CC BY
7
Профилактическая токсикология и гигиеническое нормирование
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2011 УДК 614.771:553.982|:616.5*092.9
Н. В. Русаков, И. А. Крятов, 3. И. Коганова, О. Н. Миславский, И. С. Евсеева, О. В. Ушакова
КОЖНО-РЕЗОРБТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ НЕФТИ НА НЕКОТОРЫЕ БИОХИМИЧЕСКИЕ И ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОРГАНИЗМА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
Накопленные в почве нефть и продукты ее трансформации по многочисленным трофическим цепям попадают в организм человека, что увеличивает риск экологически обусловленных заболеваний. В эксперименте (30 сут) изучали накожное влияние различных доз (4250, 850, 425 мг/кг) нефти, эмульгированной в подсолнечном масле. Оценивали сенсибилизирующее и аллергическое действие на белых морских свинках. Определяли активность Ы-ацетил-Ь-О-глюкозаминидазы и каталазы в сыворотке крови белых беспородных крыс-самцов.
Отмечено негативное действие нефти в дозе 4250 мг/кг. В процессе развития биоэффекта защитно-приспособительная реакция организма, выявленная на ранних стадиях, сменялась напряжением его адаптационных возможностей.
Ключевые слова: кожно-резорбтивное действие, нефть
N. V. Rusakov, I. A. Kryatov, Z. /. Koganova, О. N. Mislavsky, I. S. Evseyeva, О. V. Ushakova. — SKIN RE-SORPTIVE EFFECT OF PETROLEUM ON SOME BIOCHEMICAL AND IMMUNOLOGICAL PARAMETERS IN EXPERIMENTAL ANIMALS
Petroleum and its transformation products accumulated in soil along multiple trophic chains enter the human body, which increases the risk of environmentally induced diseases. A thirty-day experiment studied the cutaneous effect of different doses (4250, 850, and 425 mg/kg) of sunflower oil-emulsified petroleum. Its sensitizing and allergic effects were studied on albino guinea pigs. The activity of N-acetyl-beta-D-glucosaminidase and catalase was determined in the sera of non-inbred male albino rats. Petroleum given in a dose of4250 mg/kg was found to have a negative effect. When its bioeffect occurred, a protective adaptive response of the body revealed in early stages gave way to tension of its adaptive capacities.
Key words: skin resorptive effect, petroleum
Загрязнение окружающей среды углеводородами — острейшая мировая экологическая проблема. Накопление в почве нефти, токсичных продуктов трансформации и токсичных почвенных грибов, подавление биологической активности и самоочищающей способности почвы, торможение развития растений сопровождаются выраженными экологическими нарушениями. Потенциальная опасность вторичного загрязнения атмосферного воздуха и фунтового потока может стать источником опосредованного поступления токсикантов в организм человека по многочисленным трофическим цепям, что увеличивает риск экологически обусловленных заболеваний [8,10].
По данным литературы, токсическое действие углеводородов сопровождается нарушением сердечно-сосудистой деятельности, эндокринной системы, влияет на формулу крови, функцию печени [2, 9]. При непосредственном контакте человека с
Русаков Н. В. — акад. РАМН, проф., д-р мед. наук, зам. дир. ин-та по научной работе (8(499)-24б-61-97); Крятов И. А. — канд. мед. наук, зав. лаб. гигиены почвы (8(499)-246-86-85); Коганова 3. И. — канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаб. биохимии с группой иммунологии (8(499)-245-03-12); Миславский О. Н. — канд. хим. наук, науч. сотр. лаб. биохимии с группой иммунологии (8(499)-245-03-12); Евсеева И. С. — канд. мед. наук, науч. сотр. лаб. гигиены почвы (8(499)-246-86-85); Ушакова О. В. — науч. сотр. лаб. гигиены почвы (8(499)-246-86-85).
загрязненной нефтью почвой возникает опасность кожно-резорбтивного и раздражающего действия.
Однако информации о гигиенической оценке антропогенного загрязнения почв, их взаимодействия с окружающей средой и степенью возможного негативного воздействия на человека недостаточно [1].
Провели экспериментальное исследование по оценке кожно-резорбтивного действия нефти. Известно, что биологическое действие любого ксенобиотика на организм зависит от пути поступления, времени и дозы воздействия. В связи с этим провели исследования по изучению сенсибилизирующего и аллергенного действий различных концентраций нефти, а также выявили качественные характеристики некоторых биохимических показателей сыворотки крови, отражающих способность организма к детоксикации.
Экспериментальные исследования выполнили на белых морских свинках и белых беспородных крысах-самцах (по 30 особей). Использовали 3 дозы испытуемого вещества, полученные путем эмульгирования нефти в подсолнечном масле, достигая разведения 1:10, что соответствовало 4250 мг/кг, 1:50 - 850 мг/кг и 1:100 — 425 мг/кг. Возможные проявления сенсибилизирующего и аллергического свойства различных разведений нефти в растительном масле определяли методами накожных аппликаций и коньюнктивальных проб на белых морских свинках [5, 11]. Гиперчувствительность немедленного типа фиксировали через 1—5, 15, 30
и 60 мин, а замедленного типа — через 24, 48 и 72 ч. Биохимические исследования выполняли на белых беспородных крысах-самцах, хвостовую часть которых ежедневно в течение 30 сут погружали на 4 ч в масляный раствор нефти в тех же дозах. В сыворотке крови крыс, взятой из подъязычной вены, через 5, 10, 15 и 30 сут определяли активность ка-талазы (КФ. 11.1.16) и Ы-ацетил-Ь-О-глкжозами-нидазы (КФ.3.2.1.30) [3,7,13]. Выбор этих показателей обоснован тем что, как правило, повреждающее действие ксенобиотиков осуществляется прежде всего через структурно-функциональные нарушения, возникающие на субклеточном уровне. К таковым относятся ферменты, локализованные в лизосомах, участвующих в катаболизме эндо- и экзогенных веществ и эвакуации продуктов метаболизма из клетки, а в перексисомах — каталаза, принимающая участие в нерадикальном разложении
НА-
В качестве контроля использовали животных, которых подвергали воздействию чистого растительного масла в том же режиме, что и опытных.
Всех животных содержали на стандартном рационе.
Результаты исследования обработали статистически с использованием критерия Стьюдента.
Перкутанное воздействие различных концентраций растворов нефти не влияло на массу тела и поведенческие реакции экспериментальных животных. Проведение скарификационных проб во всех группах животных не выявило признаков реакций гиперчувствительности немедленного и замедленного типов, что свидетельствует об отсутствии у данного вещества анафилактической активности и раздражающего действия на кожу. В отличие от этого, конъюнктивальные пробы дали положительные результаты, о чем свидетельствовало покраснение всей конъюнктивы и склеры при разведении нефти 1:10, покраснение слезного протока и склеры в направлении к роговице при разведении 1:50. На следующий день после постановки проб вышеописанные изменения исчезали.
Анализ результатов биохимических исследований свидетельствовал, что перкутанное действие различных доз нефти на организм животных в течение 30 сут сопровождалось изменениями в сыворотке крови изучаемых показателей в зависимости от дозы и сроков воздействия. На ранних этапах (5 сут) развития биологического действия всех изучаемых доз нефти наблюдали статистически достоверное снижение активности лизосомального фермента 1^-ацетил-Ь-0-глюкозаминидазы в сыворотке крови с 16 до 25% относительно контрольных величин (19 ± 0,36 нМ/л/мин). В отличие от этого активность каталазы изменялась только в 1-й группе опытных животных, в организм которых поступала максимальная доза нефти 4250 мг/кг (разведение 1:10). Активность каталазы, в противоположность лизосомального фермента, увеличив&пась на 20% (18,2 ±0,89 Мкат/л), что свидетельствует об интенсификации антиоксидантной защиты. Наряду с этим снижение активности лизосомального фермента, возможно, связано с активацией фаго-лизосом, участвующих в поглощении различных веществ из окружающей среды. Такой характер из-
й 1' г
12 3 4
Степень изменения (в %) активности каталазы и N-аце-тил-Ь-О-глюкозаминидазы в сыворотке крови крыс при накожном воздействии нефти в дозе 4250 мг/кг в течение 30 сут.
По оси абсцисс — изменения относительно М^, (в %); по оси ординат — время воздействия нефти в лозе 4250 мг/кг (в сут): /—5, 2—10, 3—15, 4— 30. Темный столбик — каталаза; светлый — М-ацетил-Ь-О-глкжозами-нидаза.
менений можно расценить как приспособительную реакцию организма в ответ на это воздействие. На 10-е сутки после начала эксперимента направленность изменения изучаемых ферментов сохранялась только в группе животных, получавших максимальную дозу воздействия. Во 2-й группе опытных животных изучаемые показатели не различались с показателями контрольной группы, тогда как в сыворотке крови экспериментальных животных 3-й группы (425 мг/кг) наблюдали уменьшение активности каталазы в среднем на 28% до 11,1 ± 0,94 Мкат/л.
Известно, что кроме каталазы за поддержание стабильности антиоксидантной системы ответственны ферменты глутатионзависимого звена, которые, вполне возможно, обеспечивали утилизацию Н202, тем самым компенсируя негативное действие ксенобиотика [4].
Увеличение срока воздействия (15 сут) данного химического соединения сопровождалось снижением активности Ы-ацетил-Ь-О-глюкозаминидазы в 1-й (разведение 1:10) и 3-й (разведение 1:100) группах. При этом активность каталазы в сыворотке крови крыс во всех опытных группах находилась в пределах контрольных величин. К завершению подострого эксперимента через 30 сут изменения изучаемых ферментов наблюдали только в группе животных, подвергавшихся воздействию максимальной дозы нефти 4250 мг/кг (разведение 1:10). В отличие от ранних сроков (5 и 10 сут) воздействия отметили статистически достоверное увеличение активности обоих ферментов. В сыворотке крови крыс активность каталазы возрастала на 54%, а Ы-ацетил-Ь-Э-глюкозаминидазы — на 17 %.
Результаты биохимических исследований в процессе развития биоэффекта при перкутанном поступлении в организм экспериментальных животных изучаемых доз нефти в течение 30 сут различались качественно и количественно в зависимости от срока экспозиции. Так, воздействие нефти на организм экспериментальных животных в дозах 850 и 425 мг/кг носило транзиторный характер и к концу эксперимента значимых изменений не вы-
явлено. В отличие от этого влияние максимальной дозы нефти в разведении 1:10 сопровождалось статистически достоверными изменениями на протяжении всего эксперимента. Динамика изменений иллюстрирует процесс формирования ответных реакций организма на уровне изучаемых показателей (см. рисунок). Так, на начальной стадии развития биоэффекта на фоне активации антиоксидантной защиты наблюдалось ингибирование лизосомаль-ного фермента, что, возможно, вызвано аккумуляцией изучаемого вещества в лизосомах [6]. Подтверждением данного положения служит отсутствие анафилактических и раздражающих реакций на коже. Все это характеризует развитие адаптационного процесса. По мере увеличения срока (30 сут) воздействия ксенобиотика защитно-приспособи-тельная функция сменяется срывом адаптационного процесса. Свидетельством этого является существенная активация каталазы, которая вызвана интенсификацией наработки Н202. Наряду с этим увеличивалась активность Г^-ацетил-Ь-Э-глюкоза-минидазы в сыворотке крови за счет дестабилизации мембран лизосом.
Таким образом, перкутанное действие эмульсии нефти в разведении 1:10 снижает защитные функции организма и свидетельствует о напряжении его адаптационных возможностей.
Литература
1. Гончарук Е. И. // Гиг. и сан. — 1990. - № 4. — С. 4-7.
2. Давыдова С. Л., Тагосов В. И. Нефть как топливный ресурс и загрязнитель окружающей среды. — М., 2004.
3. КоролюкМ. А., Иванова Л. И., Майорова И. Г., Токарев В. Е. // Лаб. дело. - 1988. - № I. - С. 16-19.
4. Львова С. П., Абаева Е. М., Гасангаджиева А. Г., Михайлен-ко И. К. // Вопр. мед. химии. - 2002. - Т. 48. - С. 189— 195.
5. Методические указания к постановке исследований по изучению раздражающих свойств и обоснованию предельно допустимых концентраций избирательно действующих раздражающих веществ в воздухе рабочей зоны. — М., 1980.
6. Моисеева Е. Г., Пасечник А. В., Дроздова Г. А., Фролов В. А. // Бюл. экспер. биол. — 2007. — № 3. - С. 273-275.
7. Покровский А. А., Кравченко Л. В., Тутельян В. А. // Биохимия. - 1971. - Т. 36. - С. 690.
8. Русаков Н. В., Мерзлая Г. Е., Афанасьев Р. А. и др. // Гиг. и сан. - 2007. - № 6. - С. 60-64.
9. Сафонникова С. М., Магжанова С. А., Яхина М. Р. и др. // Сборник науч. трудов "Гигиена производств и окружающей среды, охрана здоровья рабочих в нефтегазодобывающей и химической промышленности". — М., 1992. — С. 196.
10. Солнцева Н. П. // Техногенные потоки веществ в ландшафтах и состояние экосистем. — М., 1981. — С. 23—42.
11. Федосеева В. Н., Шарецкий А. И., Аристовская Л. В. и др.: Метод, рекомендации. — М., 1989. — С. 47.
12. Чепуренко С. А. // Бюл. экспер. биол. и мед. — 2007. — № 5. - С. 519-521.
13. Walker P. в., Wookken J. W., Heyworth R. // Biochem. J. -1961. - Vol. 79. - P. 288.
Поступила 12.03.10
С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2011 УДК 614.72:547.56|*074
Н. В. Зайцева, Т. С. Уланова, Т. В. Нурисламова, Н. А. Попова, В. М. Митрофанова
ОБОСНОВАНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ В КРОВИ ФЕНОЛА И АЛКИЛФЕНОЛОВ (О-, М-, П-КРЕЗОЛЫ), ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПРИЕМЛЕМЫЙ УРОВЕНЬ РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ
ФГУН Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения, Пермь
В статье рассматриваются современные нетрадиционные подходы к выявлению причинно-следственных связей и критериев достоверности связи экспозиции и ответов. В работе использованы элементы методологии оценки риска и приемы экологической эпидемиологии для исследования причинно-следственных связей. Дана оценка зависимости токсикант в крови — маркер ответа и установлена количественная характеристика связей между концентрациями изучаемых соединений и риском развития вредных эффектов. На базе моделей маркер экспозиции — маркер ответа выявлены приоритетные виды функциональных изменений и установлены величины концентраций фенола и м-, п-крезолов в крови при приемлемом уровне риска.
Ключевые слова: газовая хроматография, фенол, алкилфенолы, модель токсикант в крови — маркер ответа, концентрация, обеспечивающая приемлемый уровень риска
N. V. Zaitseva, Т. S. Ulanova, Т. V. Nurislamova, N. A. Popova, V. М. Mitrofanova. - SUBSTANTIATING THE BLOOD CONCENTRATIONS OF PHENOL AND ALKYLPHENOLS (О-, M-, AND N-CRESOLS) PROVIDING THE ACCEPTABLE RISK TO HUMAN HEALTH
The paper considers the current nontraditional approaches to revealing the causal effects and criteria for significance of an exposure-response relationship. The study has used the elements of methodology for assessing the risk and the techniques of environmental epidemiology to examine causal effects. A blood toxicant-response marker relationship was assessed and the quantitative characteristics of the association between the concentrations of the test compounds and the risk of noxious effects were ascertained. On the basis of exposure marker-response marker models, the authors revealed the priority types of functional changes and established the blood concentrations of phenol and m- and n-cresols at an acceptable risk level.
Key words: volatile fatty acids, gastrointestinal tract diseases
