Научная статья на тему 'КАНЦЕРОГЕННЫЕ N-НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯ НЕКОТОРЫЕ ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ'

КАНЦЕРОГЕННЫЕ N-НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯ НЕКОТОРЫЕ ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
284
20
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «КАНЦЕРОГЕННЫЕ N-НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯ НЕКОТОРЫЕ ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ»

пробирки. Для этого в тигель наливали 2 мл бидистиллированной воды, перемешивали стеклянной палочкой и переносили в центрифужную пробирку, затем приливали 4 мл бидистиллированной воды, снова перемешивали и переносили в пробирку. Далее приливали еще 4 мл воды в тигель и снова переносили в пробирку. Осадок в пробирке отделяли центрифугированием.

Из осветленной жидкости брали 4 мл в пробирку с притертой пробкой, добавляли 0,4 мл раствора роданида калия, 1 мл раствора нитрита натрия и 1,6 мл раствора железо-аммонийных квасцов. После взбалтывания реакционную смесь оставляли на 20 мин, по истечении времени раствор переносили в кювету (10 мм) и определяли оптическую плотность на фотоэлектроколориметре (ФЭК-М) с синим светофильтром (430 нм).

Предварительно строили калибровочную прямую на стандартных растворах йодистого калия, содержащих 0,04 мкг йода в 1 мл. Для этого в 5 пробирок с притертыми пробками наливали по 0,4 мл 3 Уо карбоната калия, затем последовательно в пробирки приливали 0,2, 0,6, 1, 1,4 и 1,8 мл раствора йодистого калия и доводили бидистиллированной водой до 4 мл, далее добавляли 0,4 мл раствора роданида калия, 1 мл раствора нитрита натрия и 1,6 мл раствора железо-аммонийных квасцов. Через 20 мин определяли оптическую плотность и строили калибровочную прямую в координатах: й = /С, где Б — оптическая плотность, С — концентрация йода (см. рисунок).

По калибровочной прямой определяли содержание йода в пробах. Расчет проводили в микрограмм процентах по следующей формуле:

_ а-10.100 а Х — 1000 4 = 4 »

где а — количество йода (в нг), определенное по калибровочной прямой.

Полученные данные показывают, что каталитический метод позволяет определять микроколичества йода в молоке с достаточной точностью.

ЛИТЕРАТУРА. ВылегжаникМ. 3. Труды Свердловск, с/х ин-та, 1965, т. 14, с. 151. — Дмитриченко М. М. В кн.: Лекарственные и сырьевые ресурсы Иркутской области. Иркутск, 1965, т. 4, с. 212. — Драгомирова М. А. Труды Биогеохимической лаборатории Академии наук СССР, 1944, т. 7, с. 5. — Проскурякова Г. Ф., ШвейкинаР. В., ЧернавинаМ. С. Изв. вузов. Химия и хим. технол., 1963, т. 6, № 5, с. 729.

Поступила 19/Х1 1973 г.

Обзоры

УДК 615.277.4:613

А. П. Ильницкий, Н. Л. Власенко

КАНЦЕРОГЕННЫЕ М-НИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯ. НЕКОТОРЫЕ ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ

Институт экспериментальной и клинической онкологии АМН СССР, Москва

Канцерогенные Ы-нитрозосоединения в соответствии с классификацией Л. М. Шабада должны быть отнесены к той группе канцерогенов, «...которые с несомненностью в большом числе случаев и в сравнительно короткие

81

О)

Калибровочный график в координатах: оптическая плотность — концентрация йода.

сроки вызывают опухоли у животных, но канцерогенность которых для человека... до сих пор не доказана».

В настоящее время изучено более 100 N-нитрозосоединений, из которых более 3/4 оказались канцерогенными (см. таблицу). Хотя нет прямых доказательств бластомогенной опасности нитрозосоединений для человека, существуют достаточно серьезные факты, позволяющие сделать подобное предположение.

-Прежде всего N-нитрозосоединения оказались канцерогенными для многих видов животных, включая антропоидных обезьян. Более того, до сих пор не обнаружен вид животного, резистентный к канцерогенному действию N-нитрозосоединений, хотя канцерогенные свойства, например, диметнлнитрозамина (ДМНА) изучались на 6 видах животных, а диэтил-нитрозамина (ДЭНА) — даже на 12 (Preussmann). Существуют и другие факты, подтверждающие потенциальную опасность нитрозосоединений для человека. В настоящем обзоре мы рассмотрим некоторые вопросы, имеющие отношение к гигиеническим аспектам проблемы.

Химические свойства N-нитрозосоединений. N-нитрозосоединения име-Rl4

ют общую формулу —N=0. Они составляют две основные группы сое-

динений: N-нитрозамины и N-нитрозамиды.

N-нитрозамиды применяются исключительно в лабораторной и научно-исследовательской практике и в связи с этим представляют для онкологов и гигиенистов ограниченный интерес.

N-нитрозамины широко применяются в промышленности, распространены в окружающей человека среде. Они обладают значительной устойчивостью ко многим факторам внешней среды (действие щелочей, нагревание и т. п.). Хорошо растворяются и стабильны в водной среде.

К числу этих соединений относятся ДМНА, ДЭНА, ди-Ы-пропил-нитро-замин, метил-этил-М-нитрозамин, метил-аллил-Г^-нитрозамин, метил-бензил и метил-фенил^-нитрозамины, этил^-бутил-^нитрозамин, N-нит-розо-пирролидин, N-нитрозо-морфолин, N-нитрозо-пиперидин, N-нитрозо-диэтанол и др.

N-нитрозамины могут синтезироваться в водной среде, а также газовой фазе при смешении пропорциональных количеств вторичных аминов, кислот и нитритов или солей вторичных аминов и нитритов. Они могут подвергаться деструкции путем окисления до нитраминов, восстановления до диалкилгидразинов и т. д.

Нитрозамины, в том числе канцерогенные, широко используются в промышленности.

Низшие диалкилнитрозамины, в особенности канцерогенный ДМНА, применяются в синтезе несимметричных диалкилгидразинов (А. Л. Фридман и соавт.), имеющих большое значение для определенных отраслей химической промышленности. Диэтилгидразин является важным компонентом ракетных топлив (С. Сарнер).

Нитрозамины — полупродукты в синтезе красителей, различных гетероциклических соединений, аминокислот и др. Некоторые ароматические нитрозамины в виде комплексов с тяжелыми металлами применяются в качестве красителей. Они используются как растворители, добавки к смазочным средствам и бензинам, к противокоррозийным препаратам, как катализаторы полимеризации и средства, препятствующие ей, могут применяться при вулканизации резины и в текстильном производстве. Интересна перспектива применения нитрозаминов как специальных топлив, стабилизаторов галогенароматических соединений, фунгицидов, инсектицидов, бактерицидов и как промежуточных продуктов в производстве лекарственных препаратов (LeVering и Maury). ДМНА в виде водных растворов или дустов может применяться в качестве нематоцида (А. Л. Фридман и соавт.).

В первую очередь опасность N-нитрозосоединений касается производственной среды соответствующих предприятий, а также воды водоемов, Р2

Токсические и канцерогенные свойства М-нитрозосоединений * |по Бгискгеу и соавт.,с дополнениями и изменениями]

М-нитрозосоединение Способ введения Токсичность острая LD|, (г/кг) Количество животных Дср" (Г/кг) t недель XXX ' ср (недель) Тип и количество злокачественных опухолей

Ы-нитрозо-диметиламин (ДМНА) М-нитрозо-диэтиламин (ДЭНА) • Ы-нитрозо-ди-н-пропиламин (ДПНА) N•нитpoзo-ди-н-бyтилaмин (ДБНА) Ы-нитрозо-метилэтиламнн Ы-нитрозо-метилбензиламин Ы-ннтрозо-метиланилин Ы-нитрозо-этил-н-бутиламин Ы-нитрозо-пирролидин Ы-нитрозо-пиперидин Ы-нитрозо-морфолин Ы-нитрозо-диэта нол амин Ы-нитрозо-метилуретан (НМУ) Ы-ннтрозо-метилмочевина (НММ) * На крысах линии ВД. •• Средняя общая доза, равномерно по Пероралыю Инфляционно Пероралыю Внутривенно Пероралыю » Подкожно Пероралыю > у » Внутривенно Пероралыю > Внутривенно Пероралыю Внутривенно Пероралыю » Внутривенно Перорально Внутривенно лученная за время 1 0,04 0,037 0,28 0,28 0,48 1,2 1,2 0,09 0,018 0,28 0,38 0,38 0,9 0,2 0,06 0,32 0,098 7,5 0,24 0,004 0,11 0,11 каждой kPi 20 18 274 32 48 40 20 15 34 10 30 15 25 10 15 14 15 20 11 20 13 32 аСОЙ. 0,4 0,14 0,06-0,97 0,15 1,15-3,2 3,9-10 7,4 и 9,3 0,42 и 0,75 0,12 и 0,22 3,4 1 и 1,6 1 4.2 1,4 0,75 1.3 0,29 150 1,2-1,6 0,04 0,68 0,18 20 35 12-10 71 41-15 56-19 37 и 23 60 и 54 69 и 31 35 29 и 23 40 30 40 37 23 58 36 43-29 Г,5 24 36 39 57 120-10 74 43-17 77—21 48 и 30 71 и 51 71 и 36 64 34 и 29 52 41 . 40 52 24 69 42 47-34 57 43 49 Печень — 11, лейкоз — 1 Нос — 12, почка — 1 Печень — 225, пищевод — 37 Печень — 26, гортань — 3 Печень — 45, пищевод — 8, язык — 6 Печень — 23, пищевод — 18, мочевой пузырь — 14 Печень — 2, пищевод — 3, мочевой пузырь — 18 Печень — 9, саркома — 1 Пищевод — 27 Пищевод — 8 Печень — 3,.пищевод — 30, легкие—1 Печень — 6, пищевод — 9, нос — 1 Печень — 23 Печень — 3, пищевод — 8, пищевод — 12 Пищевод — 12, желудок — 1 Печень — 14 Печень — 3 Печень — 20 Преджелудок — 11, желудок — 1 Легкие — 18, почки — 2, яичник — 2 Преджелудок — 9, желудок — 1 Мозг — 25, спинной мозг — 6, почки — 3

••• Среднее время индукции опухолей.

I .

загрязняемых стоками соответствующих производств. При этом важно учитывать их стабильность в водной среде, что придает водному фактору серьезное значение, как одному из возможных путей поступления нитро-заминов в организм человека. Пока еще мало известно об источниках загрязнения нитрозаминами атмосферного воздуха, хотя подобные исследования уже ведутся, например в ГДР.

Известно, что источниками канцерогенных нитрозаминов могут служить некоторые продукты питания. Эти канцерогены обнаружены, в частности, в рыбных и мясных продуктах, главным образом копченых и консервированных (Ю- М. Канн; Sen и соавт.), в рыбной (Sakshaug и соавт.) и пшеничной муке (Marquarat и соавт.), пастеризованном молоке (Hedler и соавт.) и т. д. Найдены они и в табачном дыме (Neurath и соавт.; Johnson и соавт., и др.)..

Исследования показали, что канцерогенные нитрозамины могут образовываться в процессе технологической обработки продуктов питания: копчения, консервирования с использованием пищевых добавок (нитритов, нитратов), жарения, сушки, соления (Sen).

Можно предположить, что в промышленных областях, где наблюдается интенсивное загрязнение внешней среды, с водой и воздухом может поступать в организм большее количество нитрозаминов, чем с продуктами питания.

В последние годы в результате многочисленных исследований была показана возможность синтеза канцерогенных нитрозаминов и нитрозами-дов в организме животных и человека из неканцерогенных веществ (нитритов, нитратов и вторичных аминов) при их пероральном поступлении. Это ставит совершенно новую задачу — определение безопасного для человека уровня неканцерогенных соединений в объектах внешней среды с учетом возможности образования из них канцерогенных веществ. В Международных стандартах питьевой воды (1973), в частности, сказано: «Может оказаться необходимым снизить уровень нитратов в воде, если будет обнаружено, что присутствие их в питьевой воде увеличивает опасность для здоровья населения, которая связана с воздействием нитрозамицов».

Вместе с тем имеются и наблюдения, свидетельствующие о том, что присутствие в пищевых продуктах некоторых соединений может ингибиро-вать синтез нитрозаминов из их предшественников. Так, например, показано, что ингибитором синтеза нитрозаминов является витамин С (Miroish и соавт.; Kamm и соавт., — цит. по New Scientist, 1973, 12 april, p. 70). В настоящее время приходится считаться с возможностью синтеза канцерогенных нитрозаминов в желудке человека, хотя к оценке этого явления следует подходить критически.

В 1967 г. Sander продемонстрировал такую возможность в опытах in vitro: в кислой среде желудочного сока из нитрита натрия и вторичных аминов были синтезированы канцерогенные нитрозамины. Продолжением этого исследования явилась работа Sander и соавт. (1968), в которой изучена возможность образования нитрозаминов и различных вторичных аминов уже в организме животных. Крысам давали вместе с пищей нитрит натрия и различные вторичные амины, после чего в их желудке были обнаружены соответствующие нитрозамины. В дальнейшем Sander и Bürkle, а также другие исследователи систематически получали у крыс и мышей злокачественные опухоли путем одновременного скармливания или введения с питьевой водой нитрита натрия и вторичных аминов или алкиламидов. На примере дифенилнитрозамина Sander и Seif показали возможность подобного синтеза и в организме человека.

Источниками нитритов, нитратов и вторичных аминов, поступающих перорально в организм, являются продукты питания и вода.

С продуктами питания и прежде всего с овощами человек получает большое количество нитратов. Особенно релико их содержание в свекле, редисе, ревене, черной редьке, где оно достигает 150—300 мг % и более (М. Я- Ро-

ома). Повышенные количества нитритов присутствуют в мясных продуктах, куда онн вносятся в ходе технологической обработки (ветчины, колбасы), а также в копченых рыбных продуктах. Важным источником нитритов в продуктах питания являются содержащиеся в них нитраты, которые под действием некоторых микроорганизмов могут восстанавливаться до нитритов. К таким микроорганизмам, играющим существенную роль в процессе изготовления пищевых продуктов, относятся некоторые бетакоккн, размножающиеся во время квашения овощей; микрококки, плесневые грибки, употребляющиеся в процессе приготовления сыров; микроорганизмы флоры рассолов и др. (Matz). Таким,образом, в действительности в организм человека поступает значительно больше нитритов, чем можно предположить.

Вторичные амины являются обычной составной частью продуктов питания человека. Они присутствуют в богатых белками рыбных и мясных продуктах. Диметил- и диэтиламин обнаружены в рыбной муке, икре, хлебных злаках, чае и др. Вторичные амины могут попасть в пищу человека вместе с продуктами обмена микроорганизмов и грибов, населяющих продукты питания. Кулинарная обработка пищи также, по-видимому, может вести к образованию вторичных аминов. Они могут возникать из содержащихся в пищевых продуктах аминокислот, подобных пролину, гидрооксипролину и аргинину (Тоге).

Другим важным источником предшественников нитрозаминов является вода.

Уровень нитритов в водоемах, как правило, невысок и составляет сотые доли миллиграмма на 1 л и лишь в 10--20% случаев превышает 0,5 мг/л. Иная картина наблюдается с нитратами. Установлена зависимость уровня нитратов в воде от состава почвы; в подзолистой почве (Татария) уровень нитратов составляет десятки миллиграмм на 1 л, в серой лесной — более 100 мг/л, а в черноземной — почти 200 мг/л. В сельских районах чрезвычайно мощным источником поступления нитратов в поверхностные водоемы и подземные воды являются азотсодержащие удобрения.

Наконец, применение нитратов в текстильной промышленности (при крашении), изготовлении взрывчатых веществ и др. связано с поступлением нитратов в сточные воды, а затем — в водоемы.

Сами по себе нитраты вступать в реакцию с вторичными аминами не могут. Считают, что в желудке человека нитраты могут подвергнуться редукции, превращаясь в нитриты. Подобное допущение было сделано на основании исследования Sander и Seif. Эти авторы давали 31 пациенту натощак пробный завтрак, содержащий 40 мл воды, 100 мг.гидрокарбоната натрия, 300 мг нитрата натрия и 1000 мг глюкозы. В течение 50 мин после завтрака через каждые 10 мин брали пробы желудочного сока для определения нитрита. Оказалось, что на количество обнаруживаемого нитрита большое влияние оказывала величина pH содержимого «голодного» желудка: если pH секрета было меньше 3,0, то, несмотря на нейтрализующее действие завтрака, нитрит не обнаруживался; при значении pH выше 4,0, нитрит обнаруживался постоянно, однако в небольших количествах. Естественно предположить, что в реальных условиях этот процесс будет еще менее выражен, а если это так, то основную роль в процессе нитрозирования будут играть нитриты, поступающие в организм в «готовом» виде. Однако в настоящее время этот вопрос требует дальнейшего тщательного изучения.

Несколько слов о воде как источнике вторичных аминов. Вторичные амины содержатся в сточных водах многих производств. Для ряда этих соединений (диметиламин, диэтиламин, дипропиламин и др.) установлены предельно допустимые концентрации в воде, что свидетельствует о реальности их поступления в водоемы. Учитывая важную особенность нитрозаминов — простоту и легкость их синтеза — необходимо особо указать на возможность их синтеза при благоприятных условиях непосредственно во внешней среде: в водоемах, атмосферном воздухе, что является новым, почти не изученным аспектом проблемы.

.Проблему канцерогенных нитрозаминов, безусловно, следует рассматривать как имеющую отношение к предупреждению злокачественных новообразований у человека. Во многом она еще не вышла из области предположений, однако то, что уже известно, заставляет со всей серьезностью отнестись к ее решению. Многие исследователи в настоящее время разделяют мнение Lijinsky и Epstein, что канцерогенные нитрозамины, по-видимому, явятся главным классом канцерогенов, имеющих причинное отношение к раку человека (Preussmann, и др.). В связи с этим одной из основных задач в настоящее время является изучение распространенности канцерогенных нитрозаминов во внешней,среде, определение их количеств, поступающих в организм человека тем или иным путем, а также накопление данных о действительной роли этих соединений в онкопатологии человека.

ЛИТЕРАТУРА. РоомаМ. Я- Гиг. и сан. 1971, № 8, с. 46. — С а р н е р С. Химия ракетных топлив. М., 1969. — Фридман А. Л., М у х а м е т ш и н Ф. М., Н о в и к о в С. С. Успехи химйи, 1971, т. 40, № 1, с. 64. — Ш а б а д Л. М. Гиг. и сан., 1966, № 11, с. 18. — D г и с k г е у Н., Preussmann R. I v а п к о v i с S. et al. Z. Krebsforsch, 1967, Bd 69, S. 103. — H e d 1 e r L., Mar quardtP., Food Cosmet. Toxicol., 1968, v. 6, p. 341. — J о h n so n D. E., Rhoa d e s J. W., J. nat. Cancer Inst., 1972, v. 48, p. 1845. — Levering R., MauryL Реф. ж. Химия, 1965, № 8Н147П. - Lijinsky W., Epsteins., Nature, 1970 v. 225, p. 21. — Marquardt P., H e d 1 e r L. Arzneimittel — Forsch., 1966, Bd 16 S. 778. -Matz J., Z. ges. Hyg., 1972, Bd 18, S. 903. — M i r v i s h S., Wall cTa v e L., E a g e n M., Science, 1972, v. 177, p. 64. — N e и r a t h G., P i r m a n n B. Luttich W. et al. Beitv. Tabakranch forsch., 1965, v. 3, p. 251. — P г e и s s mann R., N. Nitroso Compounds Analysis and Formation IARC. Lyon, 1972. — S а к shaug J., Sögeen E., Aas Hansen M., Nature, 1969, v. 206, p. 1261. — San der J., Arch. Hyg. (Berl.), 1967, v. 151, p. 22.— SanderJ.et al. Hoppe — Seyler's Z physiol. Chem., 1968, Bd 349, S. 1691,— Sander J., Bürde G. Z. Krebsforsch. 1971, Bd 75, S. 301. — S a n d e r J., Seif F., Arzneimittel — Forsch., 1969, Bd 19 S. 1091. — Sen N. P., Food Cosmet. Toxicol., 1972, v. 10, p. 219. — Tore A., Nord Vet Med., 1972, v. 24, p. 356. V

Поступила 24/VI 1974 r.

За рубежом

УДК «12.273+615.916:546.214

Д. JI. Коффин, Д. Е. Гарднер

К ТОКСИКОЛОГИИ ОЗОНА: СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ ТОЛЕРАНТНОСТЬЮ И ЗАЩИТНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ ЛЕГКИХ

Патобиологическое отделение лаборатории экспериментальной биологии Национального исследовательского центра по проблемам окружающей среды Агентства по защите окружающей среды США

Токсикологи, проводящие ингаляционные исследования, термином толерантность обозначают явление, состоящее в том, что предварительное воздействие несмертельной дозы токсического вещества оказывает «защитное» действие по отношению к последующей, обычно летальной дозе того же химического вещества. Впервые это явление наблюдалось в опытах на кошках с применением фосгена в 1921 году (Gildemeister), причем Box и Cullumbine в 1947 году подтвердили полученные результаты, приписав их изменениям картины дыхания. О защитном эффекте предварительного воздействия озона сообщали в 1956 году Stokinger и соавт. С тех пор это явление

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.