CC BY
911. Kane A.E., Boffetta P., Saracci R., Wilbourn J.D. (Eds.) Mechanisms of fibre carcinogenesis // International Agency for Research on Cancer Sci. Publ. — Lyon, 1996. - № 140.
12. Kopnin P.B., Kravchenko I.V., Furalyov V.A. et al. Cell type-specific effect of asbestos on intracellular ROS levels, DNA oxidation and G1 cell checkpoints// Oncogene, 2004. - V. 23. - P. 8834-8840.
13. Kravchenko I.V., Furalyov V.A., Vasylieva L.A. et al. Inhibition of asbestos-induced transformation of rat mesothelial cells in co-culture with rat macrophag-
es // Teratogenesis, Carcinogenesis and Mutagenesis, 2001. - V. 21. - P. 315-323.
14. Kravchenko I.V., Furalyov V.A., Pylev L.N. Factors secreted by peritoneal macrophages are cytotoxic for transformed rats pleural mesothelium and mesothelioma cells // Teratogenesis, Carcinogenesis and Mutagenesis, 2003. - V. 1. - P. 207-214.
15. Yarborough C.M. Chrysotile as a cause of mesothelioma: an assessment based on epidemiology // Critical Reviews in Toxicology, 2006. - V. 36. -P. 165-187.
Материал поступил в редакцию 15.05.08.
L.N.Pylyov1, L.A.Vasilyeva1, O.V.Smirnova1, A.I.Vezentsev2, Ye.A.Gudkova2
REACTIVE OXYGEN SPECIES (ROS) AND FIBER (ASBESTOS) CARCINOGENESIS
1N.N. Blokhin Russian Oncology Scientific Center, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow
2Belgorod State University
The role of macrophages-induced ROS in fiber asbestos carcinogenesis is discussed. According to authors' hypothesis, ROS could play both positive and negative roles in it. They may kill transformed and malignant mesothelial cells (positive role) and may transform mesothelial cells as well (negative role).
УДК 615.91.032.77
И.Г.Фролова*, В.Е.Жуков
ПАРАМЕТРЫ ТОКСИЧНОСТИ Vx В МОДИФИЦИРОВАННЫХ УСЛОВИЯХ
НАКОЖНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
ФГУП «Научно-исследовательский институт гигиены, токсикологии и профпатологии» Федерального медико-биологического агентства России, Волгоград
Цель работы — экспериментальное обоснование предельно допустимого уровня (ПДУ) загрязнения Vx рабочей поверхности средств индивидуальной защиты (СИЗ). На первом этапе было осуществлено изучение токсических свойств Vx при его однократном применении в моделируемых условиях воздействия. Опыты проводились на белых беспородных крысах-самцах. На основе выявленной зависимости «доза — эффект» определен ряд показателей токсичности вещества.
Ключевые слова: Ух, изолирующий костюм Л-1, острая токсичность, порог однократного общетоксического действия, порог однократного специфического действия.
Введение. Среди комплекса мероприятий, направленных на обеспечение безопасности работников предприятий по уничтожению химического оружия, важное место принадлежит использованию средств индивидуальной защиты (СИЗ) и, в частности, изолирующего костюма Л-1 [6, 16]. Известно, что эксплуатация костю-
* фрагмент диссертационной работы
ма Л-1 предусматривает его многократное использование после проведения соответствующих обеззараживающих мероприятий [3]. Однако на сегодняшний день не имеется критерия, который можно было бы использовать для оценки эффективности дегазации наружной поверхности костюма Л-1. Очевидно, что в качестве такого критерия может быть использован гигиенический норматив — предельно допустимый уровень (ПДУ) загрязнения СИЗ веществом Ух.
Все изложенное предопределило актуальность разработки нового вида гигиенического регламента — ПДУ загрязнения Vx наружной поверхности ткани костюма Л-1. Планирование экспериментальных исследований осуществлялось в соответствии со специальной «Программой...», предусматривавшей этапность исследований. Так, на первом этапе было осуществлено изучение токсических свойств Vx при его однократном применении [10, 14].
Материалы и методы исследования. Объектом исследования являлся О-изобутил^-М-ди-этиламиноэтилтиоловый эфир метилфосфоно-вой кислоты (Vx) и ткань УНКЛ-3, из которой изготавливается изолирующий защитный костюм Л-1. В настоящих исследованиях была разработана модифицированная методика по моделированию условий интоксикации, при которых осуществлялся контакт костюмной ткани, зараженной Vx, с кожными покровами животного. Вещество в виде спиртово-водных растворов (в соотношении от 1:20 до 1:40) соответствующей концентрации наносили на костюмную ткань на площади 16 см2 и давали высохнуть растворителю (примерно в течение 13—15 мин). Затем неподвижно закрепляли исследуемую ткань на выстриженном участке спины животного с помощью специальных металлических пластин, изготовленных из нержавеющей стали. Время экспозиции составляло 4 ч. Эксперименты проводили на белых беспородных крысах-самцах массой 180—240 г. При формировании подопытных групп различия в массе тела животных не превышали 10%, а их количество составляло не менее 8 особей.
На предварительном этапе исследований с целью тестирования нового образца Vx были установлены параметры острой токсичности вещества при перкутанном поступлении. Для этого соединение испытывали в нескольких дозах: от 0,1 до 1,0 мг/кг.
Для установления параметров острой токсичности Vx в моделируемых условиях воздействия вещество исследовали в диапазоне доз от 0,34 до 1,0 мг/кг.
При определении Limacintegr. использовали 4 группы животных, которых подвергали действию Vx в следующих дозах: 0,12, 0,06 и 0,024 мг/кг (I, II и III подопытные группы, соответственно); IV группа являлась контрольной. Тестирование подопытных особей проводили в динамике: непосредственно после окончания 4-часового контакта зараженной ткани с кожными покровами и через 3 суток. Оценку эффектив-
ности воздействия Vx изучали по комплексу физиологических и гематологических тестов [5, 8]. Гистологические исследования внутренних органов осуществляли по общепринятым методикам [7].
При установлении Limacsp■ ^Е50уУх наносили на ткань в интервале доз от 0,06 до 0,003 мг/кг. Активность энзима определяли по завершении 4-часовой экспозиции. В качестве специфического критерия эффективности воздействия вещества рассматривался 25% уровень угнетения АХЭ эритроцитов у половины животных, взятых в опыт (подобный методический прием предусматривает представление результатов в вероятностной форме) [12, 17].
Животных выводили из эксперимента методом декапитации. Результаты проведенных экспериментов подвергали статистической обработке с применением критериев, адекватных виду эмпирического распределения сравниваемых показателей [1, 13]. Выявление вредного действия проводили с использованием статистических критериев, а также с учетом данных морфологических исследований [9, 15].
Аналитический контроль над содержанием вещества Ух в смывах с исследуемой ткани и кожи осуществляли в соответствии с биохимической методикой [11].
Результаты и обсуждение. Анализ данных, полученных при установлении параметров острой токсичности Ух при обоих способах накожного применения (как при непосредственном нанесении на кожные покровы, так и в моделируемых условиях интоксикации), свидетельствовал о наличии зависимости «доза — эффект». Статистическая обработка цифрового материала позволила получить следующие токсикометрические параметры:
- при перкутанном воздействии: DL50 = 0,54±0,04 мг/кг (класс опасности 1-ый согласно ГОСТ 12.1.007-76 [4]);
- в модифицированных условиях: DL50 = 0,59+0,09 мг/кг, DL16 = 0,40 мг/кг и DL84 = 0,91 мг/кг. С учетом остаточных количеств Ух, обнаруженных после окончания экспозиции (4 ч) на ткани и кожных покровах животных, величина DL50 подверглась корректировке и составила 0,55+0,09 мг/кг или (6,9+1,1)-10-3 мг/см2.
Клиническая картина острого отравления была типичной для действия фосфорорганиче-ских отравляющих веществ (ФОВ) с выраженным антихолинэстеразным механизмом действия. Местных проявлений действия вещества не обнаружено.
Таблица
Статистически достоверные изменения показателей подопытных белых крыс по окончании 4-х часовой экспозиции в моделируемых условиях применения Vx
Показатель, единица измерения Группа животных
контроль I группа II группа
СПП, V 2,94+0,15 2,18+0,11* 2,76+0,11
Горизонтальная активность, мин. 20,0+1,44 10,87+2,7** 14,0+0,54**
Вертикальная активность, мин. 6,75+0,75 1,33+0,62** 4,13+0,52*
Суммарная активность, мин. 26,63+0,93 12,83+2,7** 20,93+0,72**
Эритроциты, 1012/л 2,52+0,09 2,18+0,03* 2,32+0,05
Гемоглобин, г/л 170,37+1,55 162,41+1,78* 163,95+2,12*
Лейкоциты, 109/л 12,73+0,10 13,17+0,23* 12,36+0,17*
Нейтрофилы палочкоядерные,% 1,00+0,37 2,60+0,68* 1,50+0,16
Лимфоциты,% 73,5+1,46 70,40+1,94 69,18+2,95*
Моноциты,% 2,83+0,24 4,20+1,16* 3,67+0,21
Примечание. * — показатели, статистически значимо отличающиеся от контроля при р ^ 0,05; ** — показатели, статистически значимо отличающиеся от контроля при р ^ 0,05 и выходящие за пределы физиологических колебаний (М+2а)
Результаты исследования однократного действия Ух в моделируемых условиях воздействия представленные в табл., свидетельствуют о том, что применение Ух в дозе 0,12 мг/кг характеризовалось (через 4 ч) следующими проявлениями вредного действия: снижением горизонтальной, вертикальной и суммарной двигательной активности. При патоморфологических исследованиях у части подопытных крыс отмечались ишеми-зированные участки миокарда (на фоне полнокровия), отек межуточной ткани и единичные некрозы. В пучковой зоне коры надпочечников имели место такие структурные нарушения, как повышенное количество двуядерных клеток и гетерогенность адреноцитов.
Необходимо отметить, что при других уровнях воздействия у подопытных крыс каких-либо морфоструктурных отклонений в сравнении с контролем обнаружено не было.
При повторном тестировании (через 3 суток) были зафиксированы статистически достоверные отклонения по двум тестам (разнонаправленные «сдвиги» количества палочкоядер-ных нейтрофилов и моноцитов), которые, однако, можно отнести к критериально значимым, т. к. они сохранились в течение всего периода наблюдения.
При воздействии Ух на уровне 0,06 мг/кг по окончании экспозиции (через 4 ч) у подопытных животных наблюдалось снижение суммарной двигательной активности (за счет уменьше-
ния количества прохождений горизонтальных секторов) с выходом за границы физиологической нормы контроля. Перечисленные изменения являлись обратимыми, то есть не были обнаружены при повторном тестировании (через трое суток).
Применение Ух в наименьшей дозе — 0,024 мг/кг не сопровождалось статистически достоверными изменениями каких-либо показателей подопытных крыс, в сравнении с контрольными особями.
На основе выявленной зависимости «доза — эффект» представлялось целесообразным классифицировать дозу Ух = 0,06 мг/кг как близкой к пороговой — Limacinte8Г■■ С учетом остаточных количеств Ух на ткани УНКЛ-3 и коже животных по окончании 4-часовой экспозиции, полученная величина подверглась корректировке и составила 0,056 мг/кг или 7,0-10-4 мг/см2.
Изучение влияния вещества на активность АХЭ эритроцитов, проведенное с целью установления Limacsp■, позволила получить величину средней эффективной дозы ^Е50) Ух, составившую 0,0055+0,001 мг/кг фЕ16 = 0,003 мг/кг и DE84 = 0,0096 мг/кг). С учетом остаточных количеств Ух, Limacsp■ = 0,0051+0,001 мг/кг или (6,4+1,3) • 10-5 мг/ см2.
Анализ результатов исследований свидетельствует о том, что наиболее чувствительными показателями оказались тесты, отражающие механизм интимного действия Ух (угнетение АХЭ
эритроцитов, поведенческие реакции подопытных животных). Наряду с этим, изменение лей-кограммы, по-видимому, следует расценивать как неспецифические изменения, обусловленные токсическим стрессом [2].
Выводы. 1. В модифицированных условиях воздействия Ух была выявлена зависимость «доза-эффект», при этом были определены следующие параметры токсичности: DL50 = 0,55±0,09 мг/кг или (6,9+1,1) • 10-3 мг/см2, DL16 = 0,40 мг/кг и DL84 = 0,91 мг/кг.
2. Установлено, что в модифицированных условиях накожного применения Ух величина Limacinte8Г■ (0,056 мг/кг или 7,0 • 10-4 мг/см2) на порядок превосходит значение Limacsp■ (0,0051+0,001 мг/кг или (6,4+1,3) • 10-5 мг/см2).
3. Полученные токсикометрические характеристики вещества (в моделируемых условиях накожного воздействия) были учтены при планировании дальнейших исследований и обосновании ПДУ загрязнения Ух наружной поверхности (ткани УНКЛ-3) изолирующего костюма Л-1.
Список литературы
1. Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. — Л.: Мед. литература, 1963. — 152 с.
2. Голиков С.Н., Саноцкий И.В., Тиунов Л.А. Общие механизмы токсического действия. — Л.: Медицина, 1986. — 280 с.
3. ГОСТ 12.4.064-84. Костюмы изолирующие. Общие технические требования и методы испытания.
4. ГОСТ12.1.007-76. ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.
5. Камышников В. С. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике: в 2 т. Т. 1. — 2-е изд. — Мн.: Интерпрессервис, 2003. — 495 с.
6. Макаров В.И. Средства индивидуальной защиты для населения и работающих при уничтожении химического оружия. Под общ. ред. А.А.Кас-парова и Ю.И.Мусийчука. // Серия «Медико-экологическая безопасность в регионах хранения и УХО», 1998. — Вып. 6. — 28 с.
7. Меркулов Г.А. Курс патогистологической техники. — Л.: Медицина, 1969. — 339 с.
8. МР 2166-80 по использованию поведенческих реакций в токсикологических исследованиях для целей гигиенического нормирования. Утв. 14.04.80. - Киев, 1980. - 46 с.
9. Методические указания к постановке исследований для обоснования санитарных стандартов вредных веществ в воздухе рабочей зоны: утв. Главным Государственным санитарным врачом СССР 04.04.80. Рег. № 2163-80. - М., 1980. - 20 с.
10. МУ Оценка воздействия вредных химических соединений на кожные покровы и обоснование предельно допустимых уровней загрязнения кожи (Методические указания): утв. Зам. Главного государственного санитарного врача 01.11.79. Рег. № 2102-79. - М., 1980. - 23 с.
11. МУК 4.1.68-2004 Методика выполнения измерений уровня загрязнения веществом Vx кожных покровов биохимическим методом. - М., 2004. -34 с.
12. Панюков А.Н. О применении метода Хест-рина для раздельного измерения активности холин-эстераз // Вопросы медицинской химии, 1966. - Т. 12. Вып. 1. - С. 88-95.
13. Плохинский Н.А. Алгоритмы биометрии. -М.: Изд-во МГУ, 1980. - 150 с.
14. Программа исследований по разработке предельно допустимого уровня загрязнения фосфорор-ганическими отравляющими веществами средств индивидуальной защиты персонала объектов по уничтожению химического оружия. Утв. Главным государственным санитарным врачом по обслуживаемым организациям и обслуживаемым территориям ФМБА России 28 марта 2006г. В.В.Романовым. - М., 2006.
15. Саноцкий И.В., Уланова И.П. Критерии вредности в гигиене и токсикологии при оценке опасности химических соединений. - М.: Медицина, 1975. - 327с.
16. Федеральный закон Российской Федерации от 02мая 1997 г. № 76-ФЗ «Обуничтожении химического оружия».
17. Hestrin S. Determination of contents of acetylcholine in tissue // J. Biol. chem, 1949. - № 180. - P. 249-254.
Материал поступил в редакцию 04.09.08.
I.G.Frolova, V.Ye.Zhukov Vx TOXICITY PARAMETERS UNDER MODIFIED DERMAL EXPOSURE CONDITIONS
Research Institute of Hygiene, Toxicology and Occupational Pathology, Medico-biological Agency, Volgograd
The aim of the research was to experimentally substantiate the Maximum Permissible Level (MPL) of the Vx-contaminated surface of the personal protective equipment (PPE). At the first stage of the research Vx toxicity properties were studied at one-time application under simulated exposure conditions. The experiments were performed in outbred male white rats. On the basis of the found out dose-response relationship, a number of the substance toxicity indices were determined.
