CC BY
22
ОБЗОРЫ
УДК 616-007-02:661(047)
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ТЕРАТОГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
А. А. Динерман
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Распространение различных химических веществ во внешней среде заставляет особенно внимательно относиться к их токсикологической оценке и выявлению их действия на организм. Существующие в настоящее время данные свидетельствуют о необходимости включения в токсикологическое исследование химических продуктов, определение их эм-бриотропного, тератогенного, мутагенного и канцерогенного действия. Знание эмбриотропного и тератогенного действия этих соединений может диктовать более тщательный, а иногда и принципиально новый подход к установлению гигиенических норм, конечной целью которых является охрана здоровья населения от разнообразных загрязнений внешней среды.
В настоящем сообщении мы коснемся некоторых методических вопросов изучения тератогенного действия, а также приведем ряд фактических данных, свидетельствующих о возможно тератогенном действии самых разнообразных веществ. Интерес к этому особенно возрос после нашумевших сообщений о тератогенном действии на человека талидо-мида, применявшегося женщинами в Западной Германии, Бельгии и некоторых других капиталистических странах, что привело к рождению уродливых детей. Имеются также факты, свидетельствующие об увеличении процента врожденных уродств человека. Так, Мт1г отмечает, что врожденные уродства с 1910 г. возросли с 5 до 15%. Как указывает этот автор, скарлатина, дифтерия, коклюш и полиомиелит явились причиной смерти в 1953 г. 2544 детей, тогда как от врожденных уродств в том же году погибло 20 010 детей, т. е. почти в 10 раз больше. По данным Мт1г, тератогенным действием в отношении человека обладают и такие факторы, как отсутствие йода в пище, недостаток витамина А, большие дозы рентгеновского облучения.
Как мы знаем, причиной тератогенных нарушений могут явиться генетические факторы и факторы внешней среды. По мнению Т. Ивановской, ненаследственные отклонения формообразования — фенокопии, которые как бы копируют известные пороки развития, могут возникать под влиянием ряда факторов. Эмбрион не способен реагировать на патогенные агенты реактивными процессами, поэтому любое воздействие вызывает в его тканях только альтернативные изменения, начиная с обменных нарушений и кончая гибелью тканевых элементов. Отсутствие у эмбриона способности к процессам репарации неизбежно приводит к
развитию стойких нарушений его структуры, а поскольку в эмбриональном периоде идет непрерывный органогенез, то появляются стойкие нарушения в формировании того или иного органа или части тела, т. е. возникают возможные пороки развития или уродства.
Изучая тератогенез, исследователи сталкиваются с рядом методических трудностей, которые из-за недостаточного количества накопленных данных затрудняют возможность правильной оценки тератогенного действия. Одним из наиболее сложных вопросов изучения возможного тератогенного действия является вопрос о дозах, вызывающих этот вид патологических нарушений. Так, Fraser (1962) указывает, что некоторые агенты, вызывающие прерывание беременности или рассасывание эмбриона, могут не обладать тератогенным действием, и степень соотношения тератогенных нарушений и смерти плода может широко варьировать от вещества к веществу. Wilson считает, что доза, вызывающая тератогенное действие, находится между дозой, вызывающей 100% смерть плода, и дозой, не оказывающей никакого действия на развивающийся плод. Некоторые авторы отмечают оптимальную тератогенную дозу, обусловливающую наибольшее число аномалий, и дозу, которую обозначают как «предел тератогенности» (Beck и Loyd). Auroussean предлагает для испытания тератогенного действия дозы, соответствующие определенным частям LD50. Однако до сих пор здесь нет одного мнения. Нам представляется целесообразным руководствоваться каким-то единым параметром, каким могла бы стать определенная часть LD50, что позволило бы сравнивать возможное тератогенное действие разнообразных химических веществ.
О характере тератогенного действия существуют 2 противоположные точки зрения. Так, А. П. Дыбан полагает, что тератогенную активность надо расценивать как специфическое действие фармакологического вещества, а не как вторичный результат токсического влияния вещества на эмбрион. Свой вывод автор делает на основе сравнения тератогенного действия веществ, отличающихся химическим строением. В лаборатории автора проводилось изучение тератогенного действия ряда веществ: актиномицина, хлоридана (Т. И. Станжевская), хлорохина, аминоптерина, 7 антидиабетических препаратов, салициловокислого натрия, урацила и его 6 простых аналогов. Все опыты ставились в одинаковых условиях. Результаты исследований показали, что тяжесть тератогенного действия зависит от химического строения вещества. Так, введение молекулы хлора привело к проявлению тератогенного действия вещества без изменения его основных химических свойств. Однако есть и другая точка зрения, согласно которой тератогенная активность вещества является опосредованным действием его токсического влияния непосредственно на эмбрион (Loosli и Theiss).
Какая из приведенных точек зрения правильна, очевидно, подтвердят фактические материалы, накапливаемые рядом исследователей в различных странах. Тем не менее следует признать, что точка зрения советского исследователя уже теперь вооружает практическую медицину и дает теоретические предпосылки для борьбы с тератогенной опасностью.
Какой вид животных наиболее удобен для изучения возможного тератогенного действия? На предварительной стадии работы в этом направлении одним из наиболее удобных объектов может явиться куриный эмбрион. Это объясняется тем, что яйца легки в обращении, эмбрионы достаточно велики по размерам для того, чтобы их можно было без особого труда исследовать, определение возможного тератогенного действия вещества занимает относительно немного времени (П. Н. Александров с соавторами, 1965). Однако при постановке опытов с куриными эмбрионами, как показали литературные данные и наши наблюдения, следует строго придерживаться необходимых оптимальных условий
инкубации, нарушение которых само по себе может привести к аномалии развития. В частности, большое значение имеет относительная влажность. Удовлетворительные условия инкубации создаются три относительной влажности, составляющей 40—70%, оптимальная относительная влажность равна 50%. При влажности, достигающей 75—80%, до 10-го дня инкубации погибает 37,5% эмбрионов, а к концу инкубации— около 50%. Относительная влажность — главный фактор, определяющий потерю веса эмбриона (Robertson).
Нормальному развитию куриного эмбриона во многом способствуют удовлетворительная аэрация и достаточное количество кислорода в газовой смеси инкубатора (В. В. Рольник и Э. Л. Портенко). Нельзя не учитывать также роли растворителя, в которое вводится исследуемое вещество. Введение физиологического раствора, наиболее часто употребляемого в качестве растворителя, или жидкости, с которой вводится исследуемое вещество в виде суспензии, само по себе обусловливает летальный исход при введении его в яйцо в количестве 0,5—1 мл. Это отмечается в том случае, если физиологический раствор вводится до инкубации либо па 5-й день ее, когда уже образовала сосудистая сеть, содействующая быстрой всасываемости введенного агента. Меньший процент гибели эмбрионов наблюдается при введении 0,05—0,1 мл физиологического раствора через 24—48 часов после инкубации. Однако тератогенным действием физиологический раствор не обладает. Введение дистиллированной воды и действие самого укола не вызывают аномалий развития (Conti и Milio), как и жидкость Тиродэ, но могут привести к гибели эмбриона.
Таким образом, при испытании тератогенного действия химического вещества на куриных эмбрионах требуется соблюдать все указанные выше условия инкубации; суждения о возможном тератогенном действии исследуемого продукта контролируются при этом подобно тому, как это делается при проведении любого эксперимента. При оценке тератогенного действия на курином эмбрионе и попытке переносить полученные данные на человека следует учитывать особенности куриного зародыша, отличающие его от зародыша человека. Так, необходимо иметь в виду разницу в распространении введенного вещества в курином эмбрионе и у эмбриона человека. У куриного эмбриона введенное вещество не распространяется по зародышу и в большинстве случаев его концентрация остается постоянной в течение всего периода развития. В отличие от этого зародыш человека способен освобождаться от введенного токсического агента.
Нужно помнить, что куриный зародыш мал по сравнению с зародышем человека и потому его способность разрушать или детоксицировать введенное вещество значительно меньше (Carter).
Испытание тератогенного действия вещества на куриных эмбрионах может считаться лишь предварительным; в дальнейшем полученные результаты должны быть подкреплены опытами на других видах животных. Это обстоятельство подчеркивается данными о наличии видовой чувствительности в отношении тератогенного действия (Loosli и Theiss), что заставляет особенно внимательно относиться к выбору экспериментальных животных для изучения такого вида воздействия. Bertrand и Florio (1963, 1964) считают наиболее удобными для испытания таких животных, как мыши, кролики и крысы, особенно отмечая необходимость проведения испытания тератогенного действия на линейных животных. Однако в последнее время появились сведения об использовании дл5} проверки тератогенного действия химических веществ самых разнообразных животных, таких, как некоторые земноводные, личинки насекомых и т. д. В сообщении на II Международном конгрессе по врожденным уродствам Fraser (1963) подробно освещает различные аспекты экспериментального тератогенеза и их связь с врожденными уродствами
человека. Автор указывает, что для правильного решения вопроса о тератогенном действии того или иного продукта необходимо выбрать для опыта наиболее чувствительный в этом отношении вид животных, обратив особое внимание на подбор чувствительного генотипа, установить правильную дозу изучаемого вещества и правильный путь введения его с учетом стадий развития эмбриона, соблюдать все условия содержания животных, обеспечить самую тщательную оценку развившегося эмбриона; очень большое значение имеет правильный выбор контроля.
За последние 6 лет количество работ, посвященных изучению тератогенного действия, постоянно увеличивается. Различными авторами в разных странах изучается тератогенное действие гормонов, металлов, аминокислот, красителей, антибиотиков, антиметаболитов и лекарственных веществ. Зачастую полученные данные говорят о наличии тератогенной активности у самых разнообразных соединений, что заставляет внимательно относиться к методике изучения тератогенного действия. Невозможно классифицировать все названия вещества ни по химической структуре, ни по физико-химическим свойствам вследствие их большого разнообразия.
Мы предлагаем условно выделить вещества, синтезируемые самим организмом (гормоны, некоторые аминокислоты, пчелиный яд и др.), и вещества, не синтезируемые организмом, а поступающие в него только извне (антиметаболиты, красители, антибиотики, химиотерапевтические препараты и др.).
Так, ряд работ, посвященных изучению тератогенного действия гормонов, свидетельствует, что им обладают кортизон и ацетат-Д-гидрокор-тизон. Введение кортизона не только вызывает развитие аномалий; потомство, полученное от кур, которым вводится ацетат-Д-гидрокортизон, оказывается нежизнеспособным или уродливым (Dams с соавторами). Инсулин, введенный в оплодотворенное куриное яйцо, обусловливает развитие миелосхизма, микроофтальмии и микромелии (Sevastikoglon). Введение тироксина в оплодотворенное куриное яйцо вызывает стро-фосомию зародыша, введение тироксина вместе с эстрадиолом влечет за собой развитие аномалий мюллеровых протоков .куриного эмбриона. Обладает тератогенной активностью и тироксин, введенный вместе с N-дезацетиоколхицином, 3-хлорэтиламином и руфкромицином. Имеются данные о тератогенном действии глютаминовой кислоты (Tugrie), пчелиного яда — апивена, некоторых микроорганизмов (S. aureus) и вирусов. Таким же свойством обладают антиметаболиты. Введение азот-иприта вызывает фокомелии у куриных эмбрионов и кроликов. Аналоги никотиновой кислоты (3-ацетилпиридин и 6-аминоникотинамид) обусловливают у куриных эмбрионов гипоплазию мышц и микромелию (Landauer с сотрудниками, 1962), гидразин никотиновой кислоты приводит к развитию аномалий конечностей, клюва и эктопии внутренних органов у куриного эмбриона (Duraswami).
Как показали исследователи, тератогенной активностью обладает ряд красителей: трипановый синий, голубой Эванса, азоголубой. Эти красители при введении их в куриный эмбрион вызывают дефекты развития хвостового конца.
Тератогенное действие трипанового синего подтверждено в опытах на крысах (Loyd и Beck) и мышах. Отмечено такое же действие и януса зеленого.
А. М. Чернух и П. Н. Александров исследовали тератогенное действие пенициллина, хлортетрациклина, окситетрациклина, тетрациклина, стрептомицина, циклосерина, а также фтивазида и тианида. Наиболее выраженным оно оказалось у окситетрациклина и тетрациклина. В опытах на куриных эмбрионах, крысах и яйцах аксолотля показана тератогенная активность хлорпромазина (Dawson), трипаранола (Я. И. Яковлева и Н. Г. Шахназарова), некоторых сульфамидов (Borsuk), сульфа-
тиазола (Cervenansky с сотрудниками), сульфаниламида (Landauer с сотрудниками). Обладают тератогенным действием химиотерапевтиче-ские препараты, предназначенные для лечения опухолей, метилбисхлор-этнламин-гидрохлор, триэтиленамин и уретан. Аминоптерин вызывал развитие аномалий у мышей и крыс. Имеются наблюдения о самопроизвольном выкидыше у 12 беременных женщин, получавших аминоптерин. Показано тератогенное свойство эндоксана, применяемого для лечения лимфосарком и других злокачественных опухолей. Что касается тали-домида, то его тератогенное действие проверено в опытах на разнообразных животных; известны также многочисленные сведения о вреде этого вещества для человека. Как известно, эти данные послужили причиной, стимулировавшей интерес к изучению тератогенного действия самых различных веществ.
Исследованиями установлено тератогенное действие у некоторых металлов. Введение таллия в желточный мешок куриного зародыша влечет за собой ахондриоплазию (Cicco); молибден и селен, введенные в куриный зародыш, вызывают его гибель (Lepore с сотрудниками); определенным тератогенным действием обладает и бор (Halverson с сотрудниками). Большой интерес представляют работы, посвященные изучению такого действия химических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе. Наблюдения Lancaster показали возможность тератогенной активности формальдегида, а также светильного газа. К сожалению, до настоящего времени недостаточное внимание уделялось изучению возможного тератогенного действия пестицидов. В литературе имеются данные об эмбриотропном и тератогенном действии только некоторых из них. Так, Р. А. Рязанова 1 показала тератогенное действие цинеба и цирама — цинковых солей этиленбисдитиокарбаминовой кислоты. Интересно отметить, что севин оказывает определенное влияние на половые железы самцов, вызывая нарушения цикла сперматогенеза, а также нарушает эстральный цикл самок (М. Н. Рыбакова). Однако непосредственно эмбриотропное действие этого ядохимиката не исследовано.
Еще раз хочется подчеркнуть, что широкая распространенность названной группы химических соединений во внешней среде, возможность столкновения с ними человека неопределенно долгое время, обнаружение пестицидов в водоемах, атмосферном воздухе и почве с переходом из почвы в растения, являющиеся продуктами питания, обнаружение их в продуктах питания животного происхождения — все эти факты позволяют ставить проблему циркуляции пестицидов во внешней среде как гигиеническую проблему.
Необходимо создать условия, которые способствовали бы самому внимательному изучению возможного эмбриотропного и тератогенного действия пестицидов.
В настоящее время нами проводятся опыты по изучению возможного тератогенного действия ряда пестицидов (ДДТ, ГХЦГ, севин, пи-рамин, пропазин, прометрин, некоторые фосфорорганические пестициды). Исследования эти еще не закончены, и мы не можем сделать окончательных выводов, однако накбпленные нами данные свидетельствуют о возможном эмбриональном -действии некоторых из названных пестицидов.
Таким образом, несмотря ,на определенные методические трудности в оценке тератогенного действия ряда химических веществ, вопрос этот ввиду его .несомненной актуальности заслуживает самого пристального внимания. В дальнейшем должны проводиться как разработка и уточнение метода исследования, так и накопления новых фактических данных.
1 Автореферат кандидатской диссертации. 1967.
6 Гигиена и санитария № 7
81
ЛИТЕРАТУРА
Александров П. Н., Богданова В. А., Чернух А. М. Бюлл. экспер. биол., 1966, в. 2, с. 89. — Александров П. Н., Богданова В. А., Иванов А. И. и др. Вестн. АМН СССР, 1965, № 3, с. 78. — А л ек с а н д р о в П. Н., Богданова В. А., Чернух А. М. Фармакол. и токсикол., 1965, № 6, с. 744.— Д ы б а н А. П. Веста. АМН СССР, 1966, № 4, с. 34,— Ивановская Т. БМЭ. М., 1964, т. 35, с. 333.— Рольник В. В., Портенко Э. Л. Ж- общей биол., 1964, в. 2, с. 133. — Рыбакова М. Н. Гиг. и сан., 1966, № 9, с. 42. —<..С-Т а н ж е в с к а я Т. И. Бюлл. экспер. биол., 1966, № 4, с. 85.— Чернух А. М., Александров П. Н. Пат. фи-зиол., 1965, № 3, с. 41.— Яковлева Я. И., Шахназарова Н. Г. Фармакол. и токсикол., 1965, № 1, с. 106,— Auroussean М., Farmäcia (Bratisl.), 1964, т. 12, с. 167.— Beck F., Loyd I. В., Nature, 1964, р. 1136.— Bertrand М., Florio R.r Actualites pharmacol., 1964, v. 35, p. 521.— Bertrand M., Florio R., Dams R.r Bull. Soc. sei. Vet., 1963, v. 65, p. 227.— Borsuk I., Folia morph. (Warszawa), 1964, т. 23, c. 297.— Cervenansky I., Kaiman E., Micec K. et al. Acta Chir. ortop. Traum, cech., 1964, т. 31, с. 304.— Cdccov I., Corriere Farmac., 1962, v. 7, p. 254.— Conti G., Milio G., Experieratia (Basel), 1964, v. 20, p. 282.— I d e m. Ibid., p. 331,— I dem, Ibid., р. 110.— I dem, Bull. Ass. Anal (Nancy), ,1964, v. 121, p. 94. — D a m s R.„ Lapras M-, Florio R. et al. C. R. Soc. Biol. (Paris), 1964, v. 158, p. 740. — D a w -son А. В., J. exp. Zool., 1938, v. 78, p. 101. — D u та s w a m i Р. C., Indian J. med. Res.,
1961, v. 49, p. 631, —Fräser F. C., Canad. med. Ass. J., 1962, v. 87, p. 683. —Hal-verso-n A. W„ Hills C. L., Whithead E. I., Airch. Biochem., 1964, v. 107, p. 88,— Iancaster I. E., Canad. J. comp. Med., 1962, v. 26, p. 139. — Landauer W.„ Clark E., J. exp. Zool., 1962, v. 151, p. 253, — I dem, Ibid., 1964, v. 156, p. 313.— Idem, Ibid., p. 307. — L e p о г e Р. D., Miller R. F., Siegel H. S„ Poult. Sei.,
1962, v. 41, p. 1047,— Loyd I. В., Beck F., Biochem. J„ 1962, v. 83, p. 30,— Loos-li R„ Theiss E., Bull. Schweiz. Akad. med. Wiss., 1964, Bd 20, S. 398. — Min tz B. Environmental Lntluences on Prenatal Development. Chicago, 1958. — Robertson I. J.r Agric. Sei., 1961, v. 57, p. 185. — S e v a s t i k о g 1 о n I. A„ Acta orthop. scand., 1963. v. 33, p. 271, —Tugrie S„ Arch. int. Pharmacodyn, 1965, v. 153, p. 323. — W i 1 s о n J.. Ann. N. Y. Acad. Sei., 1965, v. 123, Art 1, p. 219.
Поступила 27/VI 1967 r.
