CC BY
39
УДК 614.777:546.23]-07+б 14.777:546.23]-06
Ю. В. Новиков, С. И. Плитман, Н. И. Секлетина, Ю. А. Ноаров СЕЛЕН В ВОДЕ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Среди токсичных элементов, нормируемых в питьевой воде, селен занимает особое место. Основным источником поступления его в воду являются почвы [8]. Отмечено, что связь подземных вод с вулканическими породами, мед-но-колчеданными месторождениями, отвалами отработанных пород приводит к обогащению их селеном. Обогащение селеном воды происходит при 8,0<рН<6Д Параллельно с этим происходит его адсорбция глинистыми минералами и особенно окислами железа. Максимальная адсорбция Бе4* осуществляется при рН 3,5—9,0, а 5е6+ наиболее интенсивно сорбируется при рН 6,0 [5]. По-видимому, этим объясняется относительно малое содержание его в природных водах с высокой концентрацией железа. При сравнительно невысоких абсолютных уровнях селена в водоисточниках концентрация его колеблется в широких пределах. Так, в подземных водах Бельгии его 0,00005—0,0013 мг/л, Швеции — 0,00005—0,0009 мг/л. Высокое содержание селена в подземных водах установлено в США (до 9,0 мг/л) [14, 18]. Количество его в водоисточниках возрастает от горных районов к равнинным. По мнению Б. П. Сучкова, это связано с увеличением мощности фильтрующего слоя грунта и уменьшением интенсивности фильтрации метиорных вод в том же направлении [12].
В поверхностных водоемах содержание селена может быть обусловлено и антропогенным фактором. Например, в случае загрязнения водоисточников сточными водами предприятий по производству меди концентрация его достигает 0,25 мг/л [11]. В питьевую воду он может попадать не только из водоисточников, но и за счет вымывания из различных покрытий, применяемых в водоснабжении, на что указывают английские исследователи. Так, содержание селена в первой порции воды, взятой утром из-под крана, составляло 7,4 мкг/л, а по мере водораз-бора к 18 ч снижалось до 0,7 мкг/л [18].
В СССР в подземных водоисточниках содержание селена колеблется от 0,0002 до 0,015 мг/л. И. П. Плетниковой в районах Средней Азии обнаружены колодцы и скважины, где селена было до 0,014 мг/л [10].
До недавнего времени селен привлекал внимание исследователей как токсичный элемент. Наиболее типичным симптомом селенового токсикоза является поражение волос и ногтей. Наблюдаются желтушность и шелушение кожных покровов, изменение суставов, поражение эмали зубов [20]. Среднесмертельная доза для
крыс селенита натрия, поступающего с пищевыми продуктами, равна 1,6 мг/кг [12]. Она несколько ниже выявленных И. П. Плетниковой, которая установила ЬО50 для крыс-самцов 7,75 мг/кг, для самок—10,5 мг/кг, для кроликов— 2,25 мг/кг [10].
Токсичная доза для человека, по материалам различных авторов [18—20], составляет 0,04— 0,75 мг/кг. Экспериментальные данные, подтверждающие токсичность селена, весьма разноречивы. Так, Б. П. Сучков [12] отмечает, что при поступлении селена в дозе 0,075 мг/кг появляются выраженные признаки интоксикации: увеличение активности глутамико-аланиновой и аспарагиновой трансаминаз, фруктозе-1,6-ди-фосфат-альдолазы, щелочной и кислой фосфа-таз сыворотки крови, нарушением белкового, жирового и водно-солевого обмена; животные отстают в росте и развитии, увеличиваются коэффициенты массы внутренних органов, появляются значительные гистопатоморфологиче-ские изменения, а некоторые животные даже погибают.
В результате хронического 7-месячного эксперимента на кроликах была установлена токсичная доза селенита натрия в питьевой воде на уровне 0,005 мг/кг [10]. При этой дозе обнаружены снижение активности сукцинатдегидро-геназы печени, щелочной фосфатазы, холинэс-теразы, количества тиоловых групп в сыворотке крови, неорганического фосфора в крови, фагоцитарной активности лейкоцитов, нарушение экскреторной функции печени и функционального состояния почек. Доза 0,0005 мг/кг оценена И. П. Плетниковой как пороговая. При этом выявлено снижение активности сукцинатдегид-рогеназы, повышение активности окисленного глутатиона.
Непосредственная токсичность для человека от потребления селена с питьевой водой отмечена О. ВеаШ [14] (концентрация 9 мг/л, доза 0,45 мг/кг).
В литературе имеются также данные о неблагоприятном влиянии на человека и животных дефицита селена, признаки чего отмечены при поступлении менее 0,0008 мг/кг. У животных отмечались отставание в росте и развитии, нарушение белкового, жирового и водно-солевого обмена, увеличение активности глутамико-аланиновой и аспарагиновой трансаминаз, фруктозо-1,6-дифосфатальдолазы, щелочной и кислой фосфатаз, т. е. в реакции организма как на повышенное содержание, так и на дефицит селена существует много общего. Установлено
также, что использование в эксперименте селе-нодефицитнои диеты в течение нескольких недель приводит к значительным электрокардиографическим изменениям по типу инфарктных [15]. Результаты эпидемиологических исследовании подтверждают экспериментальные данные. Так, в Китае в провинциях с дефицитом селена зарегистрирована повышенная смертность от инфаркта миокарда детей в возрасте до 15 лет. Применение селенита натрия в дозе 0,01 мг/кг в течение 2 лет привело к значительному снижению смертности от инфаркта миокарда [16, 19].
Обнаружена тесная отрицательная связь между заболеваемостью населения злокачественными новообразованиями и содержанием селена в объектах внешней среды. Считается, что частота онкологических заболеваний больше там, где в продуктах питания недостаточно селена.
Оптимальные дозы, по мнению различных авторов, хотя и не совпадают, но весьма сходны. А. Д. Говард и И. Ремсон [4], И. БЬатЬегдег [19], Н. РоЬЬегесЬ и соавт. [18] оптимальными рекомендуют считать уровни 0,0025— 0,0033 мг/кг.
По мнению большинства исследователей, свою биологическую функцию селен реализует в основном через защитную глутатионперокси-дазную систему, входя в активный центр глута-тионпероксидазы, обеспечивающей разрушение избыточных перекисей в организме [17], защищает витамин Е и липиды биологических мембран от аберрантного окислительного разрушения, предотвращает образование избыточных количеств свободных радикалов и канцерогенного малональдегида, стимулирует синтез серосодержащих аминокислот и белков. Выявлено, что селен в определенных дозах стимулирует реакционную способность БН-групп ферментов, усиливает процессы биологического окисления и фосфорилнрования, способствует нормальному питанию, формированию физиологической функции мышечной ткани. Положительная роль селена в том, что он участвует в детокейкации таких токсичных веществ, как кадмий, ртуть, мышьяк, свинец, никель, хлорорганические соединения [7, 14]. Установлена его способность повышать иммунитет у животных [2]. Известно также, что селен играет важную роль в поддержании нормального функционального состояния органов эндокринной системы [13], зрительного анализатора [1], не меньше его положительная роль при токсикозе второй половины беременности [6].
Ряд авторов отмечают антиканцерогенное действие селена. Так, N. ОпГШв [17], Я. БЬат-Ье^ег [19] наблюдали инволюцию рака кожи, лимфомы, опухоли печени, восходящей кишки, вызванную различными химическими агентами. Потребление селена в дозе 4 мг/л в виде ра-
Действие селена на организм при различном содержании его в пище и воде
Суммарная доза, учитывающая поступление селена с пищей и водой, мг/кг Доза селе к «0 а SLi н — В и г: в» поступающая г с водой d * 1 Отношение под-пороговой Дозы, соответствующей ПДК селена в воде, к суммарным уровням Действие
0.0025 — 0.0033 0.С003 0. 75 0.003 0,00072 0,67 0,0003 0,00008 0,08 1/70 1/16 1/15000 Оптимальное Дефицит Токсическое
створа селенита натрия, поступающего с питьевой водой, привело к значительному уменьшению числа опухолей восходящей кишки, вызванных 1,2-диметилгидразином.
Установлено положительное влияние селена на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы. Введение Ыа25е03 в дозе 0,05 мг/кг при экспериментальной гипотонии приводило к быстрому восстановлению артериального давления, усилению функции кровообращения [9]. Известно защитное действие на миокард крыс с экспериментальным инфарктом 5е6+ в дозе 0,03 мг/кг [3].
Важнейшим источником селена для животных и человека являются пищевые продукты. Но потребление селена человеком зависит во многом от содержания его в окружающей среде. Подсчитано, что среднесуточное потребление селена на северо-востоке США 62 мкг, в Канаде— 110—220 мкг, в Новой Зеландии — 25 мкг, в Нидерландах—110 мкг, во Франции — 166 мкг, в Японии — 208 мкг. Важным моментом является кулинарная обработка, которая приводит к значительным потерям селена. Если «до кулинарной обработки на долю хлеба и зерновых продуктов приходится в среднем 24,7 % суточной дозы рациона (3000 ккал), на молоко и молочные продукты—42,2%, овощи— 26,5%, то после кулинарной обработки на долю хлеба, мясных и крупяных блюд приходится 23 %, на молоко и молочные продукты 14,2 %, овощные блюда —20,8 %» [12].
Несмотря на то что важнейшим источником селена для организма человека являются пищевые продукты, с питьевой водой (учитывая значительные потери данного микроэлемента из пищевых продуктов в процессе подготовки и кулинарной обработки) может поступать до 10%.
Гигиенические нормативы селена в питьевой воде в СССР и США составляют соответственно 0,001 и 0,01 мг/л. Норматив в СССР был принят на основании «экспериментальных исследований по обоснованию степени опасности и уровня безвредности селена в питьевой воде», приведенных И. П. Плетниковой [10].
Стандарт селена в питьевой воде в США составляет 0,01 мг/л и отличается от принятого в СССР в 10 раз. Согласно данным литературы,
даже пятикратное увеличение этого норматива не вызывает отрицательного влияния на организм человека, в связи с чем предлагается повысить норматив на селен в питьевой воде до 0,05 мг/л [15].
Таким образогл, анализ данных литературы показал, что селен является биологически активным элементом. В сравнительно небольших (0,75 мг/кг) дозах он токсичен. Лечебный эффект от действия селена проявляется в диапазоне доз от 0,0014 до 0,2 мг/кг. Уровень 0,0008 мг/кг расценивается как дефицит. В отношении оптимального уровня у большинства исследователей имеется единое мнение: доза 0,0025—0,0033 мг/кг признана необходимой.
Обобщение результатов работ различных исследователей позволяет считать, что до 90 % селена поступает с пищевыми продуктами и, следовательно, проявление токсичности или дефицита связано с содержанием элемента именно в них. Если сопоставить результаты нормирования селена в воде, то существующая в СССР ПДК в пересчете на дозу будет 1/15 000 от суммарной токсичной, 1/70 от суммарной оптимальной и в 16 раз меньше дефицитной. Соответствующие соотношения с ПДК для селена, установленные в США, следующие: 1/1500 от суммарной токсичной, Ч7 от суммарной оптимальной и в 1,6 раз меньше дефицитной (см. таблицу).
Подобная противоречивость данных может быть объяснена различными методическими подходами, которые использовались при оценке биологического действия селена и прежде всего отсутствием стандартизации условий проведения эксперимента, методики регистрации и анализа показателей организма и др. Наиболее вероятно, что недоучет селена, поступающего с пищей, весьма сходная картина интоксикации при дефиците и избытке привели к отмеченным противоречиям.
Есть больше оснований считать имеющийся норматив 0,001 мг/л агровированным, так как он в 15 000 раз меньше суммарной токсичной дозы и даже в 16 раз ниже дефицитной. Такое предположение в определенной степени подкрепляется и данными О. ВеаН! [14], который на фоне дефицита селена (0,0008 мг/кг) при
потреблении животными воды с концентрацией селена 0,5 мг/л (доза 0,025 мг/кг) не отмечал токсического действия.
Таким образом, вопрос о нормировании селена в питьевой воде не может считаться решенным. Отказ от использования большого числа водоисточников, в которых концентрация селена в 3—5 раз выше норматива, не подкреплен достаточным материалом экспериментальных и натурных наблюдений.
Литература
1. Абдуллаев Г. Б., Гаджиева Н. А., Теплякова Г. В. и др. — В кн.: Селен r биологин. Баку, 1976, т. 2, с. 35—
2. Беренштсйн Т. Ф. — В кн.: Селен в биологии. Баку, 1974, т. 1, с. 116—118.
3. Бескровнова Н. Н., Николаев С. М. — В кн.: Селен в биологии. Баку, 1976. т. 2, с. 105—109.
4. Говард А. Д., Ремсон И. Геология и охрана окружающей среды. Л., 1982, с. 361—362.
5. Ермаков В. В.. Ковальский В. В. Биологическое значение селена. М., 1974.
6. Коржова В. В. Влияние повреждающих агентов в период беременности на развитие плода и новорожденного и методы их компенсации. Дне. канд. М., 1968.
7. Кудрин А. Н. — В кн.: Витамины. Киев, 1975, вып. 8, с. 128—134.
8. Назаренко И. И., Кислова И. В. — В кн.: Новые области применения геохимических методов. М„ 1981, с. 35—37.
9. Тагдиси Д. Г., Манафова М. И., Багиров С. Н. и др. — В кн.: Селен в биологии. Баку, 1976, т. 2, с. 57—60.
10. Плетникова И. П. Экспериментальные исследования по обоснованию степени опасности и уровня безвредности селена в питьевой воде. Автореф. дис. канд. М., 1970.
11. Селянкина К. П.. Ленченко В. //., Панычева Э. П.— Гиг. и сан., 1968, № 2, с. 17—19.
12. Сучков Б. П. Гигиеническое значение селена как микроэлемента. Автореф. дне. докт. Киев, 1980.
13. Сучков Б. П., Штутман Ц. Л).. Халмчрадов А. Г. — Укр. бнохнм. ж., 1978, т. 50, № 5, с. 659—671.
14. Bcath О. Л.— Science. New Lett., 1962, v. 81. p. 254.
15. Frost D. V, — Sei. Total. Environm., 1983, v. 28, p. 455— 467.
16. Glover J., Levander O.. Parizcr V. — In: Handb. Toxicol. Met., Selenium. 1980, p. 555—577.
17. Grillits N. M. — Proc. Univ. Otago med. Sell., 1973, v. 51, p. 8—9.
18. Robberech H.. Grieken R. V.. Sprundel M. V. et al.— Sei. Total. Environm.. 1983, v. 26, p. 163—173.
19. Shamberger R. — Ibid., 1981, v. 17, p. 59—75.
20. Taylor Т. В.— J. Am. Water Works Ass., 1963, v. 55, p. 619-623.
Поступила 16.04.84
УДК в13.632 + вМ.7:66|-07:616.1-07
В. А. Тычинин, Г. Е. Верич
К МЕТОДОЛОГИИ ИЗУЧЕНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ОРГАНИЗМ ВРЕДНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
НИИ гигиены труда и профзаболеваний, Киев
Главная роль сердца в организме — создание между внешней и внутренней средой организма, на основной трассе гуморальных взаимосвязей Выполняя эту роль, сердце, включенное в систе-непрекращаемого движения химических веществ му сосудов, всю жизнь движет кровь по кровяно-
