Способ определения порога однократного действия метаболизируемых ароматических веществ

 

Изобретение относится к медицине, позволяет повысить точность и надежность установления санитарных стандартов в воздухе рабочей зоны, а именно порога однократного действия ароматических метаболизируемых веществ, например стирола, бензола, N-хлортолуола, а также снижает трудоемкость исследований, необходимых для установления указанного норматива. Животных подвергают четырехчасовому ингаляционному воздействию исследуемым веществом в разных концентрациях, проводят отбор мочи не менее, чем за три временные интервала, определяют в ней содержание основных метаболитов исследуемого вещества, рассчитывают константы выведения метаболитов из организма подопытных животных для каждой концентрации исследуемого вещества в воздухе. Уровень исследуемого вещества в воздухе, с которого наблюдают достоверное увеличение константы выведения метаболитов с мочой, принимают за порог однократного действия метаболизируемого вредного вещества. табл.3.

(51)4 G Oi N 33/50

ВИИЯ3@8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИМ1t3 кап.,"1г.. И(1

Ы Ь/и ; ат 1 с;.„;ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И. ОТКРЫТИЯМ

ПРИ FAT CCCP (21) 4235143/28-14 (22) 24.04.87 (46) 30.07.89. Бюл. к- 28 (71) Научно-исследовательский институт гигиены, труда и профессиональных заболеваний AMH СССР (72) Г.Г.Авилова, Е.Н.Крылова, С.В.Катютина и Е.M.Ìàëèííèíà (53) 612.015(088.8) (56) Методические указания к постановке исследований для обоснования санитарных стандартов вредных веществ в воздухе рабочей зоны, У 2163-80. от,04.04.80, с. 8-9. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОГА ОДНОКРАТНОГО ДЕЙСТВИЯ МЕТАБОЛИЗИРУЕМЦХ, АРОМАТИЧЕСКИХ BElllECTB (57) Изобретение относится к медицине, позволяет повысить точность и надежность установления санитарных стандартов в воздухе рабочей зоны, а именно порога однократного дейстИзобретение относится к медицине, а именно к определению параметров токсикометрии вредных веществ. Цель изобретения — повьппение хочности, ускорение и упрощение способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Подопытных животных (крыс) в количестве 8-10 особей на каждую концентрацию исследуемого вещес:ва в воздухе подвергают однократному 4часовому ингаляционному воздействию вещества в широком диапазоне концентраций (от безопасных уровней до минимально смертельных), сбор мочи .

„,SU„„f497576 А1 вия ароматических метаболизируемых ве.иеств, например стирола, бензола, и хлортолуола, а также снижает трудоемкость.исследований, необходимых ,для установления указанного норматива, Животных подвергают 4-часовому ингаляционному воздействию исследуемым веществом в разных концентрациях, проводят отбор мочи не менее чем за три временных интервала, опре.деляют в ней содержание основных метаболитов исследуемого вещества, ра="считывают константы выведения метаболитов из организма подопытных животных для каждой концентрации исследуемого вещества в воздухе. Уровень исследуемого вещества в воздухе, с которого наблюдают достоьерное увеличение константы выведения метаболитов с мочой, принимают за порог однократного действия метаболизируемого вредного вещества. 3 табл. осуществляют не менее чем за три временных интервала от начала воздействия. Высоко чувствительными и специфическими методами проводят определение основных метаболитов исследуемых веществ. Три временные точки необходимы для построения графической зависимости и расчета уравнений экспонечты выведения метаболитов из организма, Процесс выведения метаболитов из организма описывают моноэкспоненциl альным уравнением вида: к

1п С=С, е

149 /57

1де С вЂ” концентрация метаболита в ( моче в данный период времени;

С, — концентрация метаболита в моче в начальный период вре5 мени;

К - константа выведения метаболитов из организма животных; — момент времени отбора мочи.

Для расчета константы выведения равнения экспоненты преобразуют в инеаризованную форму

1п С-lп СО-Kt.

Учитывая соотношение между нату- 15 альными и десятичными логарифмами !

lп А 0 4343, lп А, Э с1бщий вид уравнения следующий:

1g C=lg C -0 4343 ткуда

1а Со-1а С

0,4343t

Полученные величины константы выведения метаболитов нри разных кон 1ентрациях исследуемого вещества в воздухе сравнивают с величиной константы выведения при минимальной концентрации исследуемого вещества воздухе, концентрация, прц которой наблюдают достоверное увеличение константы выведения метаболитов 35 вещества с мочой по сравнению с константой выведения при минимальной

Концентрации, соответствует порогу

Однократного действия этого вещества.

46

Величина порога однократного дейСтвия вредного вещества, определеннала по константе выведения его метаболитов с мочой по предложенному

Способу, совпадает с величиной поро га однократного действия, оценного йо комплексу функциональных и биохимических показателей состояния организма подопытных животных, Пример 1. Крыс-самцов попу50 ляции Вистар, 8-10 животных в каждои группе, подвергали однократному 4часовому ингаляционному воздействию стирола в концентрациях 7, 58; 259, 500, 1020, 3830 мг/м . Контрольная группа животных находилась в тех же

ycgo:Bèÿõ, но без подачи стирола в камеру. Образцы мочи собирали

Во время экспозиции и через каждые

G ф

24 ч от ее начала в течение трех сугок

Концентрации основных метаболитов стирола — миндальной и фенилглиоксиловой кислот определяли методом газожидкостной хроматографии (Flek

iI980), Количество метаболитов определяли в суточном количестве мочи в пересчете на креатинин. Параллельно проводили оценку функционального сосгояния организма животных с учетом наиболее поражаемых органов и систем организма (печень, нервная система, система крови).

Результаты выведения метаболитов представлены в табл, 1, Расчеты проведены по сумме основных метаболитов стирола — миндальной и фенилглиоксиловой кислот, поскольку аналогичные расчеты для каждого из них показали полное соответствие законо-. мерности изменения величин от уровня воздействия с расчетами для суммы метаболитов, При концентрации стирола 7+1 мг/мэ содержание метаболитов находилось на одном уровне и не превышало контрольных величин, поэтому расчет уравнения экспоненты не проводили.

Как видно из табл. 1,минимальная концентрация стирола в воздухе, при которой наблюдается достоверное изменение константы выведения (К) составляет 1020 мг/м, ее согласно предлагаемому способу принимают за аспас.

Оценка функционального состояния организма показала, что порог интегрального действия стирола по изменению нервной системы, системы крови и печени составлял 1020 мг/м

I

Для исследования воспроизводимости результатов, оценка вариабельности изменения токсикокинетических параметров (в частности концентраций метаболитов стирола в моче, величины которых используются при расчете

К), проводили разные серии с воздействием стирала, При этом исследования проводились в разное время года (зима, лето) на животных разного пола, определение содержания метаболитов осуществляли на разных моделях хроматографов, Как видно из результатов, представленных в табл, 2, полученные величиньr близки, различия составляют

1,1-1,5, 5 14975

Кроме того, суммарное количество основных метаболитов стирола в моче животных зависит от их уровня воздействия. Уравнение регрессии соот9

5 ветствующее указанной зависимости, следующее: .

1g у=0,75 1g х-2,02; ч=0,99, 10 ла.

55 которой наблюдают достоверное иэмео

:нение константы выведения в моче. где у — концентрация метаболитов (сумма миндальной и фенилглиоксиловой кислот); х — концентрация стирола в воз. духе, мг/м з

Установить аналогичную зависимость по функциональным показателям не удается, Таким образом, пороговая концентрация, определяемая на основе пред- 20 лагаемого способа, концентрация оцененная по интегральным показателям функционального состояния организма, совпадают, причем предлагаемый способ является более точным. 25

Пример 2. Воздействие бензоКрыс популяции Вистар (по 8-10 животных в каждой группе) подверга- 30 ли 4-часовому ингаляционному воздействию бензола в концентрациях 126-, 515, 3380, 8320, 23300 Mr/мЗ, Контрольная группа животных находилась в тех же условиях, но беэ подачи бензола Ъ затравочную камеру. Мочу о

Ф у подопытных животных собирали в течение трех суток после окончания, затравки. Определение . фенола проводили газохроматографическим методом.

Выведение фенола с мочой подопытных животных описывается экспоненциальной кривой и представлено в табл. 3, Как видно из табл. 3, начиная с уровня 3740 мг/мз происходило достоверное изменение константы выведения (К), что соответствует Limac.

Оценку функционального состояния организма животных проводили с учетом наиболее поражаемых систем организма (система крови, нервная система).

Поскольку. выявленные изменения не позволили установить величину порога однократного действия, было проведено три эксперимен-а, которые показали нес.-.ойкость и плохую воспроизводимость величин пока= ателей функционального состояния организма. Наибо— лее чувствительным и воспроизводимым показателем явилось содержание лейкоцитов в крови подопытных животных.

На основании полученных данных по оценке функционального состояния подопытных животных за пороговый уровень принята концентрация бенэола в воздухе 3000 мг/мз.

По результатам исследований пороговая концентрация бензола, определенная на основании предлагаемого способа, совпадает с величиной порога однократного действия, определенного по ичтегральным показателям функционального состояния организма, При определении однократного действия вредного вещества по предлагаемому способу необходимо 50-70 животных, в среднем 10-14 рабочих дней при участии 2-3 научных сотрудников, тогда как для определения порога острого действия по известному методу необходимо в среднем 150-200 животных и занятость 8-9 научных сотрудников в течение !,5-2 месяцев.

Формула изобретения

Способ определения порога однократного действия метаболизируемых ароматических веществ путем однократного ингаляционного воздействия исследуемым веществом в различных концентрациях на подОпытных животных с последующим отбором пробы биологической жидкости измерением содержания его метаболитов и расчетом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьпдения точности упрощения и ускорения .способа, в качестве биологической жидкости используют мочу„ отбор проб проводят в течение не менее трех суток, содержание метаболитов измеряют в суточных порциях мочи, затем рассчитывают константу выведения исследуемого вещества, сравнивают ее с константой при минимальной концентрации, а за порог однократного действия принимают величину содержания исследуемого вещества в воздухе, при

1497570 Таблица! !

Параметры токсикокинетики метаболитов стирола

Уровень воздействия стирола, мг/м

58+4 0,56 е

259114 . 1,73 ° е

5002150 2,12 е

10201142 6,16-е р 0,01

3830+-750 18,2 е

Уровень воздействия стирола, мг/м

Иетаболиты,мг/мг креат, 259f14

58+4

1-й день 2-й день 1-й день 2-й день 1-й день

Ииндальная кислота

II-я серия

0,21 +0,05 0,06 0,02 0,13 +0,03 0,03+0,01 0,07 +0,007 з

0,13+0,03 О, 04+0,0050,1540,О3 0,04+0,01 0,08+0,01

2-я серия

Т

0,51t0,1 0,1+-0,04 0,29 0,06 0,09+0,04 0,17 0,02

Оэ 57 0» 06 О, 12+0 ° 02 Оэ 36+0, 04 0,08 0„01 О, 20+0, 02 !

2-я серия уф1.Таблица3 гоксикокинетики метаболитов бензола

Параметры

Уровень воздействия бенЭкспоненциальное уравнение С=C . е зола, мг/м

24 04.е "

6930t325

23000 840 80,54 -е

0,078+0,05 р(0,05

Фенилглиоксиловая кислота

II-я серия

107 10

518+42

37404 56

Экспоненциальное уравнение

С=С,. е " (С, С, мг/мг креат) р,о4С

У

-о,о ИС р -е

19 05- оонс

0,046t0,005

0,057+0,005

0,05740,006

0,069+0,005

0,069 0,004 р 0,01

Т а б л и ц а 2

О, 046 О, 007

0,058+0,006

0,085t0,007 р<0,05

0,067 0,002 р(0,05