Структурно-функциональные нарушения дыхательной системы у лабораторных животных при интоксикации продуктами пиролиза хлорсодержащих полимерных материалов

Обложка
  • Авторы: Потапов П.К.1, Димитриев Ю.В.2, Толкач П.Г.1
  • Учреждения:
    1. Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации
    2. Федеральное государственное бюджетное учреждение «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской Федерации
  • Выпуск: Том 20, № 3 (2020)
  • Страницы: 13-22
  • Раздел: Оригинальные исследования
  • URL: https://journals.rcsi.science/MAJ/article/view/35170
  • DOI: https://doi.org/10.17816/MAJ35170
  • ID: 35170

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Актуальность. Широкое использование хлорсодержащих полимерных материалов связано с их преимуществами перед естественными аналогами. С учетом сохраняющегося большого количества пожаров увеличивается риск воздействия продуктов пиролиза хлорсодержащих полимерных материалов, в первую очередь хлороводорода и монооксида углерода на пострадавших. Сложность определения токсического действия продуктов пиролиза хлорсодержащих полимеров вызывает необходимость проведения токсикологических экспериментальных исследований.

Цель — оценить структурно-функциональные нарушения дыхательной системы у лабораторных животных при интоксикации продуктами пиролиза хлорсодержащих полимерных материалов.

Методология. В экспериментальном исследовании проводили пиролиз хлорсодержащих полимерных материалов. Исследование выполнено на 96 крысах-самцах, у которых определяли показатели витальных функций, легочный коэффициент, параметры оксигенации и кислотно-основного состояния артериальной крови, осуществляли гистологическое исследование тканей трахеи и легких.

Результаты и их анализ. Установлено, что при пиролизе хлорированного парафина (ХП-70) массой 7 г и древесных опилок массой 3 г образуются продукты термодеструкции, содержащие хлороводород в концентрации 7325 ppm и монооксид углерода в концентрации 1000 ppm. Продукты пиролиза оказывали выраженное раздражающее действие на лабораторных животных во время интоксикации и в раннем постинтоксикационном периоде. При микроскопическом исследовании тканей легких через 48 ч после воздействия отмечали гистологические признаки интерстициальной фазы токсического отека легких. Выявили изменения показателей витальных функций (частота сердечных сокращений, частота дыхательных движений, ректальная температура) через 24, 48 и 72 ч после воздействия. Воздействие продуктов пиролиза приводило к нарушению газообмена через альвеолярно-капиллярную мембрану, что подтверждалось снижением индекса оксигенации и сатурации. Нарушение целостности альвеолярно-капиллярной мембраны способствовало проникновению жидкости в интерстициальное и альвеолярное пространство и развитию токсического отека легких, о чем свидетельствовало увеличение (p < 0,05) легочного коэффициента через 24 и 48 ч после воздействия.

Заключение. Интоксикация продуктами пиролиза хлорсодержащих материалов вызывала развитие воспалительных изменений в трахеи и токсического отека легких. Данные изменения сопровождались развитием брадикардии, брадипноэ, снижением температуры тела, а также увеличением (p < 0,05) легочного коэффициента и развитием декомпенсированного респираторного ацидоза. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что формирование токсического эффекта при воздействии продуктов пиролиза обусловлено совместным действием хлороводорода и монооксида углерода.

Об авторах

П. К. Потапов

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: Footballprospb@gmail.com
SPIN-код: 5979-4490

Адъюнкт при кафедре Военной токсикологии и медицинской защиты

Россия, Санкт-Петербург, Россия

Ю. В. Димитриев

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской Федерации

Email: FORWARDspb@mail.ru
SPIN-код: 5979-4490

Заместитель начальника отдела

Россия, Санкт-Петербург, Россия

П. Г. Толкач

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации

Email: pusher6@yandex.ru

К.М.Н., преподаватель кафедры военной токсикологии и медицинской защиты

Россия, Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. Ильина М.Е., Курочкин И.Н. Разработка полимерной композиции пониженной горючести на основе пластифицированного поливинилхлорида с использованием шламового отхода машиностроительного производства // Международный научно-исследовательский журнал. – 2019. – № 12-1. – С. 65–68. [Ilyina MЕ, Kurochkin IN. Development of polymer composition with reduced flammability based on plasticized polyvinyl chloride using sludge waste from engineering production. International research journal. 2019;(12-1):65-68. (In Russ.)]. https://doi.org/10.23670/IRJ.2019.90.12.013.
  2. Froneberg B, Johnson PL, Landrigan PJ. Respiratory illness caused by overheating of polyvinyl chloride. Br J Ind Med. 1982;39(3):239-243. https://doi.org/10.1136/oem.39.3.239.
  3. Ибрагимов Р.В., Коняева Ю.А., Черноусова Н.В. Влияние различных антипиренов на характеристики пожаробезопасности поливинилхлоридных композиций // Всероссийская научная студенческая конференция «Инновационное развитие легкой и текстильной промышленности (ИНТЕКС-2016)»: тезисы докладов. – М., 2016. – С. 110–112. [Ibragimov RV, Konyaeva YuA, Chernousova NV. Vliyanie razlichnykh antipirenov na kharakteristiki pozharobezopasnosti polivinilkhloridnykh kompozitsii. (Conference proceedings) Vserossiiskaya nauchnaya studencheskaya konferentsiya “Innovatsionnoe razvitie legkoi i tekstil’noi promyshlennosti (INTEKS-2016)”: tezisy dokladov. Moscow; 2016. Р. 110-112. (In Russ.)]
  4. Альмеева Л.Р., Тангатаров А.Ф. Хлорированные парафины как антипирены // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. – 2015. – № 1-1. – С. 50–53. [Al’meeva LR, Tangatarov AF. Khlorirovannye parafiny kak antipireny. Sovremennye tekhnologii obespecheniya grazhdanskoi oborony i likvidatsii posledstvii chrezvychainykh situatsii. 2015;(1-1):50-53. (In Russ.)]
  5. Wang C, Gao W, Liang Y, et al. Concentrations and congener profiles of chlorinated paraffins in domestic polymeric products in China. Environ Pollut. 2018;238:326-335. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.02.078.
  6. Мадорский С.Л. Термическое разложение органических полимеров. – М.: Мир, 1967. – 328 с. [Madorskii SL. Termicheskoe razlozhenie organicheskikh polimerov. Moscow: Mir, 1967. 328 р. (In Russ.)]
  7. Сарманаев С.Х., Башарин В.А., Толкач П.Г., и др. Токсикохимическое поражение на пожаре // Medline.ru. Биомедицинский журнал. – 2015. – Т. 16. – № 2. – С. 434–442. [Sarmanaev SH, Basharin VA, Tolkach PG,et al. The toxic-chemical damage on fire. Medline.ru. 2015;16(2):434-442. (In Russ.)]
  8. Толкач П.Г., Башарин В.А., Чепур С.В. Экспериментальная модель токсического отека легких при ингаляции продуктов пиролиза хлорированного парафина // Токсикологический вестник. – 2018. – № 6. – С. 8–11. [Tolkach PG, Basharin VA, Chepur SV. Toxic pulmonary edema by inhalation of pyrolysis products of chlorinated paraffin-70 in rats. Toxicological review. 2018;(6):8-11. (In Russ.)]. https://doi.org/10.36946/0869-7922-2018-6-8-11.
  9. Торкунов П.А., Шабанов П.Д. Токсический отек легких: патогенез, моделирование, методология изучения // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. – 2009. – Т. 6. – № 2. – С. 3–54. [Torkunov PA, Shabanov PD. Pulmonary edema: pathogenesis, modeling, methodology for studying. Reviews on clinical pharmacology and drug therapy. 2009;6(2):3-54 (In Russ.)]
  10. Зобнин Ю.В. Отравление монооксидом углерода (угарным газом). – СПб., 2011. – 86 с. [Zobnin YuV. Otravlenie monooksidom ugleroda (ugarnym gazom). Saint Petersburg; 2011. 86 р. (In Russ.)]
  11. Prockop LD, Chichkova RI. Carbon monoxide intoxication: an updated review. J Neurol Sci. 2007;262(1-2):122-130. https://doi.org/10.1016/j.jns.2007.06.037.
  12. Директива 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского союза от 22 сентября 2010 г. по охране животных, используемых в научных целях. [Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of the European Union on the protection of animals used for scientific purposes, dated 22 September 2010. (In Russ.)]. Доступно по: https://base.garant.ru/70350564/. Ссылка активна на 12.07.2020.
  13. Гланц С. Медико-биологическая статистика / пер. с англ. Ю.А. Данилова; под ред. Н.Е. Бузикашвили, Д.В. Самойлова. – М.: Практика, 1999. – 459 с. [Glants S. Mediko-biologicheskaya statistika. Translated from English Yu.A. Danilov, ed. by N.E. Buzikashvili, D.V. Samoilov. Moscow: Praktika; 1999. 459 р. (In Russ.)]
  14. DDE. Hazard summary [cited April 1992; updated January 2000]. Available from: https://www.epa.gov/sites/production/files/2016-09/documents/dde.pdf.
  15. Тиунов Л.А., Кустов В.В. Токсикология окиси углерода. – М.: Мир, 1980. – 285 с. [Tiunov LA, Kustov VV. Toksikologiya okisi ugleroda. Moscow: Mir; 1980. 285 рs. (In Russ.)]
  16. Боян Ю.К. Токсичность продуктов горения синтетических полимеров. – М.: НИИТЭХИМ, 1978. – 14 с. [Boyan YuK. Toksichnost’ produktov goreniya sinteticheskikh polimerov. Moscow: NIITEKHIM, 1978. 14 р. (In Russ.)]
  17. Литвицкий П.Ф. Клиническая патофизиология: учебник. – М.: СпецЛит, 2015. – 440 c. [Litvitskii PF. Klinicheskaya patofiziologiya: uchebnik. Moscow: SpetsLit; 2015. 440 р. (In Russ.)]
  18. Боброва В.И., Никифоров С.Н. Нарушение дыхания при патологии центральной нервной системы // Украинский неврологический журнал. – 2013. – № 2. – С. 20–27. [Bobrova VI, Nikiforov SN. Violation of breathing at pathology of the central nervous system. Ukrainian neurosurgical journal. 2013;(2):20-27. (In Russ.)]
  19. Маршак М.Е. Физиологическое значение углекислоты. – М.: Медицина, 1969. – 123 с. [Marshak ME. Fiziologicheskoe znachenie uglekisloty. Moscow: Meditsina; 1969. 123 р. (In Russ.)]
  20. White CV, Martin JG. Chlorine gas inhalation: human clinical evidence of toxicity an experience in animal models. Proc Am Thorac Soc. 2010;7(4):257-263. https://doi.org/10.1513/pats.201001-008SM.
  21. Alarie Y. Toxicity of fire smoke. Critical review toxicology. 2002;32(4):259-289. https://doi.org/10.1080/20024091064246.
  22. Чучалин А.Г. Отек легких: физиология легочного кровообращения и патофизиология отека легких // Пульмонология. – 2005. – № 4. – С. 9–18. [Chuchalin AG. Pulmonary oedema: physiology of lung circulation, pathophysiology of pulmonary oedema. Russian pulmonology journal. 2005;(4):9-18. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2005-0-4-9-18.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Микроскопическая картина тканей трахеи крысы через 48 ч после воздействия продуктов пиролиза, окраска гематоксилином и эозином, ×400

Скачать (162KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Микроскопическая картина легких крысы (контроль), окраска гематоксилином и эозином, ×20

Скачать (257KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микроскопическая картина легких крысы через 48 ч после воздействия продуктов пиролиза, окраска гематоксилином и эозином: a — ×20; b — ×400

Скачать (377KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Динамика легочного коэффициента у лабораторных животных в различные сроки после интоксикации продуктами пиролиза (n = 6 в группе). * различия значимы по сравнению с контролем (p < 0,05)

Скачать (80KB)
Метаданные

© Потапов П.К., Димитриев Ю.В., Толкач П.Г., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».