CC BY
6
- • s
вовании взаимосвязи разных элементов плаценты в пределах ее долек — порционов. Несмотря на наличие такой корреляции, в качестве наиболее лабильных элементов выделялись мелкие ворсины, в которых имелись выраженные и статистически достоверные изменения структурно-метаболического характера.
Суммируя результаты исследований, следует отметить, что факторы окружающей среды обусловливают структурно-метаболическую реорганизацию плаценты, отражаясь в первую очередь на состоянии мелких ворсин хориона, наиболее активно осуществляющих обменные процессы между организмом матери и плода. В результате усиления десквамативных процессов и фибри-ноидных превращений ворсин снижается общая площадь эпителиального покрова. В этих структурах уменьшаются содержание глюкозаминогли-канов и концентрация РНК, снижается активность НАД-диафоразы и щелочной фосфатазы. Отмечаются разнообразные индивидуальные формы проявления инволютивных процессов, развивающиеся по пути усиления отложения фибрино-идных масс либо повышения десквамативных процессов, возникновения очагов обызвествления и др.
Различная направленность инволютивных процессов, по-видимому, отражает, с одной стороны, неспецифический характер действия факторов окружающей среды на общую иммунологическую резистентность организма, а с другой — генетическую предрасположенность индивидуума.
Повреждение структуры и угнетение метаболических процессов в важнейших элементах хориона индуцируют развитие компенсаторных сдвигов по пути увеличения количества мелких ворсин при достоверном снижении количества средних, очевидно, за счет ускорения дифференци-ровки последних. Другой компенсаторный. механизм — усиление пролиферативной активности
трофобласта с образованием синцитиальны «почек» и появление его гипертрофированных двуядерных форм. Компенсаторно-приспособи тельные сдвиги выражаются в гиперплазии расширении аллантоидных 'сосудов, их субэпите лиальным расположении. Такая локализация со судов ворсин облегчает трансфузию кислорода обменные процессы в фето-плацентарной систе ме. К приспособительным изменениям метаболи ческого характера относится интенсификаци прямого пути окисления глюкозы с использова нием гексомонофосфатного шунта. Компенсатор ные сдвиги обусловливают сохранение гомеоста за в фето-плацентарной системе, подтверждение чего является стабилизация размеров и массь] плаценты и главное состояние новорожденного.
Таким образом, гистофункциональную характе ристику плаценты целесообразно использоват для морфологической оценки при натурных гигие нических исследованиях.
Наиболее информативными методами пр оценке действия факторов окружающей среды являются тканевая морфометрия, планиметрия цитофотометрия и гистоферментный анализ.
Литература. Глейм А. Г., Кытманов В. Н. — Науч
труды Новосибирск, мед. ин-та, 1972, т. 58, с. 7. Голубев И. Р., Жилое Ю. Д., Заиченко А. И. — Гиг.
сан., 1981, № 11, с. 38. Литвинов Н. Н., Прокопенко Ю. И. — Там же, № 10, с. 71 Никифоров Б. ИМаккавеева М. ЮКотович Л. Г. В кн.: Перинатальная патология и колинэнтериты Минск, 1964, с. 321. Романенко А. М., Сватков В. И.—Арх. пат., 1976, № 9 с. 74.
Сидоренко Г. И., Пинигин М. А. — Гиг. и сан., 1981, № 2 с. 57.
Поступила 15.04.8
Summary. Environmental effects on the feto-placenta system were evaluated by a complex of indices. The mos informative compensatory-adaptation reaction tests used fo the system in question have been recommended for the ap plication in field hygienic studies.
УДК 613.632.4:547.313.2]:575.224
77. П. Лярский, В. В. Юрченко, В. С. Журков, С. Е. Глейберман
МУТАГЕННАЯ ОПАСНОСТЬ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПОСТУПЛЕНИЯ
ОКИСИ ЭТИЛЕНА В ОРГАНИЗМ МЛЕКОПИТАЮЩИХ
» • ' •_. _ * _ -. . > ^ „•' * г - ■ 1 у^ЭиНН • • ~ I» « * ~ - ' • - /"" * • ' " ~ - ' - • * .* ' -- ; • - - * •
ВНИИ дезинфекции и стерилизации Минздрава СССР, НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
I % I ^ ' * * •
Применение газообразной окиси этилена (ОЭ) для стерилизации изделий медицинского назначения становится все более актуальным в связи с растущим включением в их конструкции термолабильных полимерных материалов. При использовании простерилизованного изделия за счет сорбции во время стерилизации и последующей десорбции остаточные количества ОЭ могут поступать в организм человека разными путями, в том числе парентерально. ОЭ — алки-
лирующее соединение, мутагенное действие которого показано на широком круге биологических объектов (ЕЬгепЬе^ и Ниэзат). Поэтому при обосновании допустимых остаточных количеств ОЭ в изделиях медицинского назначения необходимо учитывать наряду с проявлением общетоксического действия их возможную генетическую опасность.
Показано, что ингаляционное воздействие ОЭ вызывает мутации у крыс при содержании ее в
эздухе на уровне ПДК (1 мг/м3) и в более 1соких концентрациях (В. Н. Фоменко и . Е. Стрекалова; Э. Е. Стрекалова и соавт.; mbree и Hine; Embree и соавт.). Данных об па-нтеральном действии ОЭ к моменту начала аших исследований в литературе не было. Целью настоящего исследования явилась оцен-мутагенной активности ОЭ при парентераль-эм поступлении в организм млекопитающих, [рименяли жидкую ОЭ со степенью чистоты 9,9%, водные растворы которой готовили ве-эвым методом. Флаконы плотно укупоривали, мещали в холодильник и использовали не зднее чем через 30 мин после приготовления, цитогенетических опытах животным положи-льного контроля вводили в желудок водные детворы циклофосфамида ("Jenapharm", ГДР), сследования проводили на самцах белых бес-ородных мышей массой 18—20 г и белых бес-ородных крысах массой 190—200 г. С примене-ием различных тестов.
Микроядерный тест. Мышей разделяли на руппы по 8 животных в каждой и однократно ,нутрибрюшинно вводили им ОЭ в дозах 10, 50, 00, 150 и 200 мг/кг (DL50 175 мг/кг, по данным Г. С. Копыловой). Через 24 ч мышей забивали, препараты костного мозга готовили по методу >. В. Юрченко, окрашивали по Паппенгейму. шализировали по 1000 ретикулоцитов от каждого животного, учитывали ретикулоциты с мик->оядрами.
Метафазный анализ. Группам мышей по 5—7 кивотных в каждой ОЭ вводили внутрибрюшин-ю однократно по 15, 100 и 200 мг/кг и забива-ш их через 24 ч или 5-кратно с интервалом !4 ч по 1, 6, 8 и 40 мг/кг и забивали их через > ч после последней инъекции. За 2 ч до забоя кивотным внутрибрюшинно вводили 2,5 мг/кг юлхицина. Препараты готовили по общеприня-:ой методике. Окрашивали азур-эозином. Ана-шзировали по 100 метафаз от каждого живот-юго, учитывали одиночные и парные фрагменты, обмены и клетки с множественными абер-. зациями.
Метод доминантных летальных мутаций. Самкам крыс, распределенным в группы по 6—16 кивотных, ОЭ вводили подкожно из расчета 1, 5 и 40 мг/кг (DL50 187 мг/кг Л. С. Копылова) 1ли внутрибрюшинно по 0,5 и 5 мг/кг (DL50 144 мг/кг; JI. С. Копылова) 5 раз в неделю в гечение 3 мес. Спаривание проводили в течение 5 дней после прекращения введения ОЭ. Самок, находящихся в стадии эструс, подсаживали к гамцам в соотношении 1:1. Вскрытие самок производили на 17-й день беременности. Учитывали число живых (А) и мертвых (Б) эмбрионов. Показатель постимплантационной смертности вычисляли по формуле:
Частота ретикулоцитов с микроядрами в костном мозге мышей после введения
ОЭ.
По оси абсцисс — доза ОЭ в мг/кг; по оси ординат — число-ретикулоцитов с микроядрами
на 1000 клеток.
О 10
200
Б
А + Б
•100%.
Ана-телофазный анализ клеток печени крыс. Самцам крыс (по 5—9 животных в группе) ОЭ вводили однократно внутрибрюшинно в дозе 50 мг/кг или подкожно повторно в течение 3 мес из расчета 1, 5 и 40 мг/кг. Через неделю после последнего введения животным удаляли 2/з печени по Хиггинс — Андерсену. Через 28 ч крыс забивали, кусочки печени фиксировали в спир-тово-уксусной смеси (3:1), окрашивали лакта-цетоорсеином. На давленых препаратах анализировали по 300 ана-телофаз от каждого животного, учитывали одиночные и парные фрагменты, мосты и отставания хромосом.
Цитогенетический анализ выполняли на зашифрованных препаратах. Статистическую обработку результатов проводили с использованием критерия %2, доминантных летальных мутаций согласно рекомендациям М. А. Подольной и соавт.
Результаты и обсуждение. Микроядерный тест. На рисунке показана частота появления ретикулоцитов микроядрами в костном мозге мышей после внутрибюшинного введения ОЭ. Видно возрастание числа ретикулоцитов с микроядрами по мере увеличения дозы ОЭ. Минимальная действующая доза установлена на уровне 100 мг/кг (%2 = 4,6; Р<0,05), что соответствует ОЬ50. Эти данные хорошо согласуются с результатами, полученными Арре1§-геп и соавт. (1978) тем же методом, но в условиях 2-кратного внутривенного введения ОЭ.
Метафазный метод. С его помощью в костном мозге мышей не обнаружено увеличения числа клеток с аберрациями ни при 1-кратном, ни при повторном введении ОЭ в использованном диапазоне доз (табл. 1). Частота появления клеток с аберрациями колебалась в пределах 1,0—2,5% (в контроле—1,7%). Основным типом аберраций были одиночные фрагменты. В сериях с положительным контролем — цикло-фосфамидом — минимальными действующими были дозы 15 мг/кг при 1-кратном введении и 2,0 мг/кг при 5-кратном. Основным типом аберрации оставались одиночные фрагменты. При введении максимальных доз наблюдались клетки с множественными аберрациями, в которых присутствовали фрагменты и хроматидные обмены. То обстоятельство, что метафазный метод в отличие от микроядерного не позволил выявить мутагенную активность ОЭ, представляется, на первый взгляд, парадок-
Таблица 1
Анализ метафаз костного мозга у мышей после воздействия
ОЭ
Вариант введения Доза, мг/кг Число мышей Число метафаз Метафазы с аберрациями хромосом, % Типы аберраций на 100 метафаз
всего с множественными аберрациями одиночные фрагменты парные фрагменты
Контроль 0,0 13 1300 1,7 0,0 1.5 0.2
ОЭ 15,0 6 600 1,3 0,0 1,0 0,3
1-кратно 100,0 5 486 1,0 0,0 0,8 0,2
200,0 6 581 1,9 0,0 1.4 0,5
5-кратно 8,0 6 600 2,5 0,0 2.3 0,3
40,0 7 700 2,1 0,0 2,0 0,3
Цнклофосфа-
мид 10 ¿0 5 500 1,8 0,0 1.6 0.2
1-кратно 15,0 4 400 12,7*» 3,0 16,0 0.5
0,4 6 600 1,7 0,0 1,5 0,2
5-кратно 2,0 6 600 3,5* 0,0 3,3 1.0
10,0 6 600 6,2** 0,3 6,3 1.0
конт-ука-
* /><0,05
** /><0,01 здесь и в табл. 3.
сальным. Однако данные положительного роля могут в какой-то степени объяснить занное расхождение. По минимальной эффективной дозе циклофосфамида в наших опытах при 1-кратном введении микроядерный тест был примерно в 3 раза чувствительнее метафазного (5 и 15 мг/кг соответственно), а при 5-кратном введении метафазный метод оказался примерно в 2 раза чувствительнее микроядерного (2 мг/кг). Если эти же соотношения принять для ОЭ, которая в микроядерном тесте проявила активность в дозе 100 мг/кг, то в метафазном при 1-кратном введении в качестве минимальной эффективной следует ожидать дозу 300 мг/кг, а при 5-кратном — около 50 мг/кг. В первом случае такая доза соответствует примерно 1,5 DL50, а во втором — доза 50 мг/кг также находится за пределами переносимости для животных (внутрибрюшинное введение крысам ОЭ 40 мг/кг в течение 2 нед приводит к 100 % гибели животных). Ожидаемые эффективные в метафазном методе дозы ОЭ практически недостижимы.
Тест доминантных летальных мутаций. Полученные нами результаты представлены в табл.2. Увеличение постимплантационной смертности наблюдали только в серии с подкожным введением 40 мг/кг ОЭ (х2 = 24,9; Я<0,001). Поданным литер0туры, 1-кратное внутривенное введение мышам ОЭ в дозе 100 мг/кг не вызывает доминантных летальных мутаций (Appelgren и соавт., 1977), а доза 150 мг/кг внутрибрюшин-но уже эффективна (Generoso). В наших опытах действующая доза снизилась DL50, очевидно, в связи с тем, что были повторными.
с 3/ч ДО Чъ введения ОЭ
Таблица
Частота доминантных летальных мутаций в половых клетка: самцов крыс после воздействия ОЭ
К а На 1 беременную ¿i? о
S я самку lí
■ 0 X i
Вариант Я о
введения ОЭ к t а я о (X ё л н ■ о Я (0 ч н с - V
я л о ч о Щ и X 9* Число самок а «а 5 lí я я живых эмбрио 3 9 а х £ а- Я (Л М II
Контроль 0.0 7 24 12,6 12,1 0,5 4,0
Подкожно 1,0 6 18 12,0 11,3 0,7 5,9
5,0 9 24 11,1 10,4 0,7 6,3
40,0 9 19 11.4 9,3 2,1 18,4
Контроль 0,0 16 16 13,4 12,3 1.1 8,2
Внутрибрю-
шинно 0,5 12 14 13.4 12,6 0.8 6,0
5,0 11 14 11,8 11,0 0,8 6,8
Ана-телофазный анализ гепатоцитов крыс. Этот тест показал увеличение частоты нарушений хромосом после 1-кратного внутрибрюшин-ного введения ОЭ в дозе 50 мг/кг (1/з ОЦо). а также после повторных ее инъекций под кожу из расчета 5 и 40 мг/кг (1/40 и 1/5 ОЬ50 соответственно) (табл. 3). Частота фрагментов и мостов повышалась, частота же отставаний хромосом оставалась на контрольном уровне.
Таким образом, самая низкая эффективная доза ОЭ (5 мг/кг) установлена нами в опытах на клетках печени крыс. Это может быть связано с двумя моментами. Во-первых, при распределении ОЭ в организме более высокая тканевая доза может служить основой для более выраженного мутагенного эффекта в клетках печени по сравнению с таковыми в костном мозге или семенниках (Ситтшз и соавт., ЕЬгепЬегд и соавт.). Во-первых, по данным разных авторов, в клетках печени мутагенный эффект 1-кратного рентгеновского облучения (И. М. Шапиро), введения нитрозаминов (ВагЬавоп и соавт.) и не-
Таблица 3 Анализ ана-телофаз печени крыс после введения ОЭ
Вариант введения ОЭ
Контроль 1-кратно Внутрибрюшнн-но
Повторно Подкожно
0
50,0
1,0 5,0 40,0
f
Г
= а < а
Типы нарушений
фрагменты
= И
Ч 2
О S
2858 1500
1500 2700 1800
4,3 7,0*
4,0 7,0** 10 7**
2,3 3,1
1,9
3.5
6.6
на 100
клеток
» _
Н о о а
0,9 2.1
0,9 2,0 2,2
0,6 1,6
0,7 1,2 1.9
0,5 0,6
0,6 0,7 0,7
которых других канцерогенов (Zedeek и Sternberg) сохраняется в течение 8 нед—11 мес, что позволяет предположить возможность накопления хромосомных повреждении при повторных воздействиях мутагена.
В литературе до настоящего времени нет единого подхода к регламентации веществ, обладающих мутагенной активностью. Поэтому возможны несколько путей использования наших данных для оценки опасности воздействия ОЭ на человека. Установленная нами минимальная действующая доза ОЭ 5 мг/кг соответствует 1/40 DLS0 и находится на уровне порога 1-кратного действия по показателям общей токсичности (П. П. Лярский и соавт.). Согласно классификации пестицидов по мутагенной опасности (Н. М. Кузьменко) ОЭ можно отнести к III классу умеренно опасных соединений, для которых допустимая доза устанавливается по интегральным показателям с введением коэффициента запаса, равного 5—10. Если принять за порог хронического действия ОЭ 0,5 мг/кг (П. П. Лярский и соавт.), то допустимый уровень составит 0,1—0,05 мг/кг.
В. С. Журков определяет в качестве допустимого такое воздействие мутагена, которое способно вызвать увеличение спонтанного уровня мутаций в пределах 1 % от фона. Поскольку в цитогенетических опытах минимальный регистрируемый сдвиг составляет 100—200 % от фона, то допустимую дозу получают путем деления минимальной действующей дозы на 200. Для ОЭ это соответствует 0,025 мг/кг.
В последние годы в литературе по регламентации химических мутагенов получает развитие концепция рад-эквивалентности, направленная на прямое перенесение радиационных регламентов в область химических мутагенов. В частности, в качестве допустимой мутационной нагрузки за счет суммы всех химических мутагенов принимают 0,17 гем в год, причем на долю индивидуального мутагена должно приходиться не более 10% этой величины (Drake). Для эпокси-дов Ehrenberg и Hussain получили эмпирическое выражение, связывающее величину генетического риска в рад-эквивалентах с приложенной дозой через константы, характеризующие способность данного соединения к алкилирова-нию, скорость выведения его из организма и др. Применение этой формулы для ОЭ показывает, что допустимым 0,017 гем соответствует накопленная в течение года индивидуальная доза ОЭ, равная 0,02 мг/кг.
Таким образом, приведенные подходы к определению допустимого по мутагенному эффекту уровня воздействия ОЭ дают непротиворечивые результаты, которые могут быть использованы при токсико-гнгиеннческой регламентации остаточных количеств ОЭ в простерилизованных изделиях медицинского назначения.
Выводы. 1. Показано мутагенное действие
окиси этилена при парентеральном поступлении в организм животных с помощью анализа частоты микроядер в ретикулоцитах костного мозга мышей, доминантных летальных мутаций в половых клетках самцов крыс и ана-телофаз печени крыс.
2. Минимальная действующая доза окиси этилена, установленная ана-телофазным методом на клетках печени крыс при подкожном введении в течение 3 мес, составляет 5 мг/кг ('До DL50), что выше порога хронического действия по интегральным показателям.
3. Полученные данные позволяют считать допустимыми по мутагенному действию такие остаточные количества окиси этилена в простерилизованных изделиях медицинского назначения, которые могут составить дозу не более 0,02— 0,05 мг/кг.
Литература. Журков В. С.— В кн.: Медицинские проблемы охраны окружающей среды. М., 1981, с. 88— 95.
Копылова Л. С. — В кн.: Проблемы дезинфекции и стерилизации. М., 1980, с. 128—132. Кузьменко Н. М. — Гиг. п сан.. 1978, № 11, с. 82—87. Ларский П. П., Глейберман С. £.. Лихтман. Т. В. и др. — In: Kongress iiber Sterilisation, Desinfection und Antiseptic. 7. Vortrage. Dresden, 1980, p. 163—164. Подольная M. А., Бобринев E. В., Ревазова Ю. A. — Генетика, 1981, № 4, с. 651—657. Стрекалова Э. Е., Чиркова Е. М., Голубович Е. Я. — В кн.: Токсикология новых промышленных химических веществ. М., 1975, вып. 14, с. 11—16. Фоменко В. П., Стрекалова Э. Е. — Там же. М., 1973,
вып. 13, с. 51—57. Шапиро И. М.— Докл. АН СССР, 1961, т. 141, Ks 3, с. 737.
Юрченко В. В. — В кн.: Проблемы дезинфекции и стерилизации. М., 1980, с. 132—136. Appelgren L.-E., Eneroth G., Grant С.— Clin. Toxicol.,
1977, v. 18, p. 315-317. Appelgren L.-E., Eneroth G., Grant C. et al. — Acta Pharmacol. (Kbh.), 1978, v. 43, p. 69—71. Barbason H., Friclman-Mcnduzio A., Bet г E. H. — Z. Krebs-
forsch, 1975, Bd 84, S. 135—142. Cumming R. В., Sega G. A., Horton C. Y. et al. — En-
vironm. Mutagenes., 1981, v. 3, p. 343. Drake J. XV. — Advanc. modern Toxicol., 1978, v. 5, p. 20—22.
Ehrenberg L„ Hussain S. — Ibid.. 1981, v. 86, p. 1 — 113. Embree J. W„ Hine С. H — Toxicol, appl. Pharmacol., 1975,
v. 33, p. 172—173. Embree J. W„ Lyon I. P., Hine С. H. — Ibid., 1977, v. 40. p. 261—267.
Generoso W. M. — Environm. Mutagenes., 1980, v. 2, p. 252. Zedeek M. S„ Sternberg S. S. — Cancer Res., 1975, v. 35, p. 2117—2122.
Поступила 11.06.82
Summary. Mutagenic activity of the aqueous solutions of ethylene oxide has been studied in investigating the toxicity assessment of ethylene oxide as a sterilizing agent used in medical practice. An increased micronuclei reticulocytes rate in the bone marrow of mice, postimplantation death in the dominant lethal mutations test and chromosome aberration rate in the liver and telophases of rats was demonstrated. The minimum effective nose established by the above techniques in subcutaneous 3-month animal exposure was 5 mg/kg (1/40 DLM). This value exceeds the chronic effect threshold value established on the basis of general toxicity indices. Ethylene oxide levels permissible in terms of mutagenic effect and estimated on the basis of different approaches were in the range of 0.02—0.05 mg/kg.
