Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Биологические мониторинг дозы и эффектов воздействия ненасыщенных акрилатов: патогенетическое обоснование

Министерство здравоохранения и медицинской промышленности Российской Федерации Сибирский государственный медицинский университет

БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ дозы и ЭФФЕКТОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕНАСЫЩЕННЫХ

АКРИЛАТОВ: ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

14.00.16 — Патологическая физиология

п

Г В од

На правах рукописи УДК 547.391.1:616—092

КЛИМАЦКАЯ Людмила Георгиевна

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Томск, 1994

Работа выполнена на кафедрах патологической физиологии, гигиены и экологии человека Красноярского государственного медицинского института.

Научные консультанты:

академик РАМН П. Д. ГОЛЬДБЕРГ, профессор В. В. ИВАНОВ.

Официальные оппонепты:

члеп-корр. МАИ Высшей школы, доктор медицинских наук, профессор В. В. НОВИЦКИЙ; доктор медицинских наук, профессор 10. Б. ЛИШМАНОВ; доктор медицинских наук, профессор К. Г. ГРОМОВ.

Ведущее учреждение — Московская медицинская академия. '

Защита состоится «............» ................................................ 199...... г.

в «..................» часов на заседании Специализированного совета

Д. 084.28.02 по присуждению ученой степени доктора медицинских наук в Сибирском государственном медицинском университете по адресу: 634050, г. Томск, Московский тракт, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного медицинского университета по адресу: 634050, ул. Ленина, 107.

Автореферат разослан «............» .......................................... 199...... г.

Ученый секретарь спецсовета, доктор медицинских наук, профессор

Т. С. Федорова

Актуальность проблемы. На важном и динамичном этапе современной истории биомедицинской науки биохимия, патофизиология, токсикология дали нам понимание природы молекулярных и клеточных событий, ведущих к нарушению функций и болезни. Фактически на наших глазах произошло формирование количественной физико-хими зской медицины (Лопухин Ю.М.,Арчакоа А.И.,1983; Альберт А.,1983).

Исследование этих механизмов. открывает новые чувствительные и специфические показатели . оценки опасности воздействия Химических веществ и , имеет основополагающее значение для развития профессиональной патологии и экологической медицины, где фундаментальная роль отводится патогенетически обоснованному

предотвращении болезней химической этиологии, то есть вызываемых токсическими агентами окружающей среды.

Ключевым в установлении патогенеза интоксикации является, выяснение значения зависимостей "доза-эффект или доза-ответ" в оценке риска для индивидуума или популяции, соответственно.

Традиционно мониторинг, уак называется оценка опасности воздействия химических веществ путем от^ор^ проб, ведется путем экологического мониторинга, то есть отбора проб окружающей среды и определения в них внешней дозы (предельно-допустимые концентрации, ПДК или ТЬУ) . В целом этот подход связан с химическим анализом окружающей среды.

Однако, это направление имеет серьезные ограничения. Очевидно, что при одном и том же уровне "внешней" дозы ксенобиотика в окружающей среде, индивидуальные

различия в пут/;;: поступления, Сиотрансформации и выведения пш1бодят к различиям в количества химического вещества (или его метаболитов), достигающих поргжаемьге гточени и организме.

n/5,-;'«VW оиаьзккий с оп})елскан»кгл эгой, иы: nsu%acu»ií "u:ty.pai¡i!OJí nosu", лоймсллск преодолен. y!;ar,.:,t!sn.t.-5 сьвдо recocíьтки с::слоггпгоского иоилторинга, учо.оу». йнодогнч-оску.о нар;:пСоиы:ос'1:,.1 и ноепг наьашхие биолог»х<лаского лонияоргшга. Он дает необходимые ориентиры начала ранней профилактики экологических и профессиональных заболеваний. Так, биомониторинг впервые позволяет объективно разделить лиц подвергавшихся и .не подвергавшихся воздействию химическими веществами, а также определить те ' токсиканты из воздействующей коммнации, которые наиболее опасны,

Еис1-;о1Ш'гср1-шг koiksjv быть разделен на мониторинг дозы - определение количества ксенобиотика /метаболита в тканях, биологических жидкостях и мониторинг эффекта выявление ранних специфических или неспецифических признаков интоксикации, например, ферментные тесты, показатели перекисного окисления липидов. Идеально выбр. иные показатели базируются на понимании

механизмов действия физического, химического,

биологического факторов.

Развитию концепции и методов биомониторинга в настоящее время придается важное значение Всемирной Организацией Здравоохранения, поддерживающей выпуск специальных изданий (Bicmarkers and Risk assessment,1993 прободение международных симпозиумов (International

s

Symposium on Biological Monitoring,19j2;Kechanism of Toxicity and Bioir.ar!:er3 to Assess Adverse Effects of Chf-iücal.s, 1994) . В странах Западной Епропм, С:;!Л и Лиончи Оиоггонйторннг ряда :сигД1чоск::;'. зегдеста углч зиалрен на законодательно'г урогч:;*.

В сппз'л с тем, что в производства и использовании акрилатоа заняты сотни vLicnu людей, и зоздейстауют' они часто в снеси хи:&1ческм:< ;;ещестз (Гигиенические критерии ВОЗ:Акрилон!1трил, 19S5;Acrylamic¡c, 1985), развития мзтодов Сиоиониториига дозы воздействия и эффектов акрплатов, являюаихся вероятными канцерогенами для человека, рекомендовано Международной программой ВОЗ /ООН/ МОТ по ::ш.:ическо'" безопасности. Весьма актуальной эта проблема является и для России - одного из крупнойвмх а мире производителей и потребителей акрил а тез. Цаль угости:изучить механизмы действия акрилатов in vivo и ра'зработать патогенетически обоснованные методы биомониторинга, профилактики промышленной интоксикации акрилатами.

Для достижения указанной цели йыл!1 пэс?азлз;т слвяует?5Э задачи:

1. Вскрыть ключевые звзньл латегепеиа интоксикации акрилатами in vivo и определить чувствительные показатели ранних эффектов воздействия.

2. Выявить специфические показатели внутренней дозы воздействия и разработать новые аналитически простые и чувствительные методы ее определения.

3. Дать обоснования возможности использования предложенных показателей биомониторинга ' дозы и

эффектов воздействия акрилатов путем установления зависимостей на уровне организма: "доза-эу,.. гст" и группы организмов, популяции: "доза-ответ".

4. Разработать и испытать в условиях производства новый метод патогенетической профилактики токсического действия акрилонитрила.

Ч. Дать количественную оценку канцерогенного риска акрилонитрила для работающих на основе новых показателей внутренней позы воздействия.

Научная новизна: Работа носит приоритетный характер, поскольку в ней впервые систематически разработаны методы Оиомониторинга высокотоксишшх промышленных акрилатов, В исследовании впервые:,. -

- предложены и испытаны методы определения исходных молекул акрила.тов в составе их аддуктов с белками крови и в меркаптуровых кислотах мочи животных и человека при воздействии ненасыщенными производными акриловой кислоты;

- установлены зависимости доза-эффект на индивидуальных организмах в эксперименте и доза-ответ в популяции промышленных рабочих для образования аддуктов акрилонитрила(АН), акриламида(АА) с гемоглобином, что позволило- использовать эти молекулярные показатели для специфического биоыониторинга внутренней поглощенной дозы высокотоксичных мономеров»

выявлено, что показатели биомониторинга эффектов воздействия акрилатов (заболеваемость среди рабочих, активность ферментов крови, этан выдыхаемого воздуха, меркаптуровые кислоты мочи) уступают показателям биомониторинга дозы (адцукты с гемоглобином) в

специфичности/ чувствительности - и прододултельностп слеп'";:«,", после окои«зн:1.1 поудействи;; акрплатоз;

- гпя простат:: алкилпру^-д.:;; соединений доказано " опытах на целс-л организ;« по отану ¿н.ьлкаоиох'о воздуха прооксидантпоа ясйсуеио па примере ЛИ и всгрыта роль перекнсного окисления липидоп, ц'ланидпсй ¿руппирокки ЛН з механизма • гиперфермектггз:я пр:; его инто"ск;:ац:п:;

погашала с-лсокая профилактическая эффективность природного антиоксиданта Е}итлимна Е а эксперименте и в условиях производства синтетического акрилопитрильаого каучука;

- дане, кодая классификация меыЗр.аистоксииоь, по ;согорой АН и , АА мсскно ог.чости и смешанному 1 типу ыомСраноповроуз^имх поществ.

Тзс.рйг:«ос-кая 11 зквдагэохь райоги.

Настоящая рзСога выполнилась а рса-^зх программы ВСО/ООН/МОТ по Осзопасносаи химических вещзств, программы Государсхоенного комитета по науке и технике (номер г-осударствошюй регистрации 0.6й.07.), начата в 1982 году ;; ЛПЛ.Х.ГСЯ фрагъььи тема "Разработать л внедрить иьч'онн и. средства прл'ноза, мон»1'горин1 а, профилактики -сикснчиистц прц коггЗинированном действии кооноОиотикса".

Научно-теорег^ческоа эначонпе работы заключается в том,что в ней исследован новый аспект предупреждения болезней химической этиологии - биологический индивидуальный мониторинг.

ПредсгаБленьые и исследовании результат, показывают заг.ислмостн мгтду данными ысомониторши'а акрилатоа и показэтйллык двух видов с-ясмониуоринх-а: и ь-ф^ектоа

» •

воздействия, доказывая принципиальное преимущество определения молекулярного показателя внутренней дозы (количество акрилатов, ковалентно связанных с макромолекулами) в оценке наличия или отсутствия воздействия данного яда ¡на каждого отдельного рабочего.

Разработка новых методов определения акрилатов в составе аддуктов с гемоглобином позволила также впервые сделать попытку количественной оценки канцерогенной опасности АН для человека,а также оценки адекватности законодательно принятых для него в России и за рубежом показателей экомониторинга (уровней предельно- допустимых концентраций в воздухе рабочей зйны).

Впервые показана роль прооксидантного механизма в патогенезе токсичности акрилатов на уровне целого организма,дающая обоснование использованию антиоксидантов в профилактике его токсического действия.

Разработаны и обоснованы новая классификация мембранотоксинов и гипотетическая схема патогенеза токсичности АН. Материалы диссертации включены в учебник для студентов медвузов России "Патофизиология с основами клеточной и молекулярной патологии".

Практическое значение работы определяется тьм, что* в ней разработаны новые аналитически простые и высоко

чувствительные методы определения АН и АА в белках крови * *

и меркаптуровых кислотах мочи, что дает возможность проведения биомониторинга не только научным, но и оснащенным лабораториям практических медицинских учреждений. Поданы две заявки на изобретения 1. получены приоритетные справки от 4.11.1992 г., входящий N 049152,

номер государственной регистрации - 92003696 и от 23.07.1994 г., входящий N 022818, номер государственной ретчстрации 94023695.

Разработанный метод патогенетической профилактики прошел 10-летнее испытание и оформлен в виде м.тодических рекомендаций "Антиоксиданты в профилактике токсического действия акрилонитрила в условиях производства".-Красноярск, 1994 г., используемых работниками здравпункта крупнейшего! в России завода синтетического каучука. Длительный прием антибксидан^ов позволил добиться стабильного снижения заболеваемости ' с временной утратой трудоспособности среди рабочих . основных профессий на 35,5% в ' лучаях и 37,8% в днях, а по заводу в целом -соответственно на 17% и 14%. Кмеются два рационализаторских предложения. Материалы включены в Документ ВОЗ/ООН "Акрилонитрил",Женева,1984. Основные положения, выносимые на защиту:

1.Определение методами капиллярной газовой хроматографии и масс-спектроскопии высокотоксичных промышленных акрилатов в. их аддуктах с белками крови может быть использовано в качестве патогенетичест'и обоснованных специфических методов биомониторинга их внутренней дозы,позволяющей дать индивидуальную .оценку риска для здоровья при контакте с акрилатами.

2.Определение показателей биомониторинга воздействия (заболеваемость среди рабочих,активность ферментов крови, этан выдыхаемого воздуха, меркаптуровые к;:олоты мочи) уступает показателям Сиомониторинга дозы (аддукты) в специфичности, чувствительности или продолжительности

so

слежения после окончания воздействия акрнлатои.

'í .IicpoKiiCJíüí окксиеичь липлдок играет рсальну» роль f. и'г«сич-юс«. -:'.Н, in vivo ¡<аряду с иоойратиьелз

сии.-;::чани; ■ с :.'.';;:ро'лолскула.-.:1 и цнаиидп«! эффектом. Это даьт пйтогонотачаспоо обоснование высокой

прсфнлакгачоско1 сС^-з^тлакосги антпоксиданто« в услог.иях грг.пзьодстг!« сиктсс-мческоро акр;1лоп,1грильного каучуга. •

Материалы диссертации долокены на следующих научных соСран1гя:::Мзхгду«арод«ш: (Посква, 13Э1) и Всесоюзных съездах патофизиологов (Тбилиси,1982;Кищинев,19и9); Пленуме патофизиологов и фармакологов Сибири и Дальнего Востока (Кемерово,1994); Ш Всесоюзном симпозиума по мед энзимологии (Астрахань,1979); Всесоюзной учредительной кои^еренции по токсикологии (Москва,1980); Всесоюзной конференции "Актугльные проблемы гигиены питания" (Тбилиси,1981); I и II Всесоюзных конференциях "Биоантиоксидант" (Черноголовка, 1983, 1986); Всесоюзной конференции "Здоровье человека в Сибири" (Новосибирск, 1985) ,"Всесоюзной конференции "Проблемы создания и совершенствования автоматизированных информационных систем охрани труда,окружающей среды и здоровья населения крупных промышленных городов (Ангарск,1985); Всесоюзном симпозиуме "Особенности tлипидного обмена в условиях Сибири и Дальнего Востока с учетом бытовых и пищевых факторов" (Чита,1987);Всесоюзной конференции "Проблемы оценки и прогнозирования функциональных состояний организма в прикладной физиологии (Фрухие, 1988) ; Всесоюзной конференции "Реконструкция, стабилизация и

и

репарация биомембран" (Благовещенск, 1989); '.Японском конгрессе по медицинской химии (Кобе,1992);Международном симпозиуме "Биологический мониторинг" (Киото,1992); Межреспубликанском симпозиуме "Печень, стресс, экология" (Иркутск,1991); II Международном симпозиуме фонда мед. обмена Японии, России и стран Север., -Восточной Азии (Владивосток,1994) и других собраниях.

Публикации. По теме диссертации опубликовано. 36

печатных работ, из них 4 в международной печати.

Структура диссертации. Работа ^состоит из введения,

обзора литературы, описания материалов и методов

исследования, собственных данных,обсуждения полученных

результатов, выводов, списка литературы (61 источник на

русском и- 175 на иностранных языках) , изложена на 192

f

страницах, иллюстрирована 17 таблицами и 21 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе использовались крысы-самцы беспородные, линии Вистар и Спрэг. Доули массой от 250 до 530 г. Всего 340 животных. Часть исследований была проведена среди работников Красноярского- завода синтетического каучука. Основная группа - 370 человек имела производственный контакт с АН. Это аппаратчики приготсвлеш-гя шихты, полимеризации, выделения каучука, слесари -ремонтники. Средняя концентрация АН в воздухе рабочей зоны составила 13-20 мг/мЗ. Контрольную группу составили 105 человек, занятых в хозяйственных службах и выполняющих близкие по энерготратам работы, но не контактирующие с АН. Средний возраст работающих 40 лет

(от 20 до 50 лет) , средний стаг. работы ¡¡а предприятии 10 - 15 лет.

В осхрил виспериыентс ьоднмй раствор АН вводился однократно а.б. в дозах 1-50 мг/кг, в подострок опыте -1-10 мг/кг> с;\лп раз в день в течение 6 дней. Цигшшп-й акч'йгонист - тиосульфат натрия (500 ир/кг , в.ь.) г,подилсг за 10 ггимут до АН п дозах 25 и 50 мг/кг.

Острое отравление АА вызывалось его однократным в.О. введением объемом 1 иг/л, в дозе 25 мг/кг. В подострых опытах 5 и 25 мг/кг АА вводился в.О. 1 раз в день, 5 раз в течение одной недели и с 1 дневным интервалом в течение 2-й и 3-й недель. В дозе "75 мг/кг АА вводился через день в течение 2 недель. Контрольные животные получали в.б.равный объем физиологического par -'вора.

В хронических опытах проводилась ингаляционная затравка животных в 100-литрозых камерах при динамической экспозиции (температура 18-20° С) . Компрессор через ротаметры подавал в камеру смесь воздуха со скоростью 100 л/час с содержанием АН 0,19 ммоль/мЗ (9,7¿2,8 мг/мЗ). Содержание АН в воздухе затравочной камеры кон '.полировали хрсматографически в пробах воздуха . В камеру с контрольними животными подавался чистый воздух по 5 часов в день 6 раз в,неделю в течение 4 месяцев. Первое обследование животных проводилось через 2 недели от начала эксперимента, в дальнейшем 1 раз в месяц. Часть onu'iHiix и контрольных животных на фоне затравки 1,"..чуч1ла и.о. альфа-токоферол 0,21 ммоль/кг 4ep<.-.j день на прогяген.'.е всего времени исследования.

П острых с>кспор:;менга;с по определения этана выдыхаемого воздуха АН плодился п.б. в дозах от 10 до 100 иг/кг п 0,11 водном растворе Твин-20 с объеме 1 нл/кг. 2 качестве поло;лп<зл'.чого контр с п : искользоягли СС1/; о.З. 1 i-'л/г.г. Цианид nvrpvt.i г,зсдяли ч дозо 2 мг/иг внутриjpiîTti.'ijjo. Сопобг.рбитал всадился по схсь:е: в.б. 100 чг/:сг однократно и последукцие 3 дня добавлялся к питьевой воде до 0,1-5; SKF-525A вводился в.б. 50 мг/кг за 45 минут до инъекции АН. Тиосульфат натрия 500 мг/Ki1 в.б. зводился за ' ■ 10 !«шут до АН, а альфа-токоферол 472 мг/кг в.б. за 49, 24, и 2 часа до АН.

В подестрых ¡экспериментах ЛИ ззодилсг; з.'б. раз в лень 5 д.ч^Л в неделю в дозах 5, 10 и 40 мг/кг. Контрольные »квотные получали 0, 1» раегьор Твйн-20 (1 ыл/:сг в.б.). Половине крыс контроля, a ïuicr.e получасИд-чм 40 ыг/кг AI! вводили ал:.-ta-токоферол (190 иг/хт в.б.) раз в день 1» днел в неделю в течение 3 и 1-й недель опыта.

Пробы 'фези по 5 мл для определения аддуктов акрнлатоЕ под нембутзловьм наркозо;.: заСм-.рались у крыс мстоцом в:'.утр!1.: ?рцечной пункпии. Образин гонозной человеческой крозп емс-v; 10 ¡¡л обобраны .-.з лок'.'евоГ; :зс:;ы lc П'гр:!од:1«с"г:сого г.;ЭчЭс:'0^рл у 12 с л оратор ло л ап-чс-рэт^нкси (С мужчин и б женщин, 20 - 45 лот), нмеюг^х производственный контакт с АН в течение 1-10 лет. Выделение глобина проводилось по . классическому методу (192) ь нашей модификации. Пробы мочи крыс собирались в течение 1 или 2 дней от последней инъекции АН в ппдострсм опыте и использовались для анализа послз

концентрации на роторном вакуумном испарителе при 80^С. Определение АН проводйлось в аддуктах разработанным нами методом, включавшим 2 основных этапа: а)окисление S-атома в цианэтилированном цистеине, его ацетилированном производном или белках до сульфоксида; О) освобождение АН из. связи с окисленными производными цистеина проводилось высокотемпературным нагреванием при 250^0 в инжекторе газового хроматографа. Далее АН переносился прямо в колонку с газовой фазой. В 0,5 мл входило 0,25 мл водного раствора АН, либо цианэтилированного цистеина или Ы-ацетил цианэтилированного цистеина (1-116 мкг), глобина (10 мг), белков плазмы (10 мг), либо 0,25 мл мочи. И в первомиво втором^вариантах затем добавляли 0,25 мл 3% раствора Н2О2. Смесь инкубировалась при ЗО^О в течение 30 минут и постоянном встряхивании. Реакция останавливалась добавлением каталазы (484 ME) и 5 мкл n-октанола для ■ предотвращения интенсивного пенообразования. В реакции АН с эритроцитами крыс in vitro отмытые эритроциты инкубировались 30 мин при 31® с с 3 мМ АН в 0,15 М фосфатном буфере (рН 7,2) при постоянном встряхивании. Затем выделялся глобин, как опи-ано ранее.

Газовая хроматография и масс-спектроскопия. Для

количественного определения АН использовали газовый хроматограф Shimadzu 14 А, с капиллярной колонкой DB-WAX. 2 мкл образца вводились в сплит-инжектор. Температура колонки поддерживалась при 40^ С, инжектора и FTD детектора при 250^ С. Давление газа- носителя гепия составило 0,5 кг/см^ при скорости потока 2 мл/мин.

Площадь хроматографических пиков измерялась с- помощью программированного процессора Chromatopac C-RGA,Shimadzu. Нигчий предел определения содержания АН этим методом равен " 1,88 мкмоль/л. Область концентраций АН, определяемых с линейной зависимостью, составила от 1,8 до 4 90 мкмоль/л. Количество АН в аддуктах определялось по калибровочной кривой,. построенной путем анализа 10 мг водного раствора глобина контрольных животных или человека с добавлением 0 - 125 нмолей АН, его выход при этом составлял 86%.

Для идентификации АН использовали газовый хроматограф совместно с избирательной масс-спектроскопиой. Ионизация осуществлялась с помощью аппарата Hewlett-Packard 5890/НР ' 5770В. Рабочие температуры: . 250°С (сплит-инжектор), 250^с (источник ионов). В качестве газа -носителя использовался гелий со скоростью потока . 1 мл/миь(. . Температурный режим капиллярной кремниевой колонки марки PONA (50 м х 0)25 мм, толщина слоя твердой фазы 1 мкм) программировался от 40^С (16 мин) до 200^ С (5 мин) со скоростью подъема ЗО^С/мин. Масс-спектр обрабатывался с помощью системы HP 59970С MS chemstation. Данные по определению АН в его аддуктах получены совместно с Е.В.Нестеровой.

Определение АА включало 2 основных этапа: а) окисление до сульфоксида S-атома в цистеине, алкилированном АА; б)освобождение АА из связи с окисленным производным цистеина проводилось высокотемпературным нагреванием при 300^ с в инжекторе газового хроматографа, как при определении АН. Инкубационная смесь в 0,5 мл включала

0/25 мл еодиогс раствора И-ацетил-(Э-прспиокамида)-1-цистеила иди глобина (10 ыг), белков плазма (10 мг) и 0,25 мл 3% раствора Hj02 и инкубировалась при 30°С 30 ыииут при постоянном истряхиаанпи. Реакции

останавливалась как и а случае с Ali. В реакции АА с орптроцктаг.ш крыс in vitro отмытые эритроциты

инкубировались 60 ».мнут с 3 ми АА. при ЗТ^С в 0,15 M фосфатном буфере, pH 7,2. Инкубация останавливалась добавлением 3мл води при 0-2^С. Затем выделялся глобин.

Газовая хроматография и масс-спектроскопия. Для

количественного определения АА использовались те • же приборы, чт0 и для определения АН. 2 мкл пробы вводились в сплит-инжектор. Температура колонки была 15з0с, инжектора и детектора ЗОО^С. Гелий использовался в качестве газа носителя (0,5 кг/сы^, скорость потока 2 мл/мин), Нижний предел определения АА был равен 6 мкмолям/л.

Для идентификации АА использовали газовую хроматографию с избирательной масс-спектроскопией.Ионизация проводилась с помощью аппарата Hewlett-Packard 5890/НР 5770В. Рабочие тек ¡ературы: 300° С для инжектора, 250" -С для источника ионов. Газ-носитель- гелий со скоростью потока 1 мл/мин. Температурный режим капиллярной кремниевой колонки марки DB-WAX (30 м х 0,5 мы внутренний диаметр, толщина слоя твердой фазы 1 мкм) при 150^ С. Масс -спектр регистрировался и обрабатывался с помощью

системы HP 59970С MS cherostation.

В сыворотке крови животных и человека определались

активности фруктозсшэнофосфат-альдолаьы (-.МФЛ ) по методу Д.М.Ерагинского и соавторов; бутирилхолиаьстерази (БХЭ) методом И.Тодорова; щелочной фосфатами (ЩФ) по В.Г.Колбу, В.С.Кзы:,;ашиксвс.1; еср^имслдегипрсгопачм по Бергиаеру. Созокупнссть указанных фсрментоз . позволяет

дифференцировать различные типы порал.ания печени, возникгюше под влипнием гэпатотокслческих ядсз. Данные получена совместно с Д.А.Гриценко.

Мониторинг этана а выдыхаемой воздухе проводился на эгив^гных, пог.гс'пепних в 1Г- 6' - литровую стеклянную камеру. СО2 абсорбировался смесью НаОЙ-ЫазСОз (1:1, вес:вес ); Ы11з нейтрализовался 20% ¡¡¿ЗО^ ; р©2 поддерживалось путем постояннстю его замещения эквивалентно потребляемое сбг,е:1у этого газа. Через регулярные промежутки зоэдух из камеры забирался шприцом и сводился в инжектор газового хроматографа марки . 1п1егяпи^ Мо 131 с пламзнным ионизационным детектором. Разделительная стальная

колонка с внутренним диаметром 2 км1 и длиной 1,5 и упаковывалась порошком Porapзq 0 (80-100 меш). В качестве газа-носитепя использовали N2 со скоростью тока 30 мл/мин. Температура колонки - устанавливалась равной 65^С, инжектора и детектора хроматографа 1450с. В этих опытах сразу после определения этана забиралась кровь 0,5 мл из хвостовой вены для определения активности сорбитолдегидрогеназы . Содержание тиоцианата мочи определялось в ее 24-часовых пробах. Экомониторинг АН проводился совместно с сотрудниками Центральной заводской лаборатории Красноярского завода синтетического каучука мзтодом газовой хроматографии проб

воздуха рабочей зоны .

В целях направленной профилактики мембрано-

е

токсического действия АН к подливу готового мясного блюда лечебно-профилактического питания добавляли антиоксиданты (альфа-токоферол или пищевой ионол) соответственно 25 или 30 мг на человека в сутки с учетом среднесуточных доз, рекомендованных Фармакопеей СССР, в течение года по нашей схеме: месяц - витаминизация, месяц - перерыв.

Для работы были синтезированы производные АН : S-(2-цианоэтил)- цистеин по методу Friedman и N-ацетил-З-(2-цианоэтил)-цистеин по Vogel (225). В случае с АА N-ацетил-(S-пропионамид)-цистеин по Dixit. За помощь в синтезе приносим благодарность профессору университета города Канадзава (Япония) К. Иноыата. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВНУТРЕННЕЙ ДОЗЫ И ЭФФЕКТА ВОЗДЕЙСТВИЯ АКРИЛАТОВ (собственные данные). Аддукты акрилатов о белками крови как молекулярные показатели внутренней дозы.

Данные таблицы 1 указывают на линейную зависимость количества освобождаемого АН от концентрации алкг.лированных производных S- (2-цианоэтил)-1 цистеин'а и М-ацетил-S-(2-цианоэтил)-1 цистеина. Анализ данных капиллярной газовой хроматографии (Рис. 1 А,В) и масс-спектроскопии (Рис.2 А,В) подтверждает идентичность пика АН, освобождаемого из состава аддуктов,

синтезированных нами, судя по совпадению времени .•держания в колонке и ионной спектрограмме.

В пробах гемоглобина от контрольных животных, как и

от курящих и некурящих людей, не подверженных воздействию АН,мономер не был выявлен. Пропорциональность между введенной дозой ЛИ и количеством мономера,

обнаруженного в его аддуктах с гемоглобином и белками плазмы, отчетливо видна из данных таблицы 2.

Количество аддуктов _ АН в балках плазмы отравленных крыс было в 8,3 раза меньше, чем' в гемоглоиине в диапазоне доз АН от 25 До 50 мг/кг и аддукты вовсе не обнаруживались при более низких дозах яда. Алкилирующая активность " АН, определяемая по индексу связывания с гемоглобином (НВ1) приведена в таблице 4. Оценочно количество связавшегося АН

составляет 8,7% от введенной дозы в случае гемоглобина и 0,1% для белков плазмы (Табл.2).

Анализ проб, взятых из крови рабочих завода синтетического акрилонитрильного каучука, показывает, что 51% - обследованных имеют аддукты АН с гемоглобином при выраженных индивидуальных различиях (ТаОл.4). Этот показатель не зависел' от стажа .

' В другом эксперименте была проанализирована моча трех крыс, получивших повторные инъекции ,5 и 10 мг/кг АН. Данные таблицы 3 указывают, что свободный АН в этих пробах не регистрировался, в то же время, ясно видны взаимосвязи дозо- и время- эффект для АН, обнаруживаемого в тиоловых коньюгатах мочи.

Пики АН, зарегистрированные в описанных выше пробах гемоглобина и мочи от отравленных им животных и рабочих производства акрилонитрильного каучука,

идентичны времени удержания и масс-спектру стандарта АН

!Гис,1 С,Л,Г н Рис.2 С,Е).

Т?олмца 1. Освобождение АН из его мэркаптуровой кислоты и 3- (З-цлаиоэт-пл)-1- цистеина

Цианозтищ;ро1<аииоо Концентрация (мкыоль/л)

проиэводноа СН-производного

0,86 88,6

886

М-ацетил-8-(2-цианоэтил)-1-цистеин

Количество освобожденного АН (ыкмоль/л)

8,6 + 0,5 80+8,1 731 + 90

Э- (2-цианоэтил)-1-цистеин

8,3 * 1,5 77 ± 6,2 800 ± 24

Таб-гицз ?. Содержамие ЛН в аддуктах гек>тлсСк::5» йэлкоо плазмл :срыс через сутки при ого однократном з.0.г,веда:;ии

Доза АЧ

мг/кг массы тала

Пид белка кропи

Содержаний АЛ в ьжмель/г белка

50

ГьыоглсОиа Гемоглобин Гемоглобин Белки плазмы Гемоглобин Белки плазмы

О,14 ± 0,03 0,77 ± 0,07 4', 35 + 2,'37 0,56 * 0,23 9,73 "± 0,70 1,15 + 0,10

Таблица ,3.Содержание свободного АН и в составе его

меркаптуровых кислот в моче 'крыс через 24 - 43 ' часов.' после его однократного а.б. введения

Доза АН , мг/кг Содержание АН в моче, мкМ

Свободный В составе меркаптуровых кислот.

0 5 10

0 0 0

0

52 ± 10 93 ± 20

Таблица 4. Сравнительный анализ содержания аддуктов АН в гемоглобине крови рабочих и крыс, подверженных поде строму

воздействию мономера

Уровень Период ммоль АН НВ1

или доза воздействия -------- (НЬ-связы

воздейст- могь Нв ваиций

вия индекс)

Рабочие 6-9 ррт 1-5 лет 4,5 - 33,5 627

производства (эквивалентно

ежедневному синтетического воздействию

1,3 мг/кг АН. каучука 5-10 лет 3,9 - 17,4 443

Крысы

1 мг/кг в.б 1 неделя 5,2 - 15,6 500 ежедневно

М.«97 4 8$9 ' 5. «6 ' »• »8 5. 5" 5. 773 833 у ш ,,

14127 .

ТТЛ----

=44.17»

».ел 5.«57

5.197

"<".118

О!

Г?. 567

4.2(4

гп

15.>21

Рис.1. Типичные хроматограыыы акрилонитрила. А -стандарт, В -освобожденный из Э-(2-цианоэтил)цистеина, С -из гемоглобина крыс после однократного в. б. введения акрилонитрила, Д -из гемоглобина рабочих,подверженных воздействию акрилонитрила, Е -из мочи крыс после подострой затравки

Рис.2.Типичные масс-спектры электронной ионизации(зверку) и оощие ионограммы (внизу) акрилонитрила.Обозначения см.

Рис.7.

Общая ионохрог'зтогргкма (Рис.3) и масс-спектр (Рис.4} стандарта „ЛА и его проигводного - окисленного II-ац^тил-Б-(2-пропионпыид)-1-цкстсина (Рис.3 Л, Б и Рис: 4 Л, Б) ', по_зол.шт идентифицировать АА, осг.оОс:кдае;.ъ'й предложенным методом из этой меркаптурояой кислоты, суд л по одинаковому времени удержания на хроматографе и ■ величине га/7. общей ионограммы. Выход АА из Н-ацетил-."5 (2-прониона»з1д)-1-цистаина в среднем составлял 87 + 51 (Табл.5).

Таблица 5. Освобождение АА ;:з его иоркаптуровой

Нарастание дозы введенного крысам в.б. от 1 до 75 мг/кг (Табл.6) приводило к линейному увеличению содержания АА в аддукТах с гемоглобином в соответствии с его кумулятивной дозой. Коэффициент корреляции равен 0,9 (Р< 0,001). НВ1 равен 163 для однократной дозы АА 25 мг/кг.

На Рис.3 и 4,С показаны результаты

хроматографической и масс-спектроскопической

идентификации АА в аддуктах с гемоглобином. Количество

кислоты

Н-ацетил-Э-(2-прспионамид) -1-цистеин, мкмоль/л

Освобожденный АА

г

мкмоль/л

29,1,

58,3

116,0

23,9 ± 2,8 54,4 i 6,5 1^,0 + 2,8

АА, определяемое в белках плазмы значительно ниже, чем в глобине (Табл.6) и " не обнаруживается у крыс, получавших две наименьшие дозы АА (данные для 1 мг/кг не показаны). После 7-й последовательной инъекции АА в двух различных дозах, общее его содержание определяемое в моче, изменялось в соответствии с зависимостью доза -■ эффект.

Таблица 6. Взаимосвязь между кумулятивной дозой и содержанием аддуктов АА с гемоглобином и белками плазмы при его подостром в.б.введении взрослым крысам.

Введенная Количество Кумулятивная Содержание аддукта доза введений доза Гемоглобин Белки плазмы

мг/кг ыг/кг . мкмоль/г мкмоль/г

5 5 25 0,4 * 0,1 0

8 ' 40 0,8 ± 0,2 0

11 55 1,4 1 0,6 0

Г,5 5 . 125 1,1 * 0,4 ,<У

8 200 1,4 + 0,2 0,5 t 0,2

11 2.75 10,7 ± 1,8 1,5 1 0,1

75 3 225 6,8 ± 1,9 1,6 + 0,5

6 . 450 12,1 + 1-9 3,6 1 0,6

Рис.I'.'-.Типичные хроматограммы акрил^мида. А -стандарт, В -освобожденный из М-ацетил-Э-(2-пропионаыид)цистеина, С -из гемоглобина,' Д -из мочи крыс при подостром в. б. воздействии акриламида

Рис.4 Типичные масс-спехтры электронной ионизации (вверху) и общие монограммы (внизу)акриламида. Обозначения см. Рис 10.

|'5>г;:чгс^г.гз-т'ого исгдс-.."^.'';";": ; Л!.

Нами проводилось ;.зу>енио тю-ь-г.'мсс'и! '.'спсльротапк:; ч цело: еиомо!:-'.'горикг < Еот.дейс,-".мя Р.11 активиосчЛ <К1ФЛ, 13ХЭ, 2№ при ингаляцкон.чсм воздействии АН, осноинс.ч

Ь уС.ЧОВИЛ,; ПрСЬ.'ЕСДС'.',:г; .

Таблица 6. Нлмянчо .••ронич«ского иш'алпннонпого отрапл^.члл АН ,ча активность фруктззопонофос^ат альдолази сыворо^:» крови крыс

Активность фруктозомонофосфлтальдолазь! Время забора (!-;■ ..¡оль/мин ,мл~1)

крови

от начала Контроль АкриЛонитрил Р

опыта

Фон О О

2 недели 0 0, , 13 ± 0,02 < 0,001

1 месяц 0 0, . 10 ± 0,01 < 0,001

2 месяца 0 0, 12 1 0,01 < 0,001

3"месяца 0 о, 17 * 0,02 < 0, 001

4 месяца 0 0, 19 ± 0,01 < 0,01

Через месяц после

окончания опыта 0 0, 03 ± 0,01 < 0,01

за

Как видно из таблицы 6, активность ФМФА определялась в сыворотке крови крыс со второй недели -эксперимента и далее на протяжение всего опыта, достигая максимальных значений к 4 месяцу воздействия яда. В восстановительном периоде ее активность почти возвращалась к норме. Период полу-исчезновения кзе из крови равнялся примерно^ 15 дням. Существенных отклонений активности БХЭ в этих опытах мы не обнаружили, как ■ и изменений активности ЩФ.

Обнаруженные изменения спектра ферментных белков крови крыс при хроническом ингаляционном воздействии АН свидетельствуют о риске для здоровья дозы, равной 0,19 мг/мЗ, что выражается в нарушении проницаемости плазматических мембран (выход в кровь ФМФА). Продолжительность возможного б^омониторинга воздействия АН по активности альдолазы не превышает 2-х недель после завершения экспозиции.

С целью проверки индикаторной ценности тех же ферментов для сценки риска для здоровья имеющихся на рабочих местах концентраций АН, были проведены лабораторные исследования среди практически здоровых (согласно данных медосмотра) лиц, занятых в производстве синтетического каучука и не имеющих контакта с производственными вредностями • других химических производств. Контрольную группу составпяли 20 человек этого же производства, не контактирующих с вредными продуктами нефтехимии, не имевших в анамнезе вирусного гепатита. Из них 5 мужчин, 15 женщин. Возрастные колебания в пределах опытной группы.

Таблица "/.Частота обнаружения ФМФА и падение активности* БХЭ ( ниже М * 2 сигмы) сыворотки крови в зависимости от стажа работы практически здоровых лиц, занятых в производстве нитрильного каучука (в %% к числу лиц каждой стажевой группы)

Фермент Количество Стаж до Коли ¿ество Стаж от 5 обследованных 5 лет обследованных до 10 лет

ФМФА БХЭ

29 29

6,8 6,8

49 49

10,2 14, 3

Среди лиц, имеющих -таж работы в производстве нитрильного каучука до 5 лет у 7,0% слесарей и аппаратчиков обнаруживался сийдром цитолиза,

биохимическим признаком которого являлась

.-■иперальдолаземия. У 7% обследованных отмечались признаки нарушения белковосинтетической функции

печени, судя по падению активности БХЭ. Повышение активности ЩФ, свидетельствующее о патологических отклонениях со стороны желчевыделительной системы, было зарегистрировано у 7% рабочих этой же стажевой группы.

С увеличением сроков контакта с АН от 5 до 10 лет отклонения активности ферментов от нормальных величин наблюдались с еще большей частотой. Приведенные данные указывают, что концентрации АН, имеющиеся в рабочей зоне основных производств завода, представляют риск для здоровья, в частности, вызывая гепатотоксические эффекты -

Изучение содср ;Еаш:л АН с воздухе рабочей зоны слясяг'Зй (группа 1) и аппаратчиков (группа 2), ••наиболее распространенных профессий на заводе, и частоты отклонения от корки активностей ферментов изучаемого комплекса показало наличия < гсрсятнсй взаимосвязи г.;ехду этими показателями (Табл.В). Обнаруженные и'-'^енеиия могут рассматриваться как результат действия

профессионального актора -АН. В целом по заподу содсрхсание АН а воздуха рабочих зон слесарей и аппаратчиков превышает предельно-допустимую концентрацию в 19 - 45% всех проб.

Таблица 8. Содержание АЛ (мг/мЗ) в воздухе рабочей зоны в сопоставлении с частотой отклонений от нормы печеночко-споцифичзскнх формантоа сьшорот1.л крови практически здоровых лиц

Группа Количестзо проб(%), Содержание ак- Частота откло-обсле- содержание в кото- рилонитрила нений (%) от дован- рых АН (мг/мЗ) нормы активно-

ных превышает ПДК сти ферментов

1

27

13 ± 1

4Q.

34

20 t 2

50

2

Следовательно, изучаемые - ферменты: ФМФА и БХЭ можно использовать в качестве ранних (доклинических) биологических показателей воздействия АН на человека.

^y^CTiv.'TOJU посту. í м'^ ^ ^ n ^1: г: ~ v. г л! него 'епгстлг^о. ro пир?"Г:тра ' - С'1-ИА . находится па уровне вп^аней ингаляционной дозы АЛ поридха 0,19 mivíi-.. К сожалению этот показатель i¡s нг.лг.ъчоп специфичным для А!!. Голь г cpc::;¡i!:"'.-ro гт.'.'глйи в ire.'ciirsbi'.'s

тсксп^-иосап ЛИ i.n vivo.

Установление точней кчртлны патогене?:, в дэ'-н'^м, случае перекисного окисления лнпидоп а токсичности (в той числе л гепатотексичности} акрплатов in vivo является вйжньп'. как в иолях Сиогюниторппга (сценка

опасности воздействующей дозы), так и для

патогенетического обоснования использования

стабилизаторов мембран клеток печени в профилактике и лечении отравлений акрилатами.

Наши эксперименты показали, что выдыхание этана наиболее специфического неинвазивного индикатора перекисного окисления in vivo нарастало у животных, которые получали в. б. инъекции 50 мг АН кг~1 (острое отравление) . Зависимость доза - эф>фект была показана для выдыхаемого этана и активности цитоплазматического фермента сорбитолдегидрогеназы (СДГ,Рис.5).

% от контроля 450

г-| этан ¡щ сорбитол ДГ

иВО

г г з

- +

- + - +

Акрилонитрил

Вэщества - - Ии^в^о, Витамин Е На Б о Фено- бк?-525А.

2 2 3 батхЗи*

£

Рис. 5.Влияние введения различных веществ на выдыхание этана и активность сорОитолдегидрогеназы спустя 2 ч после однократного в.О.введения акрилонитрила в дозе 50 мг/кг взрослым крысам-самцам М+да (3-9 животных в каждой серии). Величины, достоверно отличающиеся от контроля обозначены звездочкой, от акрилонитрила -буквой а, от N328203 + акрилонитрил -буквой б

Эффекты различных предварительных воздействий на содержание» выдыхаемого этана и активность СДГ через 2 часа после в.О. введения 50 мг/ кг АН показаны на Рис. 5. Тиосульфат натрия не влиял !а продуцирование этана, но частично предотвратил увеличение активности СДГ, вызванное АН.

Витамин Е - антиоксидант, отдельно, или совместно с тиосульфатом натрия имел выраженный ингибирующий эффект на образование этана, так же как и на повышение активности СДГ после введения АН. Предварительное введение индуктора микросомальных оксидаз

фенобарбитала значительно увеличивало количество выдыхаемого этана, в то д.ремя как на фоне Э1*Г-525А ингибитора цитохрома Р-450, количество выдыхаемого этана уменьшалось и нормализовалось. ■

Этот эффект был связан с параллельным изменением активности цитолитических ферментов. Сам фенобарбитал и ЗКВ'-525А не оказывали влияния на концентрацию этана в выдыхаемом вспдухе.

В подостром эксперименте группы крыс

получали ежедневно в.б. 0,5, 10 и 40 мг/ кг АН в течение 4-х недель. Через 2 недели половине контрольных животных и крысам, получавшим 4 0 мг/ кг АН стали вводить витамин Е (190 мг/кг в.б.) ежедневно.

Для обоих параметров и в каждый временной интервал была обнаружена зависимость доза ' - эффект со статистически достоверным увеличением, начиная с группы в которой АН вводился в дозе 10 мг/кг.

Сам витамин Е- не оказывал влияния ни к.! один из

3J

параметров, но полностью устранял парекисное окислсииэ липидов и цитолитическое действие, связанные с повторным •введением АН (40 мг/ кг или 0,76 ммоль/кг), как и снижение пассы тела крыс, вызванное затравкой.

Следовательно, определение этана воздуха как вид Сиомониторинга эффекта воздействия АН мо.-хет служить для выявления индивидуального риска. Однако,

продолжительность ^лезхения за воздействием опасного уровня АН составляет только рабочую смену.

По накоплен;»; этана в выдыхаемом воздухе впервые in vivo доказано прооксидайтное действие АН, что дает патогенетическое обоснование применению антиоксидэнтов в качества средств массовой профилактики заболеваемости среди рабочих, занятых в производстве нитрильного синтетического каучука.

При исследовании защитного эффекта антиоксидаитов в опытах с хронической ' ингаляционной затравкой, близкой к производственным ' условиям, альфа-токоферол

предупреждал-цитолитический эффект АН. .Спустя 1 месяц после окончания затравки активность фруктозомоно-фосфатальдолазы в опытах с антиоксидантом была существенно сниженной по сравнению с - АН. Важно подчеркнуть, что защитный эффект витамина Е достигался не путем предварительного введения, а в результате одновременного с АН попадания в организм.

Приведенные данные о защитной роли антиоксиданто1 являются серьезным аргументом, подтверждающим результаты опытов по определению этана в выдыхаемом воздухе животных и позволяют уже на уровне in vivo связать

обнаруженные нечйраротокетп-'ескиэ ДП с ¿го

прооксидан±цым действием.

При оценке а качссте возможного показателе виомон.'ггеришм зл б ол <? ? т амоса-' 1, ш."*си£ио, что у

лиц, имеющих непосредственны.''] контакт с АН, она существенно :!в отлич" ■з.'-о.'? от таковей гг. зг.год^ в целом. В тоже время, у рабочих цехов нитрильного синтетического каучука удельный вес случаев

нетрудоспособности, связэншгг с заболевания!.:!! орх'анов пищеварения составляет 5,915, что превышает уровень заболеваемости по заводу на 47%. Заболевания печени составляют 40$ от этой величины.

Число случаев . нетрудоспособности, связанных с болезнями нервной системы, превышает соответствующие показатели по заводу в целом на' 20%,по болезням органов дыхания - на 16%, в днях нетрудоспособности эти показатели выше по заболеваниям органов пищеварения на 20%, нервной системы на 1,8% и органов дыхания на 9,9%.

По шкале ЗВУТ (45) уровень нетрудоспособности по заводу можно оценить как средний по случаям (88,33) и выше среднего по дням заболеваемости (1083,13). Среди изучаемых производственно - профессиональных групп самая высокая ЗВУТ у аппаратчиков и слесарей, занятых приготовлением шихты: 11Р.88 случая и 1363,33 дня, затем у рабочих на этапе выделения каучука 107,00 случая , и - 1186, 90 дня и ниже на этапе полимеризации - 96,00 случаев и 1057,75 дня. Обращает внимание, • что число случаев . и дней

нетрудоспособности у рабочих цехов АН по заболеваниям печени составляют 2,26 и 39,62, что превышает контрольный уровень, соответственно, в 6,8 и 7,8 раза.

Патогенетическая профилактика токсического действия АН была начата нами в 1981 году в ограниченной группе рабочих (45 человек) цеха приготовления -."цхты, в связи с тем, что заболеваемость в этом цехе была наиболее высокой, а с 1982 - среди всех рабочих основных профессий цехов АН. Контрольная группа включала рабочих, замятых в хозяйственных службах этого завода и выполняющих близкие по энерготратам работы, но не находящихся в контакте с АН. Средний возраст работающих в обоих группах 40 лет (от 20 до 50 лет), средний стаж работы на предприятии 10 - 15 лет. Заболеваемость с вЬеменной утратой трудоспособности изучеьа в динамике (1978 1990гг).Выявлен устойчивый положительный . эффект применения антиоксидантов, выразившийся в снижении показателей ЗВУТ, как по случаям, так и по дням.

Длительный прием антиоксидантов рабочими

производства АН синтетического каучука позволил добиться стабильного снижения ЗВУТ среди рабочих основных профессий на 35,5% в случаях и 37,8% в днях, а по заводу в целом, соответственно, на 17 и 14%.

Вскрытые в работе молекулярно - клеточные звенья патогенеза . т^аких ключевых механизмов токсичности акрилатов как крвалентное связывание с макромолекулами, перекисное окисление позволил нам предложить схему механизмов токсичности АН и теоретических путей химической профилактики in vivo (Рис.6).

-Акрилонитрил

у

алкилирование низкомолекулярных тиолов

-нервная система** -костный мозг -миокард -эритроциты

■ Тиолы *

алкилирование макромолекул

1-

Цитсхром "Р - ^450

2-Цианоэтиленоксид

-печень -легкие -почки -лимфоциты -желудочно-кишечный тракт образование цианида

Цианид-ные

антидоты*---

Антиок-

сиданты* ---

гемсодержапи«| Зелки

усиление белки ПОЛ

цитоток- цитоток- цитоток— мутагенез,

сичность сичность сичность канцеро-

генез

Рис.6.Схема патогенеза и возможных путей химиопрофш^ктики токсического действия АН. Примечание: ПОЛ- перекисное окисление липидов, антидоты,**-ткани с низкой активностью цитохро.а Р-450.

нуклеиновые кислоты

С одной стороны, ксенобиотики через процессы перекионого окисления приводят к возникновению и 'взгл-г- /действию между собой л:тиднь:х радикалов,что влечет иэмзпенпэ структуры мзяОран и условий функционирования в ней белков. С другой обороны, ксенобиотики могут образовывать и кояслепткые св-.зи с белками-фер; антами, некаталгггпческкми бслклчэт г.-е¿;3ран.

Эти общие поло:; екия, о такжч наго! экспериментальные данные и литгратуркь'е сведения о роли мемЗранотоксиччссти в мехенизме патогенеза воздействия акрялатов делают необходимым уточнение определения термина

"мзнбррчотоксил", классчфикацию момбранотоксинов с позиций современного уровгп з::ан>:й в данной области.

Рассмотренные материалы позволяю™, во первь:х, пррдпочять иное определечие ;:С1 ..'ранотоксина, выделяющее его в ряду других воздействий окрякающей среды. К мембранотоксинзм можно стпрстг химические, • биологичесг.ип и физические агенты, Еызывггхцие неблагоприятные

изменения А Риомембранах. Вс-Еторъ.'--:, эти примеры, наряду с выделением Д.Д.Искровским, В.И.Тутельяном специальной групп!! ме1:Срг.:тотропних веществ по их пррэнеллстропнссти (рр^'сств."', пчазт'.^тгчг'оку'':.;

митохондриальнул, лмэпссмчую л -ругио пилы мембрач) . делают необходимом такл'е классифицировать ыомбранотокси'.ш по объекту прямой атаки ими соответствующих компонентов мембран (см. Табл.9).

Предлагаемая классификация позволяет обосновать использование эталонных агентов с известным механизмом мэмСранотропчого действия дня исследования мэлегу.члрннх

звеньев патогенеза цитолиза потенциально опасными ч'окс'.кцитгли, ра тра ус<;о.:-нн»я: методе- и прогноза

токсичности г п VI его вновь синхсгируегш: ::>;мическп>: вешеств различного назначения.

Таблица 9. Принцнпизлькые ¡шасси м-? мбра а о понре» ца»в... 1 >: агентов

□ид мембранотокелна

Механизм действия

Модификаторы липидного бислоя

Модификаторы белков мембраны

Модификаторы углеводов мембран

Модификаторы см'.'инного типа

Изменение ынкровязкости

Изменение гидратации

Ионофсры

Детергенты

Изменение белков

биотрансформации

Изменение транспортных.

белков

Изменение рецепторных

белков

Изменение

и) плу н окомп е т е н тн ых болкоз Изменение гликопротеинпв Изменение процессии г.а Агенты, вызывающие изменения двух и богтес компонентов :; .-морян, ч

также мембранотоксины с пока не установленным механизмом действия

ВЫВОДЫ

1.Специфичными показателями внутренней дозы воздействия промышл<" чных мономеров акрилокитрила и акрилаыида являются их ковалентные соединения - адпукты с гемоглобином, белками плазмы и их меркаптуровые кислоты в моче.

2.Существует зависимость "внешняя доза" "внутренняя доза" - "эффект" между содержанием акрилатов во внешней среде, их аддуктов с гемоглобином (внутренняя доза) и содержанием меркаптуровых кислот в моче отравленных животных.

43.Чувствительность' параметров внутренней. дозы (аддукты) существенно выше чем параметров эффекта воздействия • (чаболеваемость с временной утратой трудоспособности, ферменты крови, этан выдыхаемого воздуха, меркаптуровые кислоты мочи)при интоксикации акрилатами.

4.Продолжительность возможного слежения за состоянием органиг.ма после воздействия акрилатов составляет ча^ы (по этану выдыхаемого воздуха), дни (по меркаптуровым кислотам мочи), недели (по ферментам крови) и около месяца (по аддуктам с гемоглобином).

5.Разработаны аналитически простые и высокочувствительные новые методы определения акрилонитрила

и якрилакида в С-злг.ах Kpcüi! и Елеркгип.у7С~и:: кислотах i'.ovii с • псиющьо капиллярной гпзопо'Ч ;:рс::лтогрЗ!>!:;1 и масс-спектроскопии.

С. гагиз параметры, пап s.1 сгы«!эпл? roes*. с врегли.чс'*: утратой трудоспособности. позволят1 выявить угрозу поздойсупия для организованней пооулжпш, гр:/рие отаи Еыд-ласгго^о иоэду.чс, repita. луро-;",; кислотм 1-:о':и - позволяет оцэшиъ pitci?, яр-тьи -

ферменты крепи - раннее nopa*:f>H!ia печени, з определение аддуктор зприлатов с гемоглоО'.шои позволяет определить как внутренней дозу воздействия, так и дать количественный прогноз возможной канцерогенной опасности акрилонитрила для работающих.

7.Впервые получены доказательства реальней роли перекисного окисления в механизме токсичности акрилонитрила .in vivo а эксперименте по накоплению этана а выдыхаемом воздухе. В условиях производства обосновано массовое применение антиоксидантов, что позволило снизить уровень заболеваемости с временной утратой трудоспособности среди рабочих имеющих контакт с акрилонитрилом.

8.Предложена новая классификация мембранотоксинов, по которой акрилонитрил и акриламид можно отнести к смешанному типу мембраноповреждагзщих веществ.

Список работ,опубликованных по теме диссертации

i.Ферменты сыворотки крови ь сценке характера пера'.юннд печени и эффективности химиотерапевтических "'оэдейстгщй

при отравлении акрилонитрилом //Вопр.мед.химии.-1970.-Ы6. -С.715-58 /соавт.Иванов В.В.,Грищенко Д.А.).

2.Ферментная диагностика поражения печени акрилонитрилом //Мат.Ш Всес.симп.по медэнзимологии.-Астрахань,1979.-С. 56-57 (соавт.Иванов В.В.,Гршценко Д. А.., Соловьев И.И.).

3.Возможности использования альфа-токоферола в лечебно-профилактическом питании для предупреждения токсического действия акрил .шитрила //Мат.научно-практ.конф. "Производственная база Сибири и Дальнего Востока, рационализация питания".-Новосибирск, 1980.-Ч,2, С.78-79 (соавт. Иванов В.В.).

4 '.Связь токсичности чужеродных соединений с их метаболизмом в системе микросомальных оксидаз //Мат.Всес. учредительн.конф.по .токсикологии.-М.,1980-С.95-9Г (соавт. Соловьев И.И,,Гусев С.Д.,Иваноь В.В.).

5.Определение активности фепментов сыворотки крови в оценке типа поражения печени при отравлении акрилонитрилом // Гигиенические аспекты окружаюгей среды в связи с т-'чтенсивным развитием основных отраслей народного хозяйства.-М.,1980.-С.101-102 (соавт.Иванов В. В.,Грищенко Д.А.,Лада £.В.).

6.Патогенетическое обоснование и использование токоферола как добавки к лечебно-профилактическому питанию для предупреждения гепатотропного действия акрилонитрила // Мат. Все с. конф.'"Актуальн. проблемы гигиены питания".-Тбилиси,1981.-С.162-163 (соавт.Иванов В.В.).

7.Биоантиоксиданты в профилактике поражающего дейстия акрилонитрила //Патохимия обмена веществ.-Тюмень,1982.-С. 85 (соавт.Иванов В.В.).

8.Использование витамина Е в системе профилактических мероприятий предупреждения токсического действия акрилонитрила //Метаболические аспекты дейстия на организм индустриальных химических соединений.-Красноярск ,1982.-С.17-19 (соавт.Иванов В.В.).

9.Санитарно-гигиеническая оценка условий труда и состояния здоровья рабочих в производстве акрилонитрильного каучука //Метаболические аспекты действия на организм индустриальных химических соединений .-Красноярск,1982.-С.58-62 (соавт.Иванов В.В.).>

10.Доказательства первичности дейстия акрилонитрила на мембраны эндоплазматического ретикулума //Клеточная и субклеточная экспериментальк я патология печени.-Рига, 1982.-С.22-25 (соавт.Иванов В.В.,Жирнов Г.Ф.,Гусев С.Д.).

11.Биомембраны в механизме действия токсических соединений //Мат.Ш Всес.съезд патофизиологов.-Тбилиси,

9Й2,-С.16 (соавт.Соловьев И.И.,Иванов В.В.).

12.Использоание токоферола с целью профилактики заболеваемости среди рабочих производства акрилонитрильного синтетического каучука //Мат.1 Всес. совещания "Биоантиоксидант".-Черноголовка,1983.-С.143-144 (соавт.Иванов В.В.,Григорьева И.К.).

13.Нарушение функций печени при длительном воздействии акрилонитрила //Биохимические исследования патологических процессов.-Рига,1983.-С.45-48(Иванов В.В.,Грищенко Д.А.).

14.Результаты использования антиоксидантоЕ патогенетической, профилактике заболеваемости среди рабочих производства акрилонитрильного каучука // Механизмы патологических реакций.-Томск, 198 3 -С.194-198

(соавт.Соловьева П.И.,Иванов В.В.).

15.Использование анткоксиг,актов для предупреждения ■ гопатотоксического эффекта акрилонитрила //Фармакол.

токсикол.-1D8«!.-М5. -С.96-100 (сопт.Иванов В.В.).

16.Результаты использовании антчоксидантоп с целью снижения за0олег;асг.;ос1'и органом ¡шщзвзренкя в ^ловиях производства акрилспитпильного каучука //Методы снижения заболеваемости раб чих на промышлешш:: предприятиях.-. -Красноярск,19d9.-С.50-53 (соавт.Иванов В.В.).

17.Проблема эффективности использования трудовых ресурсов : профилактика• заболеваемости //Мат.Всес.конф."Здоровье чолозека в СиОири".-НоЕоаиЗирск,1DÎÎ5.-С.127-129 (соавт. Иванов В.П.,Круч1:ш;;:а Р.И.).

18.Лнтиоксиданти 'в клинг^ко-гигиснической к^ррекцчп токсического промыйшенногс воь, .эйствил акрилонитрила // Мат.П Ваес.копф."Виоантноксидант".-Черноголовку, 198С.-С. 112-»113 (соапт.Исгноя В.В.,Семенов А.М.,Терлчеп Ü.M.).

19. Использование «эмбранотротнх: препаратов э защ:тс организма от' то'-сичоского фактора прс-нгводеувоино!": сроды //Мат. Всос .конф. "Пройлс!«!' сстданпп и сосоршопствогаппл эзто?лати^прованных тл'.формацис::!;:-.;:: c:icie:; о::ра;::-: труда, 0!сружа:п:цеи ср?ли и здоровья иьсолснмя кру:шт промышгсинных городов" . -Ангарск, 19В5 .-С. 174-175 . (соавт. Иванов В.В.).

20.Антиоксиданты в профилактике токсического действия акрилонитрила //Гиг.труда и профзаб. -1 9S7 . -N8 . -С . 20-.°? (соавт.Иванов В.В.).

21.Днтиоксидлити как возможный ыех>ни?и ечкянкч на aaPonenaeî.iocTtj организованной популяцп" насэлсиип //Мат.

Всес.симл."Особенности лилидногс обмена в условиях Сибири и Дальнего'Востока с учетом бытовых и пищевых факторов," Чита/1987. -С. 83-84 ('соавт. Иванов В.В., Пайзулаева Г.А.). 22.Биомембраны в оценке опасности . воздействия ксенобиотиков //Мат.Вс.ес.конф. "Проблемы оценки и прогнозирования функциональных состояний организма в прикладной физиологии".-Фрунзе,1988.-С.^52 (соавт.Иванов В.В.,Лужков Ю.Я.,Бекерев В.Е.).

23.Этан выдыхаемого воздуха в оценке стабилизации мембран клеток печени антиоксидантами при интоксикации акрилатами //Мат.Всес.конф."Реконструкция,стабилизация и репарация биомембран."-Благовещенск, 1989.-С-126 (соавт.Иванов В.В., Тарских М.М.,Яыанова М.В.).

24.Акрилонитрил: метаболизм и патогенетическая профилактика //Метаболические асяейты действия на организм индустриальных химических соединений.-:расноярск, 1988.-С.32-39 (соавт.Иванов В.В.). 25.0 классификации мембранотоксинов и механизмах их действия //Ма".4 Всес.съезда яатофиэиоллогов "Нарушение механизмов регуляции и их коррекция".-И.,1989.-Т.2,-С.529 (соав.Иванов В.В.#Григорьева И.К.,Устинович Л.И.1.

26.Новое в механизмах действия мембранотоксинов и их принципиальная классификация //3.00 лет кафедре Томского мединститута.-Томск,1990.-С.84-88 (соавт.Иванов В.В.).

27.Интегральные критерии и функциональные показатели биомембран в культуре фибробластов микросом отравленных животных при комбинированном действии акрилатов // Сочетанное и комбинированное действие факторов внешней среды на организм.-Воронеж,1989.-С.82-86 (с~авт.Иванов

«

В.В.,Бекерсв В.Е., Яш нова Ы.В.).

20.Ecological approach in research of unfavourable infl'.dnce mechanicra3 of acrylonitrile as an environmental factor // Abatr.Constituent Congress International Society for Pathophysiology.-Moscow, 19S1.-P.223-230 (coauthors Ivanov V.,Svstlakcv A., Jaraanova M.).

29.Biological monitoring of acrylonitrile expose through a new analytical a;proach to its hemoglobine and plasma protein adducts and urinary metabolites in ratr- and humans // Abstr. Intl. Sympo3. on Biological Monitoring.-Kyoto, 1992.-P. 29 (coauthors Ivanov V.,Hashimoto 1С,Inomata K.).

30.Биологический мониторинг воздействия акрилонитрила путем его определения в аддуктах с гемоглобином и плазменными белками крыс // ,,jn. в ВИНИТИ 09.10.92 Н 2935-В92.-Красноярск,1992-17 с (соавт. Иванов В.В., Иномата К., Нашимото К.).

31.Biological 1 monitoring of acrylonitrile exposure through a new --nalytical approach to its hemoglobine and plasma protein adducts and urinary metabolites in rats and humans // Int.Arch.Occup.Environmental Health.-1993.-V.65, Ml.-P.103-106 (coauthors Ivanov V.,Hashimoto К.,Kav;ai T.) .

32.Новый аналитический метод в биологическом мониторинге акрилатоп- определение их в составе белковых и небелковых коньюгатов плазмы и мочи крыс и человека //Актуальные проблемы фармакологии и. поиска новых лекарственных препаратов.-Томск,1994.-Т.7-С.101 (соавт.Иванов В.В., Хашимато К.,Иномата К.).