мин.

При переходе от силы запаха или раздражения, оцениваемой определенными баллами, к характеристике на 1 балл выше или ниже требуется умножить или разделить данную концентрацию на различное для разных веществ число. Это число называют «показателем разведения». Для характеристики силы запаха вещества требуется не только порог запаха, но и показатель разведения; то же относится и к раздражающему действию. Показатель разведения будет тем больше, чем медленнее с ростом концентрации нарастает сила запаха или раздражения. Чаще всего сила запаха с возрастанием концентрации увеличивается меньше, чем сила раздражения.

Показатели разведения для раздражающего эффекта ацетальдегида – 5,1; бензальдегида – 8,5; акролеина – 3,1; хлорацетофенона – 1,4.

В табл. 5 приведена классификация химических веществ по силе их раздражающего действия (Сmin ir) и соответствующие ей ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ).

Таблица 5 Классификация веществ по силе их раздражающего действия

(по А.А. Голубеву)

75

Термин ОБУВ стал использоваться вместо понятия ориентировочной предельно допустимой концентрации.

Способы определения порога восприятия запаха описаны Е.П. Линич, И.В. Саноцким.

3.5. Пороговые концентрации и дозы при хроническом воздействии вредных веществ

Для каждого яда есть граница эффективных концентраций идоз, ниже которой вредного действия не наступает при обычной производственной работе даже без ограничения стажа. Такие безопасные или предельно допустимые концентрации вредных веществ, как правило, в несколько раз ниже пороговых концентраций, вызывающих пороговые физиологические сдвиги при резорбтивном однократном воздействии. Особенно малы предельно допустимые концентрации тяжелых металлов. Так, предельно допустимые концентрации бериллия и его соединений впересчете на бериллий равны 0,001 мг/м3, металлической ртути– 0,01 мг/м3, свинцаиегонеорганическихсоединений– 0,01 мг/м3.

Для раздражающих газов и паров пороговые раздражающие концентрации при однократном воздействии близки к пороговым при хроническом воздействии, и если не совпадают

сними, то часто оказываются лишь вдвое меньшими. Определение пороговых концентраций в хроническом опыте занимает не менее 4 мес. Так как в хроническом опыте испытываются чаще всего две, очень редко три концентрации, то выразить полученную пороговую концентрацию в вероятностном виде,

сдоверительными границами, не удается. Поэтому, если пороговая доза или концентрация однократного действия определяется вдвое менее точно, чем смертельная, то пороговая в хроническом опыте – еще менее точная величина.

Вхронических опытах применяются разнообразные физиологические, биохимические, морфологические и другие ме-

76

тоды. Обязательно систематически измеряется вес тела и часто применяются различные функциональные нагрузки.

Метод условных рефлексов очень широко применялся в хронических опытах в 1950-х – начале 1960-х гг. В настоящее время он используется реже, так как в хроническом опыте не показал себя столь чувствительным, как при однократных воздействиях. Нередко в начальный период хронического опыта условно-рефлекторная деятельность животных в какой-то мере нарушается, а в период тяжелого отравления оказывается нормальной. Это связано с тем, что, с одной стороны, кора головного мозга, основной функцией которой является приспособление деятельности организма к условиям его существования,

к яду. С другой стороны, проведение в хроническом опыте повторных исследований с подкреплением условного рефлекса делает его более прочным и нарушение достигается при более значительных, чем ранее, воздействиях яда. Фактора упрочнения условного рефлекса можно избежать, если учитывать не нарушения заранее выработанного рефлекса, а скорость воспитания его во время периода отравления.

С.М. Павленко показала, что для веществ, обладающих наркотическими свойствами, пороговые концентрации, выявляемые в хроническом опыте, можно обнаружить как пороговые при однократном действии, если исследовать условные рефлексы сразу после нагрузки, состоящей из 3-минутной анодизации головного мозга подопытного животного. При поляризации анодом в коре головного мозга крысы создается модель доминанты. Последняя усиливает подпороговые импульсы, поступающие от химического раздражителя, превращая их в надпороговые. При этом методе не требуется специальная техника, так как электроды накладываются, а не вживляются. Положительные результаты были получены не только при исследовании условных рефлексов, но и при ориентиро-

77

вочных рефлексах, и при измерении суммационно-порогового показателя.

Вхроническом опыте экспериментаторы часто перегружают животных исследованиями, каждое из которых является для них той или иной нагрузкой или даже вызывает кратковременный стресс. В результате контрольные животные, подвергающиеся только тем же нагрузкам, без воздействия изучаемого химического агента, очень сильно отличаются от интактных животных, и возможны случаи, когда действие малой концентрации вещества в хроническом опыте теряется в изменениях, связанных с проведением разнообразных испытаний. Чем ниже уровень выявляемого воздействия, тем меньше требований должно предъявляться к животным при контрольных испытаниях. Существенно помогает прием распределения животных на равноценные вес, пол и т. д. группы, в каждой из которых применяется лишь часть из набора методов исследования.

Вначальной стадии хронические отравления человека чаще всего выражаются малозаметными неспецифическими симптомами (повышенная утомляемость, вялость, головная боль, раздражительность). В дальнейшем развиваются симптомы, характерные для воздействия данного яда и определяющие картину типичного профессионального заболевания. Хорошо известный факт единообразия начальных симптомов хронического отравления различными ядами, главным образом со стороны вегетативной и центральной нервной системы, заставляет токсиколога обращать особое внимание на неспецифические показатели деятельности нервной системы. Поскольку острые отравления на производстве в настоящее время в России крайне редки и возможны лишь при аварийных ситуациях, предупреждение хронических отравлений становится основной задачей промышленной гигиены.

78

3.6. Хронические интоксикации при интермиттирующих воздействиях вредных веществ

На производстве, как правило, в течение всего рабочего дня не бывает постоянных концентраций вещества. Они либо постепенно увеличиваются, снижаясь за обеденный перерыв и вновь увеличиваясь к концу рабочего дня, либо оказываются резко колеблющимися. В случаях обслуживания аппаратуры, размещенной в разных местах производственного помещения, концентрации воздействующих веществ могут колебаться от нуля до превышающих предельно допустимые.

Хроническое действие яда наблюдается при самых разнообразных повторных его воздействиях. Оно может иметь место при повторных попаданиях яда в организм работающего как путем вдыхания паров или пыли, так и через кожу при контакте, например, с растворителями. Основным в хроническом отравлении является накопление функциональных изменений ворганизме. Материальная кумуляция ядов как фактор хронического отравления играет существенную роль только для отдельных веществ, главным образом, для некоторых тяжелых металлов.

Слово «интермиттирующее», в точном смысле, переводится как «перемежающееся» или «прерывистое», но в токсикологии им обозначают действие колеблющихся во времени концентраций вредного вещества независимо от того, снижаются ли иногда концентрации до нуля или нет. Таким образом, прерывистое действие является частным случаем интермиттирующего.

Если бы хроническое отравление было пропорционально материальному накоплению вредного вещества, то любой перерыв в этом накоплении вел бы к снижению эффекта благодаря уменьшению концентрации яда в организме. С точки зрения накопления изменений, производимых ядом в организме, прерывистое действие во многих случаях оказывается более вредным, чем непрерывное.

79

Из физиологии известно, что максимальный эффект наблюдается в начале и в конце воздействия раздражителя. Переход от одного состояния к другому требует приспособления, а потому частые и резкие колебания раздражителя ведут к более сильному воздействию его на организм. Известно, что физические факторы внешней среды – температура, барометрическое давление, звук, токи высокой частоты, электрический ток – обладают, как правило, более сильным физиологическим

ипатологическим действием в том случае, когда они не постоянны, а колеблются по интенсивности.

Впервые сравнительное изучение токсического действия вдыхаемого воздуха с постоянной и непостоянной концентрацией паров наркотиков было проведено Е.В. Кленовой. В частности, ее опыты ставились с концентрациями ацетона 200 и100 мг/л при чередовании их каждые 5 мин и сравнивались с результатами затравок животных при постоянной концентрации, равной 150 мг/л. Время наступления бокового положения белых мышей при чередовании концентраций оказалось меньше. То же было получено

ипри затравках парами этанола и бензина. При этом наибольшие различия выявились для паров бензина, а наименьшие, притом несущественные, – этанола. Прерывистое действие ацетона при чередовании 5-минутной экспозиции 200 мг/л и 5-минутной – чистого воздуха, показало некоторое увеличение суммарной экспозиции до наступления бокового положения. Аналогичные данныеполученыив опытахсбензином.

Всвоих исследованиях Н.А. Толоконцев показал, что прерывистая затравка парами хлороформа вызывает более существенные сдвиги безусловного двигательного рефлекса, чем вдыхание воздуха с постоянной концентрацией этого яда. Даже

в тех случаях, когда наивысшие концентрации хлороформа в крови кроликов при прерывистом режиме не превышали уровня, достигаемого при непрерывном воздействии, токсический эффект был более выражен при наличии перерывов, а восстановление рефлекторной деятельности кролика замед-

80