CC BY
5
=0,7), при введении хлоропрена — с понижением осмотической резистентности (г=0,82) и сокращением времени подвижности сперматозоидов (л=0,9). Вместе с тем при воздействии хлоропрена в течение 6 мес активность изучаемого фермента в ткани гонад достоверно коррелировала с изменением времени подвижности (г=0,9), характером подвижности сперматозоидов (г=0,84) и их осмотической резистентностью (/-=0,7).
Как известно, лизосомальные гликозидазы, в том числе |3-галактозидаза, участвуют в гидролизе углеводсодержащих биополимеров, в частности сиалосодержащих гликопротеидов [2]. Количество последних на мембранах связывают с процессом созревания сперматозоидов и их оплодотворяющей способностью [1, 3]. Изменение активности (3-галактозидазы в семенной жидкости и ткани гонад может привести к дисбалансу сиалосодержащих гликопротеидов на мембранах сперматозоидов и нарушению взаимодействия между сперматозоидом и яйцеклеткой. ^Подобного рода структурно-функциональная связь обусловлена активным участием сиало-вых кислот в качестве рецепторов в осуществлении процессов межклеточного взаимодействия.
Выявленные нами изменения активности р-галактозидазы в семенной жидкости крыс в зависимости от интенсивности воздействия различных химических веществ отражают, по-видимому, не только количественную, но и качественную взаимосвязь. Понижение активности этого
фермента в семенной жидкости и ткани гонад следует, по нашему мнению, рассматривать как особенно неблагоприятное явление, поскольку оно сопровождается изменением функционального состояния сперматозоидов и отражает, возможно, стадию декомпенсации процессов, ответственных за созревание, функциональное состояние сперматозоидов и их оплодотворяющую способность.
Немаловажно отметить, что изменение активности изучаемого фермента в ткани гонад и семенной жидкости наблюдалось при дозах, равных или меньших, чем ПДК хлоропрена, свинца, ртути, бария, и это было учтено при уточнении гигиенических регламентов указанных веществ в воде водоемов.
Учитывая полученные экспериментальные данные, а также исходя из возможной связи между понижением оплодотворяющей способности и изменением активности ß-галактозидазы, мы рекомендуем использовать определение активности этого фермента в ткани гонад и семенной жидкости в качестве биохимического критерия гонадотоксического эффекта химических факторов окружающей среды.
Литература
1. Arora A., Dinkar N.. Prasad М. R. N. // Contraception.— 1975. _ Vol. 11, N 6, —P. 689—700.
2. Holtzman E. Lysosomes: a Survey.— Wien, 1976.
3. Strivastava P. N.. Gold K. G. // Contraception. — 1973.— Vol. 7, N 1, —P. 65—73.
Поступила 27.05.88
Обзоры
УДК 616-056.43-0:[в14.7:6в
? Г. И. Виноградов
КРИТЕРИИ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ АЛЛЕРГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева
Одной из главных задач гигиены является повышение точности и надежности гигиенических регламентов, которые достигаются не только повышением общего уровня токсикометрических исследований, но и обязательным учетом отдаленных последствий действия химических веществ и их аллергенных эффектов. В настоящее время для изучения влияния химических загрязнителей окружающей среды_на иммунную систему орга-низклГиспользуются новейшие достижения фундаментальной иммунологии, что позволило установить критерии оценки вредности химических веществ и разработать эффективные санитарно-
гигиенические мероприятия по предупреждению аллергической заболеваемости населения [22].
Рассматривая влияние экологических факторов на иммунологические функции организма, важно иметь в виду особенности иммунной системы организма: с одной стороны, ее устойчивость в отношении вредных воздействий, а с другой — высокую ранимость наиболее молодых в эволюционном отношении форм иммунитета. Иммунологические реакции очень лабильны, они могут изменяться не только при патологических состояниях, но и в период адаптации к действию химических веществ [2].
Возможность и необходимость гигиенического регламентирования химических вещестз с учетом принципа пороговое™ сенсибилизирующего эффекта сегодня уже очевидны. Аллергенное действие относится к категории пороговых и развивается лишь при достижении определенной дозы инкорпорированного аллергена. Последнее подтверждается зависимостью между числом сенсибилизированных животных и дозой, а также снижением аллергенной заболеваемости в результате проведения санитарно-гигиенических мероприятий, направленных на оздоровление окружающей среды.
В настоящее время наряду с изучением общетоксического действия химических соединений первостепенное значение приобретают разработка и совершенствование критериев вредности для оценки их специфического действия (канцерогенного, мутагенного, эмбриотоксического, аллергенного и др.). И. В. Саноцкий и В. Н. Фоменко [20] считают, что при оценке реальной опасности химических соединений для здоровья населения важнейшим количественным показателем является зона специфического действия, которая устанавливается по соотношению порогов общетоксического и специфического действия вещества. Сейчас уже ясно, что аллергенные эффекты химических веществ нередко проявляются в концентрациях на несколько порядков ниже тех, при которых наблюдается токсическое действие. Наш опыт изучения аллергенной активности химических загрязнителей окружающей среды также показал, что аллергические признаки возникают при концентрациях и дозах ниже порогов обще-токсического действия [10]. Так, пороговая концентрация формальдегида при условии ингаляционного поступления в организм с учетом его сенсибилизирующего действия составляет 0,001 мг/м3 [7], в то время как установленная ранее максимальная разовая ПДК находится на уровне 0,035 мг/м3.
Л. А. Томашевской и 3. И. Жолдаковой [21] на основании анализа показателей общетоксического действия хлористого бензила рекомендована ПДК в воде водоемов на уровне 0,005 мг/л. Изучение аллергенной активности этого соединения показало, что подпороговой величиной по аллергенному эффекту является концентрация 0,001 мг/л. Порог аллергенного действия оказался ниже общетоксического и для хлористого бутила. По данным М. А. Пинигина и соавт. [15], при комплексном поступлении в организм бензола с воздухом в концентрации 0,51 мг/м3 и с водой в дозе 1,5 мг/кг состояние сенсибилизации было выявлено на 48-й день воздействия, в то время как сдвиги по общетоксическим показателям отмечались позднее — на 70—74-й день.
Приведенные данные позволяют считать, что аллергенную активность химических веществ, загрязняющих различные объекты окружающей среды, следует рассматривать как существенный
и необходимый критерий гигиенического нормирования. ^
Ввиду большого разнообразия сфер применения и распространения химических веществ в различных объектах среды обитания человека в настоящее время, по-видимому, еще невозможно полностью использовать один и тот же подход к регламентации химических веществ.
При обосновании ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны исследования проводят в несколько этапов [2]. На I этапе в опытах с виутрикожной сенсибилизацией устанавливают наличие у изучаемого вещества сенсибилизирующих свойств; на II этапе выявляют возможность развития сенсибилизации животных при эпику-танном и ингаляционном путях поступления вещества в организм, определяя в опытах с ингаляцией пороговую и недействующую концентрацию по сенсибилизирующему эффекту; на III этапе находят величину ПДК, учитывая соотношения пороговых концентраций по сенсибилизирующему и общетоксическому действию. Важное значение при обосновании ПДК имеют результа-s ты клинико-гигиенической проверки концентраций, установленных в токсиколого-аллергическом эксперименте. Показательным в этом отношении является комплексное иммунологическое обследование лиц, контактирующих с бериллием, включающее оценку аллергенного действия, аутоиммунного ответа и неспецифического антиинфекционного иммунитета. Установлено, что рекомендованная ПДК этого вещества в воздухе рабочей зоны (0,001 мг/м3) не может быть признана безопасной в плане развития аллергопа-тологии [3].
Аллергологическое изучение загрязнителей атмосферы, как правило, начинается с определения состава и структуры комплекса веществ, присутствующих в атмосферном воздухе. Основная задача при этом — выбрать ведущие аллергенные ингредиенты, Результаты реакций in vitro, поставленных с использованием этих ингредиентов, являются веским доказательством опасностй-сенсибилизирующего действия веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Однако отрицательный результат в подобных исследованиях, вероятно, не может рассматриваться как доказательство отсутствия опасности развития сенсибилизации, гак как нередко остаются сомнения в правильности выбора ведущих аллергенов и, кроме того, не исключена возможность усиления их действия при совместном присутствии в воздухе. Обоснованность этих сомнений становится все более очевидной по мере совершенствования методов санитарно-химического анализа, расширяющего наши представления о сложности состава загрязнений атмосферы выбросами от промышленных предприятий, транспорта, объектов энергетики.
Оценить сенсибилизирующее действие такого сложного комплекса по результатам аллерголо-
гических проб с отдельными веществами крайне атруднительно. В связи с этим при изучении енсибилизации населения необходимо шире использовать в качестве аллергенов не только чистые химические вещества, но и комбинированные аллергены, представляющие собой экстракты проб атмосферного воздуха, отобранные в натурных условиях [17].
В течение последних лет вопросы гигиенической регламентации химических аллергенов в окружающей среде являлись предметом исследований в Киевском НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева. Результатом научных работ стало обоснование и внедрение в практику иммунологического критерия вредности [9, 11] . При этом изучены вопросы постановки ал-лергологического эксперимента, длительности и режима сенсибилизации, выбора вида экспериментальных животных и наиболее информативных методов исследований. Особо важными представляются установление зависимости аллергенного эффекта от дозы, времени воздействия и пу-П(и поступления химических веществ в организм, а также оценка значимости выявленных аллерго-логических эффектов для организма как в эксперименте, так и в натурных условиях.
Анализ результатов исследований позволяет рекомендовать изучение аллергенной активности химических соединений, загрязняющих атмосферный воздух и воду водоемов, в эксперименте с учетом возможного в реальных условиях пути поступления этих веществ в организм. Наиболее целесообразно проводить исследования при ингаляционной или пероральной затравке животных в течение 30 дней. Для установления сенсибилизирующего действия химических веществ, загрязняющих окружающую среду, следует использовать наиболее информативные аллергические реакции с применением аллергена in vitro (реакции дегрануляции базофилов периферической крови и тучных клеток перитонеальной жид-{ кости, определение показателя повреждения ней->У_трофилов) и серологические реакции (реакцию связывания комплемента на холоде). Кроме того, необходимо дальнейшее совершенствование наиболее современных методов оценки состояния Т-и В-систем иммунитета (реакции областной трансформации лимфоцитов, спонтанного и иммунного розеткообразования, определение иммуноглобулинов и др.) [8].
Н. В. Русаков [19] изучил аллергенную активность большой группы химических соединений (синтетические моющие средства, пестициды и ядохимикаты, красители и их производные, различные соединения металлов) при их перораль-ном поступлении в организм. Автору удалось выявить целый ряд закономерностей, представляющих особую актуальность для целей гигиенической регламентации химических аллергенов. Так, установлено, что аллергенное действие химических веществ при энтералыюм введении подчи-■V
ГЗ Гигиена и санитария № 3 _
няется общебиологической закономерности доза—время—эффект при отсутствии выраженных общетоксических проявлений. При ежедневном пероральном воздействии малых концентраций химических веществ признаки сенсибилизации проявляются в два этапа — на 1—2-м и 3—6-м месяцах.
Для экспериментального изучения аллергенного действия химических веществ при их пероральном поступлении в организм могут быть использованы как морские свинки, так и белые крысы, а наиболее чувствительными являются методы Ерне в модификации Н. Н. Клемпарской, Уанье с лизатом цельной крови, специфического лизиса лейкоцитов. На основании полученных данных Н. В. Русаков условно разделил изученные химические вещества на 4 группы соответственно классам опасности. 1-я группа — сильные аллергены, сенсибилизирующие организм на уровне сотых и десятых долей миллиграмма на 1 л, 2-я — аллергены средней силы, сенсибилизирующие в концентрациях от 1 до 100 мг/л, 3-я — слабые аллергены, сенсибилизирующие в концентрациях 100 мг/л и выше, 4-я — вещества или их комбинации, не вызывающие состояние сенсибилизации при пероральном поступлении в организм.
Экспериментальные исследования аллергенного действия целого ряда химических веществ, загрязняющих воду водоемов, проведены на морских свинках и белых крысах [13]. И хотя автор обосновывает возможность использования крыс в качестве тест-объекта, тем не менее в случае установления у них в хроническом эксперименте достоверных изменений аллергологических показателей для окончательного решения вопроса о пороге аллергенного действия вещества он рекомендует проверять сенсибилизирующие и более низкие дозы в опыте на морских свинках. Общеизвестно, что для моделирования • аллергенных процессов чаще всего используют морских свинок как наиболее чувствительный вид животных. В ряде работ показано, что для гигиенической оценки аллергенного действия могут использоваться и белые крысы. Вместе с тем установлено, что при эпикутанном воздействии только сильные аллергены способны вызывать сенсибилизацию организма белых крыс [6]. Сравнительное изучение видовой чувствительности белых крыс и морских свинок при пероральном поступлении динитрохлорбензола и парафенилендиамина показало большую чувствительность белых крыс. Так, порог алергенного действия у морских свинок составлял 0,1 мг/л, а у белых крыс — 0,01 мг/л. При ингаляционном поступлении формальдегида и бензола время наступления аллергенного эффекта было одинаковым [18]. Аналогичные данные были получены при изучении аллергенной активности формальдегида.
Важным аспектом изучения влияния факторов окружающей среды на иммунную систему орга-
низма является разработка наиболее информативных и вместе с тем простых методов иммунологического анализа. Необходимо отметить, что эти методы постоянно совершенствуются с учетом достижений иммунологической пауки. Однако в большинстве работ используются только отдельные показатели, которые не всегда позволяют оценить в целом состояние иммунологической реактивности организма. Это в значительной мере снижает и возможности сравнительной характеристики аллергенности различных химических веществ, определяемой разными авторахш. Унификации методов иммунологических исследований в значительной мере способствовали методические рекомендации [14], в которых подчеркнуто, что для характеристики иммунологической реактивности организма должны применяться как количественные, так и качественные (функциональные) подходы. Оценка иммунного статуса может быть проведена как in vivo, так и in vitro : in vivo оценивается состояние иммунной системы на уровне организма, в опытах in vitro исследования проводятся с использованием биологических жидкостей или иммунокомпетен тных клеток. Иммунное состояние организма определяется путем анализа показателей гуморального (В-звено) и клеточного (Т-звеио) иммунитета.
В специальном обзоре, посвященном сравнительной оценке аллергологических тестов, обсуждается информативность различных методов [23]. В частности, указывается, что все тесты могут быть разделены на две группы — выявляющие гуморальные и клеточные реакции гиперчувст-вительности. К числу первых относятся проба с высвобождение?.! гистамина, реакция пассивной гемагглютинации (антитела, выявляемые этой реакцией, относятся к IgG или IgM), тестдеграну-ляции базофилов (выявляет специфические'антитела — Ig'E). В группу проб, используемых для оценки клеточных реакций, входят реакция бла-стной трансформации лимфоцитов, проба с торможением миграции лейкоцитов и макрофагов, тест розеткообразования.
Решение проблемы гигиенического нормирования химических аллергенов в окружающей среде требует определения биологической значимости для организма иммунологических сдвигов, возникающих в ответ на воздействие химического соединения. Известно, что одни и те же иммунологические механизмы лежат в основе иммунных и аллергических реакций [1, 16]. Противоткане-вые антитела, различающиеся по функциональной активности, не различаются по своим физико-химическим свойствам, а их биологическую активность и агрессивность можно оценить только с помощью цитотоксических тестов. Известно также, что аллергия — процесс, диалектически объединяющий элементы защиты и повреждения. Это обстоятельство представляется весьма важным при определении критериев гигиенической оценки химических аллергенов [2, 4]. Установле-
но, что появление аллергических антител, клеточных аллергических реакций и положительных кожных тестов наблюдается у значительного чис^ ла лиц, а на отдельных предприятиях — практически у всех здоровых рабочих, в то время как клинические признаки аллергизации обнаруживаются довольно редко. Это наблюдение позволило выделить фазы аллергического процесса: первичную адаптацию, компенсацию и собственно повреждение. При этом сам процесс сенсибилизации рассматривается как стадия развития аллергических заболеваний. Вместе с тем вероятность риска развития заболевания у лиц с адаптационными и компенсаторными аллергическими реакциями остается неизученной. Поэтому мам представляется совершенно справедливым и научно обоснованным предложение О. Г. Алексеевой [5] о принятии в качестве критерия оценки опасности вещества наличие иммунного ответа сенсибилизации). Вместе с тем актуальной остается задача поиска методов, позволяющих дифференцировать защитные реакции иммунной системы от повреждающих, лежащих в основе алг . лергических поражений. В Киевском НИИ общеяЧг' и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева разработана методика гигиенической оценки повреждающего действия химических факторов окружающей среды на иммунную систему организма, в основе которой лежит изучение биологического действия антител па развитие плода и потомства [12].
В проблеме химической аллергии остается еще много нерешенных задач. Среди них обоснование коэффициента запаса для химических аллергенов при их гигиенической регламентации, возможность экстраполяции экспериментальных данных на человека, прогнозирование аллергенной опасности простых химических соединений. Решение этих вопросов должно обеспечить своезременное внедрение в промышленность, сельское хозяйство и- быт новых безопасных химических веществ, продуктов и материалов.
Литература
1. Адо А. Д. Общая аллергия. — М., 1978.
2. Алексеева О. Г., Дуева А. А. Аллергия к промышленным химическим соединениям.— М., 1978.
3. Алексеева О. Г. // Гиг. труда,— 1979 —№ 2, —С. 5—9.
4. Алексеева О. Г. // Проблема аллергии в токсикологии,— М„ 1982, —С. 6—10.
5. Алексеева О. Г. // Профилактическая токсикология.— М„ 1984, —Т. 1, —С. 323—332.
6. Булаховский А. А., Шугаев Б. Б. // Гиг. и сан,— 1977.— № 5.— С. 51—52.
7. Виноградов Г. И.. Остапкович И. К. // Методические-и теоретические вопросы гигиены атмосферного воздуха,— М„ 1976, — С. 42—45.
8. Виноградов Г. И. //Гиг. и сан.— 1979.— № 11.— С. 50—53.
9. Виноградов Г. И. // Всесоюзная учредительная конф. по токсикологии: Тезисы докладов. — М., 1980. — С. 41—42.
10. Виноградов Г. И. // Врач, дело,— 1981,— № 10. — С. 97—99. .
11. Виноградов Г. И. // Гиг. и сан. — 1984. — № 4. — С. 4—6.
(Л2. Гигиеническая оценка повреждающего действия факторов окружающей среды на иммунную систему организма: Информ. письмо.— Киев, 1984.
13. Иличкина А. Г.Ц Гиг. и сан,— 1979, —№ 12, —С. 42— 47.
14. Оценка иммунологического статуса человека: Метод, рекомендации.— М., 1980.
15. Пинигин М. А., Тепикина Л. А.. Гордеева М. С. и др.// Методические и теоретические вопросы гигиены атмосферного воздуха.— М., 1976. — С. 45—49.
16. Пыикий В. И.// Иммунология. — 1980. — № 3. — С. 82—86.
17. Редько Л. А., Этлин С. В.// Гиг. и сан,— 1984. — № 6. — С. 36—47.
18. Русаков Н. В. // Симпозиум по клинике, диагностике и лечению заболеваний химической этиологии, 2-й: Тезисы докладов.— Киев, 1977. — С. 110—111.
19.' Русаков И. В. //Гиг. и сан,— 1984,— № 2.— С. 13— 16.
20. Саноцкий И. В., Фоменко В. Н. Отдаленные последствия влияния химических соединений на организм.— М„ 1979.
21. Томашевская Л. А., Жолдакова 3. И. // Врач. дело.— 1979, — № 7.— С. 105—107.
22. Федосеева В. Н. // Состояние и перспективы развития гигиены окружающей среды: Методология, теория, практика.— М., 1985. — С. 47—51.
23. Gabriel-Rober О., Samsoen М. //Bull, actual. Ther.— 1981,— Vol. 20, N 85, —P. 2569—2577.
Поступила 05.08.8G
УДК 613.632:546.3+615.916:54.3] 06: [616.12 + 616.81-099-092:610-008.924. (
М. П. Чеку нова, Н. А. Минкина
РОЛЬ КОНКУРЕНЦИИ МЕТАЛЛОВ С ИОНАМИ КАЛЬЦИЯ В МЕХАНИЗМЕ ТОКСИЧЕСКОГО СПЕЦИФИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
НИИ гигиены труда и профессиональных заболеваний, Ленинград
лирующих обмен кальция в организме, — каль-цитоиин (КТ) и паратиреоидиый гормон (ПТГ), а также фосфороргапический комплексом — производное оксиэтилендифосфоновой кислоты (ОЭДФ), влияющий на метаболизм кальция в организме [2].
Белым крысам вводили под кожу растворимые соли металлов (кобальта, кадмия, свинца, никеля) в дозе 1/ь ЬО50. Влияние фармакологических препаратов оценивали по степени повреждения миокарда у крыс, которым вводили только металлы одновременно с препаратами в дозах: изоптин — 10 мг/кг, КТ — 5 ЕД, ПТГ — 10 ЕД, ОЭДФ — 20 мг/кг. В миокарде исследовали состояние активного транспорта ионов через мембраны путем определения активности катионза-висимых АТФаз.
Получены результаты разнонаправленного характера. По степени морфологических и морфо-метрических изменений в миокарде металлы расположились в следующей последовательности: Со>Сс1>РЬ>Ы'|. При совместном воздействии металлов и изоптина кардиотоксическое действие несколько ослаблялось при введении кобальта, тогда как повреждающий эффект кадмия и особенно свинца существенно усиливался. По степени повреждения миокарда катионы металлов расположились в иной последовательности: РЬ> >Сс1>1\П;>Со. Эффективными оказались гормональные препараты и ОЭДФ при воздействии кобальта и кадмия.
Как усиление, так и некоторое ослабление кардиотоксичпости металлов в присутствии изоптина и гормональных препаратов указывает на участие кальция в повреждающем действии металлов на миокард. Наибольшую активность проявляли препараты при воздействии кобальта, наименьшую — при воздействии свинца. Усиление
В настоящее время ведется поиск универсальных биохимических процессов, с помощью которых можно было бы установить причину проявления токсического действия металлов. Одним из подходов к этому служит изучение влияния ме-чТ»цдв на Са2+-зависимые процессы. Хорошо из-весттейроль кальция в процессах возбуждения, сокращения мышц, активации ферментных систем, инициации клеточного деления, секреции и др. При этом установлено, что нарушения кальциевого обмена могут приводить к повреждению и гибели клеток [4].
Конкуренция металлов с ионами кальция и изменение их обмена оказывают наиболее существенное влияние на также возбудимые ткани, как нервная и мышечная, что может послужить предпосылкой для понимания механизма специфического действия металлов на сердечно-сосу-Йурстую и нервную системы.
В клетке существует система регуляции внутриклеточного уровня кальция. Нарушение катионами металлов одного из звеньев этой регуляции приводит к изменению метаболизма клетки и ее повреждению. Исследованиями ряда авторов [7] показано,что двухвалентные катионы металлов (Со2+, С(Р+, РЬ2+, N¡2+, Ва2+, Мп2+ и др.) подавляют транспорт кальция через мембраны, т. с. являются антагонистами кальция.
Исходя из этих представлений, сделана попытка в эксперименте оценить роль конкурентных взаимоотношений ряда двухвалентных металлов с кальцием в проявлении металлами кардиоток-сического действия. С этой целыо применены фармакологические препараты, влияющие на обмен и транспорт кальция в организме: изоптин — типичный представитель группы антагонистов кальция, блокирующий пассивный транспорт ' Са2+ в клетку, 2 гормональных препарата, регу-
