CC BY
6
Методологические основы оценки риска и выявления ущербов здоровью
С Н. Н. БЕЛЯЕВА, 2006 УДК 616.1/.9-02:6Н,7]-092.18-07
Н. Н. Беляева
ЦИТО- И ГИСТОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ РИСКА РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННОЙ ПАТОЛОГИИ
ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
Нарушения полуляционного здоровья населения происходят при воздействии комплекса факторов риска, которые оказывают неблагоприятное влияние на организм в течение своей жизни, что при отсутствии профилактических мероприятий может приводить к развитию экологически обусловленной патологии [8]. Так, по мнению экспертов ВОЗ (1997 г.), 23% всех заболеваний и 25% всех случаев рака обусловлены воздействием факторов окружающей среды. Между тем, как считает
Таблица 1
Сравнительный анализ значимости и обратимости количественно определяемых неспецифических морфофункциональных показателей изменения печени при оценке вредного воздействия факторов окружающей среды
Показатель
Значимость, балл
Изменения: обратимы (-), необратимы (+)
Балочная дискомплексация Соотношение долей: паренхимы— стромы—лимфовидных инфильтратов—желчных протоков Число клеток РЭС Концентрация РНК Содержание белка, липидов, гликогена
Гистофсрментативная активность ЛДГ, СДГ, МДГ, Г-6-ФДГ, НАД-ДГ, НАДФ-ДГ, АТФазы, КФ, ЩФ, Число некрозов
Индекс альтерации гепатоцитов Число инфильтратов Показатели восстановительной регенерации: число ДНК-синтезирующих клеток
митотический индекс распределение гепатоцитов по классам
плоидности (цитофото- и ка-риометрия)
++ ++ +
+
+ +++ +++ +
+++ ++
- , +
- , +
- , +
- , +
- , +
- , +
- , + - . +
+ (высокопло-идные гепато-+++ циты)
Ю. П. Гичев [6], возможно, мы еще не умеем учитывать вклад факторов окружающей среды в заболеваемость. Анализируя данные по сопоставлению заболеваемости детей респираторными и хроническими заболеваниями бронхолегочной системы с нахождением детей в различных по степени загрязненности районах промышленных городов, он приходит к выводу, что изученная патология в большей степени определяется загрязнением окружающей среды и в меньшей степени — социальным положением, бытовыми условиями и данными анамнеза [6]. Однако выявление точного вклада различных факторов в этиологию заболевания представляет чрезвычайно сложную задачу.
Для оценки риска воздействия на организм факторов окружающей среды в экспериментальных исследованиях были изучены 23 показателя клеточной регенерации печени крыс, среди которых только один — степень поли-плоидизации гепатоцитов печени — отвечал всем основным характеристикам, необходимым при оценке риска вредного воздействия (табл. 1). Полиплоидизация вызывалась механизмами, включающимися при структурно-метаболических повреждениях, требующих образования новых клеток; отличалась разной степенью ранжирован-ности эффекта в сторону его возрастания в динамике хронического воздействия, и этот эффект сохранялся после прекращения воздействия. Все это позволило вычленить минимально выраженный эффект степени поли-плоидизации, определяемый как изменение соотношения одно- и двуядерных тетраплоидных гепатоцитов, соответствующий напряжению адаптации и минимально выраженному уровню вредного эффекта (LOAEL) как показатель риска возникновения гепатотоксического эффекта [2].
Увеличение числа высокоплоидных гепатоцитов, начиная с октаплоидных форм, характеризовало развивающийся эффект как явно выраженное вредное действие (FEL*) и соответствовало истощению механизмов адаптации организма или ее срыву (табл. 2).
Для определения и изучения экологически обусловленных заболеваний человека важнейшим аспектом яв-
*FEL — уровень явных вредных эффектов.
Таблица 2
Клеточные структурно-функциональные показатели выраженного вредного действия (уровень явных эффектов — КЕЬ) в печени крыс
Диагностические критерии для установления FEL
Статистические критерии для установления FEL
Статус организма
Отсутствие балочного строения
Выраженное фиброзирование (иногда холангиофиброзирование)
Лимфоидные инфильтраты (иногда гранулемы)
Некрозы
Увеличение индекса альтерации гепатоцитов
Резкое снижение числа клеток РЭС, гистоферментативной активности, содержания белка, РНК
Увеличение активности КФ, содержания липидов
Нарушение нормального распределения гепатоцитов по классам плоидности при увеличении высокоплоидных форм
Изменения показателей вредного действия достоверно отличаются от контроля и выходят за пределы физиологических колебаний показателя.
Зависимость доза—эффект по некоторым показателям, в частности по развитию эффекта полиплоидизации
Истощение механизмов адаптации или ее срыв =» уровень явных вредных эффектов — ЁЕЬ
т.у;-;,| • норма
^ - аллергия ЦЩ - воспаление
риск наличия патогенной микрофлоры
Рис. 1. Доля детей (в %) с различными диагнозами цитологического статуса, когда сумма диагнозов составляет 100%.
ляется разработка критериев и методов такой оценки, при этом предпочтение отдается неинвазивным методам диагностики. В качестве тест-объектов при выявлении неблагоприятного воздействия на организм чувствительными являются пограничные эпителиальные ткани — слизистые оболочки носа и рта, являющиеся первой мишенью действия факторов окружающей среды на организм и имеющие генетически детерминированные клеточные механизмы защиты от факторов окружающей среды.
В лаборатории цитогистологии нашего института был разработан неинвазивный метод оценки цитологического статуса (состояния) слизистых оболочек носа и рта на мазках-отпечатках, позволяющий качественно и количественно оценить эпителиоциты, лейкоциты и микрофлору слизистых. Исследовали 21 показатель, по численным параметрам которого выставляли диагнозы цитологического статуса слизистых: для слизистой рта — "норма", "воспаление", "гиперкератинизация", "риск наличия патогенной микрофлоры", а для слизистой носа — "норма", "воспаление", "острое воспаление", "аллергия", "риск наличия патогенной микрофлоры" [7].
Информативность оценки слизистых связана с признанием их координирующей позиции в реакциях, стыкующих механизмы врожденного (неспецифического) и специфического иммунитета, в инициации и стабилизации воспалительных процессов, занимающих центральное место в патологии респираторного, интестинального и урогенитального тракта [1, 9—12].
Оценка цитологического статуса слизистых носа и рта была апробирована при обследовании более чем 1000 человек детского и взрослого населения в ряде регионов
80-,
60-
40
20-
контроль
3
] опыт
Рис. 2. Доля детей (в %) с различным распределением диагнозов: "норма", "воспаление", "аллергия" и "риск наличия патогенной микрофлоры".
По оси абсцисс — диагнозы цитологического статуса: I — норма; 2— воспаление; 3— аллергия; 4— риск наличия патогенной микрофлоры.
РФ при изучении влияния различных воздействующих на состояние здоровья факторов [3].
При распределении долей детей по диагнозам цитологического статуса как в контроле, так и после различного рода воздействий, например для слизистых оболочек носа, было показано, что крайне редко сумма долей распределения по отдельным цитологическим диагнозам составляла 100% (рис. 1). Чаще всего такие диагнозы цитологического статуса, как "риск наличия патогенной микрофлоры' и "аллергия", являлись сопутствующими диагнозу "воспаление" и тогда суммарный процент долей всех диагнозов превышал 100% (рис. 2).
Анализ всего полученного материала позволил заключить, что интегрирующим критерием риска развития экологообусловленной патологии при оценке цитологического статуса слизистых оболочек носа и рта является статистически значимое снижение числа детей с "нормальным" цитологическим статусом слизистых, тогда как распределение долей детей по другим диагнозам состояния слизистых зависит от воздействующих факторов и состояния здоровья [4, 5].
Л итература
1. Абаджи М. А.,Махрова Т. В.,Маянская И. В. и др. // Нижегород. мед. журн. — 2003. — № 3—4. — С. 105— 110.
2. Беляева Н. Н. Клеточная восстановительная регенерация как биомаркер вредного действия при гигиенической оценке факторов окружающей среды: Ав-тореф. дис. ... д-ра биол. наук. — М., 1997.
3. Беляева И. Н., Шамарин А. А., Горелова Ж. Ю. и др. // Материалы Пленума Межведомственного научного совета по ЭЧиГОС РФ 15—16 декабря 2002 г. / Под ред. Ю. А. Рахманина. - М., 2002. - С. 36-39.
4. Беляева Н. Н., Губернский Ю. Д., Горелова Ж. Ю. и др. // Гиг. и сан. — 2003. - № 6. - С. 79-80.
5. Беляева И. Н., Мухамбетова Л. X., Журков В. С. и др. // Гиг. и сан. - 2003. - № 6. - С.77-79.
6. Гичев Ю. П. Экологическая обусловленность основных заболеваний и сокращения продолжительности жизни. — Новосибирск, 2000.
7. Оценка цитологического и цитогенетического статуса слизистых оболочек полости носа и рта человека: Метод, рекомендации / Беляева Н. Н., Сычева Л. П., Журков В. С. и др. Утверждены Председателем Нау чного совета РАМН и МЗ СР России по экологии человека и гигиене окружающей среды академиком РАМН Ю. А. Рахманиным. Москва, 27.04.2005 г. - М., 2005.
8. Рахманин Ю. А., Новиков С. Л/., Румянцев Г. И. // Гиг. и сан. - 2001. - № 5. - С. 3-7.
9. Godaly С., Beesten G., Hang L. et al. // J. Leukocyte Biol. - 2001. - Vol. 69. - P. 899-906.
10. Polito A. J., Proud D. // J. Allergy. - 1998. - Vol. 102. - P. 714-718.
11. Rastogi D., Rather A. G., Prince A. // Pediatr. Respir. Rev. - 2001. - Vol. 102. - P. 245-252.
12. Svunborg C., Godaly G., Hedlund M. // Curr. Opin. Microbiol. - 1999,- Vol. 2. - P. 99-105.
Поступила 15.02.06
Summary. The author proposes morphological criteria determining the risk of environment-induced diseases. The experimental studies analyzing 23 indices of the development of reparative regeneration in the liver of rats exposed to environmental factors have revealed that a significant change in the ratio of uni- and binuclear tetraploid hepa-tocytes is a criterion for the risk of hepatotoxic effect. Evaluation of the cytological status of nasal and oral mucosae, by using 21 indices has indicated that a significant reduction in the proportion of individuals with the normal cytological status is a criterion for the risk of environment-induced diseases.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2006 УДК 614.72:616.153.915-39-074
В. М. Боев, С. И. Красиков, Н. В. Свистунова, А. А. Неплохое, М.В. Боев, Н. В. Шарапова, С. В. Тимошинова СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ В ОЦЕНКЕ РИСКА ЗДОРОВЬЯ
ГОУ ВПО Оренбургская государственная медицинская академия; ФГУЗ Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области
Роль перекисного окисления липидов (ПОЛ) в механизме развития интоксикаций при ингаляционном воздействии сернистых соединений и значение антиокси-дантов в предупреждении токсического действия на организм было ранее изучено в экспериментальных и клинических исследованиях [1,2]. Среди других наиболее распространенных загрязнителей атмосферного воздуха особое место занимают металлы переменной валентности (d-металлы — марганец, никель, железо, медь, хром и др.), обладающие способностью изменять степень окисления, активировать процессы свободнорадикаль-ного окисления (СРО) и приводить к развитию состояния, которое в настоящее время обоснованно определяется как окислительный стресс [3, 7—9], и могут являться диагностическими критериями в донозологической оценке рисков для здоровья.
Анализ загрязнения атмосферного воздуха проведен в пяти жилых зонах наблюдения (восточная, центральная, западная, северная и южная) Оренбурга с комплексной оценкой (Кцо1аух) содержания в атмосфере 11 веществ, в том числе металлов — никеля, меди, цинка, марганца (Кмп). Оценку экспозиции, неканцерогенного (по всем металлам) и канцерогенного риска (никель) проводили в соответствии с руководством по оценке риска для здоровья населения (Р 2.1.10.1920-04).
Для изучения интенсивности процессов ПОЛ и скорости метгемоглобинообразования, отражающих состояние окислительного стресса, исследовали кровь населения, проживающего в пяти изучаемых жилых зонах города. Всего обследовано 737 человек в возрасте 18—60 лет. Скорость метгемоглобинообразования определяли по М. С. Кушаковскому (1968) с феррицианидом и аце-тонциангидрином. Интенсивность ПОЛ оценивали по величине спонтанной и железоиндуцированной хемилю-минесценции цельной сыворотки крови и отдельных фракций липопротеидов, а также по способности липо-протеидов высокой плотности тормозить СРО модельной системы фосфолипидов [4, 6].
Интенсивность процессов СРО изучали в ходе модельного эксперимента, при котором сыворотку крови инкубировали с металлами переменной валентности в концентрациях на уровне ПДК [4].
Степень риска развития окислительного стресса в условиях действия на организм целого спектра окислителей из числа металлов переменной валентности оценивали по величине стандартного окислительно-восстановительного потенциала (Е°) по разработанной нами формуле расчета, представляющей собой сумму произведений концентраций в среде отдельных металлов (в молях) на абсолютную величину их стандартного Red/Ox потенциала:
Е = [М,"+] • Е,- + [МЛ • Е/ + [МЛ • Ех\
где Е — риск развития окислительного стресса (в мкмоль • В/м3); Мп+ — концентрация металла (в мкмоль/м3); Е° — стандартный электродный потенциал (в В).
Так как окислительный стресс зависит не только от концентрации отдельных окислителей в окружающей среде, но и от суммарного воздействия, рассчитывали аэрогенную суточную окислительную нагрузку (Есуг):
Есуг = Е^,
где Е — риск окислительного стресса (в мкмоль • В/м5); CR — экспозиция для атмосферного воздуха — 20 м3/сут
[5].
Как видно из таблицы, по суммарному коэффициенту (Кюиух) достоверных различий между южной, западной и северной жилыми зонами не установлено, а максимальные значения между крайними вариантами (юг—центр) составляли не более 25%. Загрязнения воздуха d-мeтaл-лами (Кмс1) имеют достоверно более высокое значение в западной зоне, а минимальные — в восточной. При этом наблюдается несоответствие между суммарными коэффициентами К^,^ и Кмл Так, в южной части города, характеризующейся самой высокой аэрогенной нагрузкой, Кмет практически не отличается от такового в самой "чистой" — центральной.
Риск развития окислительного стресса определяется не только количественным содержанием прооксидантов, но и их окислительными свойствами. Аэрогенный риск развития окислительного стресса, а следовательно, и суточная "окислительная нагрузка" максимальны в центральной и северной жилой зонах при минимальных значениях суммарных аэрогенных показателей, высоком уровне неканцерогенного и канцерогенного риска. Характерно, что по комплексной антропогенной нагрузке не всегда можно судить о характере влияния загрязнения окружающей среды на организм. В восточной зоне при высокой комплексной аэрогенной нагрузке, высоком содержании металлов переменной валентности отмечаются низкие показатели "окислительной нагрузки", канцерогенных и неканцерогенных рисков.
Показатели оценки рисков здоровья
Показатель Юг Запад Север Восток Центр
V •ОМУ* 5,66 5,39 4,68 5,05 4,48
1,58 2,11 1,2 1,84 1,55
Риск
неканцерогенный 17,76 24,92 19,99 17,35 22,5
канцерогенный 5.1Е-05 5.0Е-05 4.6Е-05 1.4Е-05 3.5Е-05
Есут 4.1 3,3 4,4 3 5,1
