Вісмут лимоннокислий використовується в хіміко-фармацевтичній промисловості для виготовлення лікарських субстанцій противиразкових препаратів (Гастро-норм, Денол, Пілорід) [3, 12], місцевоанестезуючих, діагностичних, протигрибкових та протисифілітичних засобів [5]. В якості компоненту додається до модифікованого поживного середовища Вільсона-Блера (W. J.Wilson, M. M. V. Blair), яке застосовується для виділення групи патогенних анаеробів та паратифозних бактерій [2]. Широке застосування у лікувальній та лабораторній практиці, а відповідно, і використання у технологічних процесах підприємств поставило задачу розробки гігієнічного нормативу вмісту даної сполуки у повітрі робочої зони виробничих приміщень.
Мета роботи. Токсикологічна оцінка вісмуту лимоннокислого з розробкою гранично допустимої концентрації у повітрі робочої зони виробничих приміщень.
Об'єкти і методи дослідження
Об'єктом дослідження був вісмут лимоннокислий (CAS №813-93-4). Молекулярна маса — 398,07; емпірична формула: С6H5O7Bi; структурна формула сполуки:
За зовнішнім виглядом вісмут лимоннокислий є білим аморфним порошком, який добре розчиняється в 25% розчині аміаку та азотній кислоті, практично нерозчинний у воді та спирті. У повітря робочої зони речовина поступає у вигляді аерозолю дезінтеграції.
В експериментах використовували статевозрілих безпородних тварин (білих щурів, білих мишей, мурчаків, кроликів), яких утримували на стандартному віварному раціоні. Встановлювали гостру і субхронічну токсичність, кумулятивні та алергенні властивості, резорбтивно-токсичну, місцево-подразнювальну дію на шкіру і слизові оболонки у відповідності з рекомендованими МОЗ України методичними вказівками [6, 7, 8, 10]. Концентрації речовини в повітрі контролювали фотометричним методом [4].
Результати та їх обговорення
Однократне пероральне введення вісмуту лимоннокислого білим щурам та білим мишам викликало розвиток гострого отруєння, в клінічній картині якого спостерігалось короткочасне підвищення рухової активності, яке через 20-30 хв. змінювалось адинамією. Надалі тварини збивались в купки, дихання тварин поверхневе, часте, у деяких — розпластане положення тіла, парез задніх кінцівок. Загибель білих щурів і білих мишей реєструвалась з 1 по 5 добу. Середньоефективний час загибелі (ЕТ50(1)) для білих щурів дорівнював 94 години, для білих мишей — 72 години.
Середньосмертельні дози вісмуту лимоннокислого становлили для білих щурів-самців — 11200 мг/кг, для білих щурів-самок — 11800 мг/кг, для білих мишей-самців — 8550 мг/кг, для білих мишей-самок — 8350 мг/кг, що дозволило віднести сполуку до 4 класу небезпеки згідно ГОСТ 12.1.007-76. Міжвидова і міжстатева чутливість до речовини не виражена, КВЧ рівний 1,41. Значення показників небезпеки розвитку гострого перорального несмертельного отруєння дозволяють віднести вісмут лимоннокислий до малонебезпечних сполук (табл. 1)
Таблиця
Показники небезпеки гострого несмертельного перорального отруєння вісмутом лимоннокислим
Для визначення кумулятивної активності вісмуту лимоннокислого використовували методику Б.М. Штабського [11]. Розраховували індекс кумуляції (Ik) і встановлювали час загибелі білих щурів та білих мишей при n-кратному введенні речовини (ЕT50(n)). Для визначення індексу кумуляції при проведенні гострого досліду окремо розраховували середньосмертельні дози за результатами загибелі тварин упродовж першої доби (D1) та усього періоду спостереження (D2). Ik=1-D2/D1, що становило для білих щурів 0,68, для білих мишей — 0,6. Визначення ЕТ50(n) проводили при повторному введенні сполуки дозою 1/2 D1 упродовж 15 діб. Час загибелі білих щурів дорівнював 388,8 годин, білих мишей — 355,2 години. Отримані показники дозволяють віднести вісмут лимоннокислий до висококумулятивних сполук (група 1А).
10-кратне занурювання хвостів білих мишей у водну суспензію сполуки (час експозиції 2 години) не викликало загибелі тварин та ознак гострої інтоксикації. Вивчення здатності даної сполуки до шкірної резорбції та місцево-подразнювальної дії показало відсутність вищезазначених властивостей.
Внесення 50 мг вісмуту лимоннокислого у кон'юнктивальний мішок ока кроля викликало різко виражену пошкоджуючу дію: 10 балів за класифікацією A. Mayda i K. Chruscielska [13] (набряк — 4 бали, гіперемія — 3 бали, виділення — 3 бали. Відновлення офтальмостатусу спостерігалось на 24 добу без проведення медикаментозного лікування.
Для визначення характеру біологічної дії вісмуту лимоннокислого був проведений експеримент з введенням речовини білим щурам у вигляді водної суспензії в дозах 1/10, 1/50 та 1/250 ЛД50, що складало відповідно 1180 мг/кг, 236 мг/кг, 47,2 мг/кг. В якості критеріїв токсичності були використані інтегральні та специфічні тести.
Дослідження показали, що препарат в дозі 1/10 ЛД50 викликав статистичне зниження на 20 і 30 добу кількості еритроцитів відповідно на 10,0 % та 24,7%, гемоглобіну — 10,5 % та 14,0 %, креатиніну — на 36 % та 56 %. Активність холінестерази крові на 20-30 добу знижувалась на 10-15 %, мозку на 30 добу — на 22%. Кількість хлоридів в сечі на 30 добу зменшилась на 80 %. В поведінкових тестах відмічено підвищення горизонтальної активності на 45-150 %, вертикальної активності — на 20 %, значення СПП змінилось на 33 %.
Патоморфологічно знайдені крововиливи та лімфоцитарна інфільтрація звитих канальців нирок, помірний поліморфний клітинний інфільтрат портальних трактів печінки, вогнищеві крововиливи у головному мозку та набряк мозгової оболонки, нерівномірна гіперемія судин міокарду.
В дозі 1/50 ЛД50 препарат викликав на 30 добу зниження кількості еритроцитів на 33,9 %, гемоглобіну — на 10,0 %. Активність холінестерази крові зменшувалась на 14 %. Горизонтальна активність на 10-20 добу збільшувалась на 90-120 %. Кількість хлоридів в сечі збільшилась на 30 добу на 70 %.
Доза 1/250 ЛД50 була недіючою за всіма досліджуваними показниками.
Поріг гострої інгаляційної дії вісмуту лимоннокислого встановлювали на білих щурах. Досліджувався вплив препарату в наступних концентраціях: 4637,5±195,9 мг/м3, 452,2±30,1 мг/м3, 43,3±6,5 мг/м3. Вибір показників для оцінки токсичної дії був обгрунтований літературними даними та результатами вивчення характеру біологічної дії вісмуту лимоннокислого в субхронічному експерименті .
Встановлено, що однократний інгаляційний вплив вісмуту лимоннокислого в максимально досягнутій концентрації 4637,5 мг/м3 не викликав загибелі тварин і клінічних ознак інтоксикації. При дії препарату в концентрації 4637,5±195,9 мг/м3 достовірне зменшувалась кількость гемоглобіну в крові — на 14,4 %, еритроцитів — на 17,8 %, збільшувалась кількість лімфоцитів — на 14 %. Відзначено також збільшення вмісту креатиніну в сиворотці крові на 11,4 %, в сечі — на 75 %. Кількість хлоридів в сечі зменшилась на 10 %. В поведінкових тестах горизонтальна активність збільшувалась на 80 %. Патоморфологічно виявлено в просвітах бронхів наявність темно-сірих або чорних гранульованих сторонніх тіл. Перебронхіальна лімфоїдна тканина гіперплазована. В окремих ділянках міжальвеолярні перетинки потовщені, містять лімфоцитарні інфільтрати. У головному мозку помірний периваскулярний перицелюлярний набряк. В селезінці — помірна гіперплазія лімфоїдних фолікул. Серце, печінка та нирки звичайної будови.
Вісмут лимоннокислий в концентрації 452,2±30,1 мг/м3 викликав достовірне збільшення кількості креатинину в сироватці крові — на 10 %, в сечі — на 31 %. В крові достовірно зменшувалась кількість гемоглобіну — на 13,0 %, еритроцитів — на 17,0 %. В поведінкових тестах на 57 % підвищилась горизонтальна активність.
Вплив сполуки на рівні 43,3± 6,5 мг/м3 не викликав достовірних змін за всіма досліджуваними показниками.
В якості близької до порогової концентрації вісмуту лимоннокислого за загальнотоксичною дією встановлена величина 452,2 мг/м3.
Сенсибілізацію морських свинок світлої масті проводили за методом О.Г.Алексеєвої, А.І. Петкевич [1] шляхом внутрішньошкірного введення 200 мкг (в 0,02 мл) речовини в зовнішню поверхню вуха. Тваринам контрольної групи вводили по 0,02 мл розчинника. Отримані результати свідчили про відсутність алергенної перебудови організму.
Для розрахунку величини ГДК використані формули №№ 18, 19, 22, 28а, 28б, 29, 32 методичних вказівок [9]. Розрахункові величини були в межах від 0,48 мг/м3 до 7,59 мг/м3.
Враховуючи встановлені параметри токсичності та розрахункові величини ГДК, допустимий вміст в повітрі робочої зони вісмуту лимоннокислого рекомендовано на рівні 1,0 мг/м3, агрегатний стан аерозоль, 2 клас небезпеки, позначка "+" (вимагається спеціальний захист очей). Гігієнічний норматив вісмуту лимоннокислого затверджено Міністерством охорони здоров'я України (Постанова Головного державного санітарного лікаря України № 17 від 12.12.2005 р.).
Висновки
1. Вісмут лимоннокислий за параметрами гострої токсичності відноситься до 4 класу небезпеки у відповідності з ГОСТ 12.1.007-76. Виражених розбіжностей у варіабельності видової та статевої чутливості тварин до препарату не виявлено. Не володіє резорбтивно-токсичним і місцево-подразнювальним ефектами при потраплянні на шкіру. Викликає різко виражену пошкоджуючу дію на слизові оболонки. Належить до висококумулятивних сполук. Поріг гострої інгаляційної дії за загальнотоксичним ефектом знаходиться на рівні 452 мг/м3. Алергенними властивостями не володіє.
2. На підставі експериментальних даних і проведених розрахунків, гранично допустима концентрація вісмуту лимоннокислого затверджена на рівні 1,0 мг/м3 (аерозоль, 2 клас небезпеки, з позначкою "+").
ЛІТЕРАТУРА
1. Алексеева О.Г. Принципы нормирования химических аллергенов / О.Г. Алексеева, Н.И. Шумская // Принципы предельно допустимых концентраций. — М.: Медицина, 1970. — С.111-120.
2. Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества сульфитредуцирующих клостридий: ГОСТ 29185-91. — Введ. 01.01.93. — М. — 1992. — 11 с.
3. Гриценко І.І. Вітчизняний колоїдний субцитрат вісмуту — гастро-норм — базисний препарат у комплексному лікуванні пептичних виразок / І.І. Гриценко, М.Б. Щербініна //Сучасна гастроентерологія і гепатологія. — 2001. — № 2 —С. 13-15
4. Зазуляк Т.С. Фотометрична методика вимірювання концентрацій вісмуту цитрату у повітрі робочої зони / Т.С. Зазуляк, Б.П. Кузьмінов, І.О. Нєгтєгаєв // Современные проблемы токсикологии. — 2008. —№ 1. — С. 69-72.
5. Машковский М.Д. Лекарственные средства / М.Д. Машковский. — 16 Изд. — Новая волна. — 2010. — 1216 с.
6. МР Постановка исследований по гигиеническому нормированию промышленных аллергенов в воздухе рабочей зоны. [утв. МЗ СССР 23.01.1980, № 2121-80]. — Рига, 1980. — 22 с.
7. МУ к постановке исследований для обоснования санитарных стандартов вредных веществ в воздухе рабочей зоны. [утв. МЗ СССР 01.08.1979, № 2163-80]. — М., 1980. — 20 с.
8. МУ Оценка воздействия вредных химических веществ на кожные покровы и обоснование ПДУ загрязнения кожи [утв. МЗ СССР 01.11.1979, № 2102-79]. — М., 1980. — 22 с.
9. МУ по гигиеническому нормированию лекарственных средств в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе населенных мест и воде водных обьектов [утв. МЗ России № 1.1.726—98 от 28.12.98 г]. — М., 1999. — 22 с.
10. МВ по обґрунтуванню гранично допустимих концентрацій лікарських засобів у повітрі робочої зони і атмосферному повітрі населених місць. [затв. МОЗ України 21.10.2005, № 544]. — К., 2005. — 19 с.
11. Штабський Б.М., Ксенобіотики, гомеостаз і хімічна безпека людини Б.М. Штабський, М.Р. Гже-гоцький. — Львів:Видавничий дім "НАУТІЛУС", 1999. — 308с.
12. Фадеенко Г.Д. Клиническая фармакология препаратов висмута и перспективы их использования для лечения пептических язв /Г.Д. Фадеенко // Український терапевтичний журнал 2004, №2. — с. 76-80.
13. Maida A. / А. Maida., К. Chrusаiеlska // Medicine Pracy. — 1965. — Vol.XXX1V. — P. 321-396.
REFERENCES
1. Alekseeva O.G. Principy normirovaniya khimicheskikh allergenov / O.G. Alekseeva, N.I. Shumskaya // Principy predel'no dopustimykh koncentracij. — M.: Medicina, 1970. — S.111-120.
2. Produkty pischevye. Metody vyyavleniya i opredeleniya kolichestva sul'fitreduciruyuschikh klostridij: GOST 29185-91. — Vved. 01.01.93. — M. — 1992. — 11 s.
3. Hrycenko I.I. Vitchyznyanyj koloidnyj subcytrat vismutu — hastro-norm — bazysnyj preparat u kompleksnomu likuvanni peptychnykh vyrazok / I.I. Hrycenko, M.B. Scherbinina //Suchasna hastroenterolohiya i hepatolohiya. — 2001. — № 2 —S. 13-15
4. Zazulyak T.S. Fotometrychna metodyka vymiryuvannya koncentracij vismutu cytratu u povitri robochoi zony / T.S. Zazulyak, B.P. Kuz'minov, I.O. Nehtehaev // Sovremennye problemy toksykolohyy. — 2008. —№ 1. — S. 69-72.
5. Mashkovskij M.D. Lekarstvennye sredstva / M.D. Mashkovskij. — 16 Izd. — Novaya volna. — 2010. — 1216 s.
6. MR Postanovka issledovanij po gigienicheskomu normirovaniyu promyshlennykh allergenov v vozdukhe rabochej zony. [utv. MZ SSSR 23.01.1980, № 2121-80]. — Riga, 1980. — 22 s.
7. MU k postanovke issledovanij dlya obosnovaniya sanitarnykh standartov vrednykh veschestv v vozdukhe rabochej zony. [utv. MZ SSSR 01.08.1979, № 2163-80]. — M., 1980. — 20 s.
8. MU Ocenka vozdejstviya vrednykh khimicheskikh veschestv na kozhnye pokrovy i obosnovanie PDU zagryazneniya kozhi [utv. MZ SSSR 01.11.1979, № 2102-79]. — M., 1980. — 22 s.
9. MU po gigienicheskomu normirovaniyu lekarstvennykh sredstv v vozdukhe rabochej zony, atmosfernom vozdukhe naselennykh mest i vode vodnykh ob'ektov [utv. MZ Rossii № 1.1.726—98 ot 28.12.98 g]. — M., 1999. — 22 s.
10. MV po obg'runtuvannyu hranychno dopustymykh koncentracij likars'kykh zasobiv u povitri robochoi zony i atmosfernomu povitri naselenykh misc'. [zatv. MOZ Ukrainy 21.10.2005, № 544]. — K., 2005. — 19 s.
11. Shtabs'kyj B.M., Ksenobiotyky, homeostaz i khimichna bezpeka lyudyny B.M. Shtabs'kyj, M.R. Hzhe-hoc'kyj. — L'viv:Vydavnychyj dim "NAUTILUS", 1999. — 308s.
12. Fadeenko G.D. Klinicheskaya farmakologiya preparatov vismuta i perspektivy ikh ispol'zovaniya dlya lecheniya pepticheskikh yazv /G.D. Fadeenko // Ukraїns'kij terapevtichnij zhurnal 2004, №2. — s. 76-80.
13. Maida A. / А. Maida., К. Chrusаiеlska // Medicine Pracy. — 1965. — Vol.XXX1V. — P. 321-396.
Надійшла до редакції 5.11.2010 р.