CC BY
8
3. Смесь озона, двуокиси азота и формальдегида, подпороговая для человека при кратковременном действии, не вызывает нарушений в организме и в длительном эксперименте.
ЛИТЕРАТУРА
Алексеева М. В. Определение атмосферных загрязнений. М., 1963.— Дмитриев М. Т. Атомная энергия, 1964, т. 16, в. 3, с. 282. — Коган А. X. Бюлл. эк-спер. биол., 1959, № 10, с. 109. — Лазарев Н. В. Вредные вещества в промышленности. М. — Л., 1965, т. 2, с. 139. — М а н и т а М. Д., Румянцева М. В., Э г л и т е М. Э. Гиг. и сан., 1967, № 5, с. 56. — П о п о в В. А. Там же, 1966, № 1, с. 5. — Р у д а к о в В. В., П е л и щ е н к о И. А., Лабор. дело, 1963, № 10, с. 23.— Рязанов В. А., Б у ш т у е в а К. А., Новиков Ю. В. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений. М., 1957, в. 3, с. 117. — Ф е л ь д-м а н Ю. Г., Л а м п е р т Ф. Ф. Гиг. и сан., 1968, Лгг 11, с. 89.— Хачатурян М. X., Стяжкин В. М. В кн.: Вопросы гигиены атмосферного воздуха. М., 1968, с. 34.— Шаламберидзе О. П. Гиг. и сан., 1967, № 7, с. 9. — Э г л и т е М. Э. Там же, 1968, № 1, с. 17. — Я к и м ч у к П. П. Научн. труды Рязанск. мед. ин-та, 1964, т. 18, в. 1, с. 353. — А 1 t s h u 1 1 е г А. P., Reactivity of Organic Substances in Atmospheric Photooxidat on Reactions. Cincinnat, 1965. — D i r n a g e K., Munch, med. Wschr., 1965, Bd 107, S. 1414. — H a a g e n-S m i t A. J., J. Air Pollut. Control Ass,. 1963, v. 43, p. 444.
Поступил» 4/11 1971 r.
THE PROBLEM OF BIOLOGICAL ACTION OF CERTAIN PRODUCTS FROM ATMOSPHERIC PHOTOCHEMICAL REACTIONS
Yu. G. Feldman
The inhalation of a mixture of ozone, nitrogen dioxide and formaldehyde was found to produce in the body a simple summation of all their effects. A mixture of these substances, that was inefficient for the human body in case of short-term exposition, proved to be indifferent, as well for animals under conditions of a long-term experiment.
УДК 612.6.052.014.46:546.16
О МУТАГЕННОЙ АКТИВНОСТИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ФТОРА
Канд. биол. наук Э. А. Гилева, Э. Г. Плотко, Э. 3. Гатиятуллина Свердловский институт гигиены труда и профзаболеваний
Огромный экспериментальный материал, накопленный за последние три десятилетия генетиками, свидетельствует о том, что многие вещества, принадлежащие к различным классам химических соединений, обладают мутагенным действием (В. Г. Никифоров). Некоторые из них оказались даже более сильными мутагенами, чем ионизирующая радиация (И. А. Рапопорт).
Наибольшую опасность для генофонда человечества представляет повышение частоты генных мутаций в гаметах людей, но экспериментальное исследование этого процесса в настбящее время практически неосуществимо. Поэтому для оценки мутагенного действия химических веществ на человека используется комплекс иных экспериментальных и статистических методов (Vogel и соавт.; Epstein и Shafner; Vogel). Одним из таких методов является изучение влияния того или иного соединения на возникновение хромосомных аберраций в культуре клеток человека и в соматических клетках экспериментальных животных in vivo.
В настоящем сообщении приведены результаты исследования влияния неорганических соединений фтора на возникновение хромосомных аберраций в костном мозге и на митотическую активность клеток эпителия роговицы белых крыс. Беспородные белые крысы-самки в течение 5 месяцев подвергались ингаляционной затравке по 6 часов в день (кроме воскре-
сенья) криолитом (Ма3А1Рв) в концентрации 3, 1 и 0,5 мг/м3 (в пересчете на ион фтора), часто встречающимся в воздухе электролизных корпусов алюминиевых заводов, а также смесью 0,5 мг/м3 криолита с 0,35 мг/м3 фтористого водорода.
Для цитогенетического анализа было использовано по 4 животных из каждого варианта опыта. Поскольку этим крысам за час до забоя вводили колхицин, для определения митотической активности брали эпителий роговицы других, «неколхицинированных», животных (в среднем по 8 крыс из каждого варианта). Препараты костного мозга приготовляли по общепринятой методике и окрашивали азур-эозином. Все виды хромосомных и хроматидных аберраций (X. Ивенс) учитывали в метафазах, причем для анализа отбирали лишь неповрежденные метафазные пластинки с типичным для данного вида числом хромосом (42). Кроме того, учитывали случаи гиперплоидии. Пробелы не включали в число аберраций; критерием отличия разрывов от пробелов считали смещение фрагмента
Таблица 1
Митотическая активность клеток эпителия роговицы экспериментальных животных (в °/а()
Период исследования Митотическая активность
контроль криолит (в мг/м') криолит (0.5 ги/м') + + HF (0,35 мг/м')
0,5 1.0 3,0
К концу 5-го месяца затравки После месячного периода восстановления 5,4±0,3 6,0±0,3 5,5±0,3 6,0±0,3 5,8±0,4 6,3±0,3 6,0±0,9 6,3±0,2 5,9±0,4 6,9±0,7
по отношению к оси хроматиды. В среднем было проанализировано по 80 метафазных пластинок от каждого животного. Тотальные препараты роговицы приготовляли обычным способом (О. И. Епифанова) и окрашивали гематоксилином по Бемеру. При определении митотической активности подсчитывали число митозов на 15 ООО клеток в каждой роговице. Результаты экспериментов обрабатывали с помощью дисперсионного анализа.
Известно, что возникновение спонтанных и индуцированных мутаций тесно связано с процессом репликации хромосом и, следовательно, с мито-тическим делением (O.G. Fahmy и М. J. Fahmy). Исходя из этого, представлялось целесообразным проверить, вызывают ли изучаемые нами соединения фтора изменения митотической активности.
Из табл. 1 видно, что изученные концентрации криолита и комбинация его с фтористым водородом не оказали влияния на митотическую активность эпителия роговицы крыс; различия между всеми вариантами опыта недостоверны как сразу после окончания затравки, так и месяц спустя. Однако в конце периода восстановления отмечено достоверное возрастание митотической активности в эпителии роговицы всех экспериментальных животных (Р<0,05), что объясняется, вероятно, сезонными изменениями в темпе деления клеток (И. А. Алов).
Мы сравнивали также распределение делящихся клеток по фазам митоза в различных вариантах опыта. Коэффициент фаз, равный отношению доли клеток, находящихся в профазе и метафазе, к доле клеток, находящихся в анафазе и телофазе, был практически одинаков во всех вариантах опыта и равнялся в среднем 1,4. Таким образом, при хроническом респираторном поступлении в организм соединения фтора не оказывали ци-
тостатического действия на клетки эпителия роговицы, хотя в культуре ткани фториды заметно тормозят деление клеток (Berry).
Основным критерием повреждения наследственного аппарата клеток в наших опытах служили хромосомные аберрации.
Из табл. 2 видно, что у животных подопытных групп, подвергавшихся воздействию фторидов, увеличивается процент аберрантных клеток, но статистически достоверные различия выявлены лишь при ингаляции самой высокой концентрации криолита (3 мг/м3) и смеси его с фтористым водородом. Отсутствие достоверных различий при вдыхании малых концентраций криолита (0,5 и 1,0 мг/м3) связано, вероятно, со сравнительно небольшим числом животных, используемых в эксперименте. Существование пороговых доз мутагенных факторов продолжает оставаться спорным и подвергается сомнению (Н. В. Тимсфеев-Ресовский; И. А. Рапопорт).
Таблица 2
Число клеток (в %) с хромосомными аберрациями в костном мозге крыс, затравливавшихся
соединениями фтора
Показатели Вариант опыта
контроль криолит (в мг/м*) криолит (0,5 мг/м') + + HF (0.35 мг/м»)
0.5 1.0 3.0
Число клеток с хромо-
сомными аберрация-
ми, 1,40±0,88 1,50±0,56 2,40+0,59 6,50±0,66 5,10+0,55
Достоверность разли-
чий с контролем, Р >0,05 >0,05 <0.001 <0,01
Поскольку в состав криолита входят натрий, алюминий и фтор, возникает вопрос, какие именно из этих элементов обладают мутагенной активностью. Возникновение генных мутаций под действием А1С!3 наблюдалось у растений (Bergfeld). Воздействие фтористого водорода приводит к появлению хромосомных аберраций у томатов и кукурузы, но фтористый натрий не вызывал хромосомных аберраций в корешках бобов (Kihlman). По-видимому, наблюдаемый нами цитогенетический эффект следует приписать в первую очередь фтору. Об этом свидетельствует то, что при затравке животных смесью 0,5 мг/м3 криолита и 0,35 мг/м3 фтористого водорода наблюдается почти в 3V2 раза больше аберраций, чем при затравке одним криолитом в концентрации 0,5 мг/м3. Содержание натрия и алюминия в этих вариантах опыта одинаково, тогда как концентрация фтора в первом случае в 1,7 раза выше, чем во втором. К тому же фтор, поступая в органы дыхания в виде фтористого водорода, полностью поглощается в них, при попадании же в организм в составе криолита он усваивается значительно труднее и в меньшей степени (М. С. Садилова и Э. Г. Плотко).
Среди вызванных соединениями фтора аберраций большинство относится к хроматидному типу. Более 70% повреждений, наблюдавшихся в нашем опыте, представлено одиночными фрагментами. Такая картина типична для спонтанных мутаций, которые, по современным представлениям, возникают в значительной степени под влиянием метаболических аутомутагенов (Н. П. Дубинин и соавт.; D'Amato и Hoffmann-Osten-hoff). В свете этих данных можно предполагать, что фтор, высокая биологическая активность которого общеизвестна, стимулирует образование мутагенных метаболитов в организме крыс.
Сравнительно низкий процент мутаций, возникших в наших опытах
под действием фтора (5—6%), типичен для неорганических мутагенов.
И
м
Однако сравнительно слабая мутагенная активность неорганических веществ не снимает вопроса об их потенциальной генетической опасности для людей. При длительном воздействии даже слабые мутагены могут вызвать значительное повреждение наследственности в силу практической невосстановимости генетических изменений (Goldstein). Широкое использование неорганических фторидов в промышленности ведет к тому, что значительные количества фтора попадают в среду обитания человека и воздействуют на большие контингенты людей. Поэтому полученные нами на первом этапе данные свидетельствуют о необходимости углубленного изучения мутагенных свойств фтора для оценки и прогнозирования его возможной генетической опасности для человека.
Наряду с изучением цитогенетического эффекта неорганических соединений фтора в эксперименте было прослежено также общетоксическое и специфическое действие последних. Исследование показало, что хроническое ингаляционное поступление в организм животных криолита в концентрациях 3 и 1 мг/м3 и комбинации криолита с фтористым водородом приводит к развитию тормозных процессов в центральной нервной системе, угнетению активности ряда ферментов, морфологическим изменениям во внутренних органах и тканях и др. Концентрация криолита 0,5 мг/м3 токсическим эффектом не обладает.
Выводы
1. Хроническая ингаляционная затравка животных криолитом в концентрациях 3, 1 и 0,5 мг/м3, а также комбинацией 0,5 мг/м3 криолита и 0,35 мг/м3 фтористого водорода не оказывает цитостатического действия на клетки эпителия роговицы белых крыс.
2. Криолит в концентрации 3 мг/м3 и смесь 0,5 мг/м3 криолита с 0,35 мг/м3 фтористого водорода повышают в 31/2—472 раза по сравнению с контролем процент клеток с хромосомными аберрациями в костном мозге крыс.
3. Полученные экспериментальные данные показывают необходимость дальнейшего изучения мутагенных свойств фтористых соединений в связи с возможностью их повреждающего действия на наследственный аппарат человека.
ЛИТЕРАТУРА
Алов И. А. Очерки физиологии митотического деления клеток. М., 1964.— Дубинин Н. П., Щербаков В. К., Дубинина Л. Г. и др. Цитология, 1965, в. 1, с. 75. — Епифанова О. И. Гормоны и размножение клеток. М., 1965. — Ивенс X. Повреждения хромосом ионизирующими излучениями. М., 1966. — Ники-фонов В. Г. В кн.: Общая генетика. М., 1965, с. 113. — Р а п о п о р т И. А. В кн.: Вопросы общей промышленной токсикологии. Л., 1963, с. 67.—Сад и лова М. С., Плот к о Э. Г. В кн.: Биологическое действие и гигиеническое значение атмосферных загрязнений. М., 1968, в. 11, с. 16. - Тимофеев-Ресовский Н. В. Труды Ин-та биологии АН СССР. Уральский филиал, 1962, в. 22, с. 77. — D' А гп a t о F., Н о f f m а п n-0 s t е п h о f f О., Advanc. in Genetics, 1956, p. 1. — В e r g f e 1 d R., Vererbungsl., 1958, Bd 89, S. 131.—Berry R. J., Fluoride, 1969, v. 2, p. 157. — Epstein S. S., Shafner H., Nature, 1968, v. 219, p. 385. — F a h m у О. G., F a h m у M. J., Proc. roy. Soc. Med., 1964, v. 57, p. 646. —Goldstein А. В кн.: W. J. Schull (Ed.) Mutations. Second Conference on Genetics. Ann. Arbor., 1962, p. 167,— К i h 1 m a n B. A., J. biophys. biochem. Cytol.. 1957, v. 3, p. 363. — V о g e 1 F., The-rapiewoche, 19S9, Bd 19, S. 206. —Vo'gelF., Rohrborn G., Schleir-macher E. et al. Dtsch. med. Wschr., 1967, Bd 92, S. 2249.
Поступила 6/IV 1970 r.
THE MUTAGENIC ACTIVITY OF INORGANIC FLUORINE COMPOUNDS E. A. Guleva, E. G. Plotko, E. Z. Gatiyatullina
As a result of chronic inhalation of cryolite and its mixture with hydrogen fluoride albino rats presented a high percentage of cells with chromosomis aberrations in the bone marrow. At the same time there were no subsequent changes in the mytotic activity of corneal epithelial cells as compared with the control ones.
