НИЦ "ИКАР" - 34 года с вами
skip

 

УДК 648.8; 576.3; 541.13

ТОКСИЧНОСТЬ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИХ СРЕДСТВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ УНИЧТОЖЕНИЯ МИКРОБОВ И ВИРУСОВ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ,ОПРЕДЕЛЯЕМАЯ ПУТЕМ ИССЛЕДОВАНИЯ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА

А.А. Соловьев, А.Н. Голендухин, Т.Г. Глушкова, Г.Г. Людков

Ижевская государственная медицинская академия,

Научно-производственная фирма "Реал", г. Ижевск


Сравнение уровней токсичности анолита и гипохлорита натрия свидетельствует о большей токсичности гипохлорита натрия. Использование его как дезинфектанта целесообразно только при надежной защите дыхательных путей.

Электрохимическая активация, дезинфекция, гопохлорит натрия, анолит, эритроциты, эпителиоциты


Хлорсодержащие препараты являются наиболее распространенными дезинфектантами в лечебных учреждениях, как обладающие широким спектром противомикробной активности и быстротой действия. При равном обеззараживающем эффекте предпочтение будет отдаваться тем дезинфектантам, которые недороги, безопасны для медицинского персонала и не оказывают неблагоприятного воздействия на окружающую среду.

Из числа неорганических хлорсодержащих дезинфектантов наиболее низкая стоимость у гипохлорита натрия и электрохимически активированного раствора анолита, синтезированных путем электролиза раствора хлорида натрия [1,2].

Анолит имеет большую дезинфекционную эффективность по сравнению с хлорной известью [3] и даже в малых концентрациях полностью уничтожает микробы и вирусы [4]. Анолит при концентрации активного хлора 0,03 % (300 мг/л) вызывает необратимое повреждение оболочки большинства микробов уже через 1 минуту [5] и рекомендован для широкого внедрения в целях дезинфекции и стерилизации в лечебно-поликлинических учреждениях [6].

Введение анолита в желудок теплокровных животных не вызывает изменений в важнейших внутренних органах, не оказывает мутагенной активности, не создает аллергенных кожных реакций [4]. Высокие окислительные показатели анолита превышают физиологические пределы от + 200 мВ до - 200 мВ [7]. Однако, резервные возможности и устойчивость оболочек клеток человека [4] выше, чем устойчивость оболочек микробов [5]. Поэтому основные ферментные системы в клетках и тканях сохраняются при воздействии анолита.

Гипохлорит натрия содержит больше активного хлора [8], чем анолит. При его получении образуется больше молекул HClO, чем при синтезе анолита. Избыточное содержание в гипохлорите натрия HClO приводит к образованию из хлорноватистой кислоты активного кислорода с высоким содержание свободных радикалов. Свободно радикальное окисление липидов особенно опасно для эритроцитов, а железо, содержащееся в эритроцитах, значительно усиливает этот процесс [9]. Итогом является гемолиз.

В настоящей работе исследована прижизненная оценка влияния анолита и гипохлорита натрия на эритроциты и буккальные эпителиоциты человека.

В 38 исследованиях изучено действие анолита на кровь 21 практически здоровых лиц.

В 49 исследованиях изучено влияние анолита и гипохлорита на эпитальные пласты и выделенные буккальные эпителиоциты у 18 практически здоровых лиц. Всего изучено более 2500 клеток. При их изучении использованы метод биокинетического исследования живых клеток в знакопеременном поле [10] и методики авторов статьи [11, 12, 13], а также проведена прижизненная окраска клеток витальными красителями (метиленовый синий, нейтральный красный). Классическое положение цитологии о диффузном связывании витального красителя при дегенерации клетки [14,15] было использовано при описании деструктивных воздействий исследуемых веществ.

   В работе использован гипохлорит натрия из аптеки с начальной концентрацией 3000 мг/л, анолит нейтральный получен на приборе СТЭЛ-10Н-120-01 (мод.40-01) с концентрацией активного хлора 300 мг/л со стандартными показателями. Разведение гипохлорита и анолита в 4 раза дистиллированной водой пропорционально уменьшало концентрацию активного хлора, но не приводило к существенному и достоверному изменению pH и ОВП анолита. Показатели кинетики и морфометрию клеток проводили с помощью окулярного микроскопа МОВ-1-А. Материал документирован фото- и видеосъемкой. Статистическая обработка проведена с использованием критериев Стьюдента.

Электрокинетические свойства клетки в целом и ее отдельных структур определяются разностью зарядов частиц во внешней и внутренней среде. Нарушение соотношения зарядов влечет за собой изменения уровня жизнедеятельности и функциональной активности клетки. Такого рода изменения способны вызвать растворы анолита и гипохлорита, так как они содержат ионы. Клетка, как живая система, способна приспосабливаться к небольшим сдвигам в разности потенциалов.

   Поскольку цитолемма первая соприкасается со средой, то снижение ее потенциала в первые минуты значительнее, чем изменение потенциала мембраны ядра, что проявляется в разной кинетике (амплитуде) колебаний цитолеммы и ядра. При небольшой концентрации ионов в исследуемой среде (анолит, 75 мг/л) кинетика ядра эпителиоцитов вообще может не изменяться продолжительное время (табл.1). Это объясняется нормальным функционированием мембран клеток эпителиоцитов и эритроцитов, в результате чего проникновение хлорсодержащих ионов во внутрь клетки не происходит, изменения электрокинетических свойств незначительные, видимых морфологических изменений не наблюдается.

Значительные изменения ионного состава внешней среды приводят к нарушению проницаемости клеточной мембраны, а контакт ядра с хлорсодержащими ионами уменьшает его электрокинетические свойства и обычно сопровождается морфологическими поражениями клетки. Примером служит резкое падение значений электрической активности эритроцитов и эпителиоцитов в гипохлорите и в растворах анолита с большой концентрацией активного хлора и морфологические изменения эритроцитов в растворах гипохлорита (3000 мг/л, 1500 мг/л, 750 мг/л). Эритроциты превращаются в эхиноциты (гипохлорит, 1500 мг/л и 750 мг/л), а иногда фрагментируются (гипохлорит, 3000 мг/л и 1500 мг/л). Эпителиоциты набухают (гипохлорит, 3000 мг/л, 1500 мг/л, 750 мг/л), их ядра уплотняются (гипохлорит, 3000 мг/л).

Это объясняется тем, что в растворах анолита и гипохлорита хлорсодержащие ионы в силу малых размеров и избыточной концентрации проникают внутрь клетки по ее транспортным каналам и нарушают ее нормальные осмотические режимы, а также наличием свободных радикалов и окислением липидов мембран эритроцитов. Токсический эффект гипохлорита в отношении эпителиоцитов менее выражен, поскольку в них много аэробных ферментов. Диссоциация HClO с образованием кислорода обеспечивает временную активацию этих ферментов. Однако высокие концентрации гипохлорита со временем угнетают ферменты, и эпителиоциты набухают.

Таблица 1

Кинетика эритроцитов и эпителиоцитов в растворах

анолита и гипохлорита натрия

Среда

Время исследования (мин)

Кинетика эритроцитов

Кинетика эпителиоцитов

Наличие (+) или отсутствие (-) гемолиза

Данные опыта, (мкм)

Данные опыта (мкм)

Ядро

Цитолемма

Гипохлорит

3000 мг/л

0

5

10

15

+

+

+

+

2 ± 0,09

0,65 ± 0,13

0,3 ± 0,25

0 ± 0,03

1 ± 0,03

1,5 ± 0,05

1 ± 0,007

0 ± 0,001

1,5 ± 0,05

1,5 ± 0,05

0,5 ± 0,02

0 ± 0,01

Гипохлорит

1500 мг/л

0

5

10

15

+

+

+

+

2,9 ± 0,1

1,1 ± 0,17

0,7 ± 0,25

0 ± 0,07

1,5 ±0,005

1,5 ±0,05

1 ±0,007

0 ± 0,001

1,5 ± 0,05

1,5 ± 0,05

1,5 ± 0,05

0 ± 0,01

Гипохлорит

750 мг/л

0

5

10

15

-

+

+

+

3,5 ± 0,15

1 ± 0,14

1,9 ± 0,25

0 ± 0,04

3,5 ± 0,02

3,5 ± 0,02

2 ± 0,01

0 ± 0,01

2 ± 0,01

2 ± 0,01

1 ± 0,09

0 ± 0,01

Анолит

300 мг/л

0

5

10

15

-

-

-

-

2,3 ± 0,15

1,7 ± 0,1

0,2 ± 0,1

0 ± 0,07

0 ± 0,07

0 ± 0,09

Анолит

150 мг/л

0

5

10

15

-

-

-

-

4 ± 0,1

3,8 ± 0,1

3 ± 0,1

0 ± 0,09

1,0±0,09

0 ± 0,01

0 ± 0,01

0,5 ± 0,02

0 ± 0,01

0 ± 0,01

Анолит

75 мг/л

0

5

10

15

20

-

-

-

-

-

5 ± 0,1

5 ± 0,12

3,7 ± 0,17

2 ± 0,1

0 ± 0,01

3,5 ± 0,5

3 ± 0,5

2,5 ± 0.4

1 ± 0,1

0 ± 0,01

4 ± 0,0

2,5 ± 0,3

2,5 ± 0,3

1 ± 0,1

0 ± 0,01

Физ. раствор –

контроль

0

5

10

15

20

-

-

-

-

5,3 ± 0,09

4,35 ± 0,1

3,4 ± 0,1

3,0 ± 0,1

0 ± 0,09

4 ± 0,6

4,5 ± 0,7

3 ± 0,5

1,0 ± 0,1

0 ± 0,01

4,5 ± 0,6

5 ± 0,7

3 ± 0,6

2 ± 0,3

0 ± 0,01


Исследования показывают, что гипохлорит натрия вызывает гемолиз эритроцитов (табл.2, рис.1).

В гипохлорите количество живых клеток стремительно уменьшается в течение 5-10 мин., тогда как в анолите поражение эритроцитов отсутствует.

Таблица 2

Показатели активности растворов анолита и гипохлорита натрия на гемолиз эритроцитов

Название раствора

Время исследования,

мин.

Число живых клеток на единицу площади

Гипохлорит натрия,

3000 мг/л

0

5

10

50

10

0

Гипохлорит натрия

1500 мг/л

0

5

10

47

15

0

Анолит

300 мг/л

0

5

10

12

12

12

Анолит

150 мг/л

0

5

10

19

19

19

 

Рис.1. Гемолитическая активность растворов анолита и гипохлорита натрия

Неблагоприятное воздействие на кровь человека связано с более высоким уровнем токсичности гипохлорита натрия (табл.3)

Различия в реакции эпителицитов и эритроцитов на дезинфектанты особенно важны, если анолит и гипохлорит используются для дезинфекции воды, воздуха или в клинических целях.

Анолит не вызывает увеличения проницаемости цитолемы. Это способствует сохранению нормального объема клетки и ядерно-цитоплазматических отношений, препятствует цитолизу. Показателем физиологичности анолита является сохранение кинетики крови и жизнеспособности ее клеток.

Таблица 3

Кинетика эритроцитов в растворах анолита и гипохлорита натрия

Среда

Время

исследования

(мин)

Наличие (+) или отсутствие (-) гемолиза

Данные опыта

(мкм)

Гипохлорит

3000 мг/л

0

5

10

15

+

+

+

+

2 ± 0,09

0,65 ± 0,13

0,3 ± 0,25

0 ± 0,03

Гипохлорит

1500 мг/л

0

5

10

15

+

+

+

+

2,9 ± 0,1

1,1 ± 0,17

0,7 ± 0,25

0 ± 0,07

Гипохлорит

750 мг/л

0

5

10

15

-

+

+

+

3,5 ± 0,15

1 ± 0,14

1,9 ± 0,25

0 ± 0,04

Анолит

300 мг/л

0

5

10

15

-

-

-

-

2,3 ± 0,15

1,7 ± 0,1

0,2 ± 0,1

0 ± 0,07

Анолит

150 мг/л

0

5

10

15

-

-

-

-

4 ± 0,1

3,8 ± 0,1

3 ± 0,1

0 ± 0,09

Анолит

75 мг/л

0

5

10

15

-

-

-

-

5 ± 0,1

5 ± 0,12

3,7 ± 0,17

2 ± 0,1

Физ.раствор –

контроль

0

5

10

15

20

-

-

-

-

-

5,3 ± 0,09

4,35 ± 0,1

3,4 ± 0,1

3,0 ± 0,1

0 ± 0,09


Гипохлорит натрия даже при двукратном разведении вызывает набухание эпителиоцитов и быстрое полное разрушение эритроцитов крови (гемолиз). Это позволяет отнести гипохлорит с высокой концентрацией активного хлора к блокаторам мембран и гемолитическим ядам.

Сравнение уровней токсичности анолита и гипохлорита натрия свидетельствует о большей токсичности гипохлорита натрия. Использование его как дезинфектанта целесообразно только при надежной защите дыхательных путей.

С учетом этих данных следует осторожно подходить к применению Sodium hipochlorite даже в низких концентрациях для внутривенных введений.


Источники информации

  1. Сухова О.И., Альтшуль Э.Б. Сравнительный экономический анализ использования различных средств для дезинфекции и стерилизации в медицинских учреждениях. Тезисы докладов Первого международного симпозиума "Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности". М., 1997, с.190-191.
  2. Паничева С.А. Новые технологии дезинфекции и стерилизации сложных изделий медицинского назначения. М., 1998, с.43-45.
  3. Ezepchuck Yu. V. Pathogenicity as a Function of Biomoleculcs, M., Medicina, 240 p.
  4. Эколого-гигиеническое обоснование применения анолитов АН и АНК в качестве дезинфектантов. Экспертное заключение (Отчет). Санкт-Петербург, 1997, 42 с.
  5. Белова В.И., Белова А.С., Соболева М.В., Цвирова И.М., Герасимова В.Н. "Влияние электрохимически активированных растворов на ультраструктуру клеток синегнойной палочки". Тезисы докл. всеросс. конференции "Методы и средства стерилизации и дезинфекции в медицине", М., 1992, с. 66-67.
  6. Озерецковский Н.А., Останина Г.И. Бактерийные, сывороточные и вирусные лечебно-профилактические препараты. Аллергены. Дезинфекционно-стерилизационные режимы поликлиник. Справочник практического врача. С-П., 1998, с.320-321, Приложение 3,5,17,25.
  7. Прилуцкий В.И., Оверченко В.А., Бахир В.М. "Электрохимическое регулирование рН и окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) диализного раствора при хроническом гемодиализе". Тезисы докл. всеросс. конференции "Методы и средства стерилизации и дезинфекции в медицине", М., 1992, с. 121-123.
  8. Data for Biochemical Reseach (R. Dawson, D. Elliott, W. Elliott, K. Jones) Clarendon Press, Oxford, 1986, p. 384
  9. Лужников Е.А., Костомарова Л.Г. "Острые отравления", М., Медицина, 1989, 432 с.
  10. Изобретение № 5000616/14 RU-1994
  11. Изобретение № 96117796/14-А14 RU-1997
  12. Изобретение № 96117796/ 14-В RU-1997
  13. Изобретение № 97119158/13 RU-1998
  14. Макаров П.В. Физико-химические свойства клетки и методы ее изучения, Л., ЛГУ, 1948, 323 с.
  15. Козинец Г.И. Интерпретация анализов крови и мочи и их клиническое значение, М., Триада Х, 1998, 104 с.