CC BY
5
Профилактическая токсикология и гигиеническое нормирование
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2009 УДК 613.62:616-006.<М-02:691.276]-092.9
Л. Н. Пылев, О. В. Смирнова, Л. А. Васильева
ВЛИЯНИЕ ПЕПТОНА ТОРМОЗИТ АСБЕСТОВЫЙ КАНЦЕРОГЕНЕЗ У КРЫС
ГУ Онкологический научный центр им. Н. Н. Блохина РАМН РФ, Москва
Проблема онкологической опасности при экспозиции асбестовой пылью приобретает глобальный характер. Однако далеко не всегда учитываются все составляющие ее факторы. Действительно, риск возникновения некоторых видов опухолей среди лиц, имеющих или имевших выраженный профессиональный контакт с асбестом, может быть повышен. В классификации Международного агентства по изучению рака (МАИР) [15] асбест входит в I группу веществ с доказанной для человека канцерогенностью, но при этом не учитывается, что асбест — понятие собирательное. В него входит амфибол (крокидолит), который в большинстве стран давно запрещен, и хризотил, канцерогенность которого для человека в чистом виде сейчас подвергается сомнениям. Во многих исследованиях повышенную частоту мезотели-альных опухолей среди лиц, имеющих контакт с хризотилом, объясняют наличием в последнем примесей амфибола. Следует сказать, что и экспериментальные исследования [1,2] показали существенно большую канцерогенность крокидолита по сравнению с хризотилом. По мнению ряда исследователей, причина этого кроется в различной биоперсистентности [14]. В то же время механизм асбестового канцерогенеза еще во многом не ясен. Существует ряд гипотез, которые в большинстве своем, в конечном итоге сводятся к физико-химическим свойствам волокон и их поверхности [16]. Естественно, параллельно с изучением механизмов проводились попытки изменить интенсивность асбестового бластомоге-неза. В наших работах с этой целью использовали витамины А и С, активированный уголь и двуокись кремния [4, 9, 10], а также различные воздействия на структуру и поверхность волокон асбеста [1, 2, 5—8]. В механизме бластомогенного действия асбеста существенное внимание уделяется макрофагам [7], продукции ими активных кислородных радикалов (АКР), торможению ими проли-
ферации и трансформации мезотелия в условиях совместных клеточных культур [7, 12, 13, 17].
С целью дальнейшего изучения роли макрофагов в асбестовом канцерогенезе была предпринята попытка создания повышенного их пула с помощью регулярных введений пептона в брюшную полость крыс, которым интраперитонеально вводили крокидолит-асбест.
Материалы и методы
В опыте использовали крыс БРР линии Вистар разводки отдела экспериментальных животных ГУ Российский онкологический научный центр им. Н. Н. Блохина РАМН. В каждой группе было 50 животных (25 самок и 25 самцов). Крысам всех групп внутрибрюшинно трижды вводили крокидолит-асбест из стандартного образца (1ЛСС) по 20 мг в 0,5 мл физиологического раствора с интервалом 1 мес. Животные 1-й группы являлись положительным контролем. Во 2-й группе через 12 мес после первой инъекции асбеста крысам внутрибрюшинно вводили раствор пептона. В 3-й группе введение пептона начато одновременно с крокидолитом.
Сухой пептон, полученный из ОАО "Биомед" им. И. И. Мечникова, растворяли в дистиллированной воде, кипятили на водяной бане 30 мин, остужали до 37°С и вводили животным из расчета 200 мг сухой массы в 5 мл воды на одну крысу 2 раза в месяц в течение всего опыта.
Животных наблюдали до их естественной гибели, павших вскрывали, обнаруженные опухоли и внутренние органы фиксировали в нейтральном формалине и подвергали гистологической обработке и морфологическому изучению.
Статистическую обработку результатов проводили по критерию I Фишера-Стьюдента и х2-
Опухоли, обнаруженные у крыс Вистар ори введении в брюшную полость крокидолита и пептона
Эф- Число крыс с опухолями Гемобластозы Опухоли молочных желез Срок обнаружения первой мезо-телиомы, мес Средний латентный период развития ме-зотелио-мы, мес
Группа Пол фект, число животных абс. ЯЕ (М±т) абс. % (М± т) абс. %(М±т)
1-я (крокидолит) Самки Самцы 23 20 18 13 78,26 ± 8,6 65 ± 10,7 2 2 8,7 ± 5,9 10 ± 6,7 5 21,7 ± 8,6 8,5 16,7
Всего... 43 31 72,1 ± 6,8 4 9,3 ± 4,4
2-я (крокидолит и пептон через 12 мес) Самки Самцы 22 21 9 2 40,9 ± 10,5 9,5 ± 6,4 7 2 31,8 ± 9,9 9,5 ± 6,4 2 9,1 ±6,1 10,5 15,4
Всего... 43 11 25,6 ± 6,6 9 20,9 ± 6,2
3-я* (крокидолит и пептон одновременно) Самки Самцы 21 24 10 7 47,6 ± 10,9 29,2 ± 9,3 1 4 4,7 ± 4,7 16,7 + 7,6 3 14,3 ± 7,6 10,5 15,5
Всего... 45 17 37,8 ± 7,2 5 11,1 ± 4,7
Примечание. * — у одного самца — подкожная фибросаркома.
^¿и'ги
ена и санитария 1/2009
120 п
100
80-
60-
40-
20-
1 'г'зЧ'б'б
9 VI112 13^15^17^8^9^2122'2324 2526 27 28
Рис. 1. Выживаемость (в %) крыс после внутрибрюшинного введения кро-кидолита и пептона.
Здесь и на рис. 2: 1 — крокидолит; 2 - крокидолит, пептон через 12 мес; 3 — крокидолит, пептон сразу. По оси абсцисс — срок опыта, мес; по оси ординат — %.
Результаты и обсуждение
Результаты морфологического анализа приведены в таблице. Количество обнаруженных мезотелиом брюшины было статистически значимо меньше в группах, где животным вводили пептон (2-я и 3-я) по сравнению с группой положительного контроля (1-я), т. е. имело место четкое торможение асбестового канцерогенеза. Это касается не только всех животных вместе, но и самок и самцов в отдельности. В то же время число мезотелиом в подопытных (2-я и 3-я) группах значимо не различается. Поскольку спектр других (спонтанных) опухолей во всех группах (см. таблицу) довольно скуден (гемобласто-зы и опухоли молочных желез) и существенно не различается, была изучена выживаемость животных, так как на ней могли бы отразиться различия в числе мезотелиом. Однако выживаемость крыс, время обнаружения первой мезотелиомы (см. таблицу) и средний латентный период их развития (обнаружения) были одинаковы во всех группах (рис. 1).
По морфологии мезотелиомы, в соответствии с нашей классификацией [18], имели карциномоподобное, саркомоподобное и смешанное строение, чаще встречались саркомоподобные опухоли. В большинстве случаев их локализация соответствовала местам депонирования асбестовых волокон, о чем свидетельствует, в частности, расположение асбестовых гранулем (под диафрагмой, вокруг поджелудочной железы). Опухоли обладали выраженным местнодеструктурирующим ростом, однако метастазы ни в одном случае обнаружены не были.
Во 2-й группе животные получали пептон через год после первого введения крокидолита, поэтому была оценена частота мезотелиом брюшины, возникших после 12 мес опыта у животных контрольной (1-я) и 2-й группы. Она мало отличалась от общей картины и составляла для самок, самцов и всего по группе для крыс, получавших только крокидолит соответственно 76,2; 64,7 и 71,05%, а для животных 2-й группы (пептон через 1 год после начала опыта) — 40, 10, 25%. Это показывает, что мезотелиомы брюшины обнаружены в основном у крыс через 12 мес наблюдения. Это еще раз подтверждает про-тективное влияние на асбестовый бластомогенез введений в брюшную полость животных пептона, что, в частности, четко видно на рис. 2. Механизм этого требует изучения, гипотетически можно предположить, что он связан с воздействием макрофагов. Введение пептона в брюшную полость крыс используют для увеличения в
ней количества макрофагов с целью получения их суспензии, причем хемотак-тическое действие пептона с максимумом их количества наблюдается через 24—72 ч [11]. Вводя пептон каждые 2 нед в течение всего опыта, мы, вероятно, создавали повышенный пул макрофагов в брюшной полости крыс, которым был предварительно или одновременно введен также крокидолит-асбест. Активированные и неактивированные макрофаги секретиру-ют большое количество различных биологически активных веществ, и в частности белки, тормозящие пролиферацию нормального мезотелия, и белки, тормозящие трансформацию этих клеток в культуре [12, 13, 17]. Была высказана гипотеза, что в последнем случае речь идет о преимущественной гибели трансформировавшихся клеток, нормальные же продолжают оставаться живыми. В подтверждение этого было показано [7], что наибольшей чувствительностью к токсическому действию макрофагов обладают клетки мезотелиомы и трансформированные клетки мезотелия, а наименьшей нормальные и клетки ранних пассажей.
Эффект от введений пептона получен на пике канцерогенеза (см. рис. 2), т. е. речь идет также о трансформированных и опухолевых клетках. Аналогичные данные получены в опытах, в которых в плевральную полость крыс вводили хризотил-асбест с активированным углем или двуокисью кремния [4].
Как хорошо известно [3], макрофаги способны синтезировать на мембране АКР, биологически агрессивные соединения, обладающие выраженными токсическими, мутагенными и канцерогенными свойствами. Им в последнее время придают важное значение в асбестовом канцерогенезе. Можно предположить, что увеличение пула макрофагов в брюшной полости крыс могло увеличить количество АКР и привести к усилению асбестового канцерогенеза. Однако эти соединения вследствие нестойкости действуют местно и, возможно, в наших опытах превалировало влияние секретируемых макрофагами ранее упоминавшихся цитокинов. Все эти рассуждения сугубо гипотетические и безусловно нуждаются в экспериментальном обосновании.
Выводы. 1. Введение пептона в начальной стадии канцерогенеза и через 1 год после его начала значимо тормозит перитонеальный асбестовый канцерогенез. Степень торможения канцерогенеза не зависит от срока начала введения пептона.
40
35 30 25 20 15 10 5 0
-|—г-3
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
Рис. 2. Количество мезотелиом брюшины (в %) по срокам после введения крокидолита и пептона крысам.
2. Механизм данного явления связан с цитотоксиче-ским действием макрофагов, увеличение пула которых имеет место после введения пептона, за счет активных форм кислорода и цитокинов на трансформированные и опухолевые мезотелиальные клетки.
Литература
1. Васильева Л. А., Пылев Л. Н., Везенцев А. И., Смоли-ков А. А. // Экспер. онкол. - 1989. - Т. 11, № 4. — С. 26-29.
2. Васильева Л. А., Пшев Л. Н., Пивоварова Л. Н. и др. //Экспер. онкол. - 1991. - Т. 13, № 6. - С. 12-15.
3. Коркина Л. Г., Величковский Б. Т. Кислородные радикалы в химии, биологии и медицине. — Рига, 1988. - С. 153-163.
4. Лылев Л. Н., Стадникова Н. М., Клейменова Е. В. и др. // Вестн. ОНЦ АМН России. - 1994. - № 4.
- С. 14-17.
5. Пылев Л. Н., Васильева Л. А., Стадникова Н. М. и др. // Экспер. онкол. - 1996. - Т. 18, № 3. - С. 225-228.
6. Пылев Л. Н., Васильева Л. А., Кринари Г. А. и др. // Гиг. и сан. - 2002. - № 3. - С. 61-64.
7. Пылев Л. Н., Васильева Л. А., Стадникова Н. М., Смирнова О. В. Ц Вопр. онкол. - 2004. - Т. 50, № 6.
- С. 678-681.
8. Пылев Л. Н., Смирнова О. В., Васильева Л. А. и др. // Гиг. и сан. - 2007. - № 2. - С. 77-80.
9. Стадникова Н. М., Васильева Л. А., Пылев Л. Н. // Тезисы докл. науч. конф. — Екатеринбург, 1994. — С. 147-148.
10. Стадникова Н. М., Васильева Л. А., Пылев Л. Н. // Тезисы докл. науч. конф. — Екатеринбург, 1994. — С. 148-149.
11. Учитель И. Л. Макрофаги в иммунитете. — М., 1978.
- С. 168.
12. Фуралев В. А., Кравченко И. В., Васильева Л. А., Пылев Л. Н. // Бюл. экспер. биол. — 2001. — Т. 131, № 2. - С. 170-173.
13. Фуралев В. А., Кравченко И. В., Васильева Л. А., Пылев Л. Н. // Бюл. экспер. биол. — 2002. — Т. 133, № 1. - С. 84-86.
14. Bignon J., Saracci R., Touray J. C., eds. // Environ. Hlth Perspect. - 1994. - Vol. 102. - Suppl. 5.
15. LARC Monographs on the Evalution of Carcinogenic Risks to Humans. — 1987. — Suppl. 7. — P. 40-74.
16. Kane A. B. // Mechanisms of Fibre Carcinogenesis / Eds A. B. Kane et al. - IARC Sci. Publ. - 1996. - N 140.
- P. 11-34.
17. Kravchenko /. V., Furalev V. A., Vasilyeva L. A., Pylev L. N. U Teratogenesis, Carcinogenesis and Mutagenesis.
- 2001. - Vol. 21, N 5. - P. 315-323.
18. Pylev L. N. Ц Biological Effects of Mineral Fibres: IARC Sci. Publ. - 1980. - Vol. 1, N 30. - P. 343-355.
Поступила 17.12.07
Summary. Regular intraperitoneal administration of peptone to rats was initiated immediately and 12 months after intraperitoneal thrice injection of crokidolite UICC in a dose of 20 mg. The rate of peritoneal mesotheliomas was 37.8% after co-administration of peptone and crokidolite, 25.6% following 12 months of crokidolite injection, and 72.1 % after use of crokidolite alone. The effect of peptone administration is accounted for by the action of macrophages on transformed mesothelial cells and mesothelioma cells.
С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2009 УДК 616.419-018.1-02:614.72/.73)-092.9
М. Ю. Баранцева, Л. Н. Мухамедиева, Б. С. Федоренко, С. В. Ворожцова
ХРОМОСОМНЫЕ НАРУШЕНИЯ ПРИ ИЗОЛИРОВАННОМ И СОЧЕТАННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Государственный научный центр РФ — Институт медико-биологических проблем РАН, Москва
Изучение механизмов сочетанного воздействия химического и радиационного факторов в низких дозах на организм человека в связи с загрязнением окружающей среды при работе производственных предприятий, включая объекты атомной промышленности, является одной из приоритетных гигиенических проблем. Известно, что совместное радиационно-химическое воздействие сопровождается преимущественно эффектами синергизма и характеризуется более выраженными метаболическими и цитогенетическими нарушениями в организме в отличие от изолированного воздействия повреждающих факторов [7, 9].
Одним из важных звеньев в системе воздействие вредных факторов на организм—заболеваемость—смертность является повреждение генетического аппарата клеток, что требует проведения цитогенетических исследований в целях защиты наследственности человека от экологических последствий загрязнения окружающей среды. Известно, что генетический статус является маркером предрасположенности возникновения многих заболеваний [18].
Токсикологические исследования комбинированного воздействия химических веществ в предельно допустимых концентрациях (ПДК) на организм животных, а также гамма-излучения в низких дозах проводили с использованием анафазного метода анализа хромосомных аберраций (ХА) в ядросодержащих клетках костного мозга
мышей, отличающегося относительной объективностью и простотой выполнения.
Материалы и методы
Исследования проводили на животных с учетом норм и правил биомедицинской этики: использование минимального количества животных было достаточно для получения статистически достоверных результатов. Этого достигали выбором животных одной линии, пола и возраста. Животных содержали на стандартном пищевом рационе в условиях вивария и не подвергали экстремальным и насильственным воздействиям со стороны экспериментаторов. Забор биоматериала осуществляли после забоя животных путем дислокации шейных позвонков без использования наркотических препаратов.
В экспериментах использовано 300 мышей-самцов массой 20—23 глинии Fl(CBAxC57BL6). Опытная группа животных состояла из 180 мышей и 120 мышей составляли группу виварного и гермокамерного контролей.
Для оценки сочетанного воздействия комплекса химических веществ в низких концентрациях и гамма-излучения в суммарной дозе 30 сГр на первом этапе проводили исследования по изолированному влиянию на организм животных химического и радиационного факторов цито генетическим методом [6].
