CC BY
8
Дискуссии и отклики читателей
УДК 614.777:616.277.4
Н. Н. Литвинов, В. Н. Курылев, Е. Р. Грушин (Москва)
МАТЕРИАЛЫ к ГИГИЕНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ КАНЦЕРОГЕНА — ДИНИТР030ДИМЕТИЛЭТИЛЕНДИАМИНА
Как известно, нитрозамины являются одними из наиболее сильных и опасных канцерогенов. Устранение их влияния на организм человека представляет важную гигиеническую задачу (А. П. Ильницкий; Л. М. Ша-бад, 1966; Magee и Barnes). В то же время для организации гигиенических профилактических мероприятий необходима строгая регламентация бласто-могенных веществ в окружающей среде. Мы стремились экспериментально обосновать норматив для активного канцерогена Ы,Ы'-динитрозодиметил-этилендиамина (ДН), а попутно'— пролить дополнительный свет на вопрос о дозовой зависимости действия бластомогена и существовании порогового эффекта.
Теоретические аспекты проблемы гигиенического нормирования канцерогенов достаточно полно освещены в литературе последних лет (И. Н. Нейман; И. В. Сапоцкий; Л. М. Шабад; Truhaut, 1972). В построении эксперимента и анализе его результатов мы руководствовались рекомендациями, содержащимися в токсикологических работах, специально посвященных этому вопросу (И. В. Саноцкий; Л. М. Шабад, 1970), а также некоторыми соображениями, высказанными одним из авторов этой статьи ранее (Н. Н. Литвинов).
ДН относится к классу нитрозаминов, достаточно хорошо изученному в токсикологическом и онкологическом плане (И. Н. Швембергер, I. Arcos и М. Arcos). Большинство нитрозаминов обладает общетоксическим и отчетливым гепатотоксическим характером действия (И. Н. Швембергер). При различных путях поступления в организм они способны индуцировать доброкачественные и злокачественные опухоли внутренних органов у экспериментальных животных. ДН при длительном пероральном введении белым крысам в оптимальных бластомогенных дозах вызывает неоплазмы пищевода в 100% случаев (Н. Н. Литвинов и соавт.; Druchrey и соавт.).
Учитывая запросы практики, мы пытались экспериментально обосновать предельно допустимую концентрацию ДН в водоемах. Судя по данным санитарно-токсикологического исследования, проведенного по общепринятой схеме (Л. М. Шабад, 1970), ДН в концентрации от 0,1 до 100 мг/л не оказывает существенного влияния на общий санитарный режим водоемов. Токсикологический эксперимент был осуществлен на 300 белых крысах и мышах. При внутрижелудочном введении LDS0 вещества для крыс составляет 125 мг/кг, для мышей — 250 мг/кг. Порог однократного действия по общетоксикологическим показателям равен 1 мг/кг, порог хронического действия •— 0,001 мг/кг. Помимо этого, в хроническом опыте у крыс и мышей выявлена онкогенная эффективность вещества, причем крысы более чувствительны к действию онкогена, чем мыши.
Принимая во внимание канцерогенные свойства вещества мы поставили специальный токсико-онкологический эксперимент на животных (крысах), более чувствительных к бластомогену, с целью уточнения минимально действующей дозы его по специфическому показателю (Н. Н. Литвинов). Токсико-онкологическое исследование было осуществлено на 500 белых крысах-самцах (по 100 особей в каждом опыте). Животным каждого опыта вводили ДН в водном растворе внутрижелудочно через зонд ежедневно
Результаты исследования бластомогенных свойств ДН при введении через рот в раз в неделю
Доза (в мг/кг) Число животных Продолжительность (в мес) >> с к о И Число животных с опухолями Процент животных с опухолями
№ опыта разовая К (0 Я о. ее Ш а т к к 2 зл учивших элный курс 1травки курса затравки К X X о § к о ремя появле фвой раковс >ли (в днях) h 9 к В i а 2 X X О X н а 0) 5 = * i >о s 2 о {• 'Л X X О X Н и W Ii о я ах <о X 2 V
W 03 О С С «1 X Ш с X СО Ю et р со Sä Et ээ S
1 2 3 4 5 5 0,5 0,05 0,005 0,0005 500 75 10 1,5 0,3 100 100 100 100 100 75 70 70 60 60 4 6 8 12 24 10 12 18 24 30 130 180 533 73 38 2 2 10 7 75 48 9 97,3 54,2 2,8 2,7 14,3 10 100 68,5 12,8
(кроме воскресных дней) соответственно в дозах 5; 0,5; 0,05; 0,005'и 0,0005 мг/кг; затравка продолжалась 4—24 мес (см. таблицу). Контролем служили 200 крыс того же пола и возраста, что и подопытные, но в отличие от последних им вводили питьевую воду в течение всего эксперимента. Во всех опытах большая часть животных была оставлена на выживание (с целью определения опухолевого эффекта), небольшое количество животных (по 20 особей в опытах № 1 и 2, по 15 особей в опытах № 3—5) забивали в более ранние сроки (1—6 мес) для изучения характера предопухолевых изменений пищевода.
У забитых и павших крыс проводили патологоанатомическое изучение внутренних органов с гистологической обработкой пищевода, печени и почек. Применяли следующие гистологические методы обработки материала: заливку кусочков органов в парафин и резку на замораживающем микротоме; гистологическое и гистохимическое окрашивание: гематоксилин-эозином, по ван Гизону, Снесареву, Фельгену (ДНК), Браше (РНК), Мак Манусу (гликоген), Суданом III и IV, толуидиновым синим; гистоэнзима-тические реакции на выявление активности ферментов: лактатдегидроге-назы (ЛДГ), малатдегидрогеназы (МДГ), сукцинатдегидрогеназы (СДГ), глютаматдегидрогеназы (ГДГ), глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ), НАД- и НАДФ-диафораз и щелочной фосфатазы (по общепринятым прописям, изложенным у Пирса и Берстона).
Рис. 1. Макропрепарат. Пищевод крысы, получавшей ДН в дозе 5 мг/кг в течение 270 сут. Массивная раковая опухоль в средней
трети органа.
При ежедневном введении ДН в дозе 5 мг/кг первая опухоль пищевода (плоскоклеточный рак) возникла через 130 дней после начала опыта. В сроки 130—300 дней обследованы 73 крысы, причем у всех животных диагностированы злокачественные неоплазмы слизистой оболочки пищевода, в основном первично множественные (рис. 1). По гистологическому строению наиболее часто определялся плоскоклеточный орого-вевающий рак (рис. 2), затем •— плоскоклеточный неороговевающий рак, в единичных случаях ■— рак, построенный преимущественно из «шиповатых» клеток, низкодифференцированный рак. Опухоли локализовались по всей длине пищевода, но преимущественно в верхней и средней его трети. Метастазов во внутренних органах не отмечено.
Во втором опыте (0,5 мг/кг ежедневно) первая опухоль возникла через 180 дней после начала курса затравки. В сроки 180—360 дней обследованы 63 крысы, из них у 38 ^обнаружены злокачественные и у 10—доброкачественные опухоли пищевода. Злокачественные неоплазмы были представлены плоскоклеточным раком, доброкачественные •— множественными папилломами (рис. 3). Первично-множественные карциномы встречались несколько реже, чем в предыдущем опыте.
При длительном введении препарата в дозе 0,05 мг/кг злокачественные опухоли пищевода возникли только у 2 крыс, забитых через 533 и 548 дней после начала опыта. У 7 животных были выявлены папилломы слизистой оболочки пищевода и у 20 •— очажки гиперплазии эпителия (рис. 4) с признаками усиленного размножения и роста эпителиальных клеток и гиперкератоза (предопухолевые изменения, по Л. М. Шабаду, 1967, и др.).
У животных, которым вводили ДН в дозе 0,005 мг/кг, злокачественных и доброкачественных опухолей пищевода не было (период наблюдения •—
Рис. 2. Пищевод крысы, забитой на 253-й день опыта. Доза 5 мг/кг. Участок плоскоклеточного орогове-вающего рака.
Окрашивание гематоксилин-эозином. Ув. 200X.
Рис. 3. Макропрепарат. Доза 0,5 мг/кг, 230 сут эксперимента. Множественный папилломатоз пищевода. Ув. 2Х.
до конца естественной гибели животных •— 3 года). Однако у 10 крыс через 1/2—3 года после начала опыта определены вполне определенные структурные отклонения в слизистой оболочке пищевода, которые могут трактоваться как ранние предопухоле-вые. Речь идет о диффуз-но-очаговой гиперплазии эпителия слизистой оболочки пищевода, сочетающейся с гистохимическими и гистоферментативными сдвигами (увеличение количества ДНК и РНК в клетках, повышение активности ЛДГ, Г-6-ФДГ, щелочной фосфатазы, снижение активности диафораз, СДГ). Представление об этом дают рис. 5 и 6.
При длительном введении ДН в дозе 0,0005 мг/кг каких-либо отклонений структуры пищевода, выявляемых гистологическими, гистохимическими и гистоферментативными методами, во все сроки исследования уловить не удалось.
Заключение
При длительном пероральном введении белым крысам ДН в дозах 5 и 0,5 мг/кг вызывает явный онкогенный эффект: опухоли пищевода развиваются практически у всех животных, обследованных в сроки 5—6 мес и далее. Доза 0,05 мг/кг значительно менее эффективна (2 злокачественных и 7 доброкачественных опухолей, возникших в более поздние сроки, и частое развитие очаговой гиперплазии слизистой оболочки пищевода). Дозу 0,005 мг/кг следует рассматривать как минимально действующую по специфическому онкологическому показателю: она вызывает лишь у некоторых животных в поздние сроки изменения, которые мы расцениваем как возможно предопухолевые. Доза 0,0005 мг/кг оказалась недействующей.
Эксперимент демонстрирует четкую дозовую зависимость эффективности бла-стомогена при длительном поступлении его в организм. Параллельно снижению до- 0 , „
___г___________„«„„ „,,„„л „„ Рис. 5. Пищевод контрольной крысы. Активность
зы уменьшается число зло- СДГ в норме.
качественных опухолей. При Метод Берстона-Пнрса. Ув. 200X*
■шшш - '■'ч^наУйЯ"
Рис. 4. Доза 0,05 мг/кг, 590 дней после начала опыта. Диффузно-очаговая гиперплазия многослойного плоского эпителия пищевода. Окрашивание гематоксилин-эозином. Ув. 180Х.
высоких дозах преобладают злокачественные опухоли, при снижении дозы начинают возникать преимущественно доброкачественные новообразования, а затем — только минимальные структурно-метаболические сдвиги предопухо-левого характера. Одновременно с уменьшением дозы увеличивается латентный период развития опухолей.
На основании существующих в настоящее время представлений при экспериментальном обосновании гигиенического норматива канцерогенов следует исходить из минимально действующих и максимально недействующих доз по специфическому показателю. Таковыми в нашем опыте оказались дозы 0,005 и 0,0005 мг/кг. В качестве коэффициента запаса для сильных канцерогенов рекомендуется величина ¡100 (И. В. Саноц-кий и соавт.; ТгиЬаи!). Исходя из этих данных, полученных в эксперименте на одном виде животных, ПДК, ДН, по-видимому, должна находиться на уровне 0,000005 мг/кг (при коэффициенте запаса 100) или 0,0001 мг/л. Однако эту цифру нужно рассматривать как сугубо ориентировочную, учитывая отсутствие сведений о влиянии канцерогена на потомство, отсутствие материалов клинического обследования, а также сложность переноса результатов эксперимента на человека.
Рис. 6. Пищевод подопытной крысы, получавшей ДН в дозе 0,005 мг/кг. Забита через 24 мес эксперимента. Диффузное снижение активности СДГ в эпителии слизистой оболочки.
Метод Берстона—Пирса. Ув. 200Х.
ЛИТЕРАТУРА. Ильницкий А. П. Гиг. и сан., 1966, № 12, с. 61. — Литвинов Н. Н., Говорченко В. И., Курылев В. Н. Бюлл. экспер. биол., 1971, № 8, с. 84. — Л и т в и н о в Н. Н. Гиг. и сан., 1973, № 3, с. 95. — Н е й -м а н И. Н. Там же, 1972, № 5, с. 90. — П и р с Э. Гистохимия. Теоретическая и прикладная. М., 1962. —Саноцкий И. В.,Тимофиевская Л. А..Фоменко В. Н. В кн.: Принципы и методы установления предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе производственных помещений. М., 1970, с. 98. — Саноцкий И. В. (ред.). Вопросы гигиенического нормирования при изучении отдаленных последствий воздействия промышленных веществ. М., 1972. — Ш а б а д Л. М. Гиг. и сан., 1966, № 11. с. 18.—Он же. Предрак в экспериментально-морфологическом аспекте. М., 1967.— Он же. Методы определения и изучения бластомогенности химических веществ. М., 1970. — Он же. Тезисы докл. 16-го Всесоюзн. съезда гигиенистов и санитарных врачей. М., 1972, с. 154. — Швембергер И. Н. Вопр. онкол., 1967, № 1, с. 97. — А г -cos I. С., А reo s М., Fortschr. Arzneimittelforsch., 1962, Bd 4, S. 407. — D г и с k -rey H., Preussmann R., Blum G. et al. Naturwissenschaften, 1963, Bd 50, S. 100. — M a g e e P. N., В а г n e s I. M. В кн.: Успехи в изучении рака. М., 1971, т. 10. с. 242. —Truhaut R. (Ed.), Potential Carcinogenic Harards from Drugs. Berlin, 1967.
Поступила 17/IX 1973 г.
