Отдаленные последствия влияния ядов на организм

Вредные вещества могут оказывать на организм специфическое действие, которое проявляется не в период воздействия и не сразу по его окончапии, а в периоды жизни, отделенные от периода химической экспозиции многими годами и даже десятилетиями. Проявление этих эффектов возможно и в последующих поколениях.

Возможность отдаленных последствий воздействия химических веществ является важной гигиенической проблемой, поскольку на современном этапе необходимо найти пути профилактики с тем, чтобы не допустить неблагоприятные последствия для последующих поколений.

Под термином «отдаленный эффект» следует понимать развитие патологических процессов и состояний у индивидуумов, имевших контакт с химическими загрязнениями среды обитания в отдаленные сроки их жизни, а также в течение жизни нескольких поколений их потомства. К нему относят гонадотропное, эмбриотоксическое, канцерогенное, мутагенное действие, а также ускорение процесса старения сердечно-сосудистой системы под влиянием химических соединений.

Изучение отдаленных эффектов при обосновании санитарных стандартов необходимо для повышения их надежности.

Гонадотропное действие химических соединений. По укоренившемуся мнению, ответственность за бесплодие брака ранее возлагалась почти исключительно на женщину. Однако сейчас уже известно, что в значительном числе случаев «виновником» бесплодия брака может быть мужчина. Причиной этого является высокая чувствительность мужских половых желез к различным повреждающим факторам. Выявлена связь нарушения репродуктивной функции человека с действием факторов окружающей среды, производственными факторами, и в частности с химическими, воздействующими на человека в процессе его трудовой деятельности.

Так, доказано нарушение функции гонад при воздействии бензола и его гомологов, хлорорганических соединений; марганца, хлоропрена, капролактама, борной кислоты, фенола, свинца.

Имеются также данные о нарушении менструальной функции и функции яичников у женщин, работающих в производстве изопренового каучука, стирола, капролактама, при работе с соединениями марганца.

Гонадотропное действие проявляется нарушением сперматогенеза у мужчин и овогенеза у женщин.

При изучении гонадотропного действия в промышленной токсикологии используются методы, изложенные в методических рекомендациях «Методы экспериментального исследования по установлению порогов действия промышленных ядов на генеративную функцию с целью гигиенического нормирования», утвержденных М3 СССР.

Для выявления гонадотропного действия у мужских особей при нормировании используют следующие методы: функциональный (длительность или скорость движения сперматозоидов, выносливость их по отношению рН среды, осмотическая стойкость, количество патологических форм); морфологические (онтогенетический анализ стадии развития сперматогенного эпителия, контроль за величиной и весом гонад); биохимические (определение общего содержания нуклеиновых кислот, характеристика их синтеза и распада).

При изучении овогенеза используются морфометрические и функциональные методы оценки состояния яйцеклеток.

Изучение сравнительной чувствительности репродуктивной функции самок и самцов в ряде случаев выявило одинаковую и даже большую чувствительность семенников при одних и тех же интенсивностях воздействия. Одинаковая чувствительность мужских и женских половых желез имеет место при воздействии борной кислоты, соединений марганца, хлоропрена. Это свидетельствует о том, что защита будущих поколений не может ограничиваться рамками проблемы женского труда. Должна учитываться возможность специфического действия на репродуктивную функцию как женского, так и мужского организма.

Эмбриотропное действие промышленных ядов. Влияние химических соединений во время беременности может вызвать в развитии плода различные нарушения, которые условно можно отнести к следующим типам эффектов: тератогенным (гистоморфологические дефекты развития, биохимические, функциональные и другие нарушения функции органов и систем, проявляющиеся в постнатальном развитии); эмбриотоксическим (внутриутробная гибель, снижение массы и размеров эмбрионов при нормальной дифференцировке тканей).

При действии ряда химических соединений, когда концентрации яда в воздухе рабочей зоны превышали ПДК, было установлено их тератогенное действие. В частности, таким действием обладают хлоропреновый латекс, фенолформальдегидные смолы и др. Имеются данные клинических и экспериментальных исследований о влиянии гранозана и ДДТ на эмбриогенез и развитие потомства. Обследование работниц производства кремнийорганических лаков и эмалей выявило увеличение частоты появления токсикозов беременности и нарушений родовой деятельности. Обнаружены также качественные изменения в плаценте у женщин, занятых в производстве синтетического каучука.

При изучении эмбриотропного действия химических веществ в эксперименте большое значение имеет продолжительность воздействия яда, срока беременности, на которые приходится это действие, уровни воздействия, вид экспериментальных животных.

Для промышленной токсикологии, учитывая реальные условия воздействия яда на производстве, практический интерес представляет чувствительность эмбриона в течение всей беременности, в первые 3 мес беременности и в отдельные дни беременности (в основном в период органогенеза).

Чувствительность эмбриона особенно велика на ранних стадиях развития. Химические вещества в дозах, не вызывающих токсический эффект у матери, могут повредить плод. Установлено 2 критических периода развития эмбриона с очень высокой чувствительностью к внешним воздействиям – период предшествующий имплантации и период плацентации. 1-й период приходится на первые 3 недели развития, 2-й – на 4 – 7-ю неделю, когда происходит формирование плаценты.

Эмбриотоксическии эффект в значительной степени определяется состоянием плаценты.

Изменение проницаемости плаценты зависит от общего состояния организма и от срока беременности, а также от химического строения и свойств проникающих в организм матери химических соединений. Например, никотин делает плаценту проницаемой даже для тех веществ, которые в обычных условиях через нее не проходят. Поэтому дозы химических соединений, недостаточные чтобы вызвать токсический эффект у некурящей матери, у курящей - проникая через плаценту, могут оказывать неблагоприятное влияние на плод. Беременность как нагрузка может изменять устойчивость организма к воздействию различных факторов, в том числе и химических, в сторону снижения его резистентности, что также может явиться причиной нарушения развития потомства, вплоть до его гибели.

Изучение эмбриотропного действия химических веществ проводится в экспериментах на лабораторных животных при нескольких концентрациях. В качестве показателей эффекта действия определяется продолжительность беременности подопытных животных, эмбриональная смертность, число, масса, длина новорожденных, выявление тератогенного действия, прирост массы и развитие после рождения, т. е. исследование плода и потомства. Помимо этих исследований, изучается состояние организма самих беременных животных, т. е. общее токсическое действие. Анализ результатов проведенных экспериментов позволяет определить порог специфического действия, т. е. минимальные действующие концентрации и дозы, оказывающие эмбриотропное действие.

Мутагенное действие химических соединений. Под мутагенным действием химических веществ следует понимать изменение наследственных свойств организма, проявляющихся у его потомства.

Мутационный процесс дод влиянием химических веществ можно подразделить да 2 большие группы: мутагенез в зародышевых клетках и мутагенез в соматических клетках. Мутации под влиянием химических веществ могут возникать на всех трех уровнях организации наследственных структур: генном, хромосомном и геномном.

Следствием мутаций в зародышевых клетках в зависимости от их характера будет гибель зигот, эмбрионов, плодов, индивидов на разных стадиях развития или воспроизведение мутации из поколения в поколение. Мутации в соматических клетках приводят неизбежно к нарушению генетического гомеостаза и, следовательно, к связанным с этим последствиям.

В настоящее время установлено мутагенное действие для многих химических веществ. Этим действием, например, обладают хдоропрен, винилхлорид, окись этилена, диметилфталат.

Мутагенная активность химических веществ изучается в экспериментах на различных биологических объектах: плодовой мушке, вирусах и фагах, растениях, культуре тканей, лимфоцитах. Приведенный перечень биологических объектов уже сам по себе говорит о том, что мутации, возникающие в клетках индикаторных оргапизмов, в ряде случаев не могут быть идентичными с мутациями у млекопитающих. Например, для больших доз кофеина выявлен прямой мутагенный эффект на низких системах (дрозофиле и бактериях) и в то же время подобный эффект у человека не выявлен.

Наиболее распространенными методами изучения мутагенной активности химических веществ на лабораторных животных (белые крысы линии Wistar и белые мыши SHK) в настоящее время являются цитогенетический анализ клеток соматической ткани и метод доминантных летальных мутаций.

Изучение мутагенного действия промышленных ядов целесообразно проводить по схеме, рекомендованной И.В. Саноцким (схема 2).

Схема 2

Последовательность изучения мутагенного действия промышленных ядов

Исследование мутагенного эффекта следует начинать не со смертельных или близких к ним уровней воздействия, а с уровней порога однократного действия по интегральным показателям. При хроническом эксперименте для установления порога специфического действия применяют дозы и концентрации вещества, лежащие на уровне и ниже порога хронического действия.

При установлении мутагенного действия промышленных ядов должна проводиться коррекция ПДК, установленных по показателям общего токсического действия.