Основные критерии вредного действия смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-l-гомоцитрулина для прогнозирования опасности здоровью работающих в условиях производства (экспериментальное исследование)




Скачать 21,11 Kb.
НазваниеОсновные критерии вредного действия смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-l-гомоцитрулина для прогнозирования опасности здоровью работающих в условиях производства (экспериментальное исследование)
страница1/2
Дата03.02.2016
Размер21,11 Kb.
ТипАвтореферат
  1   2
На правах рукописи


БИТТИ

Мария Александровна


Основные критерии вредного действия

смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-L-гомоцитрулина для прогнозирования опасности здоровью работающих в условиях производства

(экспериментальное исследование)


14.03.04 - токсикология


Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук


Санкт-Петербург


2011г


Работа выполнена в Федеральном бюджетном учреждении науки «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора


Научный руководитель:

д.м.н., профессор Сидорин Геннадий Иванович


Официальные оппоненты:

д.м.н., профессор Гребенюк Александр Николаевич


д.м.н., профессор Глушков Сергей Иванович


Ведущая организация: ФГУП «Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека» ФМБА России


Защита диссертации состоится «24» января 2012 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 208.030.01 при ФГУН «ИНСТИТУТ ТОКСИКОЛОГИИ» ФМБА России,192019, Санкт-Петербург, ул. Бехтерева, д.1


С диссертацией можно ознакомиться в научно-медицинской библиотеке ФГУН «ИНСТИТУТ ТОКСИКОЛОГИИ» ФМБА России


Автореферат разослан «22» декабря 2011г.


Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор

Луковникова Любовь Владимировна

Общая характеристика работы

Актуальность исследования. Многообразие химических веществ, обращающихся в среде обитания, различие их химической структуры и физико-химических свойств, трудности управления риском хронических воздействий превратили химический фактор в реальную угрозу выживания человека и живой природы (Курляндский Б.А., Филов В.А., 2002). Последнее десятилетие характеризуется существенным повышением интереса мировой науки к различным сторонам взаимодействия живого организма и химического агента. Это обстоятельство привело к ускоренному развитию токсикологической науки, особенно в экономически развитых странах. Одной из основных тенденций этого развития является интеграция изучения химического фактора с точки зрения общих закономерностей механизма его действия на живой организм и зависимости «доза (концентрация) - эффект» (Курляндский Б.А. 2008).

Значительную опасность для здоровья населения представляют синтетические биологически активные соединения, которые находят все большее применение в промышленности в качестве исходных, промежуточных веществ промышленного синтеза и конечных продуктов различного назначения. В их число входит большая группа химических веществ, использующихся для синтеза лекарственных средств, обладающих не только специфически направленным терапевтическим действием, но и широким спектром токсических эффектов. Попадая в окружающую среду на разных этапах производства, эти вещества в той или иной степени могут оказывать вредное действие на работающих.

К таким веществам относятся и ряд производных группы нитрозоалкилмочевин, которые в настоящее время успешно применяются в составе схем химиотерапии при лечении злокачественных опухолей различных видов и локализаций (Дементьева Н.П., Корман Д.Б.,2001; Купчан Д.З., Манзюк Н.В., 2000). В литературных источниках имеются данные о токсичности лишь немногих представителей группы нитрозоалкилмочевин, например таких, как N-нитрозо-N-метилмочевина (НММ), циклогексилнитрозомочевина (ЦГНМ), N'-2-L-арабинопиранозил-N-метил-N-нитрозокарбамид (араноза) и др. Известно, что соединения группы производных N-нитрозо-N-алкилмочевин являются цикло- и фазонеспецифическими цитостатиками, алкилирующими ДНК, РНК и протеины. Большинство из них в эксперименте на всех видах испытуемых животных оказывает мутагенное, эмбриотоксическое, тератогенное и канцерогенное действие (Багирова В.Л. и соавт.,1999).

Исследуемая в нашей работе смесь изомеров 2-хлорэтилнитрозо-L-гомоцитрулина (субстанция лизомустина): 9-(2-хлорэтил)-7-нитрозо-L-гомоцитрулин и 9-(2-хлорэтил)-9-нитрозо-L-гомоцитрулин - производное хлорэтильных нитрозоалкилмочевин, высоко реакционный карбамоилирующий и алкилирующий агент, в молекуле которого хлорэтилнитрозомочевина соединена с редкой аминокислотой – гомоцитруллином (Краснов В.П. и соавт., 2003: Горбачева Л.Б., Дедерер Л.Ю., 2005 и др.).

Известно, что противоопухолевое действие смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-L-гомоцитрулина (далее по тексту - лизомустин) связано,глвным образом, с торможением синтеза ДНК в опухолевых клетках и антиметаболитными свойствами в отношении к незаменимой кислоте - лизину. Этот же механизм, имеет место при действии на генные структуры здоровых клеток, особенно тех, функция которых обеспечивается высокой скоростью постоянного деления. При этом отмечается, что эффект воздействия в значительной степени зависит от репарации, обусловленной активностью ДНК-α,-β-полимераз (Перетолчина Н.М. и соавт., 2003).

Из-за разнообразия механизмов действия биологически активных веществ и вызываемых ими различных эффектов наиболее важным и принципиальным вопросом их гигиенического регламентирования следует считать выбор показателей их вредного действия, которые определяют, в конечном итоге, величину гигиенического норматива и класс опасности. Опыт показывает, что установление неадекватного уровня норматива влечет за собой либо неоправданно высокие риски для здоровья работающих, связанных с профессией, либо значительные, но малоэффективные траты капитальных вложений.

Указанные обстоятельства, а также планирование российского производства ряда противоопухолевых фармакологических средств, в том числе лизомустина, в соответствии с Федеральной целевой программой «Предупреждение и борьба с заболеваниями социального характера» (2002-2006) и подпрограммой «О мерах по развитию онкологической помощи населению РФ» (2001) определило необходимость проведения экспериментальных работ для получения качественной и количественной информации с целью научного обоснования безопасного содержания лизомустина в воздухе производственных помещений и разработки адекватных способов обеспечения безопасных условий работы.

Актуальность исследования названного препарата определятся не только задачей его ограничения в воздухе рабочей зоны, но и наличием знаний о характере проявлений токсического действия, необходимых для контроля состояния здоровья работающих на производстве, т.е. для эффективного управления рисками.

Диссертационная работа выполнена в рамках отраслевой научно-исследовательской программы «Гигиеническая безопасность России: проблемы и пути обеспечения (на 2006-2010 г.г.)». «Гигиеническая оценка факторов профессионального и экологического риска для населения и разработка мер по их снижению», гос. регистр. 01.2.00702346.

Цель работы. В эксперименте на животных выявить основные критерии вредности, определяющие опасность смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-L-гомоцитрулина (лизомустина) при контакте с ним на производстве. Обосновать безопасный уровень содержания лизомустина в воздухе рабочей зоны.

Для достижения намеченной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Установить параметры острой токсичности лизомустина и его предшественника - 1,3-бис-(2-хлорэтил)-1-нитрозомочевины (БХНМ, кармустина);

2. Исследовать местное раздражающее, кожно-резорбтивное и сенсибилизирующее действие лизомустина и БХНМ;

3. Исследовать действие лизомустина на репродуктивную функцию;

4. Исследовать мутагенное действие лизомустина;

5. Исследовать пути метаболизма лизомустина;

6. Исследовать характер «дозо-временной» зависимости состояния глутатиона и К+, Na+-АТФ-азной активности при длительном поступлении лизомустина в организм экспериментальных животных в нарастающих дозах;

7. Обосновать безопасный уровень содержания лизомустина в воздухе рабочей зоны при его производстве.

Научная новизна и теоретическая значимость работы

В эксперименте на животных показано, что лизомустин, как и другие производные нитрозоалкилмочевин, обладает мутагенным эффектом, что свидетельствует о высокой опасности развития отдаленных последствий.

Впервые в эксперименте на животных проведено комплексное исследование состояния энергетического обеспечения (по активности К+-, Na+-АТФ-азы) и детоксицирующей системы глутатиона (по динамике восстановленного глутатиона) на клеточной популяции эритроцитов периферической крови при повторном поступлении лизомустина в диапазоне нарастающих доз.

Показана высокая отрицательная корреляционная зависимость динамики снижения активности К+-, Na+- АТФ-азы от величины вводимых доз препарата («доза-эффект»). Начальная стадия введения лизомустина (до суммарной дозы 391 мг/кг) сопровождалась адаптационным повышением уровня восстановленного глутатиона с последующим его снижением по мере увеличения действующей дозы. Данный показатель может быть использован для установления безопасных уровней воздействия и расчета рисков для здоровья работающих на производстве.

Лизомустин ингибирует цитохром Р450-зависимые монооксигеназы, что необходимо учитывать при его комбинированном действии с другими веществами в условиях производства.

Практическая значимость работы. Полученные экспериментальные данные явились обоснованием решения "Комиссии по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию" Роспотребнадзора о том, что «при производстве лизомустина данное вещество не должно присутствовать в воздухе рабочей зоны в концентрации превышающей 0,001 мг/м3 (нижний предел измерения при определении наиболее чувствительным методом)» (Справка Главного эксперта «Комиссии по государственному санитарно-гигиеническому нормированию Роспотребнадзора» № 8/35-03-02/5-37 от 08 декабря 2009г). Принятое «Решение», обеспечит осуществление надлежащего предупредительного и текущего санитарного надзора как на стадии проектирования технологического процесса, так и в условиях производства препарата.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Лизомустин в опыте «in vivo» на мышах, как и другие цитостатики из группы НАМ, обладает мутагенным эффектом.

2. Важным звеном развития токсического процесса при действии смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-L-гомоцитрулина (лизомустина), являются взаимосвязанные нарушения энергетического обмена и системы глутатиона.

3. Комплекс показателей активности К+,Na+-АТФ-азы и содержания восстановленного глутатиона в эритроцитах можно использовать как чувствительный и объективный метод оценки вредного действия химических веществ, обладающих алкилирующим действием в эксперименте по установлению безопасных уровней воздействия, а также при оценке состояния здоровья работающих на производстве лизомустина и других цитостатиков.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены: на XXXXI научной конференции «Хлопинские чтения» (СПб МАПО, 2008); на втором Санкт-Петербургском международном экологическом форуме (2008); Научной конференции с международным участием «Медицина труда. Здоровье работающего населения: достижения и перспективы (Актуальные вопросы профпатологии)» (СПб МАПО, 2009); мемориальной научной конференции 18 декабря 2009 года «Академик АМН СССР З.Г. Френкель. 140 лет со дня рождения» (СПб МАПО, 2009); научно-практической конференции 24-30 апреля 2009 г «Исследования по приоритетным направлениям в медицине и биологии» (СПб ГМА им. И.И. Мечникова, 2009); научной конференции «Лазаревские чтения», посвященной 115-летию со дня рождения Николая Васильевича Лазарева. Декабрь 2010 (СПб., 2010); на заседании Главного эксперта совместно с экспертами «Комиссии по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию» 08.12.2009г.

Личный вклад. Проведен сбор и анализ научной литературы по токсикологии алкилирующих веществ, производных N-нитрозоалкилмочевины, в том числе, сведений о биологической активности смеси изомеров смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-L-гомоцитрулина (лизомустина), сформированы цель и задачи научного исследования; разработан план экспериментальных исследований, проведен поиск методов и их обоснование для решения поставленных задач, организовано обеспечение экспериментальных исследований необходимым научным оборудованием и реактивами, проведена апробация методов исследования, построены калибровочные графики, проведен основной объем экспериментальной работы, статистическая обработка, анализ и обобщение полученных результатов. Доля участия автора в получении и накоплении результатов составляет 85-90%, в статистической обработке и анализе материалов 75-80%.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 2 – в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста, включает 8 таблиц (и 16 таблиц приложения), 4 рисунка. Состоит из введения, четырех глав (обзор литературы, методы исследования, собственные исследования, заключение), выводов, указателя литературы, включающего 216 источников (147 отечественных и 59 иностранных авторов).

Экспериментальные исследования проводились на половозрелых беспородных мышах с исходным весом 18-20 г, белых беспородных крысах - 180 - 200 г. Все животные поступали из питомника лабораторных животных РАМН «Рапполово» и содержались на стандартном рационе. Партии прибывших животных имели «Ветеринарное свидетельство» с указанием возраста и среднего веса животных, отсутствия общих заболеваний и паразитических инвазий. Всего использовано 650 крыс и 100 мышей.

Работа выполнена с соблюдением правил гуманного отношения к животным в соответствии с требованиями “Международных рекомендаций по проведению медико-биологических исследований с использованием животных” (ВОЗ, 1985).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Работа содержит материалы по исследованию двух веществ: смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-L-гомоцитрулина (C9H17ClN4O4) и его исходного продукта - 1,3-бис-(2-хлорэтил)-1-нитрозомочевины (БХНМ).

Лизомустин – соединение из группы алкилнитрозомочевин, представляющее собой смесь изомеров положения нитрозо-группы: 9-(2-хлорэтил)-7-нитрозо-L-гомоцитруллина (I) и 9-(2-хлорэтил)-9-нитрозо-L-гомоцитруллина (II).

Cl-CH2-CH2-NH-C-N- CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOH (I)

O NO NH2

Cl-CH2-CH2-N-C-NH- CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOH (II)

ON O NH2

Лизомустин – желтовато-белый порошок без запаха, с молекулярной массой 280,71 и диаметром частиц 0,1-0,7 мм, плотностью 0,3-0,4 г/см3, плохо растворимый в воде (до 1,4%), рН 4,8-5,8 (водный 1% раствор), практически не растворяется в жирах, эфире, хлороформе; растворяется в 0,1 N соляной кислоте (1:15); не окисляется, не полимеризуется.

БХНМ (C5H9Cl2N3O2) - 1,3-Бис-(2-хлорэтил)-1-нитрозомочевина - препарат из группы алкилнитрозомочевин, исходный продукт синтеза лизомустина.

Структурная формула:



БХНМ - бледно-желтый мелкокристаллический порошок без запаха, с молекулярной массой 214,06, плотностью 0,6 г/см3, неустойчив на свету и при повышенных температурах, температура плавления 29-31°С. При комнатной температуре оплавляется, при температуре выше 40°С, разлагается с выделением газообразных продуктов. Ультрафиолетовое облучение значительно ускоряет распад. БХНМ очень легко растворим в хлороформе (1:0,6) и эфире (1:1), легко растворяется в спирте этиловом 95 % (1:2), мало в гексане (1:180) и этиловом спирте 10 % (1:850), очень мало растворяется в воде (1:1200).

Средние смертельные дозы определяли на мышах-самцах и крысах-самках при введении брюшную полость и на крысах-самках при введении в желудок. Выбор данного пути введения в брюшную полость объясняется близостью параметров токсичности при внутрибрюшинном и ингаляционном пути поступлении. Перед введением лизомустин растворяли в 0,1N НСl. Мышам препарат вводили в объеме 0,09 мл/10 г веса; крысам - 0,2 мл/100 г веса. Контрольные животные одновременно с подопытными в равных объемах получали растворитель (0,1N раствор НСl).

Перед введением БХНМ растворяли в смеси этилового спирта с этиловым эфиром в соотношении 1:1. Контрольные животные одновременно с подопытными в равных объемах получали растворитель.

Параметры острой токсичности рассчитывались при помощи метода пробит-анализа в модификации В.Б.Прозоровского (1962).

Раздражающее и кожно-резорбтивное действие исследовали путем однократной аппликации 25% мази лизомустина на вазелиновой основе на 2/3 хвоста мышей с экспозицией 2 часа. По окончании экспозиции вещество смывали теплой водой с мылом. Действие препарата на кожу подопытных животных оценивали визуально по сравнению с исходным состоянием кожных покровов сразу после воздействия и далее ежедневно в течение 14 дней. Оценка раздражающего действия на слизистые оболочки проводилась при внесении в конъюнктивальный мешок глаза крыс лизомустина в вазелиновом масле (1:3) с последующей регистрацией видимых и скрытых повреждений роговицы в течение 3 суток. Скрытые повреждения роговицы выявляли с помощью 1% раствора флюоресцеина в 2% растворе NaHCO3.

Исследование аллергенных свойств проводили в соответствии с МУ 1.1.578-96 методом выявления гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) на мышах весом 18-20г путем введения препарата в полном адъюванте Фрейнда (ПАФ).

Кумулятивные свойства определяли на крысах методом Lim R.K. et al (1961). Исследуемое вещество вводили в брюшную полость белых крыс ежедневно в нарастающих дозах, начиная с 0,1 DL50 и далее по схеме.

Изучение энергетического обеспечения внутриклеточного гомеостаза при длительном поступлении лизомустина в организм экспериментальных животных в нарастающих дозах определяли по активности Na+-, K+ -АТФазы эритроцитов по методу Рыбальченко В.К., Коганова М.М. (1988).

Одновременно определяли состояние защитной (адаптационной) функции эритроцитов по содержанию глутатиона (по методу Ellman G.T., 1959 в модификации Глушкова C.И.) и активности глутатионпероксидазы (Гаврилова А.Р., Хмара Н.Ф, 1986) с использованием в качестве субстрата третбутила. Расчет активности ферментов производили на 1 грамм гемоглобина. Концентрацию гемоглобина определяли гемоглобинцианидным методом.

Поиск путей биотрансформации лизомустина проводили с помощью индуктор- ингибиторного анализа. Участие монооксигеназной (МОГ) системы эндоплазматического ретикулума в метаболизме лизомустина исследовали путем активации ее фенобарбиталом и ингибирования четыреххлористым углеродом (В.В. Ляхович, И.Б. Цырлов, 1981; Г.И. Сидорин, Л.В.Луковникова,1988). Влияние исследуемого вещества на состояние микросомального окисления оценивали по длительности гексеналового сна (Г.И. Сидорин, А.Д. Фролова, Л.В. Луковникова и др.,1996).

Действие лизомустина на репродуктивную функцию исследовали на белых беспородных крысах-самках весом 180-200 г, имеющих нормальный эстральный цикл, изученный до начала эксперимента в течение двух недель. Препарат вводили подопытным животным ежедневно в дозе 0,13 мг/кг в течение 30 дней до спаривания. Контрольная группа в том же объеме и пути введения получала дистиллированную воду. После спаривания наблюдение за беременными животными продолжалось в течение 20 дней.

На 20-й день беременности у наркотизированных подопытных и контрольных животных после вскрытия определяли количество желтых тел беременности, плацент и плодов, рассчитывали до-, постимплантационную и общую внутриутробную гибель, измеряли и взвешивали плоды и плаценты (Сидорин Г.И., Фролова А.Д., Луковникова Л.В. и др., 2000).

Для оценки мутагенного действия препарата применялся микроядерный тест in vivo, состоящий в исследовании полихроматофильных (ПХЭ) и нормохромных (НХЭ) эритроцитов на наличие микроядер (Руководство ВОЗ, 1989).

В качестве аналитических средств использовали программные продукты корпорации «Microsoft»: Windows XP Professional с пакетами Microsoft Word, Excel-2003.

  1   2

Похожие:

Основные критерии вредного действия смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-l-гомоцитрулина для прогнозирования опасности здоровью работающих в условиях производства (экспериментальное исследование) iconОптимизация первичной профилактики неинфекционных
Работающих в условиях высокого профессионального риска (популяционное исследование – 15-летний тренд)
Основные критерии вредного действия смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-l-гомоцитрулина для прогнозирования опасности здоровью работающих в условиях производства (экспериментальное исследование) icon«Санитарно-эпидемиологические требования к строительству, реконструкции, ремонту и вводу в эксплуатацию объектов промышленного и гражданского назначения, строительным площадкам»
Организации и проведении строительно-монтажных работ, снижения риска нарушения здоровья работающих, а также населения, проживающего...
Основные критерии вредного действия смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-l-гомоцитрулина для прогнозирования опасности здоровью работающих в условиях производства (экспериментальное исследование) iconРабочая программа учебной дисциплины «основы теории трения и изнашивания»
Разработка и создание машин механизмов, работающих в экстремальных условиях металлургического производства, удовлетворяющим требованиям...
Основные критерии вредного действия смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-l-гомоцитрулина для прогнозирования опасности здоровью работающих в условиях производства (экспериментальное исследование) iconРабочая программа дисциплины безопасность жизнедеятельности
Значение безопасности в современном мире. Безопасность и демография. Причины проявления опасности. Источники опасности, детерминизм...
Основные критерии вредного действия смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-l-гомоцитрулина для прогнозирования опасности здоровью работающих в условиях производства (экспериментальное исследование) iconРазработка и экспериментальное исследование нового сетчатого эндопротеза для экстракардиального моделирования сердца
Работа выполнена в фгу «фнцт и ио им академика В. И. Шумакова» Минздравсоцразвития рф, г. Москва
Основные критерии вредного действия смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-l-гомоцитрулина для прогнозирования опасности здоровью работающих в условиях производства (экспериментальное исследование) iconСанитарные нормы и правила «Требования к условиям труда работающих и содержанию производственных объектов»
Астоящие Санитарные нормы и правила устанавливают требования к условиям труда работающих, содержанию и эксплуатации производственных,...
Основные критерии вредного действия смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-l-гомоцитрулина для прогнозирования опасности здоровью работающих в условиях производства (экспериментальное исследование) iconТехнология производства новых видов рыбной продукции из икорного сырья в условиях республики саха(якутия)
Специальность 06. 02. 10 – Частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства
Основные критерии вредного действия смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-l-гомоцитрулина для прогнозирования опасности здоровью работающих в условиях производства (экспериментальное исследование) iconОсобенности повреждений у личного состава экипажа бронетехники при её подрыве (экспериментальное исследование)
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени...
Основные критерии вредного действия смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-l-гомоцитрулина для прогнозирования опасности здоровью работающих в условиях производства (экспериментальное исследование) iconСравнительная оценка применения костнопластических материалов для замещения дефектов челюстей (клинико-экспериментальное исследование)
Работа выполнена в гоу впо «Самарский государственный медицинский университет» Федерального агентства по здравоохранению и социальному...
Основные критерии вредного действия смеси изомеров 2-хлорэтилнитрозо-l-гомоцитрулина для прогнозирования опасности здоровью работающих в условиях производства (экспериментальное исследование) iconОсновные вопросы и краткое содержание: Характеристика мукомольного производства
Ознакомиться с характеристикой мукомольного производства. Изучить ассортимент и показатели качества муки
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница