CC BY
8
7. Jessen E. В.. Taugbol К., Greibrouk Т. — J. Chroma-togr., 1979, v. 168, p. 139—142.
8. Mazur H. — Roczn. Panstw. Zakl. Hig., 1973, v. 24, p. 552—556.
9. Мураками Такэси. — РЖ Химия, 1983, № 12Г, с. 324.
10. Neubert G„ Wirth H. О. — Z. Analyt. Chem., 1975, Bd 273, № 2, S. 19—23.
11. Woggon H.. Uhde W.-I. — Ernährungsforschung., 197b Bd 16, S. 227—244. W
12. Woidich //., Pfannhauser \V. — In: International Symposium on Microchemical Technology. Abstracts. Davos, 1977, s. 1., s. a.. p. 150.
13. Yu Tai-Hong, Akaram Yasuaki. — J. Chromatogr., 1983, v. 258, p. 189—197.
Поступила 02.10.84
Обзоры
УДК 614.7:615.9
Н. А. Павловская
ЗНАЧЕНИЕ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В БИОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ В ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмаиа
Еще недавно методы определения токсических веществ в биосредах находили применение в основном при диагностике острых отравлений. Эта задача на протяжении многих лет успешно решается в разделе судебной химии [2].
В настоящее время возникает ряд новых направлений и важнейшее из них — применение методов токсикологической химии при решении гигиенических вопросов, при проведении токсикологических исследований, при диагностике и лечении профзаболеваний. Эти задачи стояли еще перед судебной химией, которая начала развиваться с XVII века. Однако решение их становится возможным лишь сейчас с появлением и развитием новых методов аналитической химии [4, 5, 12].
При проведении гигиенических исследований все шире используют определение токсических веществ в биосредах организма, которое позволяет не только установить повышенное содержание вредного вещества в окружающей человека среде, но и выявить лиц с повышенным содержанием токсического вещества в организме, реальное поступление его в организм человека и провести своевременные профилактические мероприятия, предотвращающие развитие заболевания.
В настоящее время в целом ряде работ приводятся данные о содержании токсических веществ в биосредах лиц, занятых в промышленном производстве, и изучается связь между содержанием вредного вещества в воздухе промышленных предприятий и крови или моче человека.
Установлена и математически описана связь между содержанием свинца в воздухе промышленных предприятий, атмосферном воздухе, мо-
че и крови человека [1, 18, 28, 33]. Изучается зависимость между содержанием ртути в воздухе, моче и волосах работающих [29. 34], а также алюминия в крови и моче рабочих промышленных предприятий [32]. Воздействие хрома на организм предлагается оценивать на основании простого метода определения его в моче человека [21].
Отмечается, что определение содержания меди в моче и крови рабочих является информативным тестом, отражающим воздействие этого элемента [14].
В работе [22] отмечается, что содержание никеля в плазме крови рабочих является безусловным доказательством его воздействия на организм. Для оценки воздействия никеля на организм рабочих предлагается также определение его в моче, что, по мнению авторов, является более чувствительным тестом, чем исследование сыворотки крови [15].
Изучается связь между экскрекцией фтора мочой и его влиянием на организм при фторид-ной интоксикации [13].
Таким образом, сейчас накоплено довольно много данных о связи между содержанием токсического вещества в воздухе и биосредах организма, позволяющие применять определение вредных веществ в крови или моче, а в некоторых случаях и в волосах или кале при гигиенических исследованиях.
Определение токсических веществ в биосредах в настоящее время широко применяется и при решении вопросов охраны окружающей среды, так как сейчас со всей остротой встает большая и серьезная задача определения содержания различных вредных веществ в организме людей, проживающих в различных регионах страны.
Сейчас важно установить уровень содержания веществ, находящихся в организме людей, не контактирующих с ними в производственных условиях. Особое внимание при этом уделяется населению городов, особенно крупных промышленных центров, в воздушной среде которых могут находиться в повышенных концентрациях вредные вещества, например свинец, кадмий, ртуть и др. К настоящему времени по естественному содержанию токсических веществ в организме, крови и моче человека накоплен обширный материал [16, 19, 23, 31].
При проведении клинико-диагностических исследований химический анализ бносред оказывает неоценимую помощь в диагностике и лечении профессиональных интоксикаций, так как количественное определение токсических веществ в биосредах организма человека является по существу единственным специфическим критерием и может свидетельствовать как о повышенном поступлении яда в организм (носительство), так и в ряде случаев о тяжести заболевания. Уже сейчас на основе полученных данных в клинических исследованиях профессиональных интоксикаций широко используется определение свинца, ртути, фтора, марганца, мышьяка, никеля, хрома, кадмия и др. [3, 8, 17, 20, 24, 30]. Особенно ценным является определение токсических веществ в биосредах организма, если установлена зависимость доза — время — эффект, а также проведено математическое моделирование поведения данного вещества в организме человека, на основании которого возможен прогноз лечения и последующая реабилитация работающего.
Анализ биологических материалов на наличие токсических веществ приобретает все большее значение и при решении вопросов промышленной и коммунальной токсикологии [11], так как только количественное определение вредного вещества в организме позволяет установить такие важные параметры метаболизма, как коэффици-нет задержки его в местах поступления, скорость резорбции в кровь из мест введения, скорость выведения из организма и отдельных органов, кратность накопления, а следовательно, и время, необходимое для достижения равновесного состояния между поступлением и выведением вещества из организма. Методы токсикологической химии позволяют также дать количественную и качественную характеристику процессу биотранс-формации токсических веществ, которая происходит в организме. Получение сведений о параметрах метаболизма позволяет более обоснованно подходить к нормированию токсических веществ в организме и объектах окружающей среды.
Определение ксенобиотиков в биосредах организма может оказать существенную помощь и при изучении комбинированного действия вредных химических факторов, например при поступлении в организм комплекса металлов (что ча-
сто встречается в гигиенической практике), так как позволяет оценить влияние данного комплекса на поведение каждого отдельного вещества.
При решении вопросов экологической токсикологии определение вредных веществ в биосредах необходимо при установлении содержания токсических веществ в организме населения, проживающего в различных регионах страны, установлении максимально допустимых уровней вредных веществ в организме человека и животных, прогнозировании накопления их в зависимости от содержания яда в окружающей среде.
Решение важнейших методологических вопросов токсикологии, например выяснение зависимости доза — эффект и др., также нуждается в применении методов анализа биосред для определения одного из важнейших составляющих этой зависимости—дозы вещества в организме.
Определение токсических веществ в биосредах при решении перечисленных задач в свою очередь тесно связано с развитием методических и методологических вопросов. Развитие профилактического направления в медицине требует проведения массовых обследований как рабочих (профилактические медицинские осмотры), так и населения (диспансеризация). Возможно создание и внедрение в практику быстрых, простых, достаточно точных и чувствительных методов анализа, отвечающих требованиям, предъявляемым к методам определения вредных веществ в биосредах, предназначенным для гигиенических, клинических и токсикологических исследований.
Развитие токсикологической химии и внедрение в гигиеническую практику современных методов анализа токсических веществ в биологических материалах в настоящее время идет по двум направлениям: первое — разработка методик определения вредных веществ, основанных на использовании универсальных дорогостоящих приборов, таких, как атомно-абсорбционные спектрофотометры, масс-спектрометры, многоканальные анализаторы с высокоразрешаюшими детекторами для активационного анализа, лазерные спектрометры и др. [25, 27]. Применение перечисленных методов позволяет проводить определение из одной пробы вещества целого ряда элементов, в ряде случаев даже без разложения пробы. Чувствительность этих методов, как правило, очень высока, с их помощью можно быстро получить надежные количественные данные. С помощью нейтронно-активационного и атомно-абсорбцнонного методов анализа получены данные о естественном содержании основного числа неорганических веществ в организме человека [19, 23, 26, 31].
Однако при этом нельзя не принимать во внимание, что такая аппаратура пока еще труднодоступна, дорога, для работы на ней нужны высококвалифицированные кадры. Кроме этого, в ряде случаев не требуется проводить определение большого числа элементов, а задачи обследова-
пня сводятся к анализу одного или нескольких веществ. В таком случае применение сложных универсальных приборов нецелесообразно. По-видимому, использование сложных универсальных методов анализа бносред наиболее целесообразно при проведении научных исследований, а также при централизации определения токсических веществ в организме в случае проведения профилактических медицинских осмотров и диспансеризации населения.
Второе направление развития методов определения токсических веществ в биосредах основано на разработке способов; при выполнении которых используются приборы, позволяющие проводить определение одного или нескольких веществ. Такие приборы, как правило, компактны, довольно просты в употреблении, позволяют получить за короткое время достаточно надежные результаты. Портативные приборы могут быть использованы и в экспедиционных условиях. В настоящее время из группы таких методов заслуживают внимания способы, основанные на применении ионоселективных электродов, с помощью которых проводится определение фтора в моче, ионизированного кальция в плазме крови и др. [6, 13], ртутные анализаторы, основанные на определении ртути в биологических материалах методов атомной абсорбции, которые позволяют с очень высокой чувствительностью (около 0,5 нг) провести определение металла в течение 5 мин [34]; полярографы, позволяющие с высокой точностью проводить определение ряда металлов из одной пробы минерализата; газовые хроматографы, широко применяющиеся для быстрого и селективного определения органических и неорганических веществ. Следует, однако, отметить, что при применении некоторых из перечисленных методов увеличивается время проведения анализа.
Кроме разработки и внедрения в практику современных методов анализа, необходима разработка способов прижизненной оценки содержания токсических веществ в организме. Для решения этой сложной и важной задачи используются методы математического моделирования. Разрабатываются вопросы метаболизма токсических и радиоактивных веществ в организме животных и человека, общие принципы оценки хемобиоки-нетики и метаболизма токсических веществ [9, 10].
Кинетика процессов распределения веществ имеет большое значение при проведении гигиенического нормирования, обосновании гигиенических и профилактических мероприятий [7, 9].
Таким образом, определение содержания токсических веществ в организме в настоящее время находит широкое применение при решении гигиенических, клинических, токсикологических вопросов. Однако возможности анализа бносред используются пока недостаточно полно по ряду причин: недостаточно осуществляется внедрение
современных методов анализа в практику здра-^ воохранення; исследования, посвященные разра^ ботке и унификации методов определения токсических вещестз в биологических материалах, проводятся недостаточно интенсивно; мало исследований по установлению диагностической значимости определения вредных веществ в биосредах организма; вопросы прогнозирования накопления токсических веществ в организме животных и человека разрабатываются довольно медленно.
В связи с этим для дальнейшего развития методических подходов изучения содержания токсических веществ в биосредах при гигиенических исследованиях необходима дальнейшая работа по разработке, усовершенствованию и унификации методов анализа токсических веществ в биологических объектах, особенно современных: атомно-абсорбционного, газохроматографическо-го, нейтронно-активационного, полярографического, потенциометрического и др.
Серьезную задачу представляет и дальнейшее изучение диагностической и прогностической значимости определения вредных веществ в биосре дах организма, а также разработка способов^ прогнозирования накопления токсических веществ в организме животных и человека.
Литература
1. Лрхипова О. Г., Безель В. С., Павловская Н. А. и др.— Гиг. труда, 1984, № 2, с. 21—24.
2. Белова А. В. Руководство к практическим занятиям по токсикологической химии. М., 1976.
3. Вийтак А. А., Кахн X. А. — В кн.: Финско-эстонский симпозиум по раннему воздействию токсических веществ. 2-й. Доклады. Хельсинки 1981, с. 85—91.
4. Гадаскина И. Д.. Гадаскина Н. Д., Филов В. А. Определение промышленных неорганических ядов в организме. Л., 1975. с. 3—46.
5. Гадаскина И. Д.. Филов В. А. Превращения и определение промышленных органических ядов в организме. Л.. 1971, с. 3—16.
6. Голованова Л. А. — Гиг. труда, 1977, № 4, с. 55.
7. Ильин Л. А. Основы защиты организма от воздействия радиоактивных веществ. М.. 1977, с. 14—154.
8. Монаенкова А. М., Архипова О. Г.. Зорина Л. А. и др. — Гиг. труда, 1982, № 6, с. 11 —16.
9. Пиотровски Е. Использование кинетики метаболизма и выведения токсических веществ в решении проблем промышленной токсикологии. М., 1976, с. 14—154.
10. Принципы и методы оценки токсичности химических веществ. М„ 1981, ч. 1, с. 136—192.
11. Саноцкий И. В., Уланова И. П. Критерии вредности в гигиене и токсикологии при оценке опасности химических соединений. М., 1975, с. 205—209.
12. Швайкова М. Д. Токсикологическая химия. М., 1975, с. 5—18.
13. Шугаев В. А.. Шульман В. Ill — Гиг. труда, 1978, № 1, с. 37-39.
14. Benvenuti F.— Securitas. 1981, v. 64, p. 712—716.
15. Bernacki £.. Parsons G., Roy B. et al. — Ann. clin. Lab. Sei., 1978, v. 8, p. 184—189.
16. Bowen H. /. — J. radioanalyt. Chem., 1974, v. 19, p. 215-226.
17. Buchet 1. P.— Arch. Toxicol., 1980, Bd 45, S. 215—218.
18. Cartside P. S.. Buchner С. R.. Lerner S. — Int. Arch, occup. enviromn. With.. 1982. ». 50, p. 1—10.
19. Cornells R.. Speecke A.— Analyt. chim. Acta, 1975, 4fc v. 78, p. 317—327.
^20. Davis J. R.. Avrom M. J.—Toxicol, appl. Pharmacol., 1980, v. 55, p. 281—290.
21. Gylseth B. — Scand. J. Work Environm. Hlth, 1977, v. 3, p. 28-31.
22. Hogesveil Ch.. Barton R. J., Koste C. O. — Ann. occup. Hyg., 1978, v. 21, p. 113—120.
23. Kon J. S. — Radiat. Res., 1973, v. 57, p. 138—145.
24. Moseman R. — J. environm. Sei. Hlth, 1982, v. 17-A, p. 519-523.
25. Muzarelli R. A. — Talanta, 1975, v. 22, p. 683—685.
26. Nadkarni R. — Radiochem. Radioanalyt., 1974, v. 19, p. 17—24.
27. Pardue H. L.. Felkel H. — Clin. Chem. chem. Toxicol. Metals.. 1977, v. 1, p. 375—378.
28. Richter £., Gaffe ].. Gruener N. — Environm. Res., 1979, v. 20, p. 87—98.
29. Richter E.— Scand. J. Work Environm. Hlth, 1982, v. 8, Suppl. 1, p. 161 — 166.
30. Spruit D„ Bongaarts P. — Clin. Chem. chem. Toxicol. Metals, 1977, v. 1, p. 261—264.
31. Sumino K-, Hayakawa K. — Arch, environm. Hlth, 1975, v. 30, p. 487—498.
32. Sjögren В.. Lundberg J.. Lidums V. — Brit. J. industr. Med., 1983, v. 40, p. 301—305.
33. Willims M. K. — Ibid., 1969, v. 26, p. 202.
34. Yoshida M. — Int. Arch, occup. environm. Hlth, 1982, v. 51, p. 99—107.
Поступила 24.07.84
УД К в 15.277.4.015.4 + в I в-006.в-02.6в|-07
С. Н. Кимина, Л. М. Лифлянд
ОЦЕНКА КАНЦЕРОГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА ЧЕЛОВЕКА
ЦОЛИУВ, Москва
Современный человек в разных сферах жизнедеятельности контактирует со значительным количеством химических веществ, потенциально опасных с точки зрения канцерогенности. Число новых соединений постоянно растет: в растояшее время известно более 60 000 соединений, появившихся в результате деятельности человека; в их число входят загрязнители окружающей среды, а также вещества, используемые в промышленности и быту, лекарственные средства и др.
Параллельно с увеличением численности этих веществ возрастает необходимость в проведении оценки их канцерогенного действия, накапливаются фактические данные для такой оценки, полученные разными методами в разных лабораториях мира, что требует анализа и обобщения.
Начиная с 1971 г. Международное агентство по изучению рака (МАИР) осуществляет программу, касающуюся разных аспектов оценки канцерогенного риска для человека от действия химических веществ. Эта программа включает изда-цние монографий, описывающих отдельные вещества или группы веществ, которые могут подозреваться в канцерогенном действии на человека, а также производства, в процессе которых человек подвергается канцерогенному риску. Публикации по этим вопросам включены в серии «Монографии МАИР по оценке канцерогенного риска для человека в связи с действием химических веществ» (IARG Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Humans). В настоящее время МАИР выпущено 34 работы этой серии.
В последние годы возникла необходимость разработки критериев оценки результатов экспериментов и подходов к переносу полученных данных на человека.
Поиски оптимальных критериев для стандарт-
ной оценки данных, полученных в экспериментах на животных и эпидемиологических исследованиях, явились основной темой совещаний рабочих групп МАИР в 1977 и 1978 гг. [8, 21].
На основе критериев, разработанных этими рабочими группами, последующие группы МАИР классифицировали вещества, рассматривавшиеся в монографиях МАИР 1—29, по степени канцерогенного риска для человека, анализируя результаты экспериментальных и эпидемиологических исследований. В 1979 г. было обсуждено и классифицировано 54 вещества и производства, в 1982 г. —585 [26, 28].
В результате систематизации и анализа данных выявлена неравноценность материалов по доказательности и, следовательно, возможности экстраполяции их на человека при оценке степени риска. Для практических целей все рассмотренные вещества предложено условно разделить на 3 группы.
В группу 1 включены вещества и производства, канцерогенное влияние которых установлено наиболее достоверно непосредственно при проведении эпидемиологических исследований. В эту группу из рассмотренных отнесены 23 вещества и 7 производств.
В связи с тем что вещества данной группы с гигиенической точки зрения представляют наибольший интерес, в настоящем обзоре их целесообразно рассмотреть несколько подробнее. В группу 1, по мнению экспертов МАИР, можно отнести следующие химические соединения.
Мышьяк и его соединения. Многочисленные наблюдения свидетельствуют о возникновении у человека рака кожи под влиянием мышьяка и его соединений не только при профессиональном контакте [22, 27], но и поступлении в организм с лекарствами [55] и питьевой водой [10, 44, 45,
#
