УДК 541.13; 615.9

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ НЕЙТРАЛЬНЫХ И КИСЛОГО АНОЛИТОВ НА ОРГАНИЗМ ТЕПЛОКРОВНЫХ ЖИВОТНЫХ

В.В. Торопков, Э.Б. Альтшуль, О.И. Пересыпкин, М.В. Труш

Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И. И. Мечникова, ЗАО Научно-технический центр технологий электрохимической активации, г.Санкт-Петербург

Анолиты типа АН и АНК и кислый анолит А не вызывают гибели лабораторных животных при пероральном воздействии в дозах до 30 мл в сутки в течение 3-х дней. Высокие дозы анолита А приводили к изменению поведенческих реакций у лабораторных теплокровных животных, а также заметные вегетативные реакции. При длительной накожной аппликации анолита с высокой и средней концентрацией активного хлора все три вида изученных анолитов вызывают дерматиты, выразившиеся при применении АН и АНК в сухости и шелушении кожных покровов, а при применении анолита А в развитии дерматоза на фоне точечных кровоизлияний. Низкие концентрации анолитов АН, АНК и А (концентрация активного хлора не более 150 мг/л) не вызывают кожно-раздражающего действия. Все три вида анолитов не обладают сенсибилизирующей активностью и не вызывают аллергических реакций в дозе по активному хлору равной 150 мг/л. Внутривенное введение АН и АНК лабораторным животным при концентрациях, превышающих 150 и 200 мг/л по активному хлору, сопровождалось смертельным исходом, связанным, по всей видимости, с гемолитическим действием и развитием гипоксии органов и тканей. Переносимая доза соединений активного хлора при внутривенном введении АН составляет 60 мг/кг; при введении АНК - 80 мг/кг.

   Анолит, действие на экспериментальных животных, токсичность, аллергенность

Целью настоящей работы явилось изучение особенностей биологического действия трех видов анолита: анолита нейтрального типа (АН), анолита нейтрального типа (АНК) и кислого анолита (А), используемых в качестве дезинфектантов.

Анолиты получали на установке для электрохимического синтеза активированных моющих, дезинфицирующих и стерилизирующих растворов - СТЭЛ-10Н-120-01 (Мод. 80-01). Техническое обеспечение и технологическое обслуживание эксперимента осуществлялось ЗАО "Научно-технический центр электрохимической активации" (г. Санкт-Петербург). Анолиты получали согласно памятки "Эксплуатация установок типа СТЭЛ" и дополнений к ней, разработанных ЗАО НТУТЭХА.

Анолиты анализировались по физико-химическим показателям: pH и окислительно-восстановительному показателю (Eh), которые контролировали портативным pH-метром типа pH-150 в соответствии с описанием прибора и инструкцией по его эксплуатации. Концентрацию активного хлора определяли иодометрическим методом [3].

Токсикологические исследования включали:

• определение параметров токсичности АН, АНК и А в остром опыте при внутрижелудочном введении;
• изучение клинической картины (без применения специальных методов исследования) при внутривенном введении АН и АНК;
• изучение кожно-резорбтивного действия всех трех изучаемых растворов;
• исследование аллергенной активности АН, АНК и А при накожном нанесении.

В качестве подопытных животных были использованы белые беспородные крысы, кролики и морские свинки светлой масти, имеющие светлые кожные покровы, что удобно для регистрации их патологических изменений при дерматитах и кожных аллергических реакциях [1].

Токсикологические исследования проводили в соответствии с рекомендациями и методами, изложенными в [2,6,7,8].

Развитие сенсибилизации изучали в реакциях специфического лизиса лейкоцитов (РСЛЛ) [4], реакции специфической микропреципитации гуморальных антител, циркулирующих в крови (РСМП) [5], а так же реакции специфической агглютинации лейкоцитов (РСАЛ) [1]. Перед началом эксперимента были определены рабочие разведения гаптена доз анолитов, не вызывающих положительных реакций РСЛЛ, РСМП, РСАЛ у интактных животных.

Результаты реакций, свидетельствующих о развитии сенсибилизации, учитывали на 7 и 14 сутки эксперимента.

На первом этапе изучалась острая токсичность АН, АНК и А при внутрижелудочном введении.

В эксперименте было использовано 90 белых беспородных крыс-самцов со средней массой тела 200 г. Все животные были разбиты на 3 группы по 30 животных в каждой. Растворы анолитов вводились однократно, внутрижелудочно, с помощью шприца с зондом, в объеме 10 мл - максимально переносимом при однократном введении данному виду и возрасту (по массе тела) лабораторных животных.

Первой группе животных вводился нейтральный анолит АН. Животные были разделены на 5 групп по 6 в каждой. Первой группе животных был введен АН с исходным содержанием активного хлора (Ах) 728 мг/дм³ и pH 5,75. Последующие группы животных получали анолит с концентрацией Ах 609 мг/дм³, 497 мг/дм³, 420 мг/дм³ и 310 мг/дм³. Всем крысам анолит давался натощак, а после затравки пища не давалась в течение 8 часов.

Поведенческие реакции у животных всех подопытных групп практически не отличались от таковых у интактных крыс. Исследовательский рефлекс экспериментальных животных не нарушался, они были активны на протяжении всего срока наблюдения.

Через 2 дня с момента первой затравки, животным первой подгруппы, получавшим анолит с наибольшим содержанием активного хлора, дробно, через каждые 4 часа, ввели общее количество анолита в 30 мл (по 10 мл одномоментно) с исходным содержанием Ах 755 мг/дм³ и pH 6,0. Наблюдение за крысами проводилось в течение 72 час. Никаких изменений в поведенческих реакциях, а так же гибели животных не наблюдалось.

Расчет доз, в пересчете на мг/кг массы тела по активному хлору, полученных животными, составил: в первой подгруппе 146, во второй- 122, в третьей - 99, четвертой - 84, в пятой - 62. В результате дробного введения анолита, животные первой подгруппы получили суммарную дозу равную 453 мг/кг массы тела, на каждое животное.

Животным второй группы вводили анолит АНК. Крысы так же были разделены на пять подгрупп, каждой из последующих, в том же порядке, вводили АНК с концентрацией активного хлора примерно на 100 мг/дм³ менее, чем предыдущей. Так, первой подгруппе вводили АНК с концентрацией Ах 820 мг/дм³ и рН 8,1, второй - 711, третьей - 591, четвертой 407, пятой - 300.

Наблюдение за подопытными животными проводилось в течение 72 час. Гибели крыс не было отмечено. Никаких отклонений от нормы в поведенческих реакциях не зафиксировано.

Так же, как и в первой части эксперимента, животным первой подопытной группы через 24 час от начала эксперимента было дробно введено 30 мл АНК, по 10 мл одномоментно. Исходная концентрация анолита составила 806 мг/дм³ АХ при рН 7,95. В течение последующих трех суток наблюдения никаких аномальных проявлений в поведении затравленных животных не отмечено.

В пересчете на мг/кг массы тела животных концентрации АНК составили: для первой подгруппы - 164, второй - 142, третьей - 118, четвертой - 81 и пятой - 60 мг/кг. Животные первой группы при дробном введении суммарно получили примерно 483 мг/кг по активному хлору.

Животные третьей подопытной группы получали внутрижелудочно кислый анолит (А). Они так же были разделены на пять групп с аналогичной схемой введения анолита, получавших А с концентрацией активного хлора соответственно: 548 мг/дм³, 402, 329, 200, 117, рН растворов колебался от 3,59 до 4,21.

Через несколько минут после введения животные первых двух подгрупп проявили заметное беспокойство, быстро передвигались по клетке, иногда припадая животами к ее полу. По прошествии 30 - 40 мин животные затихали, собирались в комок и практически не двигались в течение 2 - 3 час. После этого их поведение ничем не отличалось от такового контрольной группы. У животных других подопытных подгрупп отклонений в поведенческих реакциях не наблюдалось. В течение эксперимента и после, гибели крыс не отмечалось.

Аналогично предыдущим схемам опытов, животным первой подгруппы дробно вводили анолит А с исходной дозой Ах 560 мг/дм³ и рН 4, в количестве 30 мл (по 10 мл одномоментно). После каждого введения крысы проявляли сильное беспокойство. Описанные выше симптомы были более выражены. После третьего введения животные сбились в угол клетки и долгое время не проявляли активности. У них были проверены болевой и зрачковый рефлексы. Они не были снижены, по сравнению с контрольной группой.

Учитывая вялость поведения и холодность конечностей, было проведено измерение ректальной температуры медицинским контактным электротермометром ТПЭМ-1. Средняя ректальная температура контрольных животных составила 37,4±0,59^oС. У подопытных животных через 20 мин после введения третьей дробной дозы анолита А отмечено снижение температуры, среднегрупповое значение которой составило 35,87 ± 0,74 ^oС (различие достоверно при Р < 0,05). Через 2 час после введения анолита А температура тела продолжала быть пониженной в сравнении с контрольной группой и составила 36,2± 0,39^oС. Температура тела нормализовалась через 24 час после затравки.

Анализируя полученные результаты, можно предположить, что высокие концентрации кислого анолита А вызывают достаточно сильные вегетативные реакции, выразившиеся в снижении температуры тела.

Поведенческие реакции крыс первых двух подгрупп нормализировались через сутки от окончания внутрижелудочной затравки. Гибели животных ни в одной из экспериментальных подгрупп крыс не наблюдалось.

Подводя итог острого токсикологического эксперимента по введению трех видов анолита теплокровным лабораторным животным следует констатировать, что все исследованные дезинфицирующие растворы практически не обладают токсичностью. Вегетативные реакции, наблюдаемые у животных, затравливаемых кислым анолитом А, были вызваны, по всей видимости, достаточно выраженной кислой его реакцией и развитием ацидоза, а не концентрацией активного хлора.

Вторым этапом явилось изучение кожно-раздражающего, кожно-резорбтивного, и кожно-аллергенного действия анолитов.

Кожно-раздражающее и кожно-резорбтивное действие анолитов АН, АНК и А испытывали в опытах на белых беспородных крысах, хвосты которых на 2/3 длины погружали в изучаемые растворы на 4 час в день, на протяжении 10 суток. При этом исследуемые растворы анолитов по концентрации активного хлора составили для АН: 710±25, 300±19, 150±32 мг/дм³, для АНК: 625±10, 355±41, 120±22 мг/дм³, для А: 500±17, 230± 36, 100±12 мг/дм³.

В течение всего срока исследования проводили визуальную оценку кожных покровов испытуемых животных, а для определения возможной резорбции, в крови подопытных крыс определяли содержание SH- и SS-групп, активности АТФ-азы и состояние перекисного окисления липидов (ПОЛ).

Результаты биохимических исследований представлены в табл. 1.

Как видно из представленных данных, резорбтивного действия, при неповрежденных кожных покровах, исследуемые растворы не оказывали. Лишь кислый анолит повышал SH-группы, снижал активность АТФ-азы и содержание ПОЛ в крови лабораторных животных. Однако, эти изменения были не достоверными и носили характер статистически достоверной тенденции ( t > 1,5 ).

Необходимо отметить, что при действии высоких концентраций АН, АНК, А отмечались явления кожного дерматита. Так, при действии АН и АНК с третьего дня опыта зарегистрированы шелушение и сухость кожи хвоста, что наиболее ярко проявилось к концу эксперимента. При воздействии А мелкие кровоизлияния у четырех из шести крыс проявились после двух суток от начала исследований. Через трое суток кожные реакции регистрировались у всех подопытных животных этой группы. К концу опыта эритема была яркой, на ее фоне проявились симптомы дерматита - шелушение кожных покровов.

Таблица 1.

Биохимические показатели крови лабораторных животных при накожном воздействии АН, АНК и А

Примечание: (^*) - статистически достоверная тенденция ( t > 1,5 ).

Средние концентрации АН и АНК вызывали мелкое шелушение кожи хвоста белых крыс на 6 сутки эксперимента. А в концентрации 230 мг/дм³ вызывал эритематозные явления на 5 сутки от начала эксперимента. К восьмым суткам эти симптомы увеличились на фоне шелушения кожи.

Наименьшие из испытанных концентраций всех трех видов анолитов не вызывали кожных изменений.

Аллергенные свойства анолитов были изучены в специальном эксперименте, целью которого было установление сенсибилизирующего эффекта при накожной аппликации. В эксперименте было использовано 24 морских свинки светлой масти с массой тела 280 - 350 г, составивших три опытных и одну контрольную группы.

Для исследования брались АН, АНК и А с дозой активного хлора 150 мг/дм³. Аппликацию испытуемых растворов проводили на предварительно эпилированные участки кожи размером 1 х 1 см, ежедневно в течение 14 дней.

Результаты исследований представлены в табл.2.

Как видно из приведенных результатов исследований ни один из исследованных анолитов не проявил аллергенных свойств при накожном нанесении.

На последнем этапе экспериментов изучалось влияние анолитов на теплокровных животных при внутривенном их введении.

Моделью для данного вида воздействия анолитов были выбраны кролики со средней массой тела 3,1 кг. Всего было использовано 10 животных, которым вводились АН и АНК. Каждому животному, внутривенно, с помощью шприца вводили по 20 мл исследуемых растворов. Введение осуществлялось медленно, весь объем анолитов вводился за 3 - 4 мин. Учитывая, что сами растворы являются дезинфектантами, их не подвергали стерилизации. Наблюдение за животными проводили в течение первых трех дней с момента инъецирования. При этом специальные клинические и лабораторно-диагностические исследования не проводились. У животных контролировалась общая поведенческая реакция и смертность. Были испытаны следующие концентрации анолитов по активному хлору: АН - 600, 500, 400, 300, 150 мг/дм³, АНК - 500, 400, 300, 200, 100 мг/дм³.

Как показали результаты исследований при введении АН в дозе 600 мг/дм³ смерть животного наступила через 1,5 час от момента инъекции. Доза 500 мг/дм³ - через 2 час 25 мин, 400 мг/дм³ - через 15 час, а 300 мг/дм³ через сутки от момента воздействия. При этом животные получили дозу вещества при перерасчете на активный хлор, соответственно 240 мг/кг массы тела, 200 мг/кг, 160 мг/кг и 120 мг/кг. При введении 150 мг/дм³ АН (в пересчете на активный хлор 60 мг/кг массы тела) животные остались живыми, никаких отклонений поведенческих реакций у них, по сравнению с контролем не отмечено. Погибавшие животные через несколько минут от начала инъекции проявляли вялость, сниженную поведенческую активность, в последующие сроки наблюдения не принимали пищу, смерть наступала в коматозном состоянии.

Аналогичная картина наблюдалась при введении АНК. Животные, получавшие анолит с дозой активного хлора 500 мг/дм³ (200 мг/кг массы тела), 400 мг/дм³ (160 мг/кг), 300 мг/дм³ (120 мг/кг), погибли. Клиническая картина была подобна наблюдаемой при инъекции АН. Животные, получавшие анолит с дозой хлора 200 мг/дм³ (80 мг/кг) и 100 мг/дм³ (40 мг/кг) остались живы, и не проявляли изменений поведенческих реакций.

Таким образом, при параэнтеральном введении нейтральный анолит в больших дозах вызывает смерть теплокровных лабораторных животных. Учитывая высокие окислительные свойства анолита, можно предполагать, что причина смерти кроликов заключалась в гемолизе эритроцитов и последующей гипоксии органов и тканей организма.

Дозы анолитов АН 150 мг/дм³ (60 мг/кг активного хлора) и АНК 200 и 100 мг/дм³ (80 и 40 мг/кг активного хлора, соответственно) не вызывали смерти лабораторных животных, что позволяет считать их по данному показателю не действующими.

ВЫВОДЫ:

1. Нейтральные анолиты АН и АНК и кислый анолит А не вызывают гибели лабораторных животных при пероральном воздействии.

2. Лишь высокие дозы анолита А приводили к изменению поведенческих реакций у лабораторных теплокровных животных, что связано, по всей видимости, с кислой рН вводимых растворов, и развитием ацидоза, а не с воздействием хлора, содержащегося в растворе.

3. При длительной накожной аппликации растворов с высокой концентрацией активного хлора все три вида изученных анолитов вызывают дерматиты, выразившиеся при применении АН и АНК в сухости и шелушении кожных покровов, а при применении анолита А в развитии дерматоза на фоне точечных кровоизлияний.

4. Средние концентрации всех трех анолитов вызывают сходную реакцию кожных покровов.

5. Низкие концентрации анолитов АН, АНК и А не вызывают кожно-раздражающего действия.

6. Все три вида анолитов не обладают сенсибилизирующей активностью и не вызывают аллергических реакций в дозе по активному хлору равной 150 мг/дм³.

7. При внутривенном введении АН и АНК лабораторным животным в дозах, превышающих 150 и 200 мг/дм³ по активному хлору, наблюдается смертельный исход, связанный, по всей видимости, с гемолитическим действием изученных раствором и развитием гипоксии органов и тканей.

Таблица 2.

Результаты аллергических исследований при воздействии АН, АНК и А в эксперименте

Таблица 3.

Результаты аллергических исследований при воздействии АН, АНК и А в эксперименте