CC BY
4
Гигиена атмосферного воздуха
СЛ. С. СОВЕНКОВЛ. 1997 УДК 614.72:546.1741-07
Л. С. Соверткова
ДИОКСИД АЗОТА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ КАК ПРЕДШЕСТВЕННИК ЭНДОГЕННОГО
СИНТЕЗА КАНЦЕРОГЕННЫХ НИТРОЗАМИНОВ
Украинский научный гигиенический центр Минздрава Украины. Киев
Большой фактический материал, накопленный в последние годы в результате изучения образования М-нитрозосоединений (НС) в организме животных и человека, касается главным образом синтеза их из нитритов и аминов [3]. Значительно меньше работ посвящено другому предшественнику НС — диоксиду азота (М02). При этом концентрации Ы02, изучавшиеся авторами, значительно выше тех, которые встречаются в среде обитания человека |8, 12]. Учитывая большое эколого-гигиеническое значение N02 — од~ ного из приоритетных загрязнителей воздушной среды, мы попытались разработать шкалу для количественной оценки опасности реальных концентраций этого соединения, связанной с возможностью образования НС, в частности канцерогенных нитрозаминов (НА) — нигрозод и метиламина (НДМА) и нитрозодиэтиламина (НДЭА).
Работа выполнена на 300 белых беспородных крысах-самках в возрасте 2—2,5 мес разводки вивария Украинского научного гигиенического центра Минздрава Украины, разделенных поровну на 6 групп.
Схема эксперимента приведена в табл. 1. 1-я группа животных — интактный контроль, крысы 2-й группы получали амидопирин (АП) как нит-розируемый предшественник НА, животные 3— 6-й групп — комбинацию возрастающих концентраций N02 в сочетании с АП.
Используемые концентрации N0^ соответствовали реально обнаруживаемым в условиях населенных мест с разной степенью загрязнения, а также при экстремальных ситуациях и были близки к I, 10, 20 и 100 среднесуточным ПДК его для атмосферного воздуха 12, 5, 6]. АП животным всех групп вводили в одинаковой дозе — 30 мг на 1 кг массы в сутки.
Затравка животных Ы02 осуществлялась в ингаляционных камерах емкостью 200 л по 7 ч в день, 5 дней в неделю, на протяжении 2 мес. N02 получали общепринятым методом [41, основанным на взаимодействии нитрита натрия и серной кислоты.
Контроль содержания N02 в воздушной среде камер проводили ежедневно фотоколориметрическим методом [51.
Животных содержали на стандартном брикетированном корме. Одновременно с ингаляцией N02 крысы получали кашу с АП. Одним из доказательств эндогенного образования НА при введе-
нии предшественников может служить наличие их во внутренних органах животных. Для исследования брали ткани печени, легких, почек, где можно ожидать присутствие эндогенно синтезируемых НА |1, 3, 10, 11]. Измерения проводили в 2 периода: 1 — в процессе затравки на протяжении 2 мес, 11 — через 1 мес после ее окончания.
Обработку органов экспериментальных животных и подготовку биосубстратов для количественного определения НДМА и НДЭА осуществляли по методу [9]. Для исследования на 1 пробу брали органы 5—8 крыс, которые обрабатывали 15% раствором сульфата аммония в 10% серной кислоте и экстрагировали дихлорметаном с использованием аппарата для встряхивания и центрифуги (3000 об/мин). Дихлорметановый экстракт отделяли, обезвоживали сернокислым натрием, концентрировали до объема 1 мл при 35°С в условиях вакуума.
Анализ экстрактов проводили на газовом хроматографе С1иот-5 с пламенно-ионизационным детектором и масс-спектрометре МХ-1312 |6|. Количественную оценку осуществляли по калибровочным графикам, построенным методом абсолютной калибровки с использованием эталонных модельных смесей НА. Чувствительность метода — 1 мкг на 1 кг образца с погрешностью ±12%.
Полученные результаты представлены в табл. 2, из которой видно, что при определении содержания НА в I период у животных 1-й группы (иигактный контроль) НДМА в органах не выявлен, НДЭА обнаруживали непостоянно в следовых количествах только в печени. Следовые количества НА (НДМА и НДЭА) зарегистрированы в органах животных, получавших АП (2-я группа), а
Таблица I
Схема опыта
Группа ' Действующее вещество,
животных ] заданный уровень Ы02 — (ПДК) — мг/м5: АП -- мг/кг
1-я Контроль (интактные животные)
2-я АГ1 - 30,0
3-я N0, - (I ПДК) - 0,04; АП - 30,0
4-я N02 - (10 ПДК) - 0,40: АГ1 - 30,0
5-я Ы02 - (20 ПДК) - 0,80: АП - 30,0
6-я Ы02 - (100 ПДК) - 4.0; АП - 30,0
П р и м с ч а н и с . В каждой группе 50 животных.
Таблица 2
Содержание НДМА и НДЭА в органах экспериментальных' животных (M ± ж, мкг/кг)
Группа НДМА I . 1 НДЭА
печень легкие почки печень легкие почки
В процессе затравки
1-Я — — — Сл — —
2-Я Сл — — Сл — —
3-Я — — Сл Сл — —
4-я 6.5 ± 0.3 7,7 ± 0,4 10,6 ± 0,5 3,1 ± 0.4 3,8 ± 0,2 6,0 ± 0,1
5-я 8,5 ± 0,4 9,1 ± 0,4 12,7 ± 0,6 4,S ± 0,4 4,8 ± 0,3 7,3 ± 0,4
6-я 7,1 ± 0,4 8,9 ± 0.4 12,9 ± 1.0 4.0 ± 0,4 5,2 ± 0,5 6.9 ± 0,3
1-я 2-я Через 1 мес после окончания штрипки
_ _ — Сл _ _
3-я — — — Сл —
4-я — — — Сл —
5-я Сл — — Сл — —
6-я Сл — — Сл — —
Примечание. — не обнаружено. Сл — следы.
также комбинации этого вещества с N02 на уровне 0,04 мг/м3 (3-я группа).
По мнению ряда авторов [3, 7], такого рода уровни НА могут быть связаны с присутствием этих веществ в пищевых продуктах, полное исключение которых практически недостижимо даже в случае использования специфической нитро-заминообедненной диеты.
При ингаляции N02 в концентрации 0.4 мг/м-5 (4-я группа) в органах животных обнаруживаются НДМА и НДЭА. Содержание НДМА в печени, легких и почках крыс этой группы составляло соответственно 6,5 ± 0,3, 7,7 ± 0,4 и 10,6 ± 0,5 мкг/кг и было несколько выше, чем НДЭА — 3,1 ± 0,4, 3,8 ± 0,2 и 6,0 ± 0,1 мкг/кг.
Увеличение концентрации N02 мг/м3
приводит к достоверному (/; < 0,05) повышению содержания НДМА и НДЭА у животных 5-й группы по сравнению с 4-й и составляет в тканях печени, легких и почек соответственно 8,5 ± 0,4, 9,1 ± 0,4, 12,7 ± 0,6 мг/м3 и 4,8 ± 0,3, 4,8 ± 0,3, 7,3 ± 0.4 мг/м3.
Дальнейшее увеличение концентрации N02 до
4,0 мг/м3 (6-я группа) не приводило к увеличению содержания НА в органах животных. Возможно, это связано с установлением критического соотношения в организме нитрознрующих и нитрозируемых веществ, необходимого для синтеза канцерогенных НА, и обратимостью данного процесса.
Что касается II периода эксперимента, показавшего практическое отсутствие НА в органах и тканях животных, то эти данные свидетельствуют о возможности синтеза указанных веществ только в случае воздействия предшественников. Таким образом, полученные нами результаты указывают на эндогенный характер обнаруживаемых НА в органах и тканях животных, уровни которых определяются ингалируемой концентрацией N02-Минимальная концентрация, при которой наблюдается синтез НА в организме, составляет 0,4 мг/м3, что согласуется с данными, полученными в нашей лаборатории при изучении канцерогенеза в хро-
ническом эксперименте. Вместе с тем большая частота опухолей при действии этой концентрации дает основание предполагать, что истинный порог эндогенного синтеза находится в диапазоне более низких концентраций NO2. Это требует дальнейших исследований, тем более что изучение эндогенного синтеза проводилось в условиях кратковременных опытов.
Выводы. 1. Получена критериальная шкала оценки концентраций N02 (0,04, 0,4, 0,8 и
4,0 мг/м3) в связи с участием в процессе эндогенного образования канцерогенных НА (НДМА, НДЭА) при ингаляционном поступлении в организм животных (белые беспородные крысы) совместно с АП.
2. Минимальная концентрация N02, при которой наблюдался эндогенный синтез, составляет
0.4.мг/м3. Установленные факты свидетельствуют о необходимости строгого соблюдения ПДК предшественников НА в атмосферном воздухе и прежде всего NO2.
JI и т с р а т у р а
1. Баглеи Е. А.. Ко/тута Н. А. // Экспср. онкол. — 1993. — Т. 15, № 6. - С. 29-32.
2. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. <1. Окислы азота. — Женева, 1981.
3. Руоепчик Б. Л. Образование канцерогенов из соединений азота. — Киев, 1990.
4. Руководство rio неорганическому синтезу / Под ред. Г. Брауэр. — M.. I9S5.
5. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. — М.. 1991.
6. Чернпчепко И А. Научные основы гигиенического нормирования химических канцерогенов при комплексном и комбинированном поступлении в организм: Автореф. дне. ... д-ра мед. наук. — Киев, 1991.
7. Berger M. R.. Schmäh I D. // The Relevance of N-Nitroso Compounds to Human Cancer Exposures and Mechanisms. — Lyon, 1987. - P. 246-249.
S. Igbal L. M. // N-nitroso Compounds: Occurrence, Biological Effects and Relevance to Human Cancer. — Lyon. 1984. — P. 291-300.
9. Maki Г. И Bull. Environ. Contain. Toxicol. — 1980. — N 25.
- P. 751-754.
10. Mergens W. J., Newmark H. L. // N-nitroso Compounds: Occurrence. Biological Effects and Relevance to Human Cancer.
- Lyon, 1981. - P. 193-206.
11 Srml R. L.. Archer M. C. // Toxicol. Appl. Pharmacol. — 1983.
- Vol. 67. - P. 284-291. 12. Uozumi M.. Kusunwto T. ct al. // N-Nitroso Compounds: Occurrence and Biological Effects. — Lyon. IARC, I9S2. — P. 425-432.
r\ocTymi.Tn IS. 10 %
S u m m a r y . The experiment was conducted on white noninbrcd rats receiving different concentrations of the nitrosamine (NA) pre-
cursors N02 and amidopyrinum. Carcinogenic NAs were determined in the organs of the animals that had inhaled them at concentrations of 0.4. 0.8, and 4.0 mg/m3. There was an increase in tumors in chronic experiments 011 exposure to NA in the same doses as compared with tlic controls. It was found that the ambient air N02 level of 0.4 mg/m3 (MAC 10 mg/m3) should be considered to be hazardous due to the fact that there might be exogenous and endogenous syntheses and that the NA might exert a carcinogenic effect.
(О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 199? УДК 613.632:546.265.11-07
В. М. Боев, Л. А. Нчконоров, С. В. Перепглкип, В. К. Филиппов ВОЗДЕЙСТВИЕ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗОКОНДЕНСАТА НА СИСТЕМУ МИКРОСОМАЛЬНЫХ МОНООКСИГЕНАЗ ПЕЧЕНИ
Оренбургская государственная медицинская академия
Одним из центральных вопросов гигиены окружающей среды и экологии является загрязнение атмосферы ксенобиотиками органической природы и влияние их на организм человека. Эта проблема особенно актуальна для Оренбуржья в связи с эксплуатацией газового комплекса по добыче и переработке сероводородсодержащего газоконденсата. До настоящего времени отсутствуют сведения о метаболизме сероводородсодержа-щих ксенобиотиков в организме и детоксикаци-онной функции печени в условиях хронического действия, а анализ данных литературы позволяет признать, что ведущая роль в обезвреживании ксенобиотиков принадлежит печени и, в частности, системе микросомальных монооксигеназ [3]. Ранее проведенные исследования показали, что эффект индукции микросомальных монооксигеназ печени проявляется уже при однократном действии газоконденсата |5].
Поскольку организм человека подвергается комбинированному воздействию различных химических веществ, а природный газоконденсат Оренбургского месторождения содержит до 5,7 объемных % сероводорода, 0,82 объемных % смеси природных меркаптанов (в пересчете на метил-меркаптан), 85,44 объемных % углеродов, представляется важным изучить хроническое воздействие природного газоконденсата в концентрациях, близких к содержанию химических веществ в воздухе промышленных площадок газоперерабатывающего завода, на систему микросомальных монооксигеназ печени.
Эксперименты проведены на 40 крысах-сам-цах линии Вистар массой 160—180 г из питомника "Рапполово". Животных опытной группы под-
вергали ежедневному 4-часовому воздействию природного газоконденсата в специальной затравочной камере (концентрацию поддерживали 3 мг/м3 — существующая ПДК для сероводорода с углеводородами при одновременном их поступлении) в течение 135 суток. С контрольными животными проводили те же манипуляции, но без воздействия газоконденсата. После окончания эксперимента животных забивали декапитацией. Печень перфузировали in situ холодным 1,15% раствором КС до желтого цвета и использовали для выделения микросомальной фракции [7|. Микросомы ресуспендировали при 0 ± 4°С в 50 мМ трис-HCl буфере с рН 7,4. Определяли количество цитохромов В5, Р-450, Р-420 |4], активность бенз(Ь)пиренгидроксилазы [91, НАДФН • Н-зависимой N-деметилазы аминопирина [4], количество малонового диальдегида (МДА) [11|, диеновых конъюгагов (ДК), ненасыщенных высших жирных кислот |6], белка в суспензии микросом |10].
Результаты обработаны статистически с использованием критерия Стыодента и представлены в таблице.
При хроническом ингаляционном воздействии сероводородсодержащим газоконденсатом (см. таблицу) наблюдается достоверное снижение цитохрома Р-450 на 50% (р < 0,01) с одновременным увеличением содержания цитохрома В5 на 300% (р < 0,001). Взятые отдельно эти данные могли бы свидетельствовать об ингибирующем воздействии комплекса веществ, входящих в состав газоконденсата, на цитохром Р-450. Однако исследование количества неактивной формы цитохрома Р-
Влиянне сероводородсодержащсго газокондепеата па микросомальные монооксигсназы печени крыс (М ± т)
Показатель
I
Контроль
Опыт
Гидроксилазная активность печени, Ф/мг мс белка Активность ^демстилазы аминопирина. нМ мин/мг Цитохром В5. нМ/мг белка Цитохром Р-450. нМ/мг белка Цитохром Р-420. нМ/мг белка Цитохром Р-450 + Р-420. нМ/мг белка Малоновый диальдегид, нМ/мг белка Диеновые конъюгаты, усл. ед. липидов
381,0 ± 39,0 1,75 ± 0,17 0,2 ± 0.01 0,23 ± 0,012 0,08 + 0,009 0,29 ± 0,014 0,53 ± 0.026 0,037 ± 0,003
429,0 + 59,0 1,84 ± 0.25 0.59 ± 0,028» 0.10 ± 0.01* 0,66 ± 0.0S* 0.82 ± 0.06* 1.96 ± 0.18* 0.105 ± 0,024*
Г1 р и м е ч а н и е . Звездочка — достоверные различия с контролем (/> < 0,05).
