CC BY
6
Таблица 2
Динамика содержания иммунных комплексов в сыворогкс крови практически здоровых людей, находящихся в условиях различной УФ-обсспсченности (М ± т)
Группа Содержание иммунных комплексов, осажденных полиэтиленглнколем (ПЭГ) в ед. экстинкцин
3,5% ПЭГ 1 4,0% ПЭГ 7% ПЭГ
I -Я (п = 20) 2-я (п = 15)
0,209 ± 0,40 0,081 ± 0,03*
0,508 ± 0,03 0,225 ± 0,03*
1,709 ± 0,10 0,556 ± 0,06*
лимфоцитов у практически здоровых людей при нахождении последних в различных условиях УФ-обеспеченности (табл. 3). Установлено, что жирно-кислотный состав мембранных фосфолипидов лимфоцитов у здоровых людей в условиях УФ-дефицита находится в пределах нормальных физиологических значений. После проведения курса УФО наблюдалось снижение содержания олеиновой кислоты в мембранах лимфоцитов с 20,1 ± 0,8 до 17,4 ± 0,9% (р < 0,05). Это сопровождалось значительным снижением (в 1,7 раза) содержания свободного холестерина в мембранах лимфоцитов, что, учитывая уменьшение содержания олеиновой, пальмитиновой, стеариновой кислот, может свидетельствовать об активации процессов эетерификации стероида и удалении его излишков из. мембран клеток. Выявляется четкое положительное действие УФО на мембраны иммунокомпетентных клеток, заключающееся в нормализации уровня в них свободного холестерина, играющего, как известно, важную роль в состоянии микровязкости мембраны и клеточной пролиферации.
Таким образом, учитывая необходимость комплексного подхода в оценке иммунного статуса организма человека [4], данные, полученные нами ранее в экспериментах на животных [2], а также результаты настоящего исследования, считаем, что УФО в субэритемных дозах оказывает выраженное регуляторное действие на процессы иммунобиологической реактивности. В период естественной УФ-недостаточности в условиях напряженной экологической обстановки происходит разбалансировка систем контроля постоянства внутренней среды, в том числе и иммунной системы. Как известно, она контролирует ответную реакцию организма на внешний чужеродный фактор (вирусы, микроорганизмы, токсины, яды и т. д.), проникающий внутрь биологического объ-
Таблица 3
Жирно-кислотный спектр лимфоцитов и содержание холестерина у практически здоровых людей, находящихся в условиях различной УФ-обсспсченности (М ± т)
Показател ь
I -я группа (и = 20) i 2-я группа (и = 15)
31,10 ± 1,0 24,40 ± 0,50 20,10 ± 0,80 12,60 ± 1,0 11,10 ±0,50 37,10 ± 1,79* 21,10 ± 1,0* 17,40 ± 0,90* 13,0 ± 0,82 11,0 ± 0,98
56,20 ± 1,0 58,60 ± 1,50
43.80 ± 1,0 41,40 ± 1,50
23,70 ± 0,80 24,0 ± 1,38
51,0 ± 4.0 36,70 ± 2,25*
Пальмитиновая кислота1 Стеариновая кислота Олеиновая кислота Линоленовая кислота Арахидоновая кислота Сумма насыщенных
жирных кислот Сумма ненасыщенных
жирных кислот Полиненасышснные жирные кислоты Содержание свободного холестерина, мкг/мл
екта. Нарушение в функционировании иммунной системы, особенно в период максимальной ее физиологической готовности (возраст 20—35 лет), приводит к возникновению различных аутоаллер-гических, инфекционно-токсических и других повреждений организма. Поэтому, принимая во внимание направленность действия УФО в профилактических дозах, считаем возможным и необходимым использование данного природного фактора как очень высокоэффективного адаптоге-на. Это подтверждает настоящее исследование, доказывает 25-летний опыт изучения биологического действия УФО нашей кафедры. Литература
1. Бардов В. Г., Колпак В. В., Омельнук С. Т. Профилактика и лечение болезней системы кровообращения при помощи ультрафиолетового излучения. — Киев, 1989 (Дсп. в УкрНИИНТИ).
2. Бардов В. Г., Колпак В. В., Афонина Г. Б. // Гиг. и сан. — 1991. - № 8. - С. 49-51.
3. Гаркави Л. X.. Квакина Е. Б., Уколова М. А. Адаптационные реакции и резистентность организма. — Ростов н/Д., 1990.
4. Лебедев К. А.. Понякшш И. Д., Авдеев В. С. // Физиология человека. - 19S9. - Т. 15, № 2. - С. 115-125.
5. Лукши А. И.. Внуков В. В., Дудкин С. И. // Вопр. мед. химии. - 1984. - № 4. - С. 60-64.
6. Сиропшнин Н. Н. Эволюция резистентности и реактивности организма. — М., 1981.
7. Чувикшю В. Т., Терно В. С., Голубчик Н. В.. Круглова И. Ф. // Врач. дело. - 1986. - № 6. - С. 23-27.
8. Haan G. J.. Haide S. // Chromatogr. Biomed. Appl. — 1979. - Vol. 162, N 3. - P. 261-271.
9. Helmighausen G. // Med. aktuell. - 1986. - Bd 12, N 9. -S. 394-395.
Поступила 27.12.96
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1998 УДК 616-006.6-02:547.281.11-092.9
Я. Я. Янышева, Н. В. Баленко, И. А. Черниченко, О. Н. Литвиченко, Л. С. Соверткова, В. Ф. Бабий ОСОБЕННОСТИ МОДИФИЦИРУЮЩЕГО ВЛИЯНИЯ ФОРМАЛЬДЕГИДА НА КАНЦЕРОГЕНЕЗ
Украинский научный гигиенический центр. Киев
Проблема изучения модифицирующего влияния химических факторов окружающей среды на канцерогенез возникла сравнительно недавно.
В первую очередь это касается веществ, наиболее широко распространенных и постоянно присутствующих в атмосферном воздухе, к числу которых относится формальдегид (ФА). Исследования модифицирующего эффекта ФА в отношении канцерогенеза, индуцированного химическими канцерогенами — бенз(а)пиреном (БП), нитрозо-диметиламином (НДМА), выполненные на раз-
ных моделях, показали неоднозначные и даже противоречивые результаты [2, 5—7].
Сказанное послужило основанием для выполнения настоящей работы, целью которой явилось изучение особенностей канцерогенеза при воздействии комплекса БП—ФА, особенно характерного для загрязнения атмосферного воздуха промышленных городов, в частности Украины.
Исследования проведены на 800 белых беспородных крысах-самках в возрасте 2—2,5 мес массой 100—150 г разводки вивария Украинского на-
Таблица I
Частота развития опухолей у белых беспородных крыс после изолированного введения ФА и БП в разных концентрациях и дозах
Группа животных Вещество, концентрация, доза Количество животных
эффек- с опухолями
ФА, мг/м3 БП, мг легких других органов всего
тивных
% X2 % 1 X" а■ х2
Р Р % Р
1-я Интактный контроль 39 5,13 5,13 10,26
2-Я 0,003 — 38 5,26 0,001 > 0,05 2,63 0,320 > 0,05 7,89 0,130 > 0,05
3-я 0,03 — 35 5,70 0,012 > 0,05 2,85 0,240 > 0,05 8,55 0,061 > 0,05
4-я 0,3 — 37 2,70 0,290 > 0,05 5.40 0,003 > 0.05 8,10 0,105 > 0,05
5-я — 0,02 23 8,69 1,18 > 0,05 4,35 0,02 > 0.05 13,09 0,50 > 0,05
6-я — 0.1 25 12,00 2,31 > 0,05 4,00 0,04 > 0,05 16,00 1,08 > 0,05
7-я — 5,0 26 19,22 5,17 < 0,01 11,52 0,90 > 0,05 28,07 5,90 < 0,01
учного гигиенического центра Минздрава Украины. Канцероген вводили интратрахеально методом интубации в виде суспензии в 5% альбумине на физиологическом растворе с добавлением порошка черной туши. Инсталляции БП осуществляли раз в 2 нед с применением эфирного рауш-наркоза, всего 10 раз. Суммарные дозы БП составляли 5,0, 0,1 и 0,02 мг и соответствовали его количествам, обнаруживаемым в загрязнениях атмосферного воздуха.
Затравку крыс ФА проводили путем ингаляции в специальных камерах емкостью 200 л по 7 ч в день, 5 дней в неделю в течение 12 мес. Концентрации ФА в камерах поддерживали на уровне 1, 20 и 100 ПДК его для атмосферного воздуха.
Всего было 16 групп животных, по 50 крыс в каждой: 1-я группа — интактный контроль; 2-я, 3-я, 4-я группы — ингаляция паров ФА в концентрациях соответственно 0,003, 0,03 и 0,3 мг/м3; 5-я, 6-я, 7-я группы — введение разных суммарных доз БП (соответственно 0,02, 0,1 и 5,0 мг), положительный контроль. По 3 группы животных получили одну из доз БП одновременно с разными концентрациями паров ФА: 8-я, 9-я, 10-я — БП 0,02 мг и ФА в концентрациях соответственно 0,003, 0,03 и 0,3 мг/м3; 11-я, 12-я, 13-я — БП 0,1 мг, 14-я, 15-я, 16-я — БП 5,0 мг в комбинации с ФА соответственно в тех же концентрациях.
После окончания введения веществ животных наблюдали в течение всей жизни до их естественной гибели. Органы и ткани погибших животных подвергали гистологической обработке и морфологическому изучению общепринятыми методами. При верификации опухолей и предопухоле-вых изменений руководствовались рекомендациями [3, 4, 8].
Оценку модифицирующего эффекта проводили с учетом частоты, локализации, множественности, гистологической структуры, степени злокачественности и времени развития новообразований. Частоту опухолей определяли путем вычисления процентного соотношения животных с опухолями к числу эффективных животных, т. е. получивших весь курс введения изучаемых веществ и доживших до обнаружения первой опухоли.
Полученные данные обрабатывали с использованием критерия Пирсона — х2- Различие рассматривали как статистически достоверное при
значениях х2 > 3,8 [3].
Результаты патоморфологического исследования животных после изолированного и комбинированного введения разных доз БП и концентраций ФА обобщены в табл. 1 и 2. Как видно из приведенных данных, развитие опухолей наблюдалось во всех группах.
В интактном контроле (1-я группа) новообразования выявлены у 4 из 39 крыс (10,26%), погибших в поздние сроки (24—26 мес) от начала опы-
Таблица 2
Частота возникновения опухолей у белых беспородных крыс после комбинированного воздействия БП и ФА
Группа животных Вещество, концентрация, доза Количество животных
ФА, мг/м3 БП, мг эффективных с опухолями
легких других органов всего
% х2 % X2 Р % X" \ '
5-я 0,02 — 23 8,69 — — 4,35 — — 13,04 —
8-я 0,02 0,003 39 7.70 0,02 > 0,05 5,13 0,02 > 0.05 12,83 0,001 > 0,05
9-Я 0,02 0.03 38 2,61 0,12 > 0,05 7,85 0,29 > 0,05 10,46 0,09 > 0,05
10-я 0,02 0,3 37 8,10 0,006 > 0,05 5,40 0,03 > 0,05 13,50 0,002 > 0,05
6-Я 0,1 — 25 12,00 — — 4,00 — 1,00 — —
11-я 0,1 0,003 38 7,89 0,29 > 0,05 2,63 0,09 > 0,05 10,82 0,44 > 0,05
12-я 0,1 0,03 39 7,68 0,33 > 0,05 2,56 0,10 > 0,05 10,24 0,46 > 0,05
13-я 0,1 0,3 37 10,80 0,02 > 0,05 8,18 0,06 > 0,05 19,39 0,001 > 0,05
7-я 5,0 — 28 19,22 — — 11,52 — — 28,07 — —
14-я 5,0 0,003 37 18,96 0,01 > 0,05 5,45 0,78 > 0,05 24,41 0,32 > 0,05
15-я 5,0 0,03 39 20,50 0,02 > 0,05 12,82 0,27 > 0,05 33,33 0,05 > 0,05
16-я 5,0 0.3 35 42,86 3,80 < 0,01 40,00 6,01 < 0,01 68,57 8,55 < 0,01
та. У 2 (5,13%) животных это были опухоли легких (ретикулосаркомы), у 2 — новообразования молочной железы (фиброаденомы).
Новообразования, аналогичные по локализации и морфологической структуре, выявлены у животных, получивших раздельно ингаляции разных концентраций ФА. Опухоли зарегистрированы через 22,5—33,0 мес от начала опыта примерно с одинаковой частотой (7,89—8,85%), близкой к наблюдаемой в интактном контроле.
В отличие от предыдущих групп развитие опухолей при изолированном введении БП зависело от дозы канцерогена. Наименьшая частота (13,09%) опухолей отмечалась при введении минимальной дозы 0,02 мг в сроки 23—25 мес от начала опыта. При введении максимальной дозы БП 5,0 мг отмечено наиболее частое поражение животных опухолями — 28,04%, в том числе 19,22% — опухоли легких. Влияние дозы отразилось также на качественных параметрах, что проявилось в возникновении гистологических типов новообразований легких плоскоэпителиального генеза, которые у крыс спонтанно практически не встречаются. Так. при введении 0,1 мг обнаружено развитие доброкачественной кистозной опухоли легкого из плоского эпителия, при введении 5,0 мг — кроме того и плоскоклеточный рак. В одном случае наблюдалось системное заболевание — лимфолейкоз.
При комбинированном поступлении разных доз БП и концентраций ФА развитие новообразований также подчинялось зависимости доза—эффект. При введении минимальной дозы БП (0,02 мг) в сочетании с разными концентрациями ФА (0,003—0,3 мг/м3) обнаружены опухоли только 2 локализаций (легкие, молочная железа), идентичные по морфологии и близкие по частоте (10,46— 13,5%) и времени обнаружения (33,1—30,0 мес от начала опыта) опухолям в группе положительного контроля (БП 0,02 мг).
Новообразования у животных, получавших большую дозу БП (0,1 мг) в комбинации с ФА в концентрациях 0,003—0,03 мг/м3, зарегистрированы через 21,8—27,6 мес от начала опыта, по частоте (10,82—10,24%), локализации (легкие, молочная железа) и гистологической структуре они также не отличались от опухолей в группе положительного контроля (БП 0,1 мг). В легких наряду с ретикулосаркомами обнаружено развитие кистозной опухоли.
Новообразования тех же органов выявлены через 21,8—27,0 мес от начала введения веществ у
крыс, получавших БП 0,1 мг, ФА 0,3 мг/м-\ Однако частота их (19,39%) была несколько выше (р > 0,05), чем в контроле. Опухоли молочной железы, кроме доброкачественных (фиброаденома), включали злокачественные формы (аденокарци-нома).
При введении БП 5,0 мг и ФА 0,003 и 0,03 мг/м3 новообразования в основном были представлены 2 локализациями — легкие, молочная железа. При введении БП 5,0 мг и ФА 0,03 мг/м3 у одного животного, кроме того, развилась опухоль еще одной локализации — подкожная фиброма. Общая частота опухолей составляла соответственно 24,4 и
33,33% и в последней группе была несколько выше (р > 0,05), чем в контроле (БП 5,0 мг).
Наиболее выраженное действие оказала комбинация веществ на уровне максимальных в нашем опыте величин — БП 5,0 мг, ФА 0,3 мг/м3, что проявилось в достоверном (/? < 0,01) учащении опухолей по сравнению с группой положительного контроля (БП 5,0 мг). Опухоли развились у 24 из 35 крыс, т. е. в 68,57%, в том числе в 42,86% случаев в легких, включающих 11,43% доброкачественных и 34,20% злокачественных типов при соответствующих показателях в контроле 28,04, 19,22, 7,69 и 11,53%.
Морфологически опухоли легких были представлены доброкачественными (кистозная опухоль) и злокачественными (плоскоклеточный рак с ороговением и без ороговения, ретикулосарко-ма) формами, идентичными выявленным в контроле, однако частота их была выше и составляла соответственно 8,55, 8,55 и 25,65% (при действии БП — соответственно 7,67, 3,84 и 7,67%).
Частота новообразований других органов составляла 40,0% по сравнению с 11,52% в контроле. В отличие от раздельного действия БП, где новообразования были представлены 2 локализациями (молочная железа, лимфолейкоз), в этой группе они были разнообразными и включали 9 локализаций. Наряду с опухолями молочной железы, наблюдавшимися чаще (14,25%), чем в контроле (7,68%), обнаружены поражения глаза (эпи-дермоидный рак глазницы), кожи (множественные папилломы носа, карциносаркома промежности), подкожных тканей (фиброма), почек (рети-кулосаркома), грудной (рак щитовидной железы) и брюшной (ретикулосаркома мезентериального лимфатического узла) полостей, преджелудка (папиллома), гематопоэтической системы (миелолей-коз).
Отмечалось также учащение поражения животных опухолями первично-множественной локализации и лимфогематогенного метастазирования новообразований в отдаленные органы.
Множественная локализация опухолей зарегистрирована у 4 (11,4%) крыс: у 2 животных одновременно развились ретикулосаркомы легких и опухоли молочной железы, у одной — папиллома преджелудка, плоскоклеточный рак глазницы, рак щитовидной железы, у одной — ретикулосаркома легких, множественные папилломы кожи носа, подкожная фиброма. В контроле был один случай (3,84%) развития опухолей двойной локализации (ретикулосаркома легких, фиброаденома молочной железы).
Метастазирование также отмечено у 4 (11,4%) крыс: плоскоклеточного рака легких в почки, ретикулосаркомы почек и мезентериального лимфатического узла соответственно в легкие и печень, карциносаркомы кожи промежности в легкие. Ретикулосаркомы легких, как правило, прорастали в средостение по протяжению, что имело место также в контроле.
Установлено более раннее появление новообразований при комбинированном воздействии БП 5,0 мг и ФА 0,3 мг/м3 по сравнению с раздельным введением БП. Так, первая опухоль легких выявлена через 19,6 мес — среднее время выявления опухолей составило 22,4 мес. Из опухолей других
органов раньше всего обнаружены папилломы кожи носа — через 18,6 мес, затем рак кожи — через 21,5 мес, а средний латентный период опухолей всех локализаций, исключая легкие, составил 23,5 мес. В контрольной группе первая опухоль легких обнаружена через 22,5 мес, средний латентный период составил 25,4 мес. Из опухолей других локализаций раньше всего выявлен лейкоз — через 20,1 мес от начала опыта. Первая опухоль молочной железы выявлена через 22,5 мес, а средний латентный период для всех опухолей составил 23,8 мес.
У животных, получавших комплексы БП 0,1 мг
и ФА 0,3 мг/м3, БП 5,0 мг и ФА 0,03 мг/м3, отмечалась тенденция к усилению канцерогенеза, что проявилось в некотором учащении новообразований {р > 0,05).
Существенных закономерных различий латентного периода развития опухолей в этих группах по сравнению с контролем не обнаружено.
При исследовании тканей полости носа изменения, отличающиеся от интактного контроля, обнаружены только при изолированном и комбинированном с канцерогеном воздействии паров ФА на уровне максимальной в опыте концентрации — 0,3 мг/м3, что позволяет рассматривать их как результат его раздражающего действия. Эти изменения выражались в полнокровии сосудов, отечности, диффузной или очаговой инфильтрации слизистой носа, очаговой пролиферации ее эпителия с метаплазией в плоский, иногда его атрофия.
Из изложенного следует, что введение ФА в большой концентрации (0,3 мг/м3, соответствующей 100 ПДК) совместно с БП в максимальной дозе (5,0 мг) привело к модификации канцерогенеза в направлении его активации и проявилось в увеличении общего выхода новообразований по сравнению с изолированным действием БП в той же дозе за счет учащения числа индуцированных и спонтанных доброкачественных и злокачественных опухолей легких и расширения спектра первичных новообразований других органов, учащении первично-множественной локализации, мета-стазирования, ускорении развития опухолей.
При воздействии паров ФА в концентрации 0,03 мг/м3 (на уровне 10 ПДК) одновременно с введением БП 5,0 мг, а также ФА в концентрации 0,3 мг/м3 (100 ПДК) и БП 0,1 мг наблюдалась тенденция к усилению канцерогенеза.
Ингаляция паров ФА в концентрации 0,003 мг/м3 (на уровне ПДК) не оказала существенного влияния на канцерогенез.
В заключение необходимо подчеркнуть, что отличительной особенностью модификации канцерогенеза формальдегидом по сравнению с другими изученными нами токсичными веществами [9] является усиление канцерогенеза не только
путем активации его в легких, являющихся органом-ми шеи ыо, но и в других органах за счет расширения спектра локализации. Этот факт, вероятно, связан с действием ФА на организм как им-мунотоксиканта с присущими ему аллергенными свойствами. Аллергизация организма, как установлено [1], в зависимости от стадии канцерогенеза может служить мощным фактором его стимуляции.
Выводы. 1. ФА при одновременном поступлении с БП в органы дыхания в концентрациях, обнаруживаемых в атмосферном воздухе, дает модифицирующий эффект в отношении канцерогенеза, который выражается в его активации и зависит от уровня воздействия этих веществ. Максимально выраженный модифицирующий эффект (учащение развития, первично-множественной локализации, метастазирования, укорочение времени развития опухолей) наблюдается при комбинированном действии ФА в концентрации 0,3 мг/м3 (100 ПДК), БП в дозе 5,0 мг и тенденция к его активации при действии ФА на уровне концентраций 0,3 и 0,03 мг/м3 (10 ПДК) в комплексе с БП соответственно в дозе 0,1 и 5,0 мг.
На уровне ПДК этих веществ для атмосферного воздуха (ФА 0,003 мг/м3, БП 0,02 мг) модифицирующего влияния не обнаружено.
2. Отличительной особенностью модификации канцерогенеза ФА по сравнению с изученными нами ранее токсикантами (N02, фенол, ортокре-зол), является его активация не только в органе-мишени (легких), но и в других органах за счет расширения спектра локализации первичных опухолей.
3. Полученная количественная характеристика модифицирующего эффекта ФА в отношении канцерогенеза свидетельствует о необходимости одновременного учета содержания этих веществ в атмосферном воздухе при осуществлении санитарного контроля, что будет способствовать снижению канцерогенного риска для населения.
Литература
1. Волегов А. И. Устойчивость организма к злокачественным опухолям. — М., 1987.
2. Литвинов H. Н., Воронин В. М., Козачков В. И. // Вопр. онкол. - 1984. - Т. 30, № 4. - С. 56-60.
3. Турусов В. С., Парфенов Ю. Д. Методы выявления и регламентирования химических канцерогенов. — М., 1986.
4. Турусов В. С. Ц Экспер. онкол. — 1992. — N» 2. — С. 8— 13.
5. Cosma J. N., Marchok А. С. // Carcinogenesis. — 1987. — Vol. 8, N 12. - P. 1951-1953.
6. Environmental Health Criteria. 89. Formaldehyde. — Geneva, 1989.
7. Wersen О. H. // Environ, int. — 1988. - Vol. 14, N I. — P. 23-27.
8. Pathology of Tumours in Laboratory Animals. Pt 1. Tumours of the Rat / Eds V. S. Turusov, U. Mohr. — 2-rd Ed. — Lyon, 1990.
9. Yanysheva N. Ya., Balenko N. V., Chernichenko I. A. et al. // Экспер. онкол. - 1992. — N 6. - С. 14-19.
Поступила 27.12.96
