CC BY
13
[гиена и санитария 1/2011
явлено. В отличие от этого влияние максимальной дозы нефти в разведении 1:10 сопровождалось статистически достоверными изменениями на протяжении всего эксперимента. Динамика изменений иллюстрирует процесс формирования ответных реакций организма на уровне изучаемых показателей (см. рисунок). Так, на начальной стадии развития биоэффекта на фоне активации антиоксидантной защиты наблюдалось ингибирование лизосомаль-ного фермента, что, возможно, вызвано аккумуляцией изучаемого вещества в лизосомах [6]. Подтверждением данного положения служит отсутствие анафилактических и раздражающих реакций на коже. Все это характеризует развитие адаптационного процесса. По мере увеличения срока (30 сут) воздействия ксенобиотика защитно-приспособи-тельная функция сменяется срывом адаптационного процесса. Свидетельством этого является существенная активация каталазы, которая вызвана интенсификацией наработки Н202. Наряду с этим увеличивалась активность Г^-ацетил-Ь-Э-глюкоза-минидазы в сыворотке крови за счет дестабилизации мембран лизосом.
Таким образом, перкутанное действие эмульсии нефти в разведении 1:10 снижает защитные функции организма и свидетельствует о напряжении его адаптационных возможностей.
Литература
1. Гончарук Е. И. // Гиг. и сан. — 1990. - № 4. — С. 4-7.
2. Давыдова С. Л., Тагосов В. И. Нефть как топливный ресурс и загрязнитель окружающей среды. — М., 2004.
3. КоролюкМ. А., Иванова Л. И., Майорова И. Г., Токарев В. Е. // Лаб. дело. - 1988. - № I. - С. 16-19.
4. Львова С. П., Абаева Е. М., Гасангаджиева А. Г., Михайлен-ко И. К. // Вопр. мед. химии. - 2002. - Т. 48. - С. 189— 195.
5. Методические указания к постановке исследований по изучению раздражающих свойств и обоснованию предельно допустимых концентраций избирательно действующих раздражающих веществ в воздухе рабочей зоны. — М., 1980.
6. Моисеева Е. Г., Пасечник А. В., Дроздова Г. А., Фролов В. А. // Бюл. экспер. биол. — 2007. — № 3. - С. 273-275.
7. Покровский А. А., Кравченко Л. В., Тутельян В. А. // Биохимия. - 1971. - Т. 36. - С. 690.
8. Русаков Н. В., Мерзлая Г. Е., Афанасьев Р. А. и др. // Гиг. и сан. - 2007. - № 6. - С. 60-64.
9. Сафонникова С. М., Магжанова С. А., Яхина М. Р. и др. // Сборник науч. трудов "Гигиена производств и окружающей среды, охрана здоровья рабочих в нефтегазодобывающей и химической промышленности". — М., 1992. — С. 196.
10. Солнцева Н. П. // Техногенные потоки веществ в ландшафтах и состояние экосистем. — М., 1981. — С. 23—42.
11. Федосеева В. Н., Шарецкий А. И., Аристовская Л. В. и др.: Метод, рекомендации. — М., 1989. — С. 47.
12. Чепуренко С. А. // Бюл. экспер. биол. и мед. — 2007. — № 5. - С. 519-521.
13. Walker Р. в., Wookken J. W., Heyworth R. // Biochem. J. -1961. - Vol. 79. - P. 288.
Поступила 12.03.10
С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2011 УДК 614.72:547.56|*074
Н. В. Зайцева, Т. С. Уланова, Т. В. Нурисламова, Н. А. Попова, В. М. Митрофанова
ОБОСНОВАНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ В КРОВИ ФЕНОЛА И АЛКИЛФЕНОЛОВ (О-, М-, П-КРЕЗОЛЫ), ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПРИЕМЛЕМЫЙ УРОВЕНЬ РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ
ФГУН Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения, Пермь
В статье рассматриваются современные нетрадиционные подходы к выявлению причинно-следственных связей и критериев достоверности связи экспозиции и ответов. В работе использованы элементы методологии оценки риска и приемы экологической эпидемиологии для исследования причинно-следственных связей. Дана оценка зависимости токсикант в крови — маркер ответа и установлена количественная характеристика связей между концентрациями изучаемых соединений и риском развития вредных эффектов. На базе моделей маркер экспозиции — маркер ответа выявлены приоритетные виды функциональных изменений и установлены величины концентраций фенола и м-, п-крезолов в крови при приемлемом уровне риска.
Ключевые слова: газовая хроматография, фенол, алкилфенолы, модель токсикант в крови — маркер ответа, концентрация, обеспечивающая приемлемый уровень риска
N. V. Zaitseva, Т. S. Ulanova, Т. V. Nurislamova, N. A. Popova, V. М. Mitrofanova. - SUBSTANTIATING THE BLOOD CONCENTRATIONS OF PHENOL AND ALKYLPHENOLS (О-, M-, AND N-CRESOLS) PROVIDING THE ACCEPTABLE RISK TO HUMAN HEALTH
The paper considers the current nontraditional approaches to revealing the causal effects and criteria for significance of an exposure-response relationship. The study has used the elements of methodology for assessing the risk and the techniques of environmental epidemiology to examine causal effects. A blood toxicant-response marker relationship was assessed and the quantitative characteristics of the association between the concentrations of the test compounds and the risk of noxious effects were ascertained. On the basis of exposure marker-response marker models, the authors revealed the priority types of functional changes and established the blood concentrations of phenol and m- and n-cresols at an acceptable risk level.
Key words: volatile fatty acids, gastrointestinal tract diseases
Изучение и оценка влияния комплекса факторов окружающей среды на здоровье населения в связи с неблагоприятными экологическими условиями — задача, решение которой требует поиска новых методических подходов к выявлению скрытых нарушений состояния здоровья и обоснованию содержания токсичных соединений на уровне приемлемого риска воздействия [10].
Пермский край может рассматриваться в качестве модельной территории, на которой представлены предприятия всех основных отраслей промышленности России (химическая и нефтехимическая, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная, топливная и электротехническая промышленность, черная и цветная металлургия), являющиеся источниками выбросов в окружающую среду химических соединений, в том числе фенолов. Фенолы и их производные относятся к высокотоксичным соединениям, которые могут оказывать комбинированное воздействие при комплексном поступлении в организм человека (ингаляционный и водно-алиментарный пути) [3]. Одноатомные фенолы — сильные нейротоксины, поражающие печень, почки, верхние дыхательные пути, проникающие через кожу, обладающие канцерогенным действием [2].
Материалы и методы
Воздействия фенола и алкилфенолов (о-, м-, п-крс-золы) оценивали на примере санитарно-гигиенической ситуации в зоне размещения крупного промышленного предприятия электротехнической промышленности, формирующего качество среды обитания населения прилежащих микрорайонов (1,7, II]. В пылегазовых выбросах предприятия содержатся как общепринятые, так и специфические загрязняющие вещества, в том числе фенол и крезолы. В зоне влияния предприятия проживают около 40 тыс. человек. Эту территорию рассматривали как зону повышенного риска накопления изучаемых токсичных соединений в биосредах у детей [5, 12, 13]. В зоне влияния выбросов предприятия провели комплекс медико-экологических исследований, который включал химический анализ биологических сред детей на содержание фенола и о-, м-, п-крезолов с параллельной оценкой содержания этих соединений в атмосферном воздухе [4, 14].
Рис. 1. Хроматограмма пробы воздуха, отобранной в зоне влияния предприятия электротехнической промышленности Перми.
Результаты и обсуждение
Натурные исследования атмосферного воздуха показали в 66% отобранных проб значимые концентрации фенола и алкилфенолов. Кратность превышения гигиенического норматива по фенолу изменялась от 2 до 3,6 ПДКыр (ПДК максимальная разовая). В отдельных пробах отметили превышение среднесуточных допустимых концентраций (ПДКСС) фенола в 4,5 раза. В течение всего периода наблюдений средняя концентрация о-, м-, п-кре-золов соответствовала ПДКмр и ПДКСС. Хроматограмма проб воздуха, содержащего фенол и алкил-фенолы (о-, м-, п-крезолы), отобранного на изучаемой территории, представлена на рис. 1.
Постоянное присутствие изучаемых соединений в атмосферном воздухе даже в низких концентрациях может формировать хроническое негативное воздействие на население, проявляющееся в изменении активности ферментных систем, в частности моноаминооксидаз печени. Это приводит к усиленному распаду биологически активных веществ (катехоламины) до конечных продуктов (п-окси-фенилпировиноградная кислота и З-метокси-4-ок-сифенилэтиленгликоль), что в дальнейшем может привести к образованию свободного фенола [6, 9]. При этом постоянное воздействие токсических
Таблица I
Сравнительные характеристики содержания (в мкг/см3) фенола и о-, м-, п-крезолов в биологических средах контрольной и обследуемой групп (М ± т)
Зайцева Н. В. — д-р мед. наук, проф., чл.-кор. РАМН, дир.; Уланова Т. С. — д-р биол. наук, зав. химико-аналитическим отд. (ulanova@ice.perm.ru); Нурисламова Т. В. — д-р биол. наук, зав. лаб. методов газовой хроматографии химико-аналитического отд., тел.: (342)233-10-37; Попова Н. А. — ст. науч. сотр. лаб. методов газовой хроматографии химико-аналитического отд.; Митрофанова В. М. — науч. сотр. лаб. методов газовой хроматографии химико-аналитического отд.
Компонент Биосреда Контроль Обследуемая группа Р
П-крезол Кровь 0,0528 ± 0,0290 0,3108 ± 0,1290 0,05
Моча 0,4411 ± 0,3088 0,429 ± 0,037 0,05
М-крезол Кровь 0,0056 ± 0,0075 0,054 ± 0,0059 0,03
Моча 0,0037 ± 0,0033 0,0117 ± 0,0090 0,05
О-крезол Кровь 0,0006 ± 0,00012 0,0067 ± 0,0054 0,03
Моча 0,0063 ± 0,0010 0,0977 ±0,1217 0,05
Фенол Кровь 0,0402 ± 0,0077 0,1316 ± 0,0810 0,01
Моча 0,278 ± 0,0422 0,948 ± 0,0443 0,05
в?
гиена и санитария 1/2011
550 500 450 400 350-300-250 200-150-100-50-
ПИД-1 MB
ПИД-1
Компонент
с; о
X
ш
е
ф
§f5
gi^AJLill-AA.
X с
I
■е
со I
80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -
—i—i—i-1—i—i—i-1—I—i—i-1—►
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 мин
—I—I—I—1—I—I—I—I—I—г—I—I—I—
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 мин
Рис. 2. Хроматограмма образцов крови (а) и мочи (б), содержащих фенол и о-, м-, п-крезолы.
факторов окружающей среды сочетается со снижением детоксикационной функции печени и, возможно, создаются условия для поступления фенола в кровь и появления его в моче в повышенных концентрациях [13].
В рамках медико-биологических исследований было подтверждено данное предположение. С помощью газохроматографических методов определения изучаемых соединений в биосредах, основанных на дериватизации фенола и алкилфенолов уксусным ангидридом в щелочной среде и экстракции органическим растворителем [8], установили, что у обследуемых детей средние концентрации определяемых соединений в крови относительно показателей группы сравнения достоверно выше в 3— 15 раз, среднегрупповой показатель содержания фенола в моче выше в 2 раза, среднегрупповое содержание каждого изомера в моче выше в 2—15 раз (табл. 1).
Хроматограмма образцов крови и мочи, содержащих фенол и алкилфенолы (о-, м-, п-крезолы) представлена на рис. 2.
Для доказательства реального риска воздействия фенола и алкилфенолов необходимы исследования по установлению причинно-следственных связей в системе уровень токсиканта в крови — клинико-лабораторные показатели на основе эле-
Показатель риска повышения 1дЕо6щ
7,0-
6,0-
1,0
• • 1 • 1 1 1*11 1 1
• • tail • •11 1 . 1 /
■ • 1 • 1 1 1 • 1 1 1 * • j
• 1 • • 1
• ,
г • 1 • 1 .» ф •-1. 1 1 .. t / /
• • ---. ' J"----" -w-i-----tf* • jH r , • 1
> ' • • -4-a-
0,2
0,4
0,6
0,8 1,0
1.2
1,4
Концентрация п-крезола, мкг/см
Рис. 3. Модель зависимости концентрация п-крезола в крови — показатель риска повышения ^Е^ в крови.
ментов методологии оценки риска. Анализ причинно-следственных связей позволил получить достоверные зависимости между концентрацией токсикантов в крови и изменением клинико-лабо-раторных показателей. Показателем риска неблагоприятного эффекта при воздействии п-крезола явилось повышение общего иммуноглобулина (IgEoe,,,) и ACT. Концентрация п-крезола в крови при приемлемом уровне риска повышения уровня •gEoc.ii составила 0,885 ± 0,075 мкг/см3 (рис. 3).
Модель для фенола содержание фенола в крови — показатель риска фагоцитоза подтверждена зависимостями, установленными при обосновании концентраций фенола в крови при приемлемом уровне риска (рис. 4).
При этом в модели концентрация фенола в крови — показатель риска повышения фагоцитоза концентрация фенола в крови при приемлемом уровне риска фагоцитоза составила Спр = 0,0475 мкг/см3.
Кроме того, получили модель зависимости риска увеличения абсолютного числа эозинофилов от суммарной концентрации крезолов в крови (рис. 5).
На базе моделей маркер экспозиции — маркер ответа выявили приоритетные виды функциональных изменений и установили величины концен-
Показатель риска фагоцитоза 4,0
3,0-
2,0
1,0 —
1 ! * • ¥..... ♦
V-J »' jr .4 ■ • ... - •• v 0 6'"
• ........
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Концентрация фенола, мкг/см3
0,6
Рис. 4. Модель зависимости концентрация фенола в крови — показатель риска фагоцитоза.
Паказатель риска эозинофилии
Рис. 5. Модель зависимости концентрация суммы крезо-лов в крови — показатель риска эозинофилии в крови.
траций фенола и м-, п-крезолов в крови при приемлемом уровне риска. В качестве региональных концентраций при приемлемом уровне риска возникновения неблагоприятных реакций организма у детей рекомендованы величины для фенола 0,0475 мкг/см3, м-крезола 0,0244 мкг/см3, п-крезо-ла 0,885 мкг/см3, суммы крезолов 0,4097 мкг/см3 (табл. 2).
Таким образом, разработанные газохроматогра-фические методы определения фенола и алкилфе-нолов (о-, м-, п-крезолы) в биосредах детей позволяют адекватно оценить химическую нагрузку на организм. На базе моделей маркер экспозиции — маркер ответа выявили функциональные изменения и установили величины концентраций фенола и м-, п-крезолов в крови при приемлемом уровне риска.
Полученные результаты содержания фенола и м-, п-крезолов в биосредах детей доказывают наличие причинно-следственных связей в системе среда обитания — состояние здоровья, что подтверждается достоверностью параметров математических моделей и реальным вкладом изучаемых ингредиентов в реализацию изменения состояния здоровья детского населения.
Экспериментально обоснованные величины концентраций фенола и м-, п-крезолов в крови при приемлемом уровне риска являются критериальной основой для медико-биологического мониторинга реальной нагрузки исследуемых соединений на население, оценки эффективности профилактических и санитарно-гигиенических мероприятий.
Таблица 2
Критерии (региональные уровни, мкг/см1) медико-биологическо-го мониторинга фенола и м-, п-крезолов в биосредах (кровь)
Компонент Фоновый уровень с„Р Лимитирующий показатель по величинам приемлемого риска
М-крезол 0 0,0244 Повышение уровня
креатин ина
П- крезол 0 0,885 Повышение содержа-
ния ACT
Сумма крезолов 0,4097 Эозинофилия
Фенол 0.027 0,0475 П овы шен ие акти вности
фагоцитоза
Проведенные исследования могут быть использованы для обоснования уровней приемлемого риска здоровью населения приоритетными загрязнителями на территориях с техногенной нагрузкой.
Л ите ратура
1. Буштуева К. А., Случанко И. С. Методы и критерии оценки состояния здоровья населения в связи с загрязнением окружающей среды. — М., 1979.
2. Вредные вещества в промышленности //Органические вещества. Справочник / Под ред. Э. Н. Левиной, И. Д. Га-даскиной. — Л., 1985.
3. ГН 2.1.5.1831—04. Ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Дополнение № 1 к ГН 2.1.5.1316-03. - М.. 2004.
4. Зайцева Н. В., Зешянова М. А. и др. // Международный сборник статей "Экология и жизнь". — Н. Новгород. 1997. - Вып. 2. — С. 6-8.
5. Межевикина Ю. В. // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. — Л., 1982. — Т. 5. — С. 126-129.
6. Морозов Т. В. И Сов. мед. - 1981. - № 1. - С. 74-79.
7. Определение вредных веществ в биологических средах: Сборник метод, указаний. — М., 2008.
8. Оценка функционального состояния организма детей при массовых обследованиях с целью установления влияния окружающей среды на здоровье населения: Метод, рекомендации. — Киев, 1987.
9. Рахманин Ю. А., Румянцев Г. И., Новиков С. М. и др. // Гиг. и сан. - 2005. - № 6. - С. 3-6.
10. Савельев С. И. Научные основы гигиенической оценки и прогноза состояния здоровья населения в зависимости от региональных особенностей среды обитания: Дис. ... д-ра мед. наук. — М., 1998.
11. Сидоренко Г. И., Кутепов Е. Н., Гедымин М. Ю. // Вестн. АМН СССР. - 1991. - № I. - С. 15-18.
12. Строев Е. А., Воронов В. П., Боляк Т. Н. // Рос. медико-биол. вестн. - 1996. - № 1-2. - С. 3-11.
13. Уманский В. Я., Иваницкая Н. Ф., Сергеева Л. А. // Эколо-го-социальные вопросы защиты и охраны здоровья молодого поколения на пути в XXI век: Материалы IV Международного конгресса. — СПб., 1998. — С. 26—28.
14. Экологические факторы риска здоровью населения / Под ред. Н. В. Зайцевой. — Пермь, 1998.
Поступила 04.08.09
