CC BY
4
F
вов, играющих роль в реализации канцерогенного эффекта [2, 5, 6].
Таким образом, характер модифицирующего влияния на канцерогенез определяется путями и режимом воздействия (величина дозы, последовательность поступления в организм) токсичного и канцерогенного ингредиентов, что должно учитываться в процессе гигиенической оценки опасности комбинированного воздействия факторов окружающей среды на население^
Полученные результаты и данные литературы убеждают в необходимости дальнейшей углубленной разработки этого направления исследований. Перспективы его развития мы связываем с решением следующих задач:
— накопление банка данных о факторах окружающей среды, способных модифицировать бластомогенез, индуцированный химическими канцерогенами разных классов, в том числе местного, органотропного и политропного действия;
— получение материалов, характеризующих закономерности проявления модифицирующего влияния токсичных агентов в зависимости от их кумулятивных особенностей при разных дозах и режимах поступления в организм;
— изучение механизмов модифицирующего действия химических веществ;
— поиск математических моделей для описания дозовременных зависимостей действия канцерогенных веществ и модифицирующих факторов;
— поиск краткосрочных тестов для определения модификаторов окружающей среды;
— разработка методических приемов постановки экспериментов и определения риска для человека при комбинированном действии канцерогенных и модифицирующих факторов окружающей среды.
Литература
1. Боговский П. А. // Вести. АМН СССР.— 1977 С. 47—54.
№ 10
3.
4.
5.
6.
7.
8
9
10
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Кавецкий Р. Е. // Реактивность организма и опухолевый рост: Избранные труды.— Киев, 1961.— С. 265—271. Константинова И. Н. // Гиг. и сан.— 1973.— № 11.— С. 16—19.
Костовецкий Я. И., Жолдакова 3. И. // Там же.— 1971.— № 7.— С. 7—10.
Курляндский Б. А., Медведовский А. Г., Машбиц Ф. Д. // Там же.— 1972.—№ 10.—С. 83—85.
Литвинов И. Н., Воронин В. М., Казачков В. И. // Гиг. окружающей среды: Экспресс-информ. ВНИИМИ.—
1981.—№ 10.—С. 1—23.
Медико-биологические исследования в гигиене/Меркурьева Р. Р., Судаков К. В., Бонашевская Т. И. и др.— М., 1987.
Меркулов А. ИСкворцова Р. И. // Гиг. и сан.— 1964.— № 1.—С. 79—80.
Методические рекомендации по исследованию канцерогенных свойств химических веществ и биологических продуктов в хронических опытах на животных.— М.; Л., 1981. Методические рекомендации по экспериментальному обоснованию гигиенических регламентов химических канцерогенных веществ.— М., 1985.
Мостковой М. И. Практикум по вариационно-статистической обработке клинического материала.— Ашхабад, 1954.
Янышева И. Я., Юрковская Т. Н., Береговская Н. И. и др. // Национальный онкологический конгресс с международным участием. 4-й: Тезисы.— София, 1985.— С. 102.
Янышева И. ЯБаленко И. В., Черниченко И. А., Бабий В. Ф. // Гиг. и сан.— 1986.—№ 7.—С. 7—9. Янышева И. Я., Баленко Н. В., Черниченко И. А. и др. // Там же.— 1988.—№ 4.—С. 29—33.
Higginson J., Muir С. S. II J. nat. Cancer Inst.— 1979.— Vol. 63.— P. 1291 — 1298.
Mizell M. И Anat. Ree.— I960.— Vol. 137, N 3.— P. 382— 383.
Sheremetieva E. A. II J. exp. Zool.—
N 1.— P. 101 — 122.
Tsortis P. A„ Eguchi G. // Differentiation.— 1981.— Vol. 20, N 1.— P. 52—60.
Wattenberg L. W. // Cancer Res.— 1975.— Vol. 35.— P. 332—3331.
Yamasaki Ii., Weinstein J. B. // Methods for Estimating Risk of Chemical Injury. Human and Non-Human Biota and Ecosystems / Eds V. B. Vouk et al.— 1985.— P. 155— 180.
1965.—Vol. 158,
Поступила 09.11.89
% •
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1991
УДК 616.45-02:614.7j-074
Т. И. Бонашевская, И. Н. Беляева, Н. Б. Кумпан, Н. В. Пиртахия
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОЦЕНКА НАДПОЧЕЧНЫХ ЖЕЛЕЗ
В ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
В связи с тем что организм человека подвергается воздействию комплекса сложных факторов химической, физической и биологической природы, возникла насущная потребность в изучении этих многокомпонентных воздействий, оценке химических и физических факторов окружающей среды. Не менее важной является проблема изучения адаптационных возможностей различных био-
систем, резервов их структурно-функциональной стабильности.
В условиях сложных экспериментальных моде-
лей заслуживает внимания еще один вопрос —
о неизбежности возникновения многомишеневого
#
эффекта в связи со специфической направленностью действия отдельных факторов в составе изучаемого комплекса. Это обстоятельство обу-
словливает необходимость выбора интегральных показателей, характеризующих общее напряжение защитных систем организма, стереотипных реакций, которые формируются в организме в ответ на воздействие раздражителей различной природы.
С этих позиций оправдано изучение надпочечных желез, продуцирующих широкий спектр гормонов, действие которых направлено на развитие адаптационных реакций, поддержание необходимого в конкретных условиях уровня гомеостаза.
Исходя из вышеизложенного в настоящей работе поставлена задача — показать возможности структурно-функционального анализа надпочечников при решении различных токсиколого-ги-гиенических задач.
Было использовано несколько экспериментальных моделей — пероральное 6-месячное воздействие комплекса металлов в составе промышленных отходов («гальваника» и «керамика»), в экстрактах которых содержались кадмий, железо, медь, цинк, марганец, стронций, никель, магний, хром, кобальт. «Гальваника» характеризовалась превышением ПДК для кадмия на 3 порядка, для никеля и хрома на 2 порядка, для марганца на порядок, и на порядок выше норматива оказалась концентрация кадмия в «керамике».
Реакции надпочечников изучали также при изолированном и комбинированном воздействии ряда токсичных веществ в сочетании их с шумом при продолжительности экспозиции 45 сут.
Морфологический и авторадиографический анализ надпочечников проводили также при изучении различных вариантов действия бензола: ингаляционного (концентрация 20 мг/м3, продолжительность воздействия 50 сут, 3 мг/м3 при экспозиции 3 и 4 мес) однократного внутрижелудочного введения в дозе 3000 мг/кг, введения этой дозы бензола на фоне предварительного ингаляционного воздействия вещества в концентрации 3 мг/м3 в течение 3 и 4 мес. Кроме того, изучено влияние на надпочечники 1,2-дихлорпропана (ДХП) в концентрации 10 мг/м3 при 3-месячной ингаляции. Все опыты проведены на половозрелых самцах белых беспородных крыс.
При оценке реакций надпочечников на воздействие токсичных веществ определяли коэффициент массы органа, применяли гистологический, гистохимический и авторадиографический анализ (при однократном введении 3Н-тимидина в дозе 1 мкКи на 1 г массы с последующим взятием материала через 1 ч и месячной экспозицией с фотоэмульсией).
Результаты исследования показали, что при действии промышленных отходов наблюдается изменение коэффициента массы надпочечников. В группе крыс «гальваника» он составляет 0,74чь ±0,13, «керамика» — 0,874=0,08, в контроле 1,294=0,1. Уменьшение массы надпочечных желез указывает на резкий токсический эффект исследуемых факторов, и в этом случае, если задачи
Таблица 1
Содержание липидов и активность ЛДГ (в усл. ед.) в корковом
веществе надпочечников крыс (М^Ьт)
Действующий Уровни Содержание Активность
фактор воздействия липидов ЛДГ
Бензол (перораль-
ное введение) Контроль 2,054-0,72 2,074-0,18
1 000 мг/л 2,83-4-0,86 2,00=4=0,0
10 000 мг/л 3,16+0,86 2,54-0,85
20 000 мг/л 3,834:0,86* 3,504-0,43*
Бензол (ингаля- Контроль 3,04-0,60 2,804=0,60
ция) 20 мг/м3 3,504=0,78
80 мг/м3 2,834=1,72 3,0±0,0
120 мг/м3 4,40+0,80* -
Окись углерода
(ингаляция) Контроль 2,254-0,43 3,254=0,78
27 мг/м3 2,754=0,64* 3,04-0,0
55 мг/м3 3,924=0,11 3,25±0,66
120 мг/м3 2,254=0,21 —
Анилин (перораль-
ное введение) Контроль 1,934-0,72 3,204-0,67
'/40 ЬОбО 2,804-0,86 2,174-0,43
/20 ЬОБО 3,674=1,07 3,334-0,86
/ ю ЬОбо 3,304=1,07 3,254=0,86
Анилин (ингаля-
ция) Контроль 2,334-0,78 3,504-0,86
5 мг/м3 3,08=4=0,64 3,674=0,86
25 мг/м3 - ——
70 мг/м3 2,924-0,21 4,174-0,43
Шум Контроль 2,81 ±0,54 3,25=4=0,64
60 дБ 3,33=+= 1,07 3,334-0,86
80 дБ 3,584-0,86 3,6.7 =4=0,43
• 100 дБ 3,334-0,86 ■
Сочетание химиче- Контроль 2,36±0,72 2,434=0,54
ских и физиче- Интенсивность: 1
ского факторов минимальная 2,674-0,86 2,254-0,43
средняя 3,674-0,43* 2,674-0,43
максимальная 3,924-0,21* 2,584-0,43
Примечание. Здесь и в табл. 2 звездочка — достоверные различия с контролем (р<0,05).
экспериментаторов ограничиваются поиском под-пороговых доз, данный показатель свидетельствует о необходимости снижения уровня воздействия.
В серии экспериментов с изолированным и со-четанным воздействием химических веществ и шума установлено, что на все виды влияния над-почечниковая железа отвечает стереотипными реакциями, характеризующимися изменением содержания липидов и активности лактатдегидро-геназы (ЛДГ) в корковом веществе (табл. 1). При этом воздействие различных токсичных веществ и шума, как изолированное, так и сочетан-ное, приводило к увеличению содержания липидов в спонгиоцитах коры надпочечников, максимально выраженному при пероральном введении бензола и анилина, а также при воздействии высоких уровней различных факторов. В некоторых экспериментах данной серии отчетливо прослеживалась зависимость доза — эффект. Так, в опыте с перо-ральным воздействием бензола содержание липидов в контроле составляло 2,054=0,75 усл. ед., при воздействии меньшей его дозы" — 2,83± ±0,86 усл. ед., средней — 3,164=0,86 усл. ед. и максимальной — 3,834=0,87 усл. ед. (р<0,05).
Таблица' 2
ИМЯ в различных зонах надпочечника у крыс, подвергавшихся ингаляционному воздействию бензола (М±т)
Концентрация бензола и продолжительность воздействия Капсула Клубочковая зона Пучковая зона Сетчатая зона Мозговое вещество
Контроль 0,305±0,08 0,575±0,04 0,44±0,02 0,35±0,05 0,395±0,11
3 мг/м3, 3 мес 3 мг/м3, 4 мес 20 мг/м3, 50 сут 3000 мг/кг, однократно 3 мг/м3, 3 мес+ЗООО мг/кг однократно 3 мг/м3, 4 мес+ЗООО мг/кг однократно 0,37=1=0,031 0,28±0,07 0,38±0,12 0,43=1=0,10 0,31 ±0,27 0,33=1=0,06 0,41 ±0,1 0,32±0,18 1,59=1=0,37* 1,41 ±0,13* 0,41 ±0,11 0,69±0,37 0,39±0,13 0,31 ±0,29 0,65=1=0,07* 1,43±0,13* 0,31 ±0,15 0,92±0,57 0,31 ±0,13 0,25±0,05 0,214-0,04 0,32±0,07 0,18=1=0,06 0,21 ±0,07 0,28±0,06 0,40=+=0,21 0,53=1=0,07 0,33=1=0,12 0,27±0,16 0,274-0,11
Аналогичная закономерность наблюдалась при воздействии комплекса факторов: минимальный /ровень его приводил к повышению показателя «а 13 %, средний — на 55 % и максимальный — да 66 % (р<0,05). Активность ЛДГ в надпочечниках достоверно увеличивалась только в эксперименте с пероральным воздействием бензола, возрастая при введении средней дозы на 21 %, а максимальной — на 68 % 3-месячная ингаляция ЦХП также повышала содержание липидов.
Таким образом, определение суммарного содержания липидов в корковом веществе надпочечников на криостатных срезах может служить экспресс-методом для выявления степени напряжения организма в ответ на неблагоприятное действие токсичных веществ и их смесей, факторов физической природы, действующих как изолированно, так и в сочетании с ксенобиотиками.
В серии опытов с бензолом было проведено гистологическое, гистохимическое и авторадиографическое исследование состояния надпочечных желез.
Результаты гистологического анализа показали, что при действии бензола в концентрации 20 мг/м3 в течение 50 сут в корковом, веществе надпочечников наблюдаются расширение синусоид-ных капилляров, гиперплазия ядрышек спонгио-цитов, что сопровождалось увеличением содержания РНК и значительной липидизацией клеток пучковой зоны. 3-месячная ингаляция низкой концентрации бензола (3 мг/м3) не изменила структурной характеристики органа, тогда как пролонгирование воздействия до 4 мес обусловило появление отдельных участков дезорганизации коркового вещества, эктопию клеток пучковой зоны в сетчатую, пикноз ядер некоторых спон-Ьиоцитов. У одного животного этой группы в сетча-гой зоне обнаружены скопления гемосидерина.
Для оценки процессов адаптации организма бы-по проведено изучение надпочечников у интактных л подопытных животных после нагрузки бензолом в дозе 3000 мг/кг.
Полученные результаты показали, что предъявление специфической нагрузки интактным живот-дым вызвало расширение коркового вещества надпочечников и его делипидизацию, в то время как нагрузка на фоне воздействия бензола в кон-
центрации 3 мг/м3 привела к усилению пиро-нинофилии клеток за счет повышенного содержания РНК через 3 мес воздействия, а при пролонгировании затравки до 4 мес еще и к гипертрофии ядер, ядрышек и увеличению числа последних в спонгиоцитах коркового вещества (пучковая зона).
При авторадиографических исследованиях установлено, что индекс меченых ядер (ИМЯ), характеризующий активность включения 3Н-тими-дина в ядра клеток разных зон надпочечников, изменяется в зависимости от характера воздействия. Так, при 50-суточной экспозиции бензола в концентрации 20 мг/м3 у животных наблюдается достоверное увеличение ИМЯ в клетках клубочковой и пучковой зон (табл. 2). Пролонгированное 3- и 4-месячное воздействие в концентрации 3 мг/м3 не изменило этот показатель.
Адаптационные сдвиги выявляли с помощью специфической нагрузки бензолом в дозе 3000 мг/кг. Предъявление этой дозы интактным животным вызвало достоверное повышение ИМЯ в клетках клубочковой и пучковой зон. Эта же доза, предъявленная подопытным животным на фоне предварительного воздействия низкой концентрации вещества, не оказала влияния на показатель репродуктивной активности клеток различных зон надпочечников. Несмотря на отсутствие достоверных различий ИМЯ при нагрузке животных с 3- и 4-месячной экспозицией, отчетливо прослеживалась тенденция к некоторому увеличению ИМЯ в клетках клубочковой и особенно пучковой (в 3 раза) зон в группе с большей продолжительностью воздействия.
Различия в показателях ИМЯ между интактны-ми и подопытными животными в зависимости от нагрузки обусловлены адаптационными реакциями, которые формируются в процессе воздействия низких концентраций веществ; их интенсивность определяется не только уровнем, но и продолжительностью воздействия, о чем свидетельствует большее напряжение биосистем при 4-месячной экспозиции бензола. Адаптационные сдвиги служат причиной сохранения показателя репродуктивной активности клеток различных зон надпочечника на контрольном уровне в отличие от реакций на специфическую нагрузку интактных
животных. При этом следует указать на развитие адаптации не только в клетках пучковой зоны, ответственных за продукцию кортикостероидных гормонов, но и в клетках клубочковой зоны, в которой осуществляется синтез минералкорти-коида — альдостерона.
В заключение следует отметить, что структурно-функциональная оценка надпочечных желез с анализом их гистохимической и ДНК-синтезирующей
активности позволяет решать токсиколого-гигие-нические задачи, связанные с нормированием веществ, определением действия на организм сложных химических смесей, общей нагрузки химических и физических факторов, а также с изучением процессов адаптации, формирующихся в организме под влиянием низких концентраций токсичных веществ.
Поступила 04.08.89
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1991
УДК 615.285.7.099.07(048.8)
Я. Н. Недопитанская, Т. Я. Присяжнюк, О. Г. Петровская
ОТДАЛЕННЫЕ ТОКСИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ДЕЙСТВИЯ ХЛОРОФОСА (обзор)
ВНИИ гигиены и токсикологии пестицидов, полимеров и пластических масс Минздрава СССР, Киев
Пестициды, являясь биологически активными соединениями, способны оказывать разнообразное влияние на организм, в том числе вызывать бла-стомогенный, мутагенный и эмбриотоксический эффекты. Еще несколько лет назад основными показателями, лимитирующими применение пестицидов, были их токсичность и стойкость в окружающей среде, а сегодня на первое место выходят отдаленные эффекты действия. Поэтому очень важно еще на стадии их экспериментального изучения установить все возможные виды повреждающего действия, чтобы оградить от них человека. Это очевидно, однако не всегда выполняется с уже применяемыми пестицидами, в отношении которых традиционно сохраняются представления, основанные только на исследованиях токсичности.
Известно, что большинство бластомогенных агентов обладает широким спектром биологической активности и оказывает мутагенное, тератогенное и другое отрицательное действие на живые организмы [4]. Вопрос о корреляции между мутагенностью и канцерогенностью постоянно разрабатывается, и в последнее время все больше авторов [1,40,41,47] склонны считать ее высокой. Более того, есть мнение о том, что немутагенные канцерогены на самом деле являются скрытыми мутагенами и вызывают мутации в адекватных тест-системах [37]. Практически все экспресс-тесты на канцерогенность направлены на обнаружение мутагенных свойств у исследуемых веществ [1, 35—37, 40, 41, 47, 61, 68].
Один из широко распространенных и давно применяемых пестицидов — хлорофос — до недавнего времени считался безвредным для теплокровных и человека, поскольку он среднетоксичен и относительно нестоек в окружающей среде. Препарат синтезирован в СССР в 1954 г. [7] и до 70-х годов применялся без учета возможных отдаленных эффектов действия. Раньше других к изучению специфических токсических эффектов хлорофоса обратились генетики, работы которых имеют
особое значение как для определения генетической опасности препарата, так и для предсказания с определенной долей вероятности канцерогенного риска.
В литературе накоплен достаточный материал о мутагенной активности хлорофоса, однако использование различных препаративных форм отечественного и зарубежного.производства (технический и очищенный хлорофос, трихлорфон, дипте-рекс, метрифонат) и методических подходов различные тест-объекты, дозы, продолжительность воздействия и др.) привело в отдельных случаях к противоречивым результатам.
Так, Н. М. Роднянская и соавт. [31] исследовали мутагенную активность хлорофоса по отношению к крепису и ячменю и выявили увеличение числа семей с хлорофильными мутациями в 2— 3 раза по сравнению с контролем. Пестицид в 1,4—2,6 раза повышал частоту аберраций в проростках креписа [31 ]. Такой же эффект обнаружен в опытах В. Ф. Логвиненко и В. В. Моргуна [17]. Однако препарат оказался малоэффективным в индуцировании видимых изменений признаков, в том числе хлорофильных мутаций, на основании чего авторы считают, что хлорофос не представляет особой генетической опасности для растений.
Ряд работ посвящен изучению мутагенного действия хлорофоса на дрожжах. Е. Riccio и соавт. [60] исследовали действие препарата на диплоидные штаммы дрожжей S. cerevisiae D3 и D7 как при наличии, так и. в отсутствие метаболической активации. На штамме D3 регистрировали индукцию митотических рекомбинаций, а на штамме D7 — митотический кроссинговер, митотиче-скую конверсию и частоту обратных мутаций. Хлорофос вызывал все указанные эффекты. Аналогичные результаты на дрожжах получены другими авторами, а также выявлен мутагенный эффект в опытах.на сальмонеллах [59].
J. Lamb Marion [56] также признает хлоро-
