CC BY
7
исследований (недействующая доза базудина в хроническом 10-месячном эксперименте на белых крысах равна 0,48 мг/кг) позволило рекомендовать ПДК препарата в воде водоемов 0,3 мг/л по органолептнческому лимитирующему' показателю вредности.
Поступила 29/XI 1976 г.
УДК 615.277.4:662.613.132
Доктор биол. наук А. Я- Хесина, Т. Я- Гаевая, канд. биол. наук
А. Б. Линник
СОДЕРЖАНИЕ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ И КАНЦЕРОГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ ЭКСТРАКТОВ ИЗ САЖИ ОТОПИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Институт экспериментальной и клинической онкологии АМН СССР, Москва; Всесоюзный
центральный научно-исследовательский институт охраны труда ВЦСПС, Москва
Присутствие некоторых полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) может усиливать или ослаблять канцерогенную активность других веществ этого класса. Сведения о количестве ПАУ в составе загрязнений окружающей среды в сочетании с изучением канцерогенной активности последних могут способствовать решению вопроса о возможности оценки канцерогенной опасности тех или иных объектов по наличию известных легко идентифицируемых соединений. С этой целью исследовали на содержание ряда ПАУ и канцерогенную активность экстракты из образцов саж, предоставленных нам Веттигом (Университет им. Гумбольдта, Берлин, ГДР).
Образцы саж были взяты из дымоходов деревообделочной мастерской, отапливаемой отходами древесины (сажа I) и домов с индивидуальным отоплением брикетами из бурого угля (сажа II). Извлечение фракции ПАУ проводили экстракцией сажи ацетоном в аппаратах Сокслета. Для использования экстракта в биологическом эксперименте ПАУ переводили в оливковое масло. Предварительные анализы ацетоновых экстрактов и масляных растворов на содержание бенз(а)пирена (БП) показали, что в оливковое масло переходит 1/3 ПАУ, остальная часть остается в осадке и не может быть использована для исследования. Путем расчета установлено, что для использования в биологическом эксперименте адекватных количеств БП необходимо проэкстрагировать 68 г сажи 1и 1483 г сажи II.
В качестве аналитического метода использовали спектрально-люминесцентное определение ПАУ при —196°С. Исследование на содержание ПАУ ацетоновых экстрактов и масел включало ряд этапов: выделение суммарной фракции ПАУ, хроматографкческое фракционирование, идентификацию соединений во фракциях, количественное определение идентифицированных соединений. Концентрированные ацетоновые экстракты (0,5 мл) хромато-графировали в тонком слое сорбента без предварительной подготовки. Для извлечения фракции ПАУ из масел наиболее эффективным оказался метод с использованием селективных растворителей — циклогексана и нитрометана (Grimmer). В нашем опыте 1,5 мл масляного экстракта растворяли в 10 мл циклогексана и в делительной воронке экстрагировали 4 раза равными объемами нитрометана. Объединенный нитрометановый экстракт концентрировали до 1 мл и хроматографировали в тонком слое незакрепленной окиси алюминия: пластина 20X20 см, сорбент II степени активности по Брокману, развитие хроматограммы в системе циклогексан : бензол (4 : 1). В свете ртутно-кварцевой лампы с фильтром УФС-6 на каждой хроматограмме отмечали 5 зон, отличающихся по цвету люминесценции, и переносили окись алюминия в воронки с пористыми фильтрами. Элюировали ПАУ с сорбента 200 мл перегнанного бензола. Для идентификации ПАУ 1 мл элюата каждой фракции вносили в кварцевую пробирку и добавляли 2 мл н-октана. Пробирку помещали в кварцевый сосуд Дьюа-ра, заполненный жидким азотом. Флюоресценцию растворов возбуждали ртутно-кварцевой лампой ДРШ-500 с фильтром УФС-2. Регистрировали спектры флюоресценции спектрометром ДФС-12. Фосфоресценцию растворов возбуждали ксеноновой лампой ДКСШ-1000 с фильтром УФС-2, а спектры фосфоресценции регистрировали на установке с фосфороскопом, собранной на основе монохроматора СКБ АМН СССР с дифракционной решеткой 1200 штрихов на 1 мм.
Запись спектров флюоресценции и фосфоресценции растворов проводили, отмечая на спектрограмме длины волн интенсивных линий, проявившихся в спектре. Сравнением спектрограмм фракций и растворов стандартных соединений в областях аналитических и наиболее интенсивных линий в спектрах флюоресценции и фосфоресценции идентифицировали отдельные ПАУ. Результаты идентификации ПАУ во фракциях представлены в табл. 1.
Количественное определение идентифицированных соединений проводили комбинированным методом добавок и внутреннего стандарта (Г. Е. Федосеева и А. Я. Хесина, 1968) по методикам, разработанным для многокомпонентных растворов стандартных соединений (Т. Я. Гаевая и А. Я. Хесина, 1974). Условия количественного определения ПАУ приведены в табл. 2. При определении их во фракциях в качестве внутреннего стандарта использовали либо фон, создаваемый люминесценцией примесей, либо линии других соединений, присутствующих в исследуемой фракции. Средние показатели, полученные путем трехкрат-
Таблица 1
ПАУ, идентифицированные во фракциях, полученных после хроматографии экстрактов в тонком слое незакрепленной окиси алюминия
ПАУ, идентифицированные по спектрам
№ фракции Величина флюоресценции фосфоресценции
1 0,7—0,8 Пирен Фенантрен Хризен
2 0,6—0,7 » ФЛ
3 0,4—0,6 1,2-бензантрацен БП Перилен 3,4,9,10-дибензпирен Хризен ФЛ 1,2-БП 3,4-бензфлюорантен
4 0,3—0,4 БП Перилен 1,12-БПЛ 1,2,5,6-дибензантрацен Хризен 3,4-бензфлюора нтен 1,2-БП
5 0,1—0,3 БП 1,12-БПЛ Коронен
Примечание. 1,12-БПЛ — 1,12-бензперилен; ФЛ — флюарантен.
Таблица 2
Условия определения ПАУ
Определяемое вещество Длины волн аналитических линий, нм Вещество-стандарт Концентрация в сажах. мкг/г Количество на мышь (в 2,5 мл масла), мг
определяемого вещества вещества-стандарта I II I II
Фенантрен * 461,6 498,6 Хризен 573 149 0,40 2,40
ФЛ» 543,0 498,6 » 553 248 0,39 3,87
Хризен * 498,6 543,0 ФЛ 1520 294 1,02 4,65
МФЛ* 461,8 537,0 1,2-БП — — — _
Пирен 382,6 419,5 БПЛ 390 154 0,27 2,40
392,6
1,2-бензантрацен 384,6 419,5 БПЛ 143 22 0,10 0,35
9,10-диметил-1,2-
бензантрацен 397,6 419,5 БПЛ — — — —■
3,4-бензфлюоран-
тен * 526,0 537,0 1,2-БП 277 39 0,18 0,61
1,2-БП* 537,0 461,8 ТФЛ 770 44 0,52 0,69
3,4-БП 403,0 419,5 БПЛ 314 14 0,22 0,22
Перилен 451,1 419,5 БПЛ 142 9 0,10 0,14
1,2,5,6-дибензан-
трацен 394,1 419,5 БПЛ 103 17 0,08 0,32
1,2,3,4-дибензан-
трацен 386,2 419,5 БПЛ — — — —
3,4,9,10-дибензпи-
рен 431,7 419,5 БПЛ 101 17 0,07 0,27
1,12-БПЛ 419,5 408,5 3-БП 276 24 0,19 0,38
Коронен 443,8—444,6 419,5 БПЛ 98 18 0,07 0,28
Примечание. МФЛ — трифенилеи; звездочка — определение пэ спектрам фосфоресценции.
ных анализов каждого ацетонового экстракта и масляного раствора, давали погрешность определения ПАУ во фракциях ±10%. Исходя из этих результатов провели расчет содержания каждого соединения на 1 г сажи. Различия в значении концентраций ПАУ в саже, установленные при анализе ацетонового экстракта и масляного раствора, также не превышали ±10%. Данные количественного определения ПАУ в ацетоновых экстрактах и в расчете на мышь, т. е. в 2,5 мл масляного экстракта, также представлены в табл. 2.
В опытах использовано 120 мышей-самцов гибридов Ft (С57 черныеХ СВА) в возрасте I1/,—2 мес, которые были распределены на группы: 1-я—30 мышей, получавших подкожно по 2,5 мл масляного раствора экстракта сажи I, 2-я — 30 мышей, получавших подкожно по 2,5 мл масляного раствора экстракта сажи II, 3-я — 30 мышей, получавших подкожно по 2,5 мл масляного раствора 3,4-БП в суммарной дозе 0,2 мг, 4-я — 30 мышей, получавших подкожно по 2,5 мл оливкового масла. Вещество вводили 5 раз в течение 8 нед в область левого бедра. Концентрация раствора была подобрана так, что каждая мышь получила суммарно по 0,2 мг 3,4-БП (количества других ПАУ в пересчете на мышь приведены в табл. 2). Эта доза в эксперименте дает выход опухолей более чем у 50% животных. Животных содержали под наблюдением 55 нед, после чего всех оставшихся в живых забивали.
Первые 24 нед мышей взвешивали для выявления токсического эффекта. Существенного различия в весе животных контрольной и подопытных групп не было. К 18-й неделе вес мышей стабилизировался и с 22-й недели взвешивание прекратили. К этому же времени у них стали появляться опухоли на месте введения, которые быстро увеличивались и в дальнейшем не давали бы возможности судить об истинном весе животных. В течение опыта всех животных, павших н забитых в связи с плохим физическим состоянием или из-за наличия больших опухолей, вскрывали и образцы брали для гистологического исследования.
Результаты опыта приведены на рисунке. Наиболее рано (на 15-й неделе) и в большем количестве опухоли появились у животных, получавших чистый БП. К 39-й неделе в этой группе осталось только 2 мыши, а 24 (80%) погибли с опухолями на месте введения. При введении экстрактов сажи I и II опухоли возникли у 5 (17%) мышей в каждой группе и примерно в одинаковые сроки. В контрольной группе практически все животные дожили до конца опыта, подкожные опухоли у них не появились.
Как видно из полученных результатов, содержание ПАУ зависит от характера сжигаемого сырья. В саже I, полученной от сжигания древесины, количество БП и других многоядерных соединений в десятки раз превышает таковые в саже II, полученной от сжигания бурого угля. Существенно меняется и соотношение концентраций различных ПАУ в саже. Так, в саже I уровень всех исследованных ПАУ колеблется в пределах одного порядка, в саже II концентрации многоядерных ПАУ в десятки раз ниже, чем 3—4-ядерных. В обоих случаях концентрация БП в саже по порядку величины соответствует таковой других ПАУ с 5—6 бензольными кольцами. Именно к этой группе принадлежат основные канцерогенные ПАУ. При введении экстрактов саж, содержащих наряду с канцерогенными ПАУ и другие соединения, наблюдается ингибиция канцерогенного процесса по сравнению с действием одного БП. Это может происходить либо из-за стимуляции метаболической деградации канцерогенных ПАУ, либо за счет торможения канцерогенеза каким-либо веществом, содержащимся в сажах.
В ы воды
1. Вид сжигаемого топлива влияет на образование ПАУ в процессе пиролитических реакций. От сжигаемого сырья зависят как абсолютные количества ПАУ, так и их относительные концентрации в общей сумме образующихся.
2. Количественное определение БП как индикатора дает представление о возможном количестве других многоядерных, в частности канцерогенных ПАУ.
3. БП может служить индикатором бластомогенного действия сажи, так как эффект от введения экстрактов в целом не превышает канцерогенного эффекта от введения раствора БП в той же концентрации, в которой он содержится в сажевом экстракте.
ЛИТЕРАТУРА. Гаевая Т. Я-, Хесина А. Я. — «Ж. аналит. химии» 1974, № 11, с. 2275—2280. — Они же. — «Научные работы ин-тов охраны труда ВЦСПО, 1975, вып. 94, с. 60—65. — Федосеева Г. Е., Хесина А. Я. — «Ж. прикладной спектроскопии», 1968, № 2, с. 282—288. — Grimmer G. — «Erdöl und Kohle», 1960, Bd 13, S. 12.
Поступила 17/V 1976 r.
Выход опухолей у подопытных животных.
По оси абсцисс — недели опыта; по оси ординат — количество введенного вещества (в %); 1 — БП; 2—сажа I; 3—сажа II.
