- проведена количественная оценка и определены дозовые и временные параметры цитогенетического и цитотоксического действия на клетки легких мышей и/или крыс диоксида азота, диоксидина, диоксазида, симвастатина, продуктов дезактивации химических отходов (совтола, люизита, иприта) при
J ингаляционном и пероральном воздействии;
- проведена комплексная оценка и установлены фоновые уровни
цитогенетических (клеток с микроядрами и протрузиями) и цитотоксических показателей (клеток с вакуолизацией ядра, кариорексисом, двуядерных и
клеток с перетяжкой ядра) в эпителии слизистой носа 224 жителей г. Москвы, а также частоты этих показателей в макрофагах бронхоальвеолярного лаважа и бронхиальном эпителии браш-биопсии больных бронхолегочными заболеваниями.
Практическая значимость. Материалы исследований использованы при разработке:
- методических рекомендаций: «Оценка мутагенной активности факторов окружающей среды в клетках разных органов млекопитающих микроядерным методом», утвержденных Председателем Межведомственного научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РФ академиком РАМН Ю.А.Рахманиным (Москва, 2001);
- методических рекомендаций «Оценка цитологического и цитогенетического ^ статуса слизистых оболочек полости носа и рта у человека», утвержденных
Председателем Межведомственного научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РФ академиком РАМН Ю.А.Рахманиным (Москва, 2005);
- изобретения «Способ дифференциальной диагностики туберкулеза и злокачественных поражений легких» (заявка №2004113078, приоритет от 28.04.2004);
- изобретения «Способ неинвазивной диагностики цитогенетического и цитотоксического действия различных факторов на организм человека» (заявка №2005108225, приоритет от 24.03.2005);
Результаты экспериментальных исследований по изучению мутагенной активности использованы при обосновании гигиенических нормативов: - симвастатина - ПДК утверждена Минздравом РФ (Дополнение №1 к ГН 2.1.6.1338-03 г. -ГН 2.1.6.1765-03 г.);
- диоксида азота - разовая ПДК рекомендована к утверждению Комиссией по санэпиднормированию МЗиСР РФ (протокол от 28.12.04 г.) (Справка о внедрении №2 от|13.01.05 г.);
- смеси триэтаноламинных солей сульфированных полихлорировапных бифенилов и сульфированного трихлорбензола при иероральном поступлении в организм лабораторных животных. ОДУ в воде водных объектов утверждена Минздравом РФ (ГИ 2.1.5.1316-03).
Результаты по оценке мутагенной активности смесей РМ1 (продуктов нейтрализации люизита) и РМ2 (продуктов нейтрализации иприта) использованы при комплексной оценке степени эффективности обезвреживания и утилизации этих отходов и при обосновании гигиенических рекомендаций но технологии их переработки (Справка о внедрении от 06.12.04 г.).
w Индивидуальные выписки, отражающие цитогенетические и
цитотоксические показатели эпителия слизистой носа 205 обследуемых, служащих офиса, переданы в медсанчасть для практического использования с целью улучшения состояния здоровья обследованных.
Работа выполнена в лаборатории генетического мониторинга в рамках двух плановых тем ГУ НИИЭЧиГОС им.А.Н.Сысина РАМН (№ госрегистрации 01200303902 2003-2005 гг.; «Гигиенические основы управления качеством внутренней среды современных общественных зданий» 2005-2007).
В работе использованы материалы совместных исследований по оценке цитогенетической активности различных факторов с сотрудниками лабораторий: комплексного эколого-гигиенического нормирования, гигиены атмосферного воздуха, гигиены почвы, экологии и гигиены жилой среды, цитогистологии ГУ НИИЭЧиГОС им.А.Н.Сысина РАМН, Института общей генетики РАН, ВНИХФИ, ГУП МосНПО Радон.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на III международной научно-практической конференции «Проблемы онкогенетики: научные и прикладные аспекты» (Киев, 2002); научной конференции «Теоретические основы и практические решения проблем санитарной охраны атмосферного воздуха» и конференции молодых ученых «Развитие научного творчества молодежи — объект постоянного внимания В.А.Рязанова», посвященных 100-летию со дня рождения академика В.А.Рязанова (Москва, 2003); 2-м съезде токсикологов России (Москва, 2003); 3-м съезде Вавиловского общества генетиков и селекционеров (Москва, 2004).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, из них 3 - в центральной печати.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из ^ введения, обзора литературы, четырех глав собственных исследований,
обсуждения результатов, выводов и списка литературы. Текст изложен на 124 страницах машинописи, иллюстрирован 29 таблицами и 10 таблицами (приложение) и 7 рисунками. Указатель литературы содержит 134 источника, из них 48 отечественных и 86. иностранных авторов.
Основные положения, выносимые на защиту
• Методические основы оценки мутагенного действия факторов окружающей среды на клетки органов дыхательной системы экспериментальных животных и человека.
• Качественные и количественные параметры цитогенетического и цитотоксического действия химических веществ (диоксида азота, диоксидина, диоксазида, симвастатина), продуктов дезактивации химических отходов (совтола, люизита, иприта) при ингаляционном и пероральном воздействии, низких доз у-излучения.
Дозовые и временные закономерности изменения уровня цитогенетического
и цитотоксического эффекта в клетках легкого экспериментальных
животных.
Сравнение уровней цитогенетических эффектов в разных клеточных
популяциях органов дыхательной системы.
ГЛАВА 1. ОЦЕНКА МУТАГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА КЛЕТКИ ОРГАНОВ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
В структуре общей заболеваемости населения Российской Федерации болезни органов дыхания стабильно занимают первое место (35374,3 на 100000 населения в 2002 году). Увеличилось число больных бронхиальной астмой, относящейся к тяжелым проявлениям аллергии. Возросла заболеваемость саркаидозом, фиброзирующим и аллергическим альвеолитом и, особенно, хроническим обструктивным бронхитом. Среди причин младенческой смертности, помимо врожденных пороков развития, болезни органов дыхания являются доминирующим фактором. Наиболее часто встречающимися злокачественными новообразованиями в России в 2002 году (как и в предыдущие годы) являются опухоли трахеи, бронхов, легкого (13,3% от числа новых случаев рака). В структуре заболеваемости опухоли трахеи, бронхов, легкого стоят на первом месте (41,3 на 100000 населения) и имеют большой удельный вес (23,3%) (Социально значимые заболевания..., 2004; Государственный доклад, 2002).
За последние годы значительно расширились представления о характере процессов, которые приводят к развитию злокачественных новообразований. Стало понятным, что в основе этих процессов лежат изменения в генетическом материале и что многие канцерогены обладают способностью при определенных условиях индуцировать такие изменения. Накопление соматических мутаций может приводить к преждевременному старению органов и тканей. Многие тысячи химических веществ, включая фармакологические препараты, бытовые химические вещества и пищевые добавки, пестициды и нефтепродукты, уже присутствуют в окружающей среде,
и каждый год в нее поступают все новые химические соединения. Помимо этого существуют и природные химические вещества, относительно которых известно, что они обладают мутагенной и/или канцерогенной активностью (например, микотоксины, содержащиеся в пищевых продуктах). Поэтому важно, чтобы химические вещества, воздействию которых люди подвергаются в повседневной жизни (бытовые химические вещества, косметические средства), во время терапевтических процедур, по недосмотру или небрежности (пестициды), испытывались на способность вызывать рак и генетические нарушения (мутации).
Канцерогенная активность обычно определяется как способность какого-либо вещества вызывать опухоли у лабораторных животных в результате воздействия на протяжении жизни. Такие исследования могут длиться в течение 2-3 лет и требуют значительного финансирования и высококвалифицированных специалистов. В связи с большим количеством ежегодно синтезируемых и вводимых в окружающую среду новых химических веществ возрастает необходимость поиска альтернативных путей выявления мутагенной и канцерогенной активности веществ. Для прогноза канцерогенной активности используют краткосрочные тесты (КСТ). Наиболее широко используются: тесты на мутагенность с использованием бактерий; исследование генотоксичности с использованием дрожжей; внеплановый синтез ДНК в культивируемых клетках млекопитающих; цитогенетические нарушения и сестринские хроматидные обмены in vitro; тесты на индукцию мутаций в клетках in vitro; тест на сцепленные с полом рецессивные летальные мутации у дрозофилы; учет образования аддуктов и разрывов ДНК in vivo; цитогенетические тесты in vivo; тест на индукцию доминантных летальных мутаций (Руководство ВОЗ, 1989).
Из цитогенетических тестов in vivo в настоящее время, в основном, используются метафазный анализ и учет микроядер в клетках костного мозга и
сравнительно реже - микроядерный тест на гепатоцитах. Однако показано, что некоторые вещества не индуцируют цитогенетические повреждения в клетках костного мозга, но проявляют мутагенные свойства в других органах и являются канцерогенами (Сычева Л.П.,2002). Примером химических соединений, индуцирующих эффект в легких, но не в костном мозге, могут быть также галоалканы (Sasaki Y.F., Saga A. et all., 1998), 1,2-эпокси 3-бутен (метаболит мутагена и канцерогена 1,3-бутадиенa) (Recio L., Saranko C.J., Steen A.M., 2000).
Для того чтобы рассмотреть существующие подходы и полученные к настоящему времени результаты по оценке мутагенной активности факторов окружающей среды в органах дыхательной системы, необходимо охарактеризовать ее органное, тканевое и клеточное строение.
Строение дыхательной системы