Введение к работе
Актуальность проблеми. 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 основополагавэдее 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 отиора_ проб, ведется путем экологического мониторинга, то есть отбора проб окружающей среды и определения в них внешней дозы (предельно-допустимые концентрации, ПДК или TLV) . Р 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 путях поступления, биотрансформации и выведения пшібодят к различиям в количестве химического вещества (или его метаболитов), достигающих поражаемьге ганчеви и организме.
П"5,-р:с\д, оі;яЬз:гкі?Я с (>іГ}>слспаь'яс.-л этой, u-.j: иаикасгюГз "и:іу*.раіїі!сії доен", пойисллск прео^глсіь укас-.стпл-і сівдо іієдосї&ткіі с::слопічоского ііошіторшіга, yvp.ovi. йнэлогич-оску.о вариаСоиъносй'ь к носііф наьашпіе биолог»х<лзского иоіюторгаїта. 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,
Биомоїшюрішг koiksjv Сіпгь раздолен 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
Зутрозіиго on Biological Monitoring,19j2;Kechanism of Toxicity and Віоіг.аг!:егз to Ansens Adverse Effects of Chf-ijical.s, 1994) . В странах Западной Епропм, С:;!Л и Лиошпг Оио::онйторннг ряда :оііЗічоск::;г веществ, у:"е внедрен на законодательно'! урог1!:^.
В сопз'л с чем, что в производства и использовании акрилатоа заняты сошли яысяч людей, и воздействуют' они часто в смеси хи:&ічески:< иещестз (Гигиенп'.'есклз критерии ВОЗ:Акрилоніітр!іл, 19S5;Acrylaraidc,1985), развития мзтодов Сиоіміониториига дозы воздействия и эффектов акрилатов, являетихся вероятными канцерогенами для человека, рекомендовано Международной программой ВОЗ /ООН/ МОТ по хикическо'" безопасности. Весьма актуальной эта проблема является и для России - одного из крупнойвмх а мире производителей и потребителей а крил а тез. Цоль гїгСстіі:изучить механизмы действия акрилатов in vivo и ра'зработать патогенетически обоснованные методы биомониторинга, профилактики промышленной интоксикации акрилатами.
Для достижения указанной цели были пэс?азла;п! слвяует?іа задачи:
-
Вскрыть ключевые звзньл патогенеза интоксикации акрилатами in vivo и определить чувствительные показатели ранних эффектов воздействия.
-
Выявить специфические показатели внутренней дозы воздействия и разработать новые аналитически простые и чувствительные методы ее определения.
3. Дать обоснования soзможисети использования
предложенных показателей биомониторинга ' дозы и
эффектов воздействия акрилатов путем установления зависимостей на уровне организма: "доза-эу,.. лч" и группы организмов, популяции: "доза-ответ".
4. Разработать и испытать в условиях производства новый метод патогенетической профилактики токсического действия акрилонитрила.
\. Дать количественную оценку канцерогенного риска акрилонитрила для работающих на основе новых показателей внутренней лозы воздействия.
Научная новизна: Работа носит приоритетный характер, поскольку в ней впервые систематически разработаны методы Оиомониторинга высокотоксичных промышленных акрилатов, В исследовании впервые:,. -
- предложены и испытаны методы определения исходных
молекул акрилатов в составе их аддуктов с белками крови и
в ыеркаптуровых 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
акрилонитрилаIAHJ, акриламида(АА) с гемоглобином, что
позволило- использовать эти молекулярные показатели для
специфического Оиомониторинга 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, чуэстпительности - и продолжительлосїи слегсниг. после okdk«3u:m поздействил акрплатоз;
- ,-пя кресты:: аякилпруюл:,:.:;; соединений доісаза.'іо " опитам
на целом организма по отпну іілі.жае'лоі'О воздуха
прооксидантпоа дсйсілл-їз па примере ЛИ п вскрыта роль
перекненого окисления ):ипидо:г,!Гла;:идпсй группировки ЛН з
механизма -гиперфермектелки пр:- его инто"см;:зц!п:;
помакана високая профилактическая эффективность природного антиоксидакта Е>итаимна Е а эксперименте и в условиях производства синтетического гкрішоиитрилілюго каучука;
- дане козал классификация мсыЗрллстсксшюь, но логорой
АН и , АА мссїііо отнести к смешанному ' типу
ыоыСраноловрогзаммх :>о:деств.
Настоящая рзбота выполнялась а раі-л^зх программы БСЗ/ОСШ/НОТ по безопасносіи кимкческия. вещаств, лрограгдаы Государственного комитета по наука и технике (номер государственной регистрации 0.6Й.07.), начата в 1982 году л лпл.іі-гся 4par:.it:iroi-i тєііьі "Разработать и внедрить методы и. средства npjriiosa, монлториша,профилактики тикеичиистц при ко;;бл?іирозаііно;.і действии ксенобиотиков".
Научно-теоретическое значение работы заключается в том,что в ней исследован новый аспект предупреждения ООЛеЗНЄЛ ХИЫИЧе^КОИ ЭТИОЛОГИИ - биологический индивидуальный мониторинг.
Представленные и исследовании результат, показывают зависимость м-їтлу данными -juowuHHTopmiiVi акрилатоіі и леказзтеллми двух ілідоб Сиомониусриш'а: доі-ьі и їФійктоіі
воздействия, доказывая принципиальное преимущество определения молекулярного показателя внутренней дозы (количество акрилатов, ковалентно связанных с макромолекулами) в оценке наличия или отсутствия воздействия данного яда іна 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 зо"ны) .
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 орновами 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 і. 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 реї'істрации 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 крупнейшегої в России завода синтетического каучука. Длительный прием антиоксидантов 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%. РІмеются 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 биомониторинга дозы (аддукты) в специфичности, чувствительности или продолжительности
слехазіїи;-: после окончания воздействия акрилатои.
'.'> Лісрокіісног окі'С'лєичС; липндос играет рсальнуп роль F. н.:.::о:глЕг.-;і '-'f.KCuw.iocT;. ;'.H, in vivo наряду с ноооратнм:лз сііп=!:-чаии;- с :.'.';і:ро'лолокула.-.:і !; цлаиядпіл эффектом. Зто даьт n.'iToroiiowivacnoa обоснование высокой профилактической сС.&Зіскіпкосш антиоксидантом в услог.нях производств?; сн;:тскіческоРО акр;ілоі:.і'?рилі.ііого каучуга. JVr<; .:,.^.::^7 г-г.ісЧ :.
Материалы диссертации доложены па следуощих научных соСрания:::Мзхгдулародііш: (Псспва, 19Э1) и Всесоюзных съездах патофизиологов (Тбилиси,1982;Кищинев, 19и9) ; Пленума патофизиологов и фармакологов Сибири и Дальнего Востока (Кемерово,1994); Ш Всесоазном симпозиума по мед энзимологии (Астрахань,1979); Всесоюзной учредительной ічОі:^еренции по токсикологии (Москва, 1980); Всесоюзной конференции "Актугпьные 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 охраны труда,окружающей среды и здоровья населения крупных промышленных городов (Ангарск,1985); Всесоюзном симпозиуме "Особенности ф липидного 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 (Фруїие, 1988) ; Всесоюзной конференции "Реконструкция, стабилизация 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 мзд. 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 страницах, иллюстрирована 17 таблицами и 21 рисунками.
