Введение к работе
Актуальность пр о б лемы
Канцерогенную угрозу для человека представляет мнокество различных химических соединении, в том числе полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) (Томатис Л., 1987; I ARC. 1984). Среди последних наиболее опасен бенз(а)пирен (БП), что обусловлено его высокой канцерогенной активностью и широким распространением в окружающей среде (IflRC. 1990).
Однако хорошо известно, что среди индивидуумов, имеющих практически равную канцерогенную нагрузку, рак развивается лииь у части из них. Это обусловлено неодинаковой чувствительностію . организма к действию канцерогенных агентов. Изучение факторсв, определявших индивидуальную чувствительность к ним, вазно для прогнозирования риска возникновения злокачественных новообразовании. Одним из таких факторов являются особенности метаболизма канцерогенов. Многочисленными исследованиями показано, что ПЙУ. включая БП, относятся к веществам, которые под действие : ферментных систем организма претерпевают различные пре-ращения, ведущие как к их активации (образованию канцерогенных метаболитов), так и к дезактивации (образованию неканцерогенных метаболитов) (Кобллков В.Д.. 1990; Peltonen К., Dlpple А., 1995). Независимо от пути попадания в организм, метаболизм этих соединений происходит преимущественно в печени.
На пзрвом этапе метаболизма образуется множество метаболитов БП: эпоксидов и фенолов. Фенолы, например, 3-гпцрокси-бенз(а)пирен (3-ОН-БП), в основном являются слабо-, или неканцерогенными соединениями. Эпоксиды превращаются, в свою очередь, в соответствующие дигидродиолы. такие как 7,8-дигидродиол БП (7,8-БП). 4.5-дигидродиол БП (4,5-БП) и 3,10- дигидродиол БП (9.10-БП), которые могут окисляться, образуя'соответствующие дисл-эпоксиды. Основную роль в канцерогенезе играет 7,8-БП. из которого в результате последующего окисления образуется бен-(а)пирен-7.9-диол-9,10-эпоксид (БПДЭ) - конечный канцерогенный метаболит БП. В то не время основным продуктом инактивации 5П является 3-0Н-5П (IARC. 1984; Peltonen К.. Dipple'A., 1995).
На основании данных об индивидуальных колебаниях активности ферментов (так называемый метаболический фенотип), от которых завися: особенности метаболизма БП и, следовательно, соотношение образующихся метаболитов, теоретически представляется возможным
-2-производить изучение индивидуальной чувствительности организма-к его канцерогенному действии по количественному определению меіаболчтов.
Большинство методов, использовавшихся для этого ранее, были инвазивнчми (анализ компонентов крови, проб тканей). В работе предпринята попытка создать неинвазизный. основанный только на исследовании экскретов, метод определения метаболитов БП. Идея определения чувствительности организма к БП по исследованию экскреции его метабо.гчтов представляется целесообразной, поскольку она базируется на одном из ключевых этапов канцерогенеза. Ранее метаболиты БП в различных биологических кидкостях исследовались разными методами СI ARC. 1984. 1986), в основном с использованием видкостной хроматографии высокого разрешения. Однако она малоприменима для большого количества проб, а последнее необходимо для обследования достаточно репрезентативного контингента людей. тдвергшихся воздействию БП. Для такого исследования требовалось разработать надекный, сравнительно простой и доступный метод количественного определения основных метаболитов БП. При разработке метода был использован накопленный в НИИ онкологии опыт-применения фгчшресцентно-спектрального анализа ПйУ с избирательным возбуждением флюоресценции для определения того или иного соединения в смеси ПйУ без их хроматографического разделения.
Цель исследования
Основной целью работы являлась разработка адекватного спектрально-флюоресцентного метода количественного определения маркерных метаболитов БП в экскретах яивотных и исследование с его помощью индивидуальных и видовых особенностей их выведения из организма.
Для достивения этой цели били поставлены следующие задачи:
-
Разработать методику экстракции метаболитов БП: продуктов его метаболической активации (4,5-. 7,8- и 9.І0-БП) и детоксикации (3-ОН-БП) из мочи и кала кивотных, подвергнутых воздействию БП.
-
Разработать спектрально-флюоресцентную методику количественного определения указанных метаболитов БП в экстрактах, без их хроматографического разделения.
-
Изучить- индиэидуальние и видовые особенности экскреции указанных метаболитов БП с мочой и калом крыс и обезьян.
подвергнутых его воздействию в различных дозах.
Каучная новизна исследовани я
В ходе выполнения диссертационного исследования впервые разработана методика количественного определения ряда метаболитов БП спектрально-флворесцентннм методом в смеси, без их хроматографцческого разделения. Преимущество такой методики состоит в том, что она позеоляєт уменьшить потери метаболитов, неизбежные при фракционировании пробн. Важной особенностью разработанной методики является ее высокая чувствительность и избирательность.
С помощью указанной методики впервые исследована динамика экскредаи с мочой и калом метаболитов БП - маркеров его биологической активации и дезактивации, и определены их индивидуальные уровни в экскретах у крыс, а также у обезьян -животных, биологически наиболее близких к человеку.
Практическая значимость
Разработанная методика, позволяющая определять индивидуальные уровни экскреции метаболитов БП. в случае обнаружения корреляции между уровнем экскреции метаболитов БП и его канцерогенным эффектом, может быть использована для оценки индивидуальной" чувствительности к БП. Последнее важно для формирования групп повыиенного риска среди рабочих производств, где не удается исключить контакт с БП. а также среди контингента людей, имеющих с ним бытовой контакт.
Положения, выносимые на защиту
-
Впервые разработана Еысокочувствительная спектрально-флюоресцентная методика, позволяющая количественно определять маркерные метаболиты БП - продукт его детоксикации 3-ОН-БП, а также продукт его метаболической активации 7.8—БП в экскретах иивотных. подвергнутых воздействию зтрго соединения.
-
Обнаружена зависимость степени экскреции метаболитов БП от -его дозы.
-
Отмечен значительный индивидуальный разброс в экскреции
_4-7,8-БП и 3-ОН-БП с максимумом экскрецик на 2-4-й день после введения БП.
-
Исследованы видовые различия в экскреции метаболитов БП у" крыс и обезьян.. Обнаружена больная экскреция метаболитов БП у крыс, пс сравнению с обезьянами, при однократном внутрибрюшинном , воздействии БП в одинаковых гозах. Однако отношение количеств активных и неактивных метаболитов БП у обезьян было выие. чем у крыс.
-
Проведенные исследования дают возмокность изучения зависимости индивидуальной чувствительности к канцерогенному действию БП от особенностей экскреции его маркерных метаболитов.
Апробация работы
Материалы диссертации долокены на 1-м Всесоюзном рабочем совещании "Биофизика рака" (Москва, Черноголовка, 30 сентября -3 октября 1987 г.). Республиканской научной конференции "Механизмы канцеро- и .пейкогенеза" (Киев, 30 января - 1 февраля 19Э0 г.), 13-м Международном противораковом конгрессе (Гамбург, Германия, 16 - 22 августа 1990 г.), Некдународной конференции "Значение исследований на вивогных для оценки онкологического риска у человека" (Остин. Техас. Ш, 5-8 декабря 1990 г.). Некдународной конференции по экологической и промышленнной токсикологии (Бангкок. Таиланд, 22 - 26 июля 1991 г.), 1-й Иеядународной конференции "Биомониторинг и маркеры чувствительности к раку: их роль в молекулярной эпидемиологии г, оценке риска" (Гавайи, Сїіїй. 26 октября - 1 ноября 1991 г.), 16-м Международном противораковом конгрессе (Дели, Индия, 30 октября -5 ноября 1994 г.). совместной научной конференции лабораторий онкоэкологии. экспериментальных опухолей, канцерогенных агентов НИИ онкологии им. проф. Н. Н. Петрова МЗМПРФ (10 октября 1995г.)
По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ.
Объем и структура диссертации
