ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ О ВОЗДЕЙСТВИИ КРОТОНОВОГО АЛЬДЕГИДА НА ФУНКЦИЮ ДЫХАНИЯ

Т.В. Хилькевич, П.Г. Жминько, к.б.н., Н.В. Кокшарева, д.б.н.

Институт экогигиены и токсикологии им. Л.И. Медведя МЗ Украины, г. Киев

Кротоновый альдегид (КА, b-метилакролеин, метилпропеналь, 2-бутеналь) используется в органическом синтезе, содержится в выхлопных газах, является продуктом гниения мусорных отходов. Бесцветная прозрачная жидкость с навязчивым специфическим запахом; молекулярная масса 70,09; температура кипения 74—76,6 °С; плотность 0,8495 г/см³ при 25 °С.

Известно, что кротоновый альдегид обладает раздражающим и общетоксическим действием. Вызывает поражение нервной системы и расстройства кровообращения. Проникает через неповрежденную кожу. ПДК КА в воздухе рабочей зоны составляет 0,5 мг/м³ (пары), что позволяет отнести его к веществам 2 класса опасности (ГОСТ 12.1.007-76). ОБУВ в атмосферном воздухе — 0,01 мг/м³ [1].

Ранее установлено, что при длительном контакте с кротоновым альдегидом в концентрациях на уровне ПДК или незначительно превышающих ее, у рабочих наблюдается сухость и кровоточивость слизистой оболочки носа, риниты, вегето-сосудистая дистония, головная боль, раздражительность, быстрая утомляемость [2]. Это свидетельствует о том, что разработанная в 60-е годы ПДК кротонового альдегида в воздухе рабочей зоны недостаточно обеспечивает безопасность рабочих и требует соответствующей корректировки.

В настоящее время нами проводится комплекс токсиколого-гигиенических исследований по уточнению ПДК кротонового альдегида в воздухе рабочей зоны и обоснованию его ПДК в атмосферном воздухе. Целью настоящей работы являлось установление порога раздражающего действия кротонового альдегида в остром эксперименте.

Методы исследования
Объектом исследований являлись кротоновый альдегид и теплокровные животные — половозрелые крысы линии Вистар массой 160—180 г, предварительно прошедшие карантин в течение 2—3 недель. Ингаляционную токсичность кротонового альдегида изучали в газопаровых камерах объемом 200 л, в которых осуществлялся 6-кратный обмен воздуха (скорость воздуха 2 л/мин), температура воздуха 20—24 °С, относительная влажность 78—86 %.

Токсикодинамику и раздражающее действие на слизистые оболочки дыхательных путей крыс изучали при однократном 4-х часовом воздействии КА в концентрациях 1, 5, 87 и 130 мг/м³ через 1 час, 3 и 7 суток после окончания воздействия.

Критериями оценки состояния органов дыхания являлись частота дыхания (ЧД) и минутный объем дыхания (МОД), которые изучались реографическим методом. Реограммы записывали на 8-ми канальном полиграфе П8Ч-01.

С целью выяснения возможности влияния кротонового альдегида на сурфактантную систему легких (ССЛ) обычным методом выделяли трахеоальвеолярный лаваж, из которого получали сурфактант и комплекс клеточных элементов. Поверхностно-активные свойства сурфактанта изучали методом сталагмометрии лаважа и учета некоторых гистеорезисных показателей ССЛ [3].

Исследование ощущения запаха и раздражающих свойств кротонового альдегида на добровольцах проведено согласно Методическим указаниям [4] с соблюдением мер безопасности и надлежащего медицинского контроля.

Ощущение запаха и раздражающее действие КА испытано в следующих концентрациях — 7,4, 15,6, 24,3 и 47,2 мг/м³. Контроль за содержанием кротонового альдегида в зоне дыхания добровольцев осуществлялся при помощи спектрофотометрического метода [5].

Результаты и обсуждение
Результаты воздействия различных концентраций кротонового альдегида на функциональное состояние дыхательной системы крыс представлены в таблице 1. Как видно из приведенных данных, после ингаляционного действия кротонового альдегида в концентрации 130 мг/м³ отмечалось достоверное снижение ЧД через 1 час и 3 суток на 23 и 16 % соответственно. Через 7 суток ЧД крыс опытной группы не отличалась от ЧД дыхания контрольных крыс. В концентрации 87 мг/м³ выявлена тенденция к снижению ЧД через 1 час после 4-х часового воздействия препарата. Выявленные изменения были не выраженными и нестойкими, однако это позволяет сделать вывод о том, что при длительном воздействии препарата в высоких концентрациях может возникнуть гиповентиляция легких. Известно, что при физиологических исследованиях широко используют функциональные нагрузки, которые позволяют получить более точные представления о резервных возможностях органов дыхания. При изучении влияния кротонового альдегида на показатели дыхания крыс использовалась функциональная нагрузка парами фенола в течение 20 секунд.

Как видно из данных, представленных в табл. 1, реакция подопытных крыс на раздражующее действие фенола отличается от таковой в контроле. Так, если у контрольных животных после вдыхания паров фенола происходит учащение дыхания на 30 % и увеличение МОД на 50—80 %, то у подопытных животных (в концентрациях 5 и 1 мг/м³) через час МОД увеличивается только на 16—20 %, а в концентрации 87 мг/м³ даже снижается на 20 % по сравнением с уровнем до использования функциональной нагрузки фенолом.

Полученные данные свидетельствуют о том, что кротоновый альдегид может оказывать выраженное влияние на функцию дыхательных рецепторов. Степень и стойкость выявленных изменений зависит от концентрации КА.

Данные об ингаляционном воздействии кротонового альдегида на показатели поверхностно-активных свойств ССЛ отражены в таблице 2. Как видно из приведенных данных, увеличение поверхностного натяжения (ПН) отмечается на протяжении всего срока эксперимента — через 1 час, 3 и 7 суток: в концентрации 130 мг/м³ — на 2,0, 2,6 и 5,2 %, в концентрации 87 мг/м³ — на 4,1, 5.5 и 4,4 %, в концентрации 5 мг/м³ — на 1,6, 2,3 и 2,2 % соответственно. При воздействии КА в концентрации 1 мг/м³ достоверных изменений ССЛ не наблюдалось.

Одной из особенностей действия изучаемого вещества является изменение гистеорезисных показателей. Фактически регистрируются изменения как максимального, так и минимального ПН. Можно предположить, что в ответ на аэрогенное воздействие КА основные изменения формируются в первые сутки после интоксикации и сохранются в течение 7 суток. Их выраженность определяется концентрацией вещества. Снижение количества макрофагов в лаваже было наибольшим при ингаляционном воздействии КА в концентрации 87 мг/м³ и 5 мг/м³. Через 7 суток изменения после воздействия в концентрации 87 мг/м³ (47 %) были выражены в большей степени, чем в концентрации 5 мг/м³ (18 %).

Влияние вещества на уровне 1 мг/м³ вызывало увеличение альвеолярных макрофагов в исследованном лаваже легких крыс. Данные изменения могут быть связаны с незначительным раздражающим действием вещества на слизистую оболочку легких.

Полученные результаты позволяют принять концентрацию кротонового альдегида 1 мг/м³ в качестве пороговой по раздражающему эффекту.

Изучение ощущения запаха и раздражающего действия КА проведено на 11 добровольцах, имеющих медицинский допуск к работе с химическими веществами. Время экспозиции составляло 1 минуту. Ощущения испытуемых выражались по балльной шкале (от 1 до 4).

В результате эксперимента было установлено, что при воздействии кротонового альдегида в концентрации 7,4 и 15,6 мг/м³ испытуемые отмечали слабое ощущение запаха (средний арифметический балл составил 1,09 и 1,72 соответственно). Раздражающего действия на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей при этом не отмечалось. С возрастанием концентрации КА ощущение запаха усиливалось и появлялись признаки раздражающего действия (концентрация 24.3 мг/м³ — 2.7 балла, раздражение у 3 из 11; концентрация 47,2 мг/м³ — 3,4 балла, раздражение отмечали все испытуемые).

Таким образом, полученные результаты позволяют заключить, что порог ощущения запаха кротонового альдегида < 7,4 мг/м³, порог раздражающего действия находится на уровне 24,3 мг/м³.

Выводы
1. Кротоновый альдегид в концентрациях 130, 87 и 5 мг/м³ оказывает выраженное влияние на функцию дыхательных рецепторов и изменяет гистеорезисные свойства сурфактанта легких. Порог острого действия КА по раздражающему эффекту составляет 1 мг/м³.
2. Порог ощущения запаха кротонового альдегида для людей < 7,4 мг/м³, порог раздражающего действия находится на уровне 24,3 мг/м³.

ЛИТЕРАТУРА
1. Вредные химические вещества. Галоген- и кислородсодержащие органические соединения//Под ред.В.А. Филова и др. — Спб: Химия, 1994. —688 с.
2. Ливис Т.Н., Носко А.М., Нешков Н.С. Некоторые вопросы хронической интоксикации кротоновым альдегидом// Врачебное дело. —1969. —2. —С. 96—98.
3. Биркун А.А., Нестеров Е.Н., Кобозев Г.В. Сурфактант легких. —Киев. —Здоровье. —1981. —С.42—63.
4. Методические указания к постановке исследований по изучению раздражающих свойств и обоснованию предельно допустимых концентраций избирательно действующих раздражающих веществ в воздухе рабочей зоны. —М. Министерство здравоохранения СССР. —48 с.
5. Клочковский С.П., Носков В.В. и др. Фотометрическое определение акролеина и кротонового альдегида в воздухе// Гигиена и санитария. —1977. —10. —С. 55—57.