CC BY
4
3. Денисов В. Л., Юшков Г. Г., Минченко В. В. Ц Модели и методы оценки антропогенных изменении геосистем. — Новосибирск, 1986.— С. 125—133.
4. Джефферс Д. Введение в системный анализ: Применение в экологии: Пер. с англ. — М., 1981.
5. Минченко В. А. // Гиг. и сан,— 1984. —№ 8.—С. 52— 55.
Поступила II.П.87
Summary. Methodological aspects of using natural toxicologic experiments for hygienic assessment and prediction of correlation in the system "air environment/human health" are presented. Due to the generalized indicator the prenosologic complex of total biologic activity of the probable unfavorable health effect of air industrial chemical contamination has been established through experimental and biologic models (using animals).
УДК 614.7:66]-07:618.3-09Э-033.1:611-018.9
Е. И. Гончару к, Г. И. Сидоренко, Ю. И. Губский, М. В. Голубчиков
СИСТЕМА МАТЬ —НОВОРОЖДЕННЫЙ КАК ЕСТЕСТВЕННАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭКЗОГЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКТОВ ИХ БИОТРАНСФОРМАЦИИ
Киевский медицинский институт им. акад. А. Л. Богомольца Минздрава УССР; НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Гигиенистами в содружестве с другими специалистами продолжается поиск более совершенных моделей для изучения изолированного, комплексного, комбинированного и сочетанного воздействия экзогенных химических веществ (ЭХВ) на организм человека. Имеющиеся в настоящее время для этих целей самые совершенные модели в виде искусственных камер, дозирующих устройств обладают рядом недостатков: они дорогостоящие, конструкция их очень сложна, еще труднее эксплуатация. При создании и эксплуатации этих камер невозможно учесть всего многообразия количества и качества ЭХВ, а также условий, при которых происходит трансформация ЭХВ в объектах окружающей среды и биотрансформация в организме с их последующим одновременным воздействием на организм в реальных условиях.
Для устранения указанных недостатков мы предлагаем использовать созданную самой природой наиболее, по нашему мнению, совершенную естественную модель, одновременно включающую в себя понятия затравочной камеры, дозирующего устройства и организма, являющегося объектом затравки. Эта модель представлена системой мать — новорожденный млекопитающих животных. При этом под новорожденным подразумевается организм млекопитающего животного, находящийся на естественном вскармливании материнским молоком.
Целью настоящей работы явилось теоретическое и экспериментальное обоснование возможности использования системы мать — новорожденный в качестве естественной модели для изучения воздействия ЭХВ на организм млекопитающих. В качестве модельного препарата, использованного для затравки экспериментальных животных, взят хлорорганический пестицид линдан, для которого известны параметры токсикометрии, персистенткости и разработаны предельно допустимые концентрации (ПДК) для различ-
ных объектов окружающей среды (воды, почвы, атмосферного воздуха, пищевых продуктов).
При изучении суммарного воздействия ЭХВ может быть выбран ведущий для данного вещества путь его поступления в организм в реальных производственных и бытовых условиях [1]. Таким путем поступления линдана (до 80%) в организм человека является пероральный. Перо-ральный путь поступления линдана в организм экспериментальных животных в системе мать — новорожденный имеет ряд значительных преимуществ перед другими способами затравки.
Так, пероральный путь поступления ЭХВ в системе мать — новорожденный имеет то преимущество, что при этом достигается переход в организм новорожденного не только самого химического вещества (в данном случае линдана), но и образующихся в печени метаболитов, в том числе токсичных продуктов биотрансформацин [2, 5], которые при ингаляционной затравке образуются в меньшей степени и легко выделяются с выдыхаемым воздухом [4]. Как известно из литературы [6], продуктами биотрансформации линдана являются 10 различных метаболитов. Наконец, как показали наши исследования и данные литературы [3], молочная железа лакти-рующих самок передает в организм новорожденного одним путем (перорально) всю сумму ЭХВ и их метаболитов, поступающих в материнский организм различными путями, т. е. при разных способах затравки. Следовательно, при перораль-ной затравке лактирующих самок хлорорганиче-ским пестицидом линданом и последующей передачей в организм новорожденного самого ЭХВ и его метаболитов моделируются условия не только изолированной, но и комплексной, а также комбинированной затравки экспериментальных животных.
Конкретными задачами работы явились: 1) изучение концентраций линдана в крови самок крыс (С(), в грудном молоке самок (Сг), а так-;
же в крови новорожденных крысят (Сз), находящихся на вскармливании материнским молоком от самок, затравливавшихся линданом; 2) расчет количественных соотношений между концентрациями линдана в молоке и в крови лак-тирующих самок (С2/С1 так называемых «коэффициентов илляктарного перехода») и между концентрациями линдана в крови новорожденного и крови лактирующих самок (С3/С1); 3) установление возможностей повреждающего действия изучаемого ЭХВ, поступающего в материнский организм, на уровне так называемой суточной максимальной допустимой дозы (Дм), которая представляет собой сумму ПДК препарата в атмосферном воздухе и воде и МДУ в пище-^ вых продуктах.
Проведено 6 серий опытов, каждая из которых включала исследования на 6 самках и их потомстве. Таким образом, в каждой серии опытов было около 80 новорожденных крысят. Животные
1-й группы являлись контрольными, животные
2-й группы получали препарат на уровне Дм, т. е. 0,4416 мг/кг в сутки на каждую половозрелую самку; животные 3-й группы получали препарат на уровне 10 Дм — 4,416 мг/кг сутки; 4-й группы — на уровне 50 Дм 22,08 мг/кг сутки; 5-й группы — на уровне 100 Дм — 44,16 мг/кг сутки; животные 6-й группы после родов затравлялись линданом в дозе 50 Дм — 22,08 мг/кг сутки. Использованный коммерческий препарат линдана состоял из 96 % 7-гексахлорциклогексана (7-ГХЦГ) и 4 % а-ГХЦГ.
Отбор молока, потребляемого новорожденным, производился по специальной методике. Содержание линдана в крови и молоке крыс определяли методом газовой хроматографии. Повреждающее действие линдана на гепатоциды новорож-денных крысят оценивали методом электронной микроскопии.
В результате исследований установлено, что хлорорганический пестицид линдан при перо-ральном поступлении в дозах 1, 10, 50, 100 Дм обладает способностью значительно накапливаться в молоке лактирующих самок (см. таблицу) .
В условиях однократной (сразу после родов) затравки самок дозой линдана, соответствующей 1 Дм (0,44 мг/кг), его концентрация составляла
Коэффициенты илляктарного перехода лнндана (С,/С)) в системе мать — новорожденный
Группа животных Сразу после родов Через 2 нед после родов Сразу после родов Через 2 нед после родов
V- ГХЦГ с, ГХЦГ
1-Я 9,7 29 7,7 3,3
2-Я 89 39 39 34
3-Я 105 59 223 23
4-я 122 55 273 79
5-я 65 30 43 39
6-я — 102 — 57
в крови самок 0,0047±0,0007 мг/л, в крови новорожденных крысят — 0,0136±0,0011 мг/л.
Следовательно, на фоне затравки лактирующих самок линданом в дозе 1 Дм его концентрация в молоке материнского организма была примерно в 100 раз выше по сравнению с концентрацией в крови лактирующих самок. Это приводит к поступлению в организм новорожденного молока, содержащего чрезвычайно высокие концентрации линдана и продуктов его биотрансформации и, следовательно, предопределяет возможность интоксикации и последующего развития патологии детского организма.
Еще больший научный интерес представляет тот факт, что концентрация линдана в крови новорожденного при поступлении его в организм лактирующих самок в дозе 1 Дм превышала его уровень в крови материнского организма в 3 раза, и это при условии, что часть линдана подверглась биотрансформации и детоксикации в материнском организме, а также депонированию в жировой ткани и внутренних органах новорожденного. Этим можно объяснить, что нами выявлено повреждающее действие линдана и продуктов его биотрансформации на новорожденный организм даже на уровне 1 Дм безопасной для взрослого организма. Так, при электронно-микроскопическом исследовании печени новорожденных крысят в условиях затравки самок на уровне допустимой величины, т. е. Дм, выявлены существенные нарушения ультраструктуры гепа-тоцитов и развитие явлений жировой дистрофии (см. рисунок). Эти ультраструктурные изменения были гораздо более выражены при 2-недель-ном потреблении новорожденными крысятами молока от лактирующих самок, затравлявшихся линданом.
Наконец, нами проведены расчеты количества ЭХВ, поступающего в организм новорожденного за 1 сут с материнским молоком, на единицу массы новорожденного крысенка средней массой около 6 г. Оказалось, что крысята получают затравочную дозу линдана (0,41 мг/кг), близкую к затравочной дозе материнского организма (0,44 мг/кг). Эти данные подтверждают высказанные выше положения о системе мать — новорожденный как об идеальной биологической модели, передающей ЭХВ и их метаболиты в организм новорожденного в таком же количестве (в мг на 1 кг массы), какое поступает в организм лактирующей самки.
При экстраполяции полученных данных па организм человека можно прийти к заключению о том, что именно новорожденные до 1 года жизни, находящиеся на естественном вскармливании материнским молоком, являются самой чувствительной группой при изучении здоровья населения в условиях воздействия химических факторов. Кроме того, эти результаты позволяют внести поправочные коэффициенты при установлении ПДК ЭХВ в окружающей среде для орга-
Воздействие линдаиа, поступающего в материнский организм, на гепатоциды новорожденных крысят. X13 ООО. а — контроль; 6 — затравка в дозе Дм (видны нарушения ультраструктуры, элементы жировой
дистрофии гепатоцита).
низма лактирующей матери. Так, с целью охраны новорожденного Дм линдана для лактирую-щего материнского организма должна быть уменьшена минимум в 3 раза, что может быть достигнуто применением специальных рационов питания.
Выводы. 1. В системе мать — новорожденный установлена способность молочной железы к концентрированию хлорорганического пестицида линдана. При этом увеличение затравочной дозы линдана от 1 до 100 Дм сопровождалось значительным (в десятки и сотни раз) накоплением обоих изучавшихся изомеров ГХЦГ в грудном молоке.
2. В связи с интенсивным накоплением линдана в молоке лактирующих самок происходит значительное повышение его концентрации в крови новорожденных крысят, находящихся на грудном вскармливании. При этом концентрация препарата в крови новорожденных в 3 раза превышает его концентрацию в крови материнского организма. Этот вывод является научной основой, объясняющей наиболее высокую чувствительность новорожденных, находящихся на вскармливании материнским молоком, к повреждающему действию ЭХВ и продуктов их биотрансформации. Поэтому, при изучении взаимодействия ЭХВ на здоровье населения в первую очередь должна быть изучена самая чувствительная популяционная группа, которой являются дети до 1 года жизни, находящиеся на грудном вскармливании.
3. При затравке материнского организма лин-даном на уровне Дм не наблюдается повреждающего действия изученного ЭХВ и продуктов его биотрансформации на материнский организм. Наряду с этим выявлено повреждающее действие линдана и его метаболитов на гепатоциды новорожденных, находившихся на вскармливании грудным молоком, что свидетельствует о вы-
сокой чувствительности организма новорожденных к действию линдана и продуктов его био-трансформацик.
4. Система мать — новорожденный является не только биологической моделью, пригодной для изучения повреждающего воздействия ЭХВ и продуктов их биотрансформации на организм новорожденных, но и самой совершенной естественной моделью для изучения изолированного, комплексного, комбинированного и сочетанного воздействия ЭХВ. Научные доказательства этого вывода будут представлены в следующем сообщении.
Литература
1. Гончарук Е. И., Сидоренко Г. И. Гигиеническое норми- ^ рование химических веществ в почве: Руководство. —" М„ 1986.
2. Лакин К■ М., Крылов Ю. Ф. Биотрансформация лекарственных веществ, —М., 1981.
3. Маркова И. В., Шабалов Н. П. Клиническая фармакология новорожденных. — Л., 1984.
4. Тиунов Л. А. //Токсикология, — М., 1981, —Т. 1,— С.
_5—64.
5. Parke D. V. // React, and Process. — Berlin, 1982. — P. 141 — 178.
6. Ulman C. Lindane — Freeburg in Breisgan, 1972.
Поступила 28.09.87
Summary. The data revealed that intake of lindal and its biotransformation products by the bodies of lactating female rats resulted in significant accumulation of exogenous chemical substances in the blood of newborn rats nursed with mother's milk. The necessity of investigating quantitative correlation of the transfer of exogenous chemical substances and their metabolites in the system "mother-newborn child" while setting up norms for chemical substances in environmental objects and evaluating their damaging effect on the newborn was theoretically and experimentally proved. The findings obtained during the study of the health effect of exogenous chemical substances and their biotransformation products indicated the infants aged up to 1 year as the most sensitive population group.^
