toxreviewТоксикологический вестникToxicological Review0869-79223034-4611Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0869-7922-2022-30-5-297-306toxreview-641Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESВлияние сочетанного воздействия монооксида углерода и вредных физических факторов на поведенческую активность животныхThe effect of the combined effects of carbon monoxide and harmful physical factors on the behavioral activity of animalshttps://orcid.org/0000-0002-1530-4598КрийтВладимир ЕвгеньевичKriytVladimir Evgenevich

Кандидат хим. наук, руководитель отдела комплексной гигиенической оценки физических факторов ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора, Санкт-Петербург.

e-mail: v.kriit@s-znc.ru

MD, Ph.D., head of the Department of Complex Hygienic Assessment of Physical Factors. North-West Public Health Research Center, 191036, Saint-Petersburg, Russian Federation.

e-mail: v.kriit@s-znc.ru

v.kriit@s-znc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4472-6546РейнюкВладимир ЛеонидовичReinyukVladimir Leonidovichinstitute@toxicology.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1745-2663СладковаЮлия НиколаевнаSladkovaYuliya Nikolaevnasladkova.julia@list.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6285-1132ПятибратАлександр ОлеговичPyatibratAlexandr Olegovich)5brat@yandex.ruФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» РоспотребнадзораРоссияNorth-West Public Health Research CenterRussian FederationФГБУ «Научно-клинический центр токсикологии имени академика С.Н. Голикова Федерального медико-биологического агентства»РоссияFederal State Budgetary Research Center of the FMBA of RussiaRussian FederationФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияFederal State budgetary Educational Institution of Higher Education «St. Petersburg State Pediatric Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian FederationRussian Federation202214102022305297306Copyright © Крийт В.Е., Рейнюк В.Л., Сладкова Ю.Н., Пятибрат А.О., 20222022Крийт В.Е., Рейнюк В.Л., Сладкова Ю.Н., Пятибрат А.О.Kriyt V.E., Reinyuk V.L., Sladkova Y.N., Pyatibrat A.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.toxreview.ru/jour/article/view/641Введение

Введение. В процессе трудовой деятельности пожарные подвергаются воздействию многих вредных и опасных факторов, среди которых ведущее место занимает химический фактор. Монооксид углерода является неотъемлемой частью любого горения, а его ведущая роль в токсическом действии продуктов горения подтверждается многочисленными экспериментальными данными. 

Важное значение в изучении сочетанного воздействия имеют результаты, полученные в эксперименте на животных. 

Цель исследования — изучение поведенческой активности животных при сочетанном воздействии монооксида углерода и вредных физических факторов. 

Материал и методы

Материал и методы. Исследование было выполнено на беспородных белых крысах-самцах 3-месячного возраста по двум направлениям: изучение сочетанного воздействия монооксида углерода и повышенной температуры воздуха и изучение сочетанного воздействия монооксида углерода и виброакустического фактора. В каждой из экспериментальных моделей крысы были произвольно разделены на 6 групп: первая группа подвергалась однократному воздействию изучаемого физического фактора, вторая группа — многократному воздействию физического фактора (в течение 14 дней), третья группа — однократному воздействию монооксида углерода, четвертая группа — многократному воздействию монооксида углерода, пятая группа — однократному сочетанному воздействию физического фактора и монооксида углерода; шестая группа — многократному сочетанному воздействию физического фактора и монооксида углерода. Изучение поведенческой активности животных проводилось с помощью методик «Открытое поле» и «Приподнятый крестообразный лабиринт».

Результаты

Результаты. Полученные данные свидетельствуют, что сочетанное воздействие монооксида углерода и вредных физических факторов вызывает изменение показателей поведенческих реакций животных, при этом если при однократном воздействии большинство показателей через 1 сутки возвращаются к фоновым значениям, то при многократном – остаются достоверно изменёнными.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Исследование было ограничено изучением основных показателей поведенческих реакций с использованием 3 методик при однократном и продолжительном воздействии монооксида углерода и гипертермии и монооксида углерода, шума и вибрации. 

Заключение

Заключение. Полученные данные могут быть применены при изучении отдаленных последствий сочетанного воздействия монооксида углерода и вредных физических факторов на организм пожарных.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора, проведено в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123), директивой Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2010/63/EC от 22.09.2010 г. о защите животных, использующихся для научных целей.

Участие авторов

Участие авторов: Крийт В.Е. — концепция и дизайн исследования, написание текста; Рейнюк В.Л. — редактирование; Сладкова Ю.Н. — сбор и обработка материала, редактирование; Пятибрат А.О. — статистический анализ. Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила в редакцию

Поступила в редакцию: 08 сентября 2022 / Принята в печать: 22 сентября 2022 / Опубликована: 30 октября 2022

Introduction

Introduction. In the course of their work, firefighters are exposed to many harmful and dangerous factors, among which the chemical factor takes the leading place. Carbon monoxide is an integral part of any combustion, and its leading role in the toxic effect of combustion products is confirmed by numerous experimental data. The results obtained in the experiment on animals are of great importance in the study of combined effects.

The purpose of the study was to study the behavioral activity of animals under combined exposure to carbon monoxide and harmful physical factors.

Material and methods

Material and methods. The study was performed on outbred white male rats 3 months of age, in two directions: the study of the combined effects of carbon monoxide and elevated air temperature and the study of the combined effects of carbon monoxide and vibroacoustic factor. In each of the experimental models, rats were randomly divided into 6 groups: the first group was exposed to a single physical factor under study, the second group was exposed to multiple physical factors (for 14 days), the third group was exposed to a single exposure to carbon monoxide, the fourth group was exposed to multiple exposures to monoxide carbon, the fifth group was subjected to a single combined effect of a physical factor and carbon monoxide; the sixth group was subjected to multiple combined effects of the physical factor and carbon monoxide. The study of the behavioral activity of animals was carried out using the “Open field” and “Elevated plus maze” methods.

Results

Results. The data obtained indicate that the combined effect of carbon monoxide and harmful physical factors causes a change in the indicators of behavioral reactions of animals, while if with a single exposure most of the indicators return to the background values in a day, then with repeated exposure they remain significantly changed.

Conclusion

Conclusion. The data obtained can be applied in studying the long-term effects of the combined effects of carbon monoxide and harmful physical factors on the body of firefighters.

Compliance with ethical standards. The Local ethics committee of the North-West Public Health Research Center of the Federal Service for Supervision in Protection of the Rights of Consumer and Man Wellbeing approved this study carried out under the European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experiments or Other Scientific Purposes (ETS N 123), Directive of the European Parliament and Council of the European Union 2010/63/EU of 22.09.2010 on the protection of animals used for scientific purposes.

Author contributions

Author contributions: Kriyt V.E. — the concept and design of the study, writing a text; Reinyuk V.L. — editing; Sladkova Yu.N. — the collection and processing of material, editing; Pyatibrat A.O. — statistical analysis. All co-authors — approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Funding

Funding. The study had no sponsorship.

Received

Received: September 08, 2022 / Accepted: September 22, 2022 / Published: October 30, 2022

пожарныемонооксид углеродатемпература воздухашумвибрациякрысыповеденческие реакцииfirefighterscarbon monoxideair temperaturenoisevibrationratsbehavioral responsesReferencesПортнягина Е.В. Токсическое воздействие продуктов горения на нервную систему ликвидаторов пожаров. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2003; 36(1): 8-14.Portnyagina E.V. Toxic effect of combustion products on the nervous system of fire extinguishers. Sibirskij medicinskij zhurnal (Irkutsk). 2003; 36(1): 8–14. (in Russian)Иличкин В.С. Токсичность продуктов горения полимерных материалов. Принципы и методы определения. Санкт-Петербург: Химия; 1993.Ilichkin V.S. Toxicity of combustion products of polymeric materials. Principles and methods of determination [Toksichnost` produktov goreniya polimerny`x materialov. Principy` i metody` opredeleniya]. St. Petersburg: Himiya; 1993. (in Russian)Жиркова Е.А., Спиридонова Т.Г., Брыгин П.А., Макаров А.В., Сачков А.В. Ингаляционная травма (обзор литературы). Неотложная медицинская помощь. Журнал им. Н.В. Склифосовского. 2019; 8 (2): 166-74. https://doi.org/10.23934/2223-9022-2019-8-2-166-174Zhirkova E.A., Spiridonova T.G., Brygin P.A., Makarov A.V., Sachkov A.V. Inhalation injury (literature review). Neotlozhnaya medicinskaya pomoshch’. Zhurnal im. N.V. Sklifosovskogo. 2019; 2(8): 166–74. https://doi.org/10.23934/2223-9022-2019-8-2-166-174 (in Russian)Мясников Д.В., Авитисов П.В., Золотухин А.В., Баринов М.Ф. Методический подход к определению допустимого времени работы спасателей в условиях интермиттирующего действия угарного газа. Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2021; 1: 82-8. https://doi.org/10.25016/2541-7487-2021-0-1-82-88Myasnikov D.V., Avitisov P.V., Zolotuhin A.V., Barinov M.F. A methodical approach to determining the allowable work time of rescuers under conditions of intermittent action of carbon monoxide. Mediko-biologicheskie i social’no-psihologicheskie problemy bezopasnosti v chrezvychajnyh situaciyah. 2021; 1: 82–8. (in Russian). https://doi.org/10.25016/2541-7487-2021-0-1-82-88Рекомендации по качеству воздуха в Европе (второе издание, пер. с англ.). М.: Весь Мир; 2004.European Air Quality Guidelines (second edition, translated from English) [Rekomendacii po kachestvu vozduxa v Evrope (vtoroe izdanie, per. s angl.)]. Moscow: Ves’ Mir; 2004. (in Russian)Зобнин Ю.В. Отравление монооксидом углерода (угарным газом). Санкт-Петербург; 2011.Zobnin Yu.V. Poisoning by carbon monoxide (carbon monoxide) [Otravlenie monooksidom ugleroda (ugarny`m gazom)]. St. Petersburg; 2011. (in Russian)Фаткуллин К.В., Гильманов А.Ж., Костюков Д.В. Клиническое значение и современные методологические аспекты определения уровня карбокси- и метгемоглобина в крови. Практическая медицина. 2014; 3 (79): 17-21.Phatkullin K.V., Gilmanov A.Zh., Kostyukov D.V. Clinical importance and modern methodological aspects of determining the level of carboxy-and methaemoglobin in blood. Prakticheskaya medicina. 2014; 3(79): 17–21. (in Russian)Казанцев С.Я., Красильников В.И. Медицинские и биологические аспекты поражения организма угарным газом. Актуальные проблемы медицины и биологии. 2019; (1): 13-6.Kazantsev S.Y., Krasilnikov V.I. Median and biological aspects of orhanism defeation with carbon gas. Aktual’nye problemy mediciny i biologii. 2019; 1: 13–6. (in Russian)Игошина А.В., Николенко В.Ю., Тищенко А.В., Николенко О.Ю., Боева И.А., Ринсевич Ю.С. Особенности отравлений монооксидом углерода и их лечение. Университетская клиника. 2016; 12(1-2): 83-88.Igoshina A.V., Nikolenko V.Yu., Tischenko A.V., Nikolenko O.Yu., Boeva I.A., Rinsevich Yu.S. Peculiarity of carbon monoxide poisoning and their treatment. Universitetskaya klinika. 2016; 1(12): 83–8. (in Russian)Курсов С.В. Монооксид углерода: физиологическое значение и токсикология. Медицина неотложных состояний. 2015; 6(69): 9-16.Kursov S.V. Carbon monoxide: physiological significance and toxicology. Medicina neotlozhnyh sostoyanij. 2015; 6(69): 9–16. (in Russian)Толкач П.Г., Башарин В.А., Сарманаев С.Х. Перспективные направления коррекции нейротоксических нарушений при поражении монооксидом углерода (обзор литературы). Токсикологический вестник. 2017; 2(143): 27-34.Tolkach P.G., Basharin V.A., Sarmanaev S. Kh. Prospective methods for correction of neurotoxic impairments caused by severe carbon monoxide poisoning (literature review). Toksikologicheskij vestnik. 2017; 2(143): 27–34. (in Russian)Заболотских В.В., Васильев А.В., Терещенко Ю.П. Синергетические эффекты при одновременном воздействии физических и химических факторов. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016; 185(2): 290-5.Zabolotskih V.V., Vasil’ev A.V., Tereshchenko Yu.P. Synergistic effects with simultaneous exposure to physical and chemical factors. Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk. 2016; 18(5(2): 290–5 (in Russian)Кустов В.В., Тиунов Л.А., Васильев Г.А. Комбинированное действие промышленных ядов. М.: Медицина; 1975.Kustov V.V., Tiunov L.A., Vasilev G.A. Combined action of industrial poisons.[Kombinirovannoe dejstvie promy`shlenny`x yadov]. Moscow: Medicina; 1975. (in Russian)Тиунов Л.А., Кустов В.В. Токсикология окиси углерода (2-е издание). М.: Медицина; 1980.Tiunov L.A., Kustov V.V. Toxicology of carbon monoxide (2nd edition) [Toksikologiya okisi ugleroda (2-e izdanie)]. Moscow: Medicina; 1980. (in Russian)Панков В.А., Кулешова М.В., Катаманова Е.В., Картапольцева Н.В. Влияние вибрации на функциональную активность нервной системы у животных в эксперименте. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2013; 3-2(91): 113-9.Pankov V.A., Kuleshova M.V., Katamanova E.V., Kartapol’ceva N.V. Influence of vibration on the functional activity of the nervous system in animals in the experiment. Bjulleten’ Vostochno-Sibirskogo nauchnogo centra Sibirskogo otdelenija Rossijskoj akademii medicinskih nauk. 2013; 3–2(91): 113–9. (in Russian)Якимова Н.Л., Панков В.А., Лизарев А.В., Рукавишников В.С., Кулешова М.В., Катаманова Е.В. и др. Нейрофизиологические и морфологические эффекты воздействия вибрации в динамике постконтактного периода при экспериментальном моделировании. Мед. труда и пром. экол. 2019; 59(5): 284-90.Jakimova N.L., Pankov V.A., Lizarev A.V., Rukavishnikov V.S., Kuleshova M.V., Katamanova E.V. et al. Neurophysiological and morphological effects of vibration in the dynamics of the post-contact period in experimental modeling. Med. truda i prom. ekol. 2019; 59(5): 284–90. (in Russian)Ковалев Г.И., Васильева Е.В., Салимов Р.М. Сравнение поведения мышей в тестах открытого поля, закрытого и приподнятого крестообразных лабиринтов с помощью факторного анализа. Журнал высшей нервной деятельности. 2019; 69(1): 123-30.Kovalev G.I., Vasil’eva E.V., Salimov R.M. Comparison of the behavior of mice in open field, closed and elevated cruciform maze tests using factor analysis. Zhurnal vysshej nervnoj dejatel’nosti. 2019; 69(1): 123–30. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.