CC BY
23
активность трансфераз, щелочной фосфатазы, содержание свободных сульфгидрильных групп в сыворотке крови. Для оценки функционального состояния почек определяли диурез, содержание белка и хлоридов в моче.
Однократное введение 0-Е1: в дозе 1470 мг/кг (1 /» ЬЭ.зд) приводило к увеличению содержания лейкоцитов в крови. Доза 735 мг/кг ('/ю ЬОйо) оказалась недействующей.
При воздействии Э-ТВА в дозе 522 мг/кг (1 /5 ЬЭэо) через 3 ч увеличивалось содержание эритроцитов в крови, а через 24 ч — содержание хлоридов в моче и свободных сульфгидрильных групп. Доза 261 мг/кг ('/ю ЬО50) изменений не вызывала.
Однократное введение КЭП-8 в дозе 1462 мг/кг ('/б Ь05о) приводило к увеличению времени удерживания животных на шесте и массы почек.
Таким образом, для О-ТВА пороговая доза установлена на уровне 522 мг/кг, зона острого (токсического) действия соответствует 5; для 0-Е1 эти величины соответственно равны 735 мг/кг и 10, для КЭП-8 — 1462 мг/кг и 5.
Для выявления возможного местнораздражаю-щего и кожно-резорбтивного действия веществ хвосты крыс на 4 ч опускали в чистые соединения. В течение 2 нед наблюдения каких-либо признаков общетоксического местнораздра-жающего действия не выявлено.
При действии КОС на слизистые оболочки глаз кроликов (внесение 10—12 мг вещества в конъюнктивный мешок) гиперемии, отека и сужения зрачков не отмечалось.
В подострых экспериментах с введением крысам КОС в течение 2 мес в дозах, соответствующих '/ю ЕЭйо, гибели животных и клинических проявлений интоксикации не отмечалось.
По результатам исследований указанные вещества можно отнести к малокумулирующим соединениям.
С целью оценки возможной функциональной кумуляции при действии КОС были изучены некоторые интегральные и физиолого-биохимиче-ские показатели.
Воздействие КОС в течение 2 мес не влия-
ло на массу тела, морфологический состав периферической крови. Препарат D-TBA вызывал изменение активности щелочной фосфатазы на протяжении всего эксперимента и угнетение активности холинэстеразы после 1-го месяца воздействия. Содержание свободных сульфгидрильных групп и активность амилазы в крови в течение эксперимента не изменялись.
О нарушении функционального состояния почек свидетельствовало увеличение содержания хлоридов в моче после введения D-TBA и D-Et. При действии D-Et отмечено увеличение массы селезенки, применение КЭП-8 приводило к уменьшению данного показателя.
Таким образом, D-TBA, D-Et и КЭП-8 по параметрам острой токсичности относятся к малотоксичным соединениям. Вещества не оказывают местнораздражающего и кожно-резорбтивного действия. Кумулятивные свойства КОС выражены слабо. Двухмесячное введение веществ в дозах '/ю LD5o не вызывало выраженных патологических изменений в организме подопытных животных.
Литература
1. Балынини Е. С., Тимофиевская Л. А.// Гиг. и сан.— 1978.—№ 7,-С. 54—58.
2. Беленький М. Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта.— Л., 1963.— С. 152.
3. Воронков М Г., Зелчан Г. И., Лукевиц Э. Я. // Кремний и жизнь.— Рига, 1978,— С. 349— 356.
4. Колб В. Г. Клиническая биохимия.—Минск, 1976.
5. Кост Е. А. Справочник по клиническим методам исследования.— М., 1975.— С. 3—25.
6. Марцонь Л. В., Шепельская Н. Р. 11 Гиг. и сан.— 1980.— № 7,— С. 46-47.
7. Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов.— Киев, 1969.
8. Методические указания по гигиенической оценке новых пестицидов.— Киев, 1988.
9. Павленко С. М., Кудрин А. В. // Гиг. и сан — 1976.— № 8,— С. 64.
10. Прозоровский В. В. // Фармакол. и токсикол. 1962. № I.— С. 115.
11. Рылова М. Л. Методы исследования хронического действия вредных факторов среды в эксперименте.— М., 1964.
12. Шейбак М. П.. Горбачева Р. 3. // Лаб. дело,— 1973.— № 2,—С. 124.
Поступила 04.11.91
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1993 УДК 615.31:546.8151.015.4.076:9
А. О. Шепотько, В. А. Дульский, А. Н. Сутурин, И. С. Ломоносов, А. А. Николаев, Г. А. Леонова СВИНЕЦ В ОРГАНИЗМЕ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА (обзор)
Иркутский медицинский институт
В обзоре рассмотрены основные источники и пути поступления соединений свинца в организмы млекопитающих, освещены вопросы токсического воздействия и судьбы металла в организме животных и человека.
В окружающую среду свинец поступает в результате как природных процессов, так и деятельности человека. Антропогенное поступление значительно превышает природное. Одним из основных источников выбросов в атмосферу являются антидетонационные добавки к бензину. Допусти-
мые нормы их содержания составляют (в г на 1 л бензина) в США — 0,13, в ФРГ — 0,15, в Японии — 0,31, в Австрии, Норвегии, Швеции и Швейцарии — 0,40 при постоянной тенденции к снижению [3]. Правительственная программа Великобритании на период 1984—1987 гг. предусматривала снижение содержания свинца в бензине к концу 1985 г. с 0,40 до 0,15 г/л [28]. Действующий до 1 января 1990 г. стандарт СССР (ГОСТ 2084—77) допускал содержание свинца до 0,37 г/л.
При сжигании такого топлива в двигателях внутреннего сгорания происходит образование галогенидных, оксигалогенидных и оксидных соединений свинца, поступающих в атмосферу с выхлопными газами в виде аэрозолей. В результате взаимодействия с газами атмосферы образуются карбонаты, оксикарбонаты и оксиды [38]. Если естественная концентрация свинца в атмосферном воздухе составляет около 0,5 мкг/м3 [39], то в городах с интенсивным загрязнением от автомобильного транспорта она достигает 2,4— 5,9 мкг/м'! [18]. Другими важнейшими источниками поступления свинца в атмосферу являются производство металлов, цемента, сжигание каменного угля [1]. Ежегодные выбросы только одной ТЭЦ, потребляющей в сутки 5000 т угля, составляет 21 т свинца.
Из-за широкомасштабного загрязнения окружающей среды свинцом неуклонно растут его концентрации в почвах, растениях и в конечном итоге в организме человека. Основная часть свинца, загрязняющего почву, поступает из атмосферы в результате сухого осаждения или вымывания из нее осадками. Вследствие дальнего переноса соединения свинца могут попадать в районы, в которых отсутствуют источники подобного загрязнения [10].
Особенности распределения и миграции свинца в природных водах обусловливаются тем, что в водоемах на протяжении всего года он практически полностью связан в комплексные соединения с органическими и неорганическими лигандами. Свободные ионы обнаруживаются в единичных случаях и в крайне незначительных концентрациях. Наибольшее значение в миграции имеют формы свинца, сорбированные на взвешенном веществе [5, 6]. Среднее содержание растворенного в речных водах свинца составляет 1 мкг/л при значительных колебаниях в разных районах.
В организме животных и человека содержание свинца колеблется в значительных пределах и зависит от ряда факторов. Данные обследования 3000 человек (взрослых и детей), проживающих в разных районах Великобритании, дают величину среднего содержания свинца в крови 10— 15 мкг/100 мл [28|. При обследовании 300 детей в возрасте 4—6 лет в Гааге, Роттердаме у 20 % из них содержание свинца в крови было до 20 мкг/100 мл, у 6 % —25 мкг/100 мл, у 3 % — до 40 мкг/100 мл. Повышенные концентрации свинца в организме детей по сравнению со взрослыми объясняется более высокой скоростью обменных процессов у детей, ускоренной легочной вентиляцией, загрязнением рук [36].
Результаты обследования 109 жителей Алма-Аты и области, не имеющих производственного контакта со свинцом (мужчин и женщин), дают среднюю величину этого показателя 31,9 мкг/100 мл [11]. Различия приведенных данных обусловлены, вероятно, региональными особенностями, в частности, содержанием свинца в различных природных средах. В организме человека свинец распределяется следующим образом (по мере убывания): ребро>печень>поч-ки>артерии>легкие>сердце>мышцы [41].
Основным источником поступления свинца в организм диких, домашних животных и человека считаются атмосферные выбросы автотранспорта
и промышленных предприятий, как прямые в виде пыли или аэрозолей, так и опосредованные в цепях питания через растения.
Особенно опасен свинец, поступающий в организмы животных респираторным путем, так как он хуже выводится и, проникая из легких в кровеносную систему, транспортируется по всему организму [1]. Кроме этого, он понижает активность альвеолярных макрофагов легких, разлагающих вредные вещества и важных для защитных реакций организма, приводит к увеличению концентрации промежуточных и конечных продуктов перекисного окисления липидов [1], что может способствовать развитию патологии легочной ткани [4]. У морских свинок, вдыхающих аэрозоли свинца концентрации 70—170 мкг на 1 м3 воздуха в течение 4 дней, активность бензопи-рен-3-монооксигеназы составляла 10 % исходного значения [3].
Большое значение при этом имеет дисперсионный состав свинецсодержащих аэрозолей. Исследованиями Р. А. Нищего с соавт. [7] установлено, что патогенность субмикроскопических частиц свинца в развитии свинцовой интоксикации значительно выш£, чем частиц крупнодисперсной фазы. В группу повышенного риска свинцовой интоксикации попадают индивидуумы, проживающие в старых домах; жители городов с развитой промышленностью и интенсивным движением автотранспорта; лица, потребляющие воду из труб, покрытых свинцом; лица, часто использующие продукты из запаянных сплавов олова со свинцом консервных банок [36]. За счет широкого применения свинца во всех сферах деятельности содержание его в организме человека за 5000 лет увеличилось в 100 раз [19]. Вычислено, что если содержание свинца в костях людей, выполняющих сельскохозяйственные работы, в настоящее время принять за 100 %, то концентрация его в костях людей, живших в XVIII—V вв. до н. э., составит 15 %, а у людей, живших в IV— XVIII вв. н. э. она колеблется в пределах 18-50% [9].
Определенный вклад в накопление свинца в организме вносит и курение. У курильщиков концентрация свинца в крови больше, чем у некурящих. При выкуривании 20 сигарет в день в организм поступает 1—5 мкг свинца [9]. Установлено, что 20 % свинца в крови взрослого городского населения Великобритании обусловлено выбросами автомобильного транспорта. У отдельных групп населения этот показатель может равняться 60-75% [12].
В настоящее время практически все пищевые продукты, вода и другие объекты окружающей среды загрязнены свинцом. Содержание свинца в регионах населения разных стран (табл. 1) варьирует в значительных пределах [9[. В то же время ежедневное потребление свинца в Великобритании составляет 320±150 мг, в США — 440 мг [21].
Концентрация свинца в молоке является предметом особого беспокойства, поскольку молоко представляет собой главный продукт питания грудных детей (табл. 2). Женское грудное молоко содержит свинец в количестве 5-12 мкг/л, коровье — в среднем 40 мкг/л [9J.
Разница концентраций свинца в крови детей
Таблица Содержание свинца в суточных рационах
Стране
Содержание свинка, мкг
Австралия 87—118
Бельгия 957
Венгрия 89—114
Гватемала 148—166
Испания 2400—2800
Италия 505
Канада 139
Новая Зеландия 412
Польша 1971,3
СССР (центральная зона, УССР) 79,1 —165,5
США 274—315
Япония 126—1900
в возрасте 5—6 лет и их матерей, проживающих в Лондоне и сельских районах Англии, составляет в среднем 1,5 мкг/100 мл [37].
ВОЗ в качестве предварительного норматива допускает недельное поступление в организм человека свинца с пищей, включая воду, равное 0,5 мг на 1 кг массы тела. Комитет экспертов ФАО/ВОЗ установил, что допустимый еженедельный прием свинца составляет 3 мг (428 мкг/сут). В связи с тем, что свинец особенно вреден для детей грудного и более старшего возраста, на них не следует распространять приведенный норматив ВОЗ.
Дети раннего возраста наиболее чувствительны к токсическому действию свинца, которое проявляется в изменении психического развития — агрессии, гиперактивности, снижении способности к обучению — и коррелирует с содержанием свинца в крови. Так, с концентрациями металла 25— 50 мкг/100 мл связывают проявление гиперкинетического синдрома у детей школьного возраста [22]. Это же относится и к более токсичным алкилам свинца, составляющим 10 % металла, содержащегося в воздухе. Предполагается, что триэтилсвинец способен образовываться в печени из тетраэтилсвинца. При воздействии триэтил-свинца происходит повреждение микротубулярно-го аппарата нервных клеток [29]. В организмах новорожденных свинец вызывает целый комплекс изменений, преимущественно связанных с поражением нервной системы.
В ходе эпидемиологических исследований установлено, что пониженный рост детей коррелирует с повышенным содержанием свинца в крови вне зависимости от социально-экономических факторов или характера питания. Эксперименты, проведенные с клетками гипофиза крыс, позволили подтвердить гипотезу, что основным механизмом токсического действия свинца является влияние его на внутриклеточные процессы, опосредованные кальцием [24]. Сходство свинца в процессах отложения и переноса с кальцием обусловливает его
Таблица 2 Содержание свинца в суточных рационах детей (в мкг)
Страна
Возраст детей, годы
1-3
4-6 I 7-14 14 17
53
90
Венгрия — 120
Польша 168,5 — — —
СССР (центральная зона, УССР) 12,8 64 67,9 87.2
высокие концентрации в костных тканях (зубы, кости скелета, рога копытных животных).
Установлена линейная корреляция накопления свинца мышевидными грызунами в природных популяциях с его содержанием в кормовых растениях [8]. Содержание металла в костях мышей возрастает со временем, а в мягких тканях — уменьшается [2, 32].
В неполомицком лесу (Польша), расположенном в местах постоянного промышленного загрязнения выбросами сталеплавильных заводов, наблюдается резкое ухудшение качества рогов косуль (уменьшение размеров, изменение формы), связанное с избыточным содержанием тяжелых металлов в кормах, которое в 8,5 раза превышает их концентрацию в кормах на контрольном участке [20]. В рогах благородных оленей (Шотландия) концентрация свинца достигает 1,68—22,5 мг на 1 г сухой массы. В пробах из верхней части содержание металла выше, чем в пробах из середины или основания рога. Повышение концентрации свинца обнаружено также в зубной ткани белохвостых оленей [31, 34].
В костях скелета человека накапливается до 99 % свинца, содержащегося в организме. Существуют методы определения его содержания как с помощью рентгено-флюоресцентного анализа in vivo, требующего дорогого и сложного оборудования, так и косвенные, основанные на выведение свинца с мочой после введения хелатных соединений [33]. Однако, по нашему мнению, постоянно уменьшающаяся доступность свинца в костной ткани делает практически невозможной однозначную интерпретацию результатов второго метода.
Удобным объектом оценки уровня накопления свинца являются зубы, хотя и в этих случаях возникает ряд трудностей, связанных с неравномерным распределением металла, зависимостью содержания от типа зубов, возраста, профессии и других факторов [17].
Вопрос о влиянии свинца на воспроизводящую функцию животных и человека изучен недостаточно. Известна его способность во второй половине беременности животных повышать пре- и перинатальную смертность, но влияние на гемато-генез, оплодотворение, деление зиготы, процесс имплантации исследованы слабо. В экспериментах на мышах установлено, что ранние этапы развития эмбриона характеризуются высокой чувствительностью к действию свинца. Возможным механизмом нарушения имплантации при этом предполагается экстрагенная стимуляция эндометрия. Отмечено понижение эффективности зачатия у мышей, самцов которых экспонировали к свинцу, добавленному в питьевую воду [25].
Последствием токсического действия свинца на мужскую репродуктивную функцию у человека являются функциональные половые расстройства, вплоть до бесплодия, а также изменение наследственного статуса, проявляющегося в нарушении здоровья потомства. Наиболее вероятным механизмом непрямого токсического влияния является нарушение синтеза, поступления в кровь и транспорта гипофизных или гонадотропинов или половых гормонов. Прямое токсическое воздействие может проявляться в нарушении функций гемато-тестикулярного барьера, расстройства дифферен-
цировки сперматогенного эпителия, угнетении спелых сперматозоидов или дисфункции добавочных желез [9, 14].
Рост числа сердечно-сосудистых заболеваний в XX в. многие авторы связывают с техногенным загрязнением тяжелыми металлами и, в частности свинцом [13, 15, 16,21,23,26,30,35]. Так, выявлен больший процент смертности от сердечно-сосудистых заболеваний у людей, которые подвергались действию свинца на работе (наборщика) [16, 40]. Свинец обнаруживается в высоких концентрациях в почечной ткани у больных гипертонией [40]. Выявлена тесная связь между ишеми-ческой болезнью сердца и высоким уровнем свинца в аорте [16]. Была обнаружена взаимосвязь между повышенной концентрацией свинца в питьевой воде и распространенностью артериальной гипертонии [13]. Механизмы воздействия свинца на артериальное давление до конца не изучены и в настоящее время обсуждаются несколько механизмов: свинцовая нефропатия; снижение активности р-адренорецепторов; повышение активности а-адренорецепторов; повышение концентрации катехоламинов; повышенный синтез проста-гландинов; стимуляция ренин-ангиотензивной системы; торможение натриево-калиевой АТФазной активности гладкой мускулатуры сосудов [30. 42].
Свинец наряду с кадмием и ртутью вызывает множественные адверзивные эффекты в период созревания системы гипоталамус — гипофиз — яичник — матка у женщин. Последовательность и значимость эффектов в этой системе не установлены. Недостаточность эпидемиологических данных не позволяет выявить механизмы чувствительности репродуктивной системы женщин к токсическому действию металла. Установлено, что в отличие от ртути, мышьяка и хрома лишь часть свинца в форме каких-либо соединений способна проникать через плаценту [27].
Литература
1. Авцын А. П., Жаворонков А. А.. Риш М. А.. Строчка-ва Л. С. // Микроэлементозы человека.—М., 1991.— С. 385-393.
2. Безель В. С., Егорова Т. С., Плотко Э. Г. // Количественные методы в экологии позвоночных.— Свердловск, 1983.— С. 61-72.
3. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. 3. Свинец.— М., 1980.
4. Ежкова Т. С., Тихонов Н. Н., Шеремет Г С. // Гигиенические вопросы производства цветных металлов в Казахстане,—Алма-Ата, 1987,—С. 120—123.
5. Мур Д. В., Рамамуоти С. Тяжелые металлы в природных водах,— М., 1987.
6. Набиванец Ю. Б. // Гидробиол. журн.— 1989.— Т. 25, № 3.- С. 80-83.
7. Нищий Р. А., Бельчуевский С. В., Бородин В. Н. // Гигиенические вопросы производства цветных металлов в Казахстане.—Алма-Ата, 1987,—С. 106—111.
8. Парфенов П. В. // Вестн. Белорус, ун-та. Сер. 2,— 1988.— Вып. I,— С. 50—51.
9. Смоляр В. И. II Гипо- и гипермикроэлементозы. Киев. 1987,— С. 92—108.
10. Сутурин А. Н. /1 Геохимия техногенеза,— Новосибирск, 1986 - С. 9-40.
11. Чеплиева Т. Н. // Гигиенические вопросы производства цветных металлов в Казахстане.— Алма-Ата, 1987.— С. 185—193.
12. Barnaby W. // АМВ10.- 1983,— Vol. 12, N 5.—Р. 272-273.
13. Beevers D. Се.. Cruicksliank J. К.. Yeoman W. В.. Carter G. F. // Drinking water and Cardiovascular Disease / Ed. E. J. Calabrese. G. S. Moore. R. W. Tuthill. T. L. Sieger.—Washington, 1980,-P. 251 260.
14. Berlin M.. Lee J P., Russell L. D. Ц Reprod and Dev. Toxicity Metals.— New York, I9H3.— P. 28—40.
15. Borhani N. O. // Circulation.—1981,—Vol. 63. N I. P. 260A-263A.
16. Cooper W. C.. Ceajjey W. R.— Цит. Boi hani N. O.
17. Fergusson J. E.. Purchase N. G. // Environ. Pollul.— 1987,- Vol. 46, N 1.— P. 11—44.
18. Franco G.. Riganli V. 11 Notiz. Ecol.— 1984.— Vol. 2, N 8.— P. 9—15.
19. Gallagwan J. P. // Search —1980.—Vol. 11, N 12.— P. 411.
20. Grodsinska K., Grodsinski VP., ZeveloU S. J. // Environ. Pollut.— 1983,-Vol. 30, N 4,-P. 257 276.
21. Hamilton E. J. Ц Fed. Proc.— 19Я1,— Vol. 40. N 8. -P. 2126 2130.
22. Hatzakis A., Saluminios F., Kokevi A. el al. // International Conference on Heavy Metals in the Environment. Athens. 1985.— Vol. 1.— P. 47.
23. Holimeister H., Schon D. // Zbl. Bakt — 1980.- Bd 172, N 1-3.— S. 67—81.
24. Huseman C. A.. Moriarty С. M.. Angle C. R. // Environ. Res.— 1987,— Vol. 42, N 2,— P. 524—533.
25. Johansson L., Wide M. Ц Ibid.— 1986.—Vol. 41. N 2. -P. 481—487.
2(i. Masironi R. // Arterial Hypertension: the Gestation Birth of a WHO Exhert Committee Report.— Tunbridje Wells, 1979,— P. 46—50.
27. Mattison D. K. // Reprod. and Dev. Toxicity Metals.— New York. 1983,- P. 41-91.
28. Quinn M. J., Delves H. T. // International Conference on Heavy Metals in the Environment.— Athene 1985.— Vol. 1,— P. 306- 309.
29. Roderer G. Ц Biol, unserer Zeit.— 1985 — Bd 15, N 5.—
g 129_|33
30. Saltman P.'// Ann. intern. Med.— 1983.— Vol. 98, N 5,— Pt II.— P. 823—927.
31. Samuillah Y.. Jones К. C. // Heavy Metals Environment — Edinburgh, 1985,—Vol. 1.—P. 715—717.
32. Sawicka-Kapusta K.. Gorecki A., Swiergosz R. et al. // Ecol. Pol.— 1987,— Vol. 35, N 2,- P. 399-430.
33. Schurtz A.. Skerfving S., Christoj\ersson J. O., Tell J. Ц Sci. Total Environ.— 1987,— Vol. 61,— P. 201—209.
34. Sileo L.. Beyer W. N. Ц J. Wildlife Dis.— 1985,— Vol. 12. N 3.
35. Singh R. В.. Cameront E. A. // J. Ass. Physcns India.— 1985.-Vol. 33. N 6 — P. 411-414.
36. Simms D. L. Ц Sci. Total Environ.— 1986,— Vol. 58, N 3.— P. 209—224.
37. Strehloii.' C. D.. Baritrop D. // Environ. Geochem. HIth.— 1987.— Vol. 9, N 3-4,- P. 74—79.
38. Ter Haar C. L.. Bayard H. A. // Nature.— 1971. Vol. 232, N 5312,- P. 553—554.
39. Waldron H. А. Ц Environ. Pollut. Manag.— 1981 — Vol. II, N 1,- P. 16-18.
40. Weeden R. Т., Maesaka I. K.. Weiner B. et al.— Цит. Borhani N. O.
41. Xiu L., Liang S. Zhou X., Xia Y. // Trance Elements Med.— 1989 -Vol. 6, N 3,—P. 114-118.
42. Zumkley H., Vetter H. // Munch, med. Wschr — 1986,— Bd 128, N 49,— S. 865—867.
Поступила 09.03.92
