CC BY
15
1-й и 2-й групп одной из дальнейших наших задач следует считать выявление комплекса факторов, которые могут повлиять на состояние здоровья детей в данном микрорайоне Еревана. Выводы. 1. Интегральный показатель комплексной оценки состояния здоровья детей «физическое состояние», сочетающий кратность заболеваний с физическим развитием ребенка в первые годы его жизни с учетом наличия или отсутствия у него хронических заболеваний, может быть применен при гигиенической оценке факторов окружающей среды.
2. Для изучения комплексного влияния факторов окружающей среды на здоровье населения требуется четкий и тщательный отбор качественно однородных групп детей. Качественная однородность групп при использовании интегрального показателя «физическое состояние» должна быть соблю-
дена прежде всего в отношении семьи (наличие обоих родителей, их здоровье, число детей, ежемесячный бюджет), матери (возраст при рождении ребенка, течение беременности и родов, занятие) и ребенка (возраст при поступлении в детские дошкольные учреждения).
ЛИТЕРАТУРА. Аксарина H. М. Воспитание детей раннего возраста. М., 1972.
Бояринова Е. А.- Здравоохр. РСФСР, 1970, № 11, с. 29— 33
Голубев И. Р. и др. — Гиг. и сан., 1979, № 12, с. 6—11.
Дубинская И. Д., Черток Т. Я- — В кн.: Состояние здоровья детей дошкольного и школьного возраста. М., 1975, с. 86—96.
Сепетлиев Д. Статистические методы в научных исследованиях. М., 1968.
Reifova L., Citek P. — Csl. Hyg., 1977, v. 22, p. 333—337.
Поступила130.01.80
Обзоры
УДК «12.6.052.014.4в|84в.7в
Канд. мед. наук Ю. В. Пашин, канд. биол. наук В. И. Коэаченко МУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ ХРОМА
Институт общей генетики АН СССР, Москва
Одним из основных загрязнителей окружающей среды в настоящее время являются соли тяжелых металлов: ртути, кадмия, хрома, меди, свинца, олова и др. (Н. П. Дубинин и Ю. В. Пашин). Среди них важное значение придается соединениям хрома, которые широко используются в промышленном производстве. Окислы хрома Сг203 и Сг03 служат сырьем для получения хрома аллюмотер-мическим методом, карбида хрома, шлифовальных паст, красок для стекла и керамики и др. Хроматы натрия, калия и аммония — Ыа2Сг04, К2Сг04 и (ЫН4)2СЮ4 находят применение в производстве пигментов, в качестве протравы при крашении, как окислители в органическом синтезе. Бихроматы калия, натрия и аммония — Ыа2Сг207, К2Сг207 и (ЫН4)2Сг207—используются в металлообрабатывающей, кожевенной, текстильной, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности, хромокалиевые и хромоаммониевые квасцы— КСг(Б04)2- 12НаО и 1ЧН4Сг(504)2-12Н20— при дублении кож, в текстильной промышленности, при производстве кинопленки (М. И. Михеев).
При различных технологических процессах в атмосферу, воду и почву выделяется большое количество хрома. Так, значительное количество хромовых загрязнителей атмосферы поступает туда при сжигании на ГРЭС бурых углей. Соединения хрома проникают в окружающую среду в виде пылегазо-
вых аэрозолей, седиментирующихся на почву. Вокруг крупных промышленных предприятий на золоотвалах и неорганизованных свалках скапливается на поверхности почвы значительное количество хрома. В зоне рассеивания даже на расстоянии 7 км от предприятий почва загрязнена ими не только на поверхности, но даже на глубине 1 м, где концентрация хрома иногда превышает стандартный уровень в 22—104 раза. В прямой зависимости от количества хрома в почве находится его содержание в произрастающих там растениях: ржи, клубнях картофеля, деревьях, травах (А. М. Ро-гачев и соавт.). В Бельгии погибли коровы, которых кормили сеном, собранным около завода, где в почве обнаружена увеличенная концентрация солей тяжелых металлов, в частности содержание хрома было повышено в 8 раз (Leonard и соавт.).
Загрязнение окружающей среды соединениями хрома может быть потенциально опасно для человека и других биологических видов. Попадая в организм человека различными путями (с пищей, водой, при дыхании), хром аккумулируется в нем. Он легко проникает и накапливается в легких. У лиц, работающих в контакте с хромсодержащими соединениями, хром обнаруживается в легких через много лет после прекращения работы, иногда в значительных количествах (М. И. Михеев; Pet-rilli и De Flora).
Хром — металл с переменной валентностью. Элементы такого типа, отдавая электроны, участвуют в окислительно-восстановительных процессах и в результате этого влияют на биохимические процессы, интенсивность обмена веществ и др. Многие свойства хрома, в частности его токсичность, связаны с его валентностью: с ее увеличением усиливается токсичность за счет большего связывания активных групп с образованием различных комплексов. Последние довольно стабильны, что важно с точки зрения возможности повреждения органов и тканей. Степень окисления, например в окислах, сильно отражается на их местном действии при поступлении в органы дыхания в виде пыли. Высшие окислы хрома намного агрессивнее и оказывают более выраженное раздражающее действие на слизистую оболочку органов дыхания и легочную ткань. Общетоксическое действие соединений шестивалентного хрома гораздо сильнее, чем трехвалентного. Оно проявляется в более тяжелом поражении печени, почек, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы (А. В. Рощин). Повышенная токсичность соединений шестивалентного хрома по сравнению с трехвалентным установлена в экспериментах на лабораторных животных и в опытах на микроорганизмах и культуре соматических клеток млекопитающих (Mathur и соавт.; Newbold и соавт.; Petrilli и De Flora).
К настоящему времени накопились данные, свидетельствующие о том, что соединения хрома оказывают не только общетоксическое, но и мутагенное и канцерогенное действие. Первые сведения о том, что у рабочих, контактирующих с соединениями хрома, частота рака легких выше, чем у рабочих других отраслей промышленности, стали поступать от исследователей Германии, Англии, США, Японии уже с 1930 г.
Экспериментальным путем получены опухоли у лабораторных животных при действии в основном соединений шестизалентного хрома. Так, бихромат кальция вызывает у крыс эпителиальные опухоли легких при интрабронхиальной имплантации и саркому при внутримышечном введении (Venitt и Levy). Значительно меньше данных о канцеро-генности трехвалентного хрома. Отмечено образование сарком в месте инъекции при введении крысам подкожно солей трехвалентного хрома Cr(0H)S04-Na2S04 и Cr(S04)3-K2S04-H20; они возникали у 20—25% животных в течение 72— 78 нед. При инъекции крысам соединений шестивалентного хрома саркомы появлялись уже через 32—40 нед у 65—90% животных (Petrilli и De Flora).
Отмечена определенная зависимость между растворимостью соединений шести валентного хрома и его канцерогенностью. Труднорастворимые соединения, например СаСг207, являются более сильными канцерогенами по сравнению с легкорастворимыми. Возможно, причина этого — трудность диффузии малорастворимого соединения, что способствует сохранению высокой концентрации его
в месте введения, в то время как концентрация легкорастворимого соединения может быстро снижаться, например в результате диффузии.
Косвенным доказательством канцерогенной активности таких соединений, как К2Сг207 и СаСг07, служит их способность вызывать морфологическую трансформацию клеток в культуре in vitro. Отмечено, что индуцируемая частота морфологически трансформированных соматических клеток хомячка в 16 раз превышает спонтанный уровень для данной популяции. Наблюдаемое явление не может быть прямо интерпретировано как малигнизация, но может быть одной из ее ступеней. Соединения двух- и трехвалентного хрома — СгС13-6Н20, CrCl 2 и Cr2(S04)3-4H20— не оказывали подобного действия (Tsuda и Kato; Fradkin и соавт.). Соединения хрома обладают цитогенетической активностью. При обследовании большого контингента рабочих, имеющих контакт с хромом на производстве, выявлен повышенный уровень хромосомных нарушений в лейкоцитах периферической крови (А. Б. Бигалиев и соавт.). В опытах на лабораторных животных установлены увеличение числа анеуплоидных клеток костного мозга (в сторону гипоплоидии), хромосомных аберраций, вариации в степени спирализации хромосом при остром и хроническом введении бихромата калия интратра-хеально, внутрибрюшинно, с пищей (А. Б. Бигалиев и соавт.).
В опытах in vitro с применением культуры соматических клеток грызунов также отмечены высокий цитогенетический эффект соединений шестивалентного хрома и незначительная активность соединений трехвалентного хрома (Umeda и Nishimura; Majone и Levis; Tsuda и Kato). При использовании лейкоцитов человека как тест-системы установлено, что цитогенетическая активность соединений хрома уменьшается в следующем порядке: К2Сг207 > К2Сг04 > Cr (СН3СОО)з > Cr (NOs)3> >СгС13 (Nakamura и соавт.).
В последнее время выяснилось, что соединения хрома способны индуцировать не только хромосомные аберрации, но и генные мутации. Данные об этом получены на бактериях, грибках, соматических клетках млекопитающих (Nishioka; Bonetti и соавт.; Newbold и соавт.; Nakamura и соавт.; Löfroth). Во всех случаях более активными оказались соединения шестивалентного хрома. Проведенные нами исследования показали, что бихромат калия на уровне малых доз индуцирует точковые мутации в локусе, контролирующем синтез гипо-ксантин-гуанин-фосфорибозилтрансферазы в соматических клетках китайского хомячка линии К-79.
Использование различных штаммов Salmonella typhimurium, преимущественно реагирующих на мутагены определенного механизма действия, позволило получить данные, свидетельствующие о том, что соединения хрома индуцируют мутации типа замены пар оснований и сдвига рамки считывания (Löfroth; Petrilli и соавт.).
В опытах in vitro отмечено некомплементарное включение оснований в ДНК в присутствии иона хрома, что говорит о его мутагенном и канцерогенном потенциале (Sirover и Loeb).
Приведенные данные позволяют сделать вывод о том, что соединения хрома могут представлять потенциальную генетическую опасность для человека. В основном высоким мутагенным потенциалом обладают соединения шестивалентного хрома, соединения же трехвалентного хрома генетически малоактивны, но в производственных условиях и в загрязненной среде обитания присутствуют смеси различных соединений хрома. Кроме того, в них могут содержаться вещества-окислители, способные менять валентность хрома. Поэтому соединения трехвалентного хрома могут также быть генетически опасны для человека. Об этом свидетельствуют результаты обследования рабочих на производстве, где они, находясь в разных цехах, непосредственно контактируют с соединениями только шести- или трехвалентного хрома. Практически уровень хромосомных аберраций в лейкоцитах периферической крови у них оказался одинаков и значительно превышал контрольный (А. Б. Виталиев и соавт.).
Микросомная фракция печени крысы и лизат эритроцитов человека in vitro снижают мутагенную активность соединений шестивалентного хрома, превращая его в трехвалентный. Высказывается предположение, что шестивалентный ион хрома, попадая в кровяное русло, избирательно концентрируется в эритроцитах, где подвергается метаболической дезактивации. Возможно, подобный процесс осуществляется и в печени. Микросомная фракция легкого крысы почти не обладает способностью дезактивировать шестивалентный ион хрома (Lof-roth; Petrilli и De Flora). Вместе с тем легкие являются тем органом, где хром прогрессивно накапливается в течение всего периода контакта с ним. Вероятно, этим объясняется повышенная частота заболеваний раком легких среди рабочих, контактирующих с соединениями хрома. Возможная генетическая опасность контакта с соединениями хрома усугубляется его способностью к биоаккумуляции. Как было сказано выше, он накапливается в растениях, тканях животных и человека. Продолжительное введение крысам бихромата калия в дозах, не вызывающих мутагенного действия при однократном воздействии, приводило к увеличению числа хромосомных аберраций (А. Б. Виталиев и соавт.). В наших экспериментах однократное внут-рибрюшинное введение самцам мыши (СВА X X C57BL/6) бихромата калия на уровне малых доз не индуцировало доминантных легален и хромосомных аберраций в клетках костного мозга, но продолжительное (в течение 24 дней) введение той же его концентрации привело к значительному увеличению числа доминантных леталей. Повышение уровня хромосомных аномалий в лейкоцитах периферической крови рабочих, находящихся в контакте с соединениями хрома, было адекватно продолжительности работы на данном предприятии. Очевид-
но, это результат аккумуляции хрома в организме, так как концентрация соединений хрома в воздухе цехов поддерживается практически на уровне предельно допустимой (А. Б. Виталиев и соавт.).
О включении и метаболизме хрома внутри клетки известно мало. Установлено, что включение хрома в клетку не зависит от энергии и связано с системой транспорта сульфата (Lofroth).
Группа ученых (Levis и соавт.), исходя из полученных ими экспериментальных данных, выдвигают предположение, что генетическая активность шести валентного иона хрома у млекопитающих определяется как на плазменно-мембранном уровне клетки влиянием на механизм, участвующий во включении нуклеозидов, так и на внутриклеточном уровне непосредственным взаимодействием иона хрома с ДНК.
Таким образом, соединения хрома в производственных условиях и во внешней среде потенциально опасны с точки зрения генетической токсикологии. Можно ожидать тем больше генетических событий, чем больше валентность соединений хрома и чем больше в среде окислителей. Предотвращение в первую очередь процессов биоаккумуляции и окисления может существенно снизить опасность генетических последствий, которые возможны при хроническом контакте с соединениями хрома.
ЛИТЕРАТУРА. Бигалиев А. Б., Бигалиева Р. А'.. Елемесова М. 111. и др. — В кн.: Вопросы экспериментальной и клинической медицины. Алма-Ата, 1973, с. 30.
Бигалиев А. Б., Елемесова М. 111., Бигалиева Р. К■ — Ци-
тол. и генет., 1976, № 10, с. 222. Бигалиев А. Б., Туребаев M. Н., Бигалиева Р. К■ и др. —
Генетика, 1977, № 3, с. 545. Бигалиев А. Б., Туребаев M. Н., Елемесова М. 111. — В кн.: Генетические последствия загрязнения окружающей среды. М., 1977, с. 173. Бигалиев А. Б. Оценка генетической опасности солей тяжелых металлов (на примере хрома) как промышленных загрязнителей окружающей среды. Автореф. дис. докт. М., 1979.
Дубинин Н. П., Пашин Ю. В. Мутагенез и окружающая
среда. М., 1978. Михеев М. И. — В кн.: Вредные вещества в промышленности. Л., 1977, т. 3, с. 486. Рогачев А. М., Перцовская А. Ф., Филимонова Е. В. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. М., 1976, вып. 3, с. 70. Рощин А. В. — Ж. Всесоюзн. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева. 1974, т. 19, № 2, с. 186. Bonetti S., Mweini M., Abbondandolo A. — Mutât. Res.,
1976, v. 38, p. 147.
De Flora S. — Nature, 1978, v. 271, p. 455.
Fradkin A., Janoff A., Lane В. P. et al. — Cancer Res.,
1975, s. 35, p. 1058. Leonard A., Deknut G. N., Debackere M. — Toxicology,
1974, v. 2, p. 269. Löfroth G., Ames B. N. — In: Environmental Mutagen Society, Annual Meeting Colorado Spring, 1977, Abst. да_i
Löfroth G. — Naturwissenschaften, 1978, Bd 65, S, 5207. Majone F., Levis A G — Mutât. Res., 1979, v. 67, . 231. Malhur А. К., Salya V. С., Tandon S. К. — Toxicology,
1977, v. 8, p. 53.
Nakamura K-, Joshikawa K-, Sayato Y. et al. — Mutât. Res., 1978, v. 58, p. 175.
Newbold R. F., Amos J., Connel J. R. — Ibid., 1979, v. 67, p. 55.
Nishioka H. — Ibid., 1975, v. 31, p. 185.
Petrilli F. L., De Flora S. — Appl. Environm. Microbiol.,
1977, v. 33, p. 805. Petrilli F. L., De Flora S. — Mutat. Res., 1978. v. 54. p. 139.
Petrilli F. I., De Flora S. — Ibid., v. 58, p. 167. Sirover M. A., Loeb L. A. — Science, 1976, v. 194, p. 1434. Tsuda H., Kato K. — Mutat. Res., 1977, v. 46, p. 87. Umeda M., Nishimura M. — Ibid., 1979, v. 67, p. 221. Venitt S., Levy L. S. — Nature, 1974, v. 250, p. 493.
Поступила 23.07.80
Дискуссии и отклики читателей
УДК 613164(049.2)
Проф. И. М. Трахтенберг, канд. мед. наук М. Н. Коршун
ИТОГИ ДИСКУССИИ ПО ПРОБЛЕМЕ «БИОЛОГИЧЕСКАЯ НОРМА» (К ОЦЕНКЕ КРИТЕРИЕВ ВРЕДНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ)
НИИ гигиены труда и профзаболеваний Минздрава УССР, Киев
Опубликованная в 1976 г. статья «Проблема биологической нормы в экспериментальных исследованиях по гигиене» 1 послужила толчком к широкому обмену мнениями специалистов, работающих в основном в области гигиенического нормирования химических факторов окружающей среды. Сошлемся, в частности, на сообщения Б. А. Курляндского и А. И. Духовной, М. Н. Коршуна и А. Д. Кравченко, В. О. Шефтеля и Р. Е. Совы, П. А. Нагорного, Е. И. Люблиной и Э. А. Дворкина, а также на обсуждение этих вопросов в 1977 г. на пленуме проблемной комиссии «Научные основы гигиены труда и профпатологии» и на 1-м Всесоюзном совещании по гигиене окружающей среды и гигиене труда, проходившем в Баку. Обмену мнениями способствовала также публикация ряда рецензий 4 на монографию И. М. Трахтенберга и соавт. (1978) и мономатематического сборника под редакцией В. В. Соколова (1978), посвященных этим же вопросам. Гигиенические аспекты проблемы «Биологическая норма» освещены и в статье И. М. Трахтенберга «Проблемы нормы и критериев оценки воздействия на организм факторов производственной среды», опубликованной в 1980 г. в журнале «Гигиена труда и профзаболевания». Назрела необходимость подвести некоторые итоги состоявшейся дискуссии.
Вопросы, связанные с современными представлениями о норме в биологии и медицине, в частности с определением понятия «норма», оценкой ее роли и места в учении о гомеостазе, поисками количественных и качественных критериев неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды, про-
1 «Гигиена и санитария», 1976, № 7, с. 91—95.
2 «Гигиена и санитария», 1979, № 7, с. 88—90; 1979,
№ 9, с. 89—90; 1979, № 10, с. 91-92; 1980, № 1, с. 90—
91. «Гигиена труда к профзаболевания», 1979, № 7, с. 60. «Фармакология и токсикология», 1979, № 3, с. 318.
должают служить предметом постоянного внимания специалистов разного профиля. Указанные вопросы с философских и общебиологических позиций в значительной мере отражены в монографических работах А. А. Королькова и В. П. Петленко, В. П. Петленко и Г. И. Царегородцева, Р. М. Ба-евского.
Повышенный интерес гигиенистов к данной проблеме в последнее десятилетие является отражением качественно нового этапа развития гигиены как отрасли медицинской науки — этапа формирования теоретических знаний (Гр. Векилов). Естественно, что в гигиенической науке с ее особыми задачами проблема нормы ассоциируется с поисками качественных и количественных критериев оценки допустимости (или недопустимости) тех или иных интенсивностей воздействия факторов окружающей (в частности, производственной) среды на организм человека, а определение границы «биологической нормы» преломляется в определение границы между наличием и отсутствием вредного (граничащего с патологией) действия нормируемого фактора (Г. И. Сидоренко и Ю. И. Прокопенко). Поэтому закономерно, что в состоявшейся дискуссии особое место заняли вопросы как количественной характеристики, так и использования в связи с этим математического аппарата для признания гигиенической значимости того или иного сдвига в организме. Традиционный метод средней арифметической с его сигмальной ошибкой применим, как известно, только для характеристики рядов, распределение которых соответствует нормальному. Между тем практически отсутствуют работы по изучению закона распределения вариант конкретных выборок генеральных совокупностей тех или иных показателей, что приводит к парадоксам, в частности к наличию в выборках вариант якобы с отрицательным знаком. Так, Н. А. Дубинская в результате статистической обработки данных лите-
