Отдаленные эффекты у крыс при интоксикации диметилвинилэтинилкарбинолом

Диметилвинилэтинилкарбинол (карбинол) является непредельным одноатомным спиртом. Он применяется для производства оптических клеев,  различных адгезивов и герметиков специального назначения, а также для синтеза фармацевтических препаратов. Клеи на основе карбинола  “бальзамины” незаменимы при изготовлении оптических элементов спецтехники. Карбинол получается из винилацетилена и ацетона в присутствии безводного едкого калия в среде бензола или  толуола. Карбинол производится в промышленном масштабе.

Карбинол бесцветная жидкость с характерным запахом, удельная масса - 0,892, температура кипения - 145⁰С, упругость паров – 3,24 мм рт. ст., растворимость в воде 0,072г/л. Карбинол химически активное вещество, легко полимеризуется.

В литературе имеются противоречивые сведения о токсичности карбинола. По данным некоторых авторов [1,2] среднесмертельная концентрация карбинола для белых мышей - 30мг/м³, по нашим  данным – 6192 мг/м³ [4].

Предельно допустимая концентрация (ПДК) карбинола в воздухе рабочей зоны утверждена в 1970-ые годы на уровне 0,05мг/м³  по аналогии с амиловым спиртом без проведения надлежащих экспериментальных исследований.

Наши предварительные исследования токсических свойств карбинола, а также анализ токсикометрических показателей его структурных аналоговпоказывают, что величина ПДК этого соединения (0,05мг/м³) не соответствует действительности, она завышена на 1-2 порядка.

Цель работы - изучение отдаленных  эффектов (гонадотоксического, эмбриотоксического, цитогенетического) карбинола для научного обоснования и уточнения  действующей  ПДК.

Материал и методы

Гонадотоксическое действие карбинола изучали  на крысах-самцах в острых однократных (при определении порога однократного гонадотоксического действия) и в хронических 3-месячных опытах. В острых опытах испытывали 3 концентрации карбинола: 118, 250 и 500 мг/м³. Каждая группа состояла из 10 животных. В хронических опытах животных затравляли ингаляционным способом в двух сериях – в концентрациях 5,9±0,7 и 34,8±2,9 мг/м³ при одной контрольной группе. В каждую группу брали по 15 крыс. Критерием гонадотоксического действия карбинола служили: концентрация сперматозоидов, процент мертвых форм среди них, длительность движения сперматозоидов и их осмотическая резистентность [3]. 

Эмбриотоксическое действие карбинола изучено в двух сериях опытов, в концентрациях 6,25±0,8 и 29,8±1,9 мг/м³ при одной контрольной группе. В каждую группу  брали по 10-13 беременных крыс. Животных затравляли в течение всего срока беременности, убивали на 20-й день и учитывали: число желтых тел беременности в яичниках, число живых и мертвых плодов, мест имплантаций и резорбций, по которым   определяли общую эмбриональную смертность, постимплантационную и доимплантационную гибель плодов. Определяли также массу и длину плодов и плацент, подсчитывали плодово-плацентарный коэффициент [3].

Микроанатомическим методом изучали аномалии развития плодов. Изучение цитогенетического (мутагенного) действия карбинола проводили на крысах-самцах в двух сериях опытов при трех сроках воздействия: I серия – 42,1мг/м³ (24ч), 38,7±4,3мг/м³ (30 дней), 36,5±3,1мг/м³ (4 мес.); II серия, соответственно 8,4; 8,3±1,0 и 5,0±0,7мг/м³, по 6 крыс в каждой группе при трех контрольных группах (для каждой экспозиции). Цитогенетический эффект карбинола оценивали по количеству хромосомных аберраций в клетках костного мозга крыс [3].

Результаты и обсуждение

Исследование гонадотоксического действия карбинола в острых однократных опытах показало, что концентрации 500 и 250 мг/м³ вызывают статистически достоверное снижение концентрации сперматозоидов, соответственно в среднем 32,7±7,4 млн (в контроле - 47,5±3,2) и 39,6±4,4 млн (в контроле - 57,2±5,6). Отмечалось также незначительное увеличение процента мертвых сперматозоидов. Все это указывало на возможность нарушения репродуктивной функции крыс-самцов при хронической интоксикации карбинолом.

Хроническое воздействие карбинола на крыс-самцов в концентрациях 34,8 и 5,9мг/м³ в течение 3 месяцев не подтвердило наше предположение. При высокой концентрации карбинола наблюдалось  лишь незначительное снижение концентрации и длительности движения сперматозоидов.

Интоксикация беременных крыс карбинолом в концентрации 29,8мг/м³ в течение всей беременности приводила к заметному увеличению количества резорбированных плодов, незначительному повышению показателей эмбриональной смертности, уменьшению числа нормальных плодов, увеличению количества плодов с кровоизлияниями в грудной полости и отеком подкожной клетчатки (табл. 1).

Масса и размеры плодов статистически достоверно увеличивались, что можно объяснить развитием компенсаторно-приспособительной реакции организма в ответ на воздействие карбинола.

В целом результаты исследования эмбрионального материала указывают на отсутствие эмбриотоксического эффекта в испытанных концентрациях.

Таблица 1

Показатели эмбриотоксического действия карбинола у крыс при интоксикации в течение

всей беременности (М ± м)

*  P < 0,05

Цитогенетический анализ препаратов костного мозга животных показал, что карбинол в указанных концентрациях и режимах интоксикации статистически достоверных хромосомных аберраций не вызывает (табл. 2). Только при 4-месячном воздействии высокой концентрации карбинола отмечалось некоторое повышение уровня хромосомных повреждений, в основном, хромaтидного типа. Число хромосом в кариотипе не изменялось. Из других структурных повреждений отмечали единичные случаи дицентрика, центрического кольца, концевой реляции и один случай внутрихромосомного сестринского обмена. Изменения хромосом в кариотипе не обнаружены.

Таблица 2

Результаты цитогенетического анализа костного мозга крыс при интоксикации карбинолом

Заключение

Карбинол при хроническом ингаляционном воздействии на крыс в высоких концентрациях не обладает гонадотоксическим, эмбриотоксическим и цитогенетическим эффектами.

Полученные результаты будут использованы для обоснования и пересмотра величины действующей ПДК карбинола в воздухе рабочей зоны.

Литература

1. Н.В. Лазарева, Э.Н. Левиной Вредные вещества в промышленности. Под ред.. Том 1. Л; 1976. 381-382.  
2. Измеров Н.Ф. и др. Параметры токсикометрии промышленных ядов при однократном воздействии. М: 1974. 240с.
3. Б.А. Курляндского, В.А. Филова Общая токсикология. Под ред. М: 2002.
4. Петросян Ф.Р. и др. Токсичность диметилвинилэтинилкарбинола при однократном и многократном воздействиях. Биолог. журн. Армении 2010; N 3 (62): с 72-75.

Вопросы, ответы, комментарии