Оцінка кумулятивних властивостей хімічних речовин - токсикологія полімерних матеріалів
Кількісна оцінка кумулятивних властивостей речовини полягає у визначенні коефіцієнта кумуляції (показник функціональної кумуляції).
Кумулятивні властивості речовин при нанесенні на шкіру визначають при щоденній аплікації їх в дозі, рівній 1/10 від ЛД50 протягом 10 і 20 днів відповідно. За цей час тварини отримують в сумі одну ЛД50. У разі загибелі тварин можна розрахувати Ккум. Критерієм кожнорезорбтівного дії може служити будь-який токсичний ефект, викликаний досліджуваним речовиною або матеріалом. Якщо при одноразовому впливі ефект не зареєстрований, повторні аплікації проводять протягом 7-10 днів. Якщо ознаки інтоксикації не виявляються, роблять висновок про те, що речовина не проникає через шкіру і не робить кожнорезорбтівное дію. В іншому випадку дослідження продовжують, завдаючи речовина на ділянку шкіри певної площі (2X2 см у щурів, 4X6 см у кроликів).
Існує кілька способів оцінки кумулятивних властивостей хімічних речовин. Ми розглянемо основні прийоми встановлення коефіцієнта функціональної кумуляції (Ккум), прийняті в СРСР.
Метод Ю. С. Кагана і В. В. Станкевича (1964) передбачає щоденне введення речовини в організм лабораторних тварин (двох видів) в кількості, що дорівнює 1/10, 1/20 і 1/50 від ЛД50 протягом 2-4 міс . Коефіцієнт кумуляції є відношенням
або в більш загальному вигляді:
де ЕД50 - доза, що викликає якийсь ефект у 50% тварин або зміна обраного показника на 50% (при градіровать оцінці ефекту). Обчислення коефіцієнта кумуляції за наведеною формулою дозволяє встановити його довірчі кордону і надає йому імовірнісний сенс (Ю. С. Каган, 1964). Даний метод передбачає можливість розрахунку коефіцієнта кумуляції на пороговому рівні, але їх оцінка не може даватися на основі тих самих критеріїв, що і при смертельні випадки.
Відповідно до класифікації Л. І. Медведя і співавторів (1968), Ккум менше 1 свідчить про сверхкумуляціі, Ккум = 3-5 - помірна кумуляція. При Ккум більше 5 кумулятивні властивості речовини слабо виражені. Тест субхронічне токсичності (Lim і співавт., 1961) чаші використовується в промисловій токсикології. Він дозволяє виявити акумуляцію і звикання. Режим затравки сприяє виявленню адаптивних властивостей організму.
Метод С. М. Черкинским і співавторів (1964) застосовують в дослідженнях по нормуванню вмісту шкідливих речовин у воді водних об`єктів.
Метод характеризується малою трудомісткістю, кількісне вираження Ккум можна отримати при загибелі хоча б однієї тварини. Але коефіцієнт не має імовірнісного значення. Ккум визначають на 10 тварин, яким щодня протягом 20 днів вводять Vs від ЛД50:
де Дк - сумарна доза для полеглих і тих, що вижили тварин-п - число тварин-а - відсоток тварин, загиблих протягом 20-денного досвіду. Якщо Ккум менше 5, спостерігається виражена кумуляція, якщо більше 20 - відсутність кумулятивних властивостей.
Кожен з трьох методів має свої переваги і недоліки. Порівняння Ккум можливо тільки в межах одного методу. Загальним недоліком їх є та обставина, що більш вираженою кумуляції відповідає менший в числовому вираженні коефіцієнт.
Хронічна токсичність визначається токсичним ефектом, отриманим в результаті безперервного тривалого впливу порівняно (з гострим або підгострим отруєнням) невеликих доз або концентрацій хімічних речовин.
Хронічний досвід дозволяє встановити порогову дозу, нижче якої на певному рівні встановлюють гігієнічний норматив. Комітет експертів ВООЗ (1978 р) в задачу хронічного експерименту включає також встановлення залежності доза-ефект і вивчення механізму дії речовини.
У практиці гігієнічного нормування вмісту шкідливих речовин в об`єктах довкілля хронічний експеримент довгий час був єдиним способом обгрунтування нормативу (до появи і визнання розрахункових методів). За кордоном до вивчення токсичності в хронічних дослідах (long-term toxicity) вдаються в тих випадках, коли попередні дані за хімічною структурою викликають підозри, що речовина може виявитися канцерогенним або викликати інші ефекти, пов`язані з надходженням його в організм протягом більшої частини життя. Мета хронічних дослідів - виявлення природи патогенного ефекту і встановлення подпороговой дози.
Хронічні досліди займають також провідне місце в токсикології полімерних матеріалів, де часто саме вони, а не гострі або підгострі є адекватною моделлю інтоксикації.
Хронічні досліди майже ніколи не повторюються і не перевіряються. Тому невідомо, з якою точністю встановлюють порогові дози, наскільки вони відтворювані. Н. В. Лазарєв (1938) писав: «дози або концентрації отрути, які можуть викликати той чи інший ефект, зрозуміло, не є строго постійними величинами. Тому всякі цифрові дані про ці дозах або концентраціях практично не можуть претендувати на щось більше, ніж вказівку на порядок величин ».
Для хронічного експерименту можуть використовуватися водні і масляні (рослинна олія) витяжки. Витяжки готують з урахуванням експозиції, температури, питомої поверхні, адекватних умов реальної експлуатації виробів з полімерних матеріалів. Водні витяжки тварини отримують в режимі вільного споювання замість води щодня. Причому слід фіксувати кількість випитої рідини в контролі і досвіді. Для цієї мети в поїлках застосовують градуйовані пляшки. Масляні витяжки вводять в раціон харчування тварин замість рослинного масла, виходячи з існуючих норм.
Хронічні досліди проводять на 2 видах лабораторних тварин. Відчувають, як правило, від 2 (в дослідах з інгаляційної запалом) до 4 і більше доз або концентрацій, що відрізняються один від одного в 5-10 разів. Оптимальні терміни обстеження тварин в хронічному експерименті наступні: ретельне спостереження до початку затравки із зняттям фонових показників-обстеження через 1 і 2 тижнів після початку затравки з метою вловити зміни, що характеризують стадію первинної декомпенсаціі- дослідження 1 раз на місяць протягом усього хронічного експерімента- термін спостереження після закінчення затравки - 1 міс (при наявності спеціальних завдань і довше, аж до природної загибелі тварини).
Протягом експерименту ретельно фіксують зміни в організмі піддослідних тварин, які наступають в результаті впливу хімічного агента. Показники передбачуваного токсичної дії хімічних речовин на функціональний стан організму, а також на морфологічні показники вибирають з урахуванням хімічної структури, даних про токсичність аналогів, передбачуваного механізму дії і клінічної картини інтоксикації. «Хвостову» приманку тварин (білих мишей чи пацюків) виробляють за допомогою спеціальних «будиночків». Тривалість затравки - 1,5-3 міс по 2 ч щодня. Після закінчення експерименту залишки досліджуваного речовини видаляють з тіла за допомогою фільтрувального паперу.
При дослідженні необхідно звертати увагу на реакцію шкіри піддослідних тварин, фіксуючи початок її появи, і тривалість, наявність роздратування у вигляді гіперемії, сухість шкіри, лущення, утворення сухих кірочок, папульозні елементи, плямистих висипань, поява трофічних виразок, або некротичних явищ. Якщо в ході експерименту на хвості піддослідної тварини з`являється виразка або явище некрозу, приманку припиняють, не чекаючи наміченого терміну закінчення досвіду. З метою скорочення терміну експерименту і для виявлення прихованої (компенсованій) патології використовують різні функціональні навантаження.
Отримана в результаті експерименту токсикологічна характеристика ПМ і їх компонентів дозволяє виключити найбільш шкідливі з них з полімерної композиції, складу просочень, аппретов, використовуваних для синтезу матеріалів і обробки одягу і взуття. При дослідженні вивчаються різні показники стану організму відповідно до загальних принципів постановки і проведення санітарно-токсикологічного експерименту.
В основі методології гігієнічної регламентації виділення шкідливих речовин з полімерних матеріалів лежить вибір і наукове обгрунтування показників шкідливого впливу на організм, що володіють високою чутливістю, універсальністю, і дозволяють інтерпретувати зазначені зміни з позицій критерію шкідливості.
