CC BY
19
2. Бережков Л. Ф., Ямпольская Ю. А. // Актуальные вопросы состояния здоровья детей. — М., 1980.— С. 8—27.
3. Громбах С. М. // Проблемы охраны здоровья детей дошкольного и школьного возраста. — М., 1981.— С. 9—19.
4. Ивахненко А. Г. Долгосрочное прогнозирование и управление сложными системами. — Киев, 1975.
5. Измеров Н. Ф. //Сов. здравоохр. — 1973. — № 7.— С. 28—32.
6. Кардашенко В. Н., Баль Л. В., Варламова Л. П. и др. /'/ Здравоохранение Междунар. журн.— 1984.— № 3. —С. 209-214.
7. Король В. М. // Новые исследования по возрастной физиологии. — М„ 1980.— Вып. 2. — С. 25—28.
8. Мелехина В. П., Буштуева К. А. // Гиг. и сан.— 1979.— № 9, —С. 8—11.
9. Садыкова А. Н.. Мухамедьяров Е. К., Иванов В. Я. // Актуальные вопросы охраны здоровья детей. — Алма-Ата, 1982.— С. 149—151.
10. Сидоренко Г. И. //Гиг. и сан. — 1985. — № 12,—
С. 4-7.
11. Lilien field А. М. //Ашег. J. Epidem. — 1973. — Vol.
193, N 3. —P. 135—147.
Поступила 22.07.86
Summary. It is established that a complex of environmental anthropogenic factors mostly prevalent in cities results in an increase in morbidity rates of the population, incidence of a number of nosologic forms and groups of diseases, emergence of unfavorable changes in the functional state and physical development of children and adolescents. For the level of anthropogenic factors 7-10 times higher than MACs, credible growth of incidence of a number of nosologic forms and groups of diseases has been established. For the level 2-4 limes as much, credible growth in the number of persons with unfavorable changes in the body functioning system is pointed out. Health impact of environmental factors always has a complex character. Their effect on the health of the population can be mono- or multidirectional.
УДК 614.7:[665.44 + 662.749.363.2]-07:616-006.6-036.2
Н. Я. Янышева, Н. В. Баленко, И. А. Черниченко, В. Ф. Бабий, Г. Н. Баканова, Л. П. Лемешко
ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ КАНЦЕРОГЕНЕЗА ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ДЕЙСТВИИ БЕНЗ (А) ПИРЕНА И ФЕНОЛА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РЕЖИМА ПОСТУПЛЕНИЯ
В ОРГАНИЗМ
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева
Объективная оценка риска возникновения злокачественных новообразований от воздействия факторов окружающей среды связана с необходимостью изучения реально существующих комбинаций канцерогенных и модифицирующих их эффект агентов в условиях адекватного поступления в организм.
В настоящем сообщении представлены результаты экспериментального исследования комбинированного действия бенз(а) пирена (БП) и фенола — широко распространенных и имеющих общие источники образования и выброса в окружающую среду химических соединений.
Опыт проводили на 360 мышах-самках линии 0057Вг массой 12—14 г, разделенных поровну на 12 групп. Схема эксперимента (табл. 1) предусматривала три варианта сочетаний изучаемых веществ — одновременное введение БП и фенола, введение фенола до и после инсталляций БП, а также соответствующие контроли указанных сочетаний и растворителей. Введение веществ осуществляли перорально 2 раза в неделю (всего 20—40 раз) на протяжении 2,5— 5 мес общепринятым способом — шприцем с иглой, на конце которой была напаяна олива. БП в количестве 1 мг вводили в триэтиленгликоле (ТЭГ), фенолы — 1 и 0,02 мг (2,5 и 0,05 мг на 1 кг массы тела) в виде водного раствора Объем растворов на одно введение составлял 0,1 мл.
Выбор испытываемой в опыте дозы БП основывался на ранее полученных данных о степени ее концерогенности: при пероральном введении мышам эта доза вызывала образование от 30 до 57,5% опухолей желудка [11], что в свою очередь позволяет изучить возможную модификацию бластомогенного эффекта в сторону как снижения, так и его активации. Дозы фенола рассчитывали, исходя из реальных концентраций его в воде водоемов и величины ПДК для хлорированной воды.
Оценку модифицирующего действия фенола проводили путем установления частоты возникновения опухолей различной локализации, степени их злокачественности, времени выявления первой опухоли, среднего времени обнаружения опухоли, индекса множественности последних (среднего числа опухолевых зачатков на 1 мышь у животных, пораженных опухолями).
Индекс множественности развития опухолей, являющийся нередко единственным показателем влияния низких доз модифицирующих веществ [13], определяли на ранних этапах канцерогенеза. Для этого спустя 3 мес от начала введения канцерогена, т. е. когда были обнаружены первые опухоли, проводили поэтапное умерщвление животных путем усыпления их эфиром. Часть животных наблюдали до естественной гибели.
Кусочки органов и тканей с патологическими изменениями фиксировали в 10% формалине.
Таблица 1
Схема эксперимента по изучению комбинированного действия БП и фенола при различных режимах пероралыюго поступления в организм
Л Вариант введения веществ Количество вещества, мг
<3 х >»
первые вторые первые вторые
О-о 2.5 мес 2,5 мес 2,5 мес 2.5 мес
1— а
1-я БП, фенол одновременно — 1,0 1,0 —
2-я То же —- 1,0 0,02
3-я Фенол БП 1,0 1,0
4-я БП Фенол 1,0 1,0
5-я БП — 1,0 —
6-я _ БП — 1,0
7-я — Фенол — 1,0
8-я Фенол — 1,0 —
9-я Фенол ТЭГ* одновременно 1,0 2,0
10-я Фенол* ТЭГ одновременно 0,02 2,0
11-я Фенол* ТЭГ 1,0 2,0
12-я ТЭГ* — 2,0 —
Примечание. Приведенные цифры означают суммарное количество вещества, введенное за 20 раз; звездочка—контроль растворителей; здесь и в табл. 2 в каждой группе было 30 животных.
гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином. Желудки мышей фиксировали в растянутом состоянии введением в них формалина, затем разрезали вдоль и перед дальнейшей обработкой исследовали с помощью стереоскопического микроскопа МБС-9 для учета количества опухолей. При этом регистрировали все опухолевые образования размером 1 мм и более в диаметре и контролировали последующим микроскопическим изучением.
Статистическую обработку материала осуществляли с применением метода альтернативной изменяемости [8].
Как показали результаты исследования, комбинированное в различных временных сочетаниях действие БП и фенола, подобно изолированному действию одного БП, привело к возникновению у мышей главным образом опухолей пред-желудка. Доброкачественные опухоли представляли собой папилломы на разных стадиях развития — от начальных до хорошо развитых. Макроскопически они имели вид бородавчатых разрастаний слизистой белесоватого цвета размером 1—4 мм в диаметре у основания, единичных или множественных, расположенных диф-фузно по всей поверхности преджелудка. Преобладающее количество их локализовалось вблизи большой кривизны. Папилломы имели коническую или округлую верхушку с мелкобугри-
стой или сосочковой поверхностью, иногда с кратерообразным углублением в центре. В более поздние сроки опыта они становились крупнее, сливались между собой. Примечательно, что слизистая вокруг папиллом при изолированном и одновременном с фенолом введении БП имела хорошо выраженную складчатость; местами складки и пограничный валик были утолщены. При другой последовательности применения фенола, в частности при введении его до или после воздействия канцерогеном, единичные папилломы возникали на фоне несколько сглаженных атрофичных складок дна желудка, чаще отмечались вблизи малой кривизны, вокруг входа пищевода в желудок, где складки слизистой были более выражены.
Микроскопически у животных обнаруживались единичные или множественные разрастания в виде выступающих в просвет преджелудка пальцевидных прямых и ветвящихся выростов, содержащих соединительнотканную ножку и покрытых многослойным плоским эпителием с резко выраженным ороговением на поверхности. Одии из этих разрастаний характеризовались только экзофитным ростом, в глубоких слоях других одновременно наблюдалась пролиферация эпителия с образованием выростов и ячеек, погружающихся в подлежащую ткань. В ряде случаев выявлялись участки с резко выраженной атипией клеток. Последние были увеличены в размере, различались по форме и интенсивности окраски ядер и цитоплазмы. Отмечались поверхностные и более глубокие изъязвления, лейкоцитарная инфильтрация. Во всех случаях разрастания эпителия не выходили за пределы слизистого и подслизистого слоев.
Злокачественные новообразования, обнаруженные в поздние сроки у мышей, наблюдаемых до естественной гибели, представляли собой плоскоклеточный рак с ороговением. Макроскопически это были бородавчатые образования на слизистой преджелудка диаметром 0,4—0,5 см и более с утолщением слизистой у основания, изъязвлениями и кровоизлияниями на поверхности. Чаще всего имели место экзофитные разрастания желтовато-белого цвета с участками кровоизлияний, заполнявшие почти весь просвет преджелудка и частично железистый отдел. Желудок был увеличен в размере. У мышей, получавших БП одновременно с фенолом, наблюдались также бугристые разрастания на поверхности серозной оболочки преджелудка, срастание желудка с печенью, селезенкой, поджелудочной железой, мелкие узелки на париетальной и висцеральной брюшине и множественные метастазы в легкие.
Микроскопически наряду с экзофитными образованиями (папилломами) наблюдались обширные разрастания атипичного плоского эпителия в виде ячеек и более мощных тяжей и пластов, прорастающих слизистую, подслизистую
Таблица 2
Развитие опухолей у мышей линии ССГ)7Вг после 20-кратного перорального введения БП и фенола
Вариант введения веществ ( в скобках — доза, мг) Животные
всего с опухолями в том числе с опухолями желудка
всего. % с доброкачественными со злокачественными
% М <60 %
БП (1,0)+фенол (1,0)—одновре- 10,1 16,5
менно 16 72,7 45,5 13,3 27,2 24,2 31,3
БП (1,0)+фснол (0,02)—одно- 13,0
временно 8 34,7 30,4 2,0 13,6 4,3 54,2 54,2
БП (1,0)+фенол (1,0)—последо- 23,8
вательно 5 23,8 3,4 15,0 32,1 Не наблюдались
Фенол (1,0)+БП (1,0)—последо- 25,0 1,3
вательно 6 25,0 17,2 17,6 Не наблюдались
БП (1,0) с начала опыта 8 33,3 28,7 1,4 14,0 21,3 4,6 58,5 58,5
БП (1,0) спустя 2,5 мес от на-
чала опыта 7 36,8 31,6 2,8 10,0 13,3 5,2 55,7 55,7
Примечание. М — индекс множественности.
и мышечную оболочки преджелудка, а иногда и серозную. Отмечалось усиленное ороговение, нередко с формированием «раковых жемчужин», наличие кровоизлияний, очагов распада и нагноения. У животных, получавших одновременно канцероген с фенолом, имело место прорастание ракового эпителия в железистый отдел желудка, а также в брюшную полость с инфильтрацией поджелудочной железы, печени и капсулы селезенки.
Множественные метастазы на брюшине и в легких, выявленные у двух мышей, по гистологической структуре сходны с первичными раковыми разрастаниями в преджелудке.
Следует также отметить, что основным критерием при установлении диагноза плоскоклеточного рака служило прорастание мышечного слоя •^органа.
Количественная характеристика новообразований у животных всех групп приведена в табл. 2. Как видно из табл. 2, при одновременном воздействии БП и фенола в дозе 1 мг, близкой к минимально действующей по токсикологическим показателям [4], выявлена выраженная активация канцерогенеза в преджелудке мышей по сравнению с изолированным действием БП. Это проявилось в достоверном (р<0,001) учащении развития и озлокачествления новообразований преджелудка, увеличении их множественности и уменьшении времени выявлений первой (¿¡) и 50% последующих опухолей (¿50). Отмечалось также ускорение процесса злокачественной трансформации папиллом преджелудка. Так, в первом случае животные погибли от рака в сроки 24,2—31 нед от начала опыта, тогда как во втором только одна мышь пала от раковой опухоли через 58,5 нед.
Снижение дозы фенола до 0,02 мг, что соответствует ПДК для хлорированной воды, при одно-^ временном поступлении этих веществ не ведет к
изменению показателей канцерогенеза по сравнению с «бензпиреновым» контролем.
Проведенные исследования показали также зависимость модифицирующего эффекта фенола от последовательности поступления его в организм. Если при одновременном воздействии БП и фенола происходит активация канцерогенеза, то при других временных сочетаниях — введении фенола до или после БП — наблюдается тенденция к угнетению канцерогенеза. При введении БП после затравки фенолом частота поражения мышей опухолями и показатель множественности возникновения последних были меньше, а время выявления первой опухоли и медианное время увеличились по сравнению с наблюдаемыми в контроле.
Угнетение канцерогенеза отмечалось также при введении БП с последующим воздействием фенола, что выражалось в снижении частоты возникновения доброкачественных опухолей преджелудка и увеличении времени выявления первой опухоли и среднего времени. Весьма существенно, что в этих группах в отличие от контроля не было рака преджелудка в аналогичные сроки наблюдения.
Следовательно, угнетающее действие фенола на бластомогенез при предварительном и последующем после БП поступлении в организм выразилось в основном в снижении частоты, скорости возникновения и озлокачествления папиллом преджелудка.
Сравнение выявленных нами морфологических изменений при комбинированном введении действующих доз БП и фенола с наблюдаемыми при изолированном поступлении канцерогена и анализ их с учетом имеющихся данных литературы позволяют высказать некоторые предположения о механизме действия фенола и дать объяснение полученным результатам.
Установлено [3, 7], что, поступая в организм,
фенол оказывает мембраноповреждающее действие, активирует свободнорадикальные процессы перекисного окисления, угнетает окислительное фосфорилирование. Причем выявленные нарушения имеют место лишь в период воздействия и исчезают уже через сутки после его прекращения, поскольку фенол не обладает свойством материальной кумуляции [4, 7]. Исходя из этого, становится понятной активация эффекта в нашем эксперименте лишь при одновременном введении БП и фенола.
Очевидно, мембраноповреждающий эффект фенола облегчает транспорт БП к мишеням клетки, а нарушение нормального течения энергетических процессов, ведущее обычно к усилению гликолиза, характерного для злокачественного роста, может быть одним из благоприятствующих условий в патогенезе индуцированного опухолевого роста. Это предположение согласуется со сложившимся в результате изучения других токсичных веществ мнением о том, что модифицирующие агенты оказывают свое воздействие через вызываемую ими лабилизацию биомембран [14]. Прекращение поступления в организм ведет к устранению их действия в отличие от химических канцерогенов — «инициаторов» бластомогенеза.
Ввиду того что фенол изменяет активность ферментов микросом [3], не исключена возможность его воздействия на канцерогенез путем изменения метаболизма БП. И, наконец, вполне вероятно, что фенол, подобно другим загрязнителям окружающей среды, способствует реализации канцерогенного эффекта опосредованно — за счет снижения иеспецифической реактивности организма [2, 5, 6].
Другой эффект получен нами при введении фенола до воздействия БП. Выявленное некоторое угнетение канцерогенеза может быть связано с развитием атрофических изменений (уплощение и сглажизание складок слизистой, пограничного валика) в преджелудке в местах наибольшего контакта слизистой с вводимыми веществами, в основном в области дна ближе к большой кривизне, и последующим ухудшением условий для задержки БП в органе, что, как известно, представляет один из важных факторов в индукции канцерогенеза [1, 10].
Это предположение согласуется с наблюдаемой тенденцией к сдвигу локализации папиллом преджелудка. При введении БП после фенола индуцированные новообразования локализовались в основном ближе к малой кривизне, в области пограничного валика и вокруг входа пищевода в преджелудок, тогда как при изолированном и одновременном с фенолом введении БП опухоли обнаруживались преимущественно в области дна ближе к большой кривизне желудка.
Как уже отмечалось выше, сходная картина как в качественном, так и количественном от-
ношении получена также при поступлении фенола сразу же после окончания введения БП. Хотя механизм этого феномена в настоящее время трудно объяснить, совершенно очевидно, что воздействие фенола в период формирования доброкачественных опухолей преджелудка — папиллом может обусловить торможение их прогрессии и даже способствовать их регрессии.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что фенол (как и при других путях введения в организм [9, 12]) является активным модификатором канцерогенеза при одновременном поступлении с БП через пищевой канал на уровне эффективных доз и концентраций и не оказывает действия на уровне ПДК-
Выводы. Фенол при поступлении в организм экспериментальных животных через пищевой канал в эффективных дозах способен оказывать модифицирующее влияние на канцерогенез, индуцированный БП, направленность которого зависит от временного режима воздействия этих веществ: одновременное поступление может резко усилить канцерогенез (повышаются частота возникновения доброкачественных и злокачественных опухолей преджелудка, множественность их возникновения при сокращении латентного периода развития) ; предшествующее или последующее за БП воздействие фенола может вести к некоторому снижению канцерогенного эффекта.
2. Поступление фенола в дозе, соответствующей ПДК его для хлорированной воды, не влияет на канцерогенную активность БП, что позволяет рекомендовать контроль за соблюдением регламентов этих веществ в окружающей среде как меру, обеспечивающую недопущение риска возникновения опухолей у населения в случае комбинированного воздействия на организм.
Литература
1. Дядюша Г. Ф., Карташева Л. А., Дубовенко Е. Б., Быкорез А. //.//Эпидемиология и генез рака желудка. — Вильнюс, 1974.— С. 155—158.
2. Кавецкий P. Е. // Реактивность организма н опухолевый рост.— Киев, 1981. —С. 265—271.
3. Константинова И. H. II Гиг. и сан. — 1973.—№ 11.— С. 16—19.
4. Костовецкий Я■ И., Жолдакова 3. И. // Там же. — 1971,— № 7. —С. 7—10.
5. Курляндский Б. А., Медведовский А. Г., Маш-биц Ф. Д. //Там же. — 1972. — № 10, —С. 83-85.
6. Литвинов H. Н., Воронин В. М„ Казачков В. И. // Гигиена окружающей среды: Экспресс-информация.— М„ 1981. — № 10. — С. 1—23.
7. Меркулов А. И., Скворцова Р. И. // Гиг. и сан.— 1984. —№ 1, — С. 79—80.
8. Мостковой М. И. Практикум по вариационно-статистической обработке клинического материала. — Ашхабад, 1954.
9. Скворцова H. И. // Руководство по гигиене атмосферного воздуха/Под ред. К. А. Буштуевой. — М., 1976.— С. 384—391.
10. Шабад Л. Ai. Предрак в экспериментально-морфологическом аспекте. — М., 1967.
11. Янышева И. Я., Киреева И. С., Черничснко И. А.
н др. Гигиенические проблемы охраны окружающей среды от загрязнения канцерогенами. — Киев, 1985.
12. Bogovski P. A., Mirme Н. J. //Environ. Hlth Рег-spect. — 1979. — Vol. 30. — P. 177—178.
13. Wallenberg L. W./I Cancer Res. — 1975. — Vol. 35,— P. 3326—3331.
14. Yamasaki H., Weinslein I. B. //Methods for Estimating Risk of Chemical Injury: Human and Non-human Biota and Ecosystems/Ed. V. B. Vorik, G. C. Butler, D. G. Hoel et al.—1985, SCOPE. — P. 155—180.
Поступила 12.08.87
Summary. Oral administration of CCs7Br into mice
indicated a modifying impact of phenol on benz(a)pyrene
(BP)-induced carcinogenesis, primarily in pregaster, and
its dose and time dependence during body intake of these substances. Coadministration of BP and phenol in effective doses (I mg in total) produced distinct activation of carcinogenesis characterized by an increase in prevalence, multiple appearance and malignancy of tumors in comparison with BP effect. A decrease in the phenol dose to 0.02 mg corresponding to the MAC for drinking water did not affect BP carcinogenicity under their combined effect. Phenol administration (I mg) prior and after BP intake was followed by some inhibition of carcinogenesis. Mechanisms of phenol modifying effect were discussed. In order to prevent the risk of cancer development among the population exposed to the combined effect of the above substances, the necessity of strict control of MAC for BP and phenol content in the environment was set forth.
УДК 614.7:661-06:613.1
Ю И. Прокопенко, В. П. Ильин
К КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЮ КОЭФФИЦИЕНТОВ СОЧЕТАННОГО ДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ПРИРОДНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сыснна АМН СССР, Москва
Воздействие антропогенных факторов химической природы из окружающей среды осуществляется на фоне определенного воздействия на организм совокупности природных факторов, представляющих собой материальную основу развития и жизнедеятельности организма и определяющих его устойчивость к патологическим воздействиям.
Разработка проблемы единого гигиенического нормирования предусматривает, в частности, необходимость количественного учета различий в характере и степени неблагоприятного действия антропогенных химических веществ на организм в различных условиях воздействия природных физических факторов. Без количественной характеристики эффектов сочетанного действия невозможно практическое применение результатов исследований с точки зрения профилактического использования природных факторов и учета величины изменения действия антропогенных химических факторов при отклонении величины действующего природного физического фактора от оптимума.
Одновременное воздействие на организм факторов различной природы (сочетанное действие факторов), в том числе и таких широко распространенных сочетаний, как природных и антропогенных факторов, имеет ряд специфических особенностей, отличающих его от комбинированного и комплексного их действия. Во-первых, биологические эффекты, вызываемые факторами различной природы, как правило, не сопоставимы между собой, что делает невозможным использование принципов, принятых при оценке комбинированного и комплексного действия. Во-вторых, количественные зависимости типа доза— эффект природных и антропогенных факторов имеют различный характер (соответствен-
но, параболический и линейный), что также исключает возможность использования существующих принципов графического анализа комбинированного и комплексного действия факторов.
Основные принципы и критерии использования благоприятного действия природных факторов окружающей среды в условиях ее антропогенного химического загрязнения, а также ряд рекомендаций по проведению исследований адаптационных свойств природного фактора в отношении химических загрязнений окружающей среды были опубликованы ранее [1]. Построение исследований по предложенным схемам обеспечивает получение количественных характеристик, содержащих информацию об области оптимальных доз природного физического фактора, зонах его дефицита и избытка при сочетанном с химическими веществами действии на организм, и о зависимости величины природного физического фактора на биологические эффекты химических веществ, в частности, при различной продолжительности их действия.
В настоящей публикации изложены принципиальные подходы к установлению коэффициентов сочетанного действия природных физических факторов и химических веществ при их совместном воздействии на организм, что является методической основой для создания гигиенических стандартов качества окружающей среды и в разработке комплексных региональных регламентов типа максимально допустимой нагрузки на организм факторов окружающей среды.
Основными задачами при проведении данных исследований являются установление количественных зависимостей изолированного и сочетанного с природным фактором действия антропогенных химических веществ, а также получение соотношения изоэффективных доз химических
2 Гигиена и санитария № 4
— 33 —
