CHRONICLE EXPOSURE TO LOW CONCENTRATIONS OF DIOXINS AND POSSIBLE RISKS FOR HUMAN HEALTH: SOME ASPECTS OF TOXIC EFFECTS REVEALING

Abstract


High levels of dioxins, especially tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) have been found in the blood, placenta and breast milk of humans currently living in Vietnam territories that suffered from ecocide during Vietnam War. Dioxins may enter human body from polluted environments, where they have been found, with food as well as by the trans-placental route and with breast milk. Studies of human health in association with environmental dioxin levels made it possible to determine mother-to-child toxin transfer parameters as factors of the adverse effects of dioxins in descending generations. We assessed the consequences of such exposure of human body to dioxins for the development of children and for adult health. The resulting estimates may help to verify the toxic effects of low-dose dioxins in Russia.

Рованных соединений. Прежде всего, это полихлорированные соединения дибензо-п-диоксинов (ПХДД, включая самый токсичный конгенер - 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин - ТХДД), дибензофуранов (ПХДФ) и бифенилов (ПХБ). В средах промышленных городов и мегаполисов они встречаются повсеместно. Персистентность ДСЭ проявилась планетарным загрязнением биоты их опасными конгенерами, в первую очередь ТХДД. Внешние, внутренние и временной факторы способны активно влиять на токсичность ДСЭ [1]. Исследования, посвященные характеристике эффектов их вредного действия во взаимосвязи с показателями экотоксикокинетики и токсикокинетики, т. е. судьбе этих веществ в окружающей среде и организме (их поступление, накопление, превращение и элиминация) в натурных условиях, немногочисленны, а в условиях хронического воздействия малых доз (концентраций) практически отсутствуют. Высшей ступенью в ряду биологических мишеней экотоксикантов считается человек [2, 3], поэтому столь актуальна разработка проблем опасности загрязненных ДСЭ территорий для здоровья населения. Цель работы: исследовать возможность возникновения у современного населения отдаленных медико-биологических последствий загрязнения окружающей среды диоксинами, особенно на территориях экоцида во Вьетнаме, где в прошлом у сельских жителей зарегистрирована так называемая диоксиновая патология (ДП) [4-6]. Материалы и методы исследования. Объектами исследований были собранные на территориях экоцида во Вьетнаме и контрольных им территориях образцы различных природных матриц (почвы, донных отложений, тканей пресноводных рыб и человека), а также население нескольких регионов страны (рис. 1). Показатели экотоксикокинетики ДСЭ изучали во взаимосвязи с ключевыми характеристиками их токсикокинетики (далее экотоксико- и ток-сикокинетики) и особенностями проявлений ДП у современного поколения на территории экоцида в провинциях Куангчи, Биньзыонг и плато Тэйнгуен. Эти территории хорошо сопоставимы по плотности и условиям применения Оранжевого агента (ОА) армией США [7], связанной с его последствиями динамике антропогенной трансформации экосистем (лесных и сельхозугодий) и современным характеристикам их разнообразия [5], а также по ключевым закономерностям экотоксико- и токсикокинетики ДСЭ [ 1 ]. Плотность сельского населения на выбранных территориях экоцида, условия и уровень его жизни, разнообразие форм хозяйственной деятельности однотипны. Все это способствовало обоснованному формированию репрезентативных выборок, общая характеристика которых представлена в табл. 1. Рис. 1. Расположение провинций Вьетнама, где проводили обследования населения: 1 - г. Ханой и окрестности; 2 - Тхайбинь; 3 - Нгеан; 4 - Куангбинь; 5 - Куангчи; 6 - Контум; 7 - Дакнонг; 8 - Кханьхоа; 9 - Биньзыонг. В эпидемиологическом обследовании участвовали 8109 человек (3331 мужчина и 4778 женщин) в возрасте от 20 до 65 лет. На территориях экоцида проживало 4229 человек. Среди них были выделены семейные пары, в которых и муж, и жена были рождены и/или проживали на территориях экоцида с раннего детского возраста. В последующем из клинически здоровых детей этих семей делали выборки для клинико-лабораторных исследований: у 626 детей методом анкетирования оценивали состояние здоровья; общеклинический анализ крови и мочи выполнен у 100 детей; 986 детей участвовали в антропометрическом обследовании; у 51 ребенка изучен цитогенетический статус. Контрольные обследования групп сравнения проведены в непострадавших от ОА/ДСЭ провинциях Куангбинь, Нгеан, Тхайбинь и чистых районах п. Биньзыонг. По численности, возрасту, условиям жизни выборки детей из групп сравнения были хорошо сопоставимы с выборками из групп, экспонированных ДСЭ. Дополнительно для сравнительного анализа цитогенетического статуса были сформированы выборки курящих мужчин, представленные жителями двух районов провинции Биньзыонг с разной степенью экспозиции ДСЭ (62 человека). МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2016 г., ТОМ 16, № 3 9 Общая характеристика обследованного населения Таблица 1 Показатель для формирования выборки Группа сравнения Группа экспонированных ДСЭ Эпидемиологическое обследование Пол Мужчины в возрасте 20-65, абс. ч. 1533 1798 Женщины в возрасте 20-60, абс. ч. 2347 2431 Длительность проживания Коренные жители, % 52,9 56 Проживают менее 5 лет, % 8,0 2,3 Эпидемиологическое обследование детей Численность, абс. ч. Школьники 442 626 Возраст, годы (среднее±Ст.От) 11-17 12,1±3,0 12,2±2,9 Генетическое и антропометрическое обследование детей Численность, абс. ч. Воспитанники детского сада + школь 690 986 ники Возраст, годы 4-10 6,3±2,3 6,6±1,9 Цитогенетический статус у детей Численность, абс. ч. Школьники младших классов 38 51 Возраст, годы 5-10 7,1±1,5 6,5±0,8 Цитогенетический статус у мужчин Численность, абс. ч. Коренные жители 35 27 Возраст, годы 18-54 38,5±4,5 36,6±5,1 Курение, % Зависимость от табака 100 100 Алкоголь, % Умеренное употребление 60 58 Сбор образцов природных объектов, биоматериа- затели физического развития и состояния здоровья лов человека и животных, а также эпидемиологиче- детей с рождения до дня обследования; результаты ские обследования проводили по ранее отработан- клинического анализа крови и мочи, биохимического ным нами методам и приемам [5, 6, 8-11]. анализа крови. Показатели цитогенетического статуса Медико-биологические исследования. Необ- анализировали в отдельных выборках клинически ратимые нарушения эмбрионального периода разви- здоровых детей и взрослых, просчитывая от каждого тия оценивали по показателю встречаемости само- индивидуума по 1000 клеток буккального (и назальпроизвольных абортов (выкидышей). Вероятные ного для мужской выборки) эпителия с использованиизменения морфогенеза в популяции характеризовали ем описанных ранее методов [10, 12]. по наличию и показателю средней встречаемости Химико-аналитические исследования соб-у ребенка определенного спектра врожденных морфо- ранных нами проб выполняли в аккредитованной генетических вариантов развития (ВМГВ)1, пере- лаборатории аналитической экотоксикологии ИПЭЭ чень которых был уточнен относительно националь- РАН им. А. Н. Северцова (ЛАЭТ, зав. лабораториных особенностей [5, 8]. Особенности развития ей д. х. н. Бродский Е. С.) методом хромато-массв ювенильном периоде отражали показатели индекса спектрометрии высокого разрешения [13]. Всего массы тела (ИМТ, мальчики и девочки) и возраст в разные годы собрано 124 пробы: 38 проб почвы наступления полового созревания (девочки, женщи- (1 проба в 2000 г., 18 в 2001, 12 в 2003, 5 в 2004 ны). Состояние здоровья и реактивность организма и 2 в 2007), 31 проба донных отложений (15 проб оценивали по данным эпикриза, подготовленного в 2001, 1 в 2002, 11 в 2003, 3 в 2004 и 1 в 2005 г.), вьетнамскими врачами. Он включал сведения о часто- 11 проб тканей пресноводных рыб (в 2003 г.), те, продолжительности и тяжести течения соматиче- 44 пробы тканей человека собраны в 2010 г., в том ских и инфекционных заболеваний в анамнезе; пока- числе 23 пробы сыворотки крови, 9 проб плаценты, 1 Под ВМГВ понимают стойкие морфологические изменения органа, его части или части тела, находящиеся на крайних границах вариации нормального строения или выходящие из них, но не нарушающие функции [8]. 10 МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2016 г., ТОМ 16, № 3 12 проб грудного молока. Параметры концентраций ключевых конгенеров ДСЭ стали основным компонентом созданной нами базы данных [14, Роспатент № 2015621301 от 21.08.2015]. Перечни используемых местными жителями агрохимикатов учитывали путем изучения их ассортимента, а также документов за последние 10 лет о продажах в специальных пунктах каждой провинции. Наиболее опасные среди этих химикатов дополнительно определили в пробах из природных объектов в ЛАЭТ. Вместе с тем, по многочисленным устным сообщениям местных жителей до второй половины 80-х годов прошлого века вьетнамские крестьяне химические вещества промышленного производства в хозяйственной деятельности использовали лишь ограниченно. представлены в табл. 2. Из таблицы видно, что распределение значений вариант суммарной токсичности ДСЭ в почвах, донных отложениях, грудном молоке и сыворотке крови можно оценивать, как логнормальное. Это предполагает, что в исследованных нами выборках повышено присутствие проб (вариант) с высоким содержанием ДСЭ. В выборках проб плаценты человека и тканей рыб это распределение от нормального отличалось (см. табл. 2, критерий W), что мы связываем с несовершенством использованных нами правил отбора проб. Оказалось, что в случаях получения проб у рожениц (плацента) и кормящих матерей (грудное молоко) необходимо учитывать местожительство женщины до замужества, а при отлове рыб в природе важно обращать внимание не только Таблица 2 Современные уровни содержания ТХДД и суммарной токсичности диоксинсодержащих экотоксикантов (WHO-TEQ, пг/г) на территориях экоцида во Вьетнаме в объектах среды, образцах тканей человека и рыбы Методы статистического анализа Обследованные среды и биоматериалы, объем выборки Шапиро-Уилка (W) пробит- анализа w.lg медиана (min-max) в выборках средние значения концентраций в выборках проб (ДИо,95) / функция наклона WHO-TEQ WHO-TEQ ТХДД WHO-TEQ Почвы, п=38 0,17 0,44 (0,01-4,25) 0,4 (0,3-0,5) 1,4 (0,9-1,9) 0,9 (0,8-1,2) 2,1 (1,6-2,6) Донные отложения, п-31 0,06 0,25 (0,01-1,35) 0.2 (0.1-0.41 2,5 (1,9-3,2) 1.1 (0.8-1.41 3,4 (2,7-4,1) Ткани рыб, п=18 0,01 0,05 (0,02-0,36) 0.06 (0.04-0.11 2,6 (1,3-3,9) 0,3 (0,2-0,4) 3,9 (2,6-5,2) Ткани сыворотка крови, п=23 0,31 0,01 (0,005-0,06) 0.01 (0.003-0.021 0.2 (0.1-0.31 человека 2,2(1,1-3,3) 3,7 (2,8-4,6) грудное молоко, п= 13 0,44 0,06 (0,03-0,21) 0.06 (0.05-0.081 4,3 (2,9-5,7) 0.4 (0.3-0.81 2,1 (0,9-3,3) плацента, п=10 0,01 0,03 (0,01-0,09) 0.02 (0.01-0.041 2,7(1,3-3,3) 0.1 (0.08-0.21 2,9(1,8-4,0) Примечание: ТХДД - 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксин; WHO-TEQ - суммарный токсический эквивалент; ДИ - доверительный интервал. Статистическая обработка медико-биологических данных и данных химического анализа выполнена методами непараметрического анализа с использованием критериев Фишера, X2, Манна-Уитни, Шапиро-Уилка и пробит-анализа. Результаты и их обсуждение. 1. Химико-аналитические показатели и экотоксикологическая ситуация в районах исследований. Параметры концентраций ТХДД и суммы токсических эквивалентов для ключевых конгенеров ПХДД/ПХДФ (WHO-TEQ) в пробах почв, донных отложений, рыб и биосред человека на видовые особенности, но и историю создания и эксплуатации водоема, время его возможного зарыбления, локальные особенности кормовой базы рыб. С использованием U-критерия Манна-Уитни показаны достоверные различия значений WHO-TEQ между выборками (p<0,05). Близкие значения этих параметров в тканях рыб и грудного молока мы отнесли к совпадению. В ряду: почвы; донные отложения; ткани рыб; цельная кровь, грудное молоко и плацента человека различия между min и max значениями суммарной токсичности (WHO-TEQ) составляли 425; 135; 18 и 12, 7 МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2016 г., ТОМ 16, № 3 11 и 9 раз соответственно. Мозаичность вариант внутри одной выборки проб существенно влияла на однозначность оценки состояния окружающей среды по химическим нормативам ее качества. Например, в выборке проб почвы количество вариант с значениями на уровне <ПДК (для России принята на уровне 0,33 пг/г [15]) встречалось в 41% случаев, тогда как варианты со значениями концентраций, превышающими ПДК - в 59% случаев. Применение статистического метода пробит-анализа к полученным нами данным позволило учесть эту мозаичность [16]. При этом средние значения WHO-TEQ во вьетнамских пробах примерно втрое превышали значения ПДК для почвы. Одновременно с диоксинами в почвах некоторых территорий экоцида выявлены и другие опасные для здоровья человека ксенобиотики, включая ДДТ и его метаболиты, ПХБ, хлорфенолы, нефтепродукты [5], способные вносить вклад в проявления эффектов интоксикации. Соотношение средних значений суммарной токсичности ДСЭ в тканях рыб и донных отложениях составляло ж0,3, указывая на возможность биоаккумуляции этих веществ даже при малых уровнях их содержания в среде обитания. Сопоставимый уровень биоаккумуляции этих веществ во Вьетнаме отмечали и ранее - в условиях экспозиции домашних животных и птиц [1, 5, 13]. По содержанию ТХДД биопробы человека можно расположить в следующей последовательности: сыворотка крови^плацента^грудное молоко. Присутствие ДСЭ, и в первую очередь ТХДД, в плаценте предполагает реальную возможность трансплацентарного переноса этих веществ и экспозицию плода начиная с самых ранних периодов онтогенеза. Закономерности переноса экотоксикантов (на примере тяжелых металлов Cu, Zn, Cd, Pb) в цепочке «мать-плацента-плод» в условиях хронической экспозиции природных популяций млекопитающих (на примере мелких грызунов) впервые всесторонне оценены в работе [17]. В отношении ДСЭ эти аспекты экотоксико- и токсикокинетики в условиях натурного эксперимента практически не разрабатывались. Законодательные документы Вьетнама не позволяли нам получить разрешения, необходимые для выполнения подобного рода работ. По этой причине для всех обследованных нами детей, родители которых рождены и/или проживали на территориях экоцида с раннего детства, мы допустили возможность экспонирования малыми дозами ДСЭ, начиная с внутриутробного периода развития. Следует признать, что пока затруднительна дифференцированная оценка последствий негативного влияния на репродуктивное здоровье женщин и здо ровье детей (в результате накопления и переноса ДСЭ по цепи «мать-плацента-плод») относительно вызываемых этими веществами токсических изменений в плаценте и в организме матери (тяжесть течения ДП), поэтому мы обратились к косвенным свидетельствам. Как стало ясно в последние годы, загрязнение плаценты ТХДД может стимулировать синтез цито-кинов в сторону усиления провоспалительных процессов и, как следствие, способствовать возникновению проблем на уровне плацентарного барьера [18]. Ранее мы отмечали активное влияние тяжести течения ДП у женщин военного и первого послевоенного поколения на рост встречаемости выкидышей [6, 11]. В настоящем исследовании мы сравнили возраст наступления менархе у женщин-матерей в нескольких обследованных группах из второго и третьего послевоенных поколений на территориях экоцида. Для того чтобы иметь возможность достоверно сопоставить между собой сходные по возрасту выборки из разных провинций, разделили обследованных в провинции Куангчи женщин на две группы относительно времени вступления в брачные отношения (до 1991 года - КЧ старшая, после него - КЧ младшая). Оказалось, что на территориях экоцида время полового созревания смещено в старшие возрастные группы (рис. 2). 60 п 50 40 Н 30 20 Н 10 о LL КЧ старшая КЧ младшая БЗ (+ ОА) БЗ (-ОА) □ До 16 □ 16-17 □ 18-20 □ 21-25 Рис. 2. Встречаемость женщин с разными сроками наступления менархе среди разных групп риска экспозиции в двух провинциях Вьетнама. По оси абсцисс - возраст наступления менархе, по оси ординат - процент встречаемости. Примечание: БЗ - провинция Биньзыонг, КЧ - провинция Куангчи, ОА - Оранжевый агент. Вероятность нарушения у женщин регулярности циклических процессов и смещения возрастных их особенностей рассматривают и в других ситуациях с загрязнением территории ДСЭ, например, после аварии в Севезо [19]. Изучение функциональных характеристик женщин в других провинциях Вьетнама продемонстрировало влияние локальных 12 МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2016 г., ТОМ 16, № 3 особенностей на получаемые результаты, что предполагает необходимость дальнейших исследований. Присутствие ДСЭ в грудном молоке свидетельствует о реальной возможности их попадания в организм новорожденных в период грудного вскармливания. Отдаленные последствия такой экспозиции малыми дозами пока не оценены. Сознавая, что выполнение этих работ имеет существенные ограничения по количеству накопленных наукой фактов и наблюдений, мы, 2. Особенности здоровья и развития детей на территориях экоцида. Вероятность проявления ДСЭ токсических свойств в рассмотренных условиях экспозиции отражали индикаторные показатели ДП, обоснованно выбранные для ее характеристики [4, 5, 6, 11, 21, 22]. Встречаемость выкидышей и уровень ВМГВ на ребенка оказались на территориях экоцида достоверно выше контрольных значений (табл. 3). Таблица 3 Встречаемость выкидышей и челюстно-лицевых аномалий развития на территориях экоцида и контрольных территориях Изучаемые показатели Территории экоцида Контрольные территории р Выкидыши (на 1000 беременностей, среднее и ДИо,95) 107(92-122) 75 (67-84) <0,05 Челюстно-лицевые аномалии роста зубов, % 29,2 20,2 <0,001 аномалии разви высокое нёбо, % 39,3 35,3 <0,001 тия дисплазия верхней челюсти, % 2,8 0,9 <0,01 нижней челюсти, % 15,7 14,0 Примечание: ДИ - доверительный интервал. тем не менее, условно осуществили их в качестве некой модели для развития в перспективе подобных исследований. При этом полагали, что разработка закономерностей передачи ДСЭ в цепочке «организм матери -грудное молоко-новорожденный» может привести к интересным для науки и практики заключениям. В расчетах использован предложенный С. С. Юфи-том методический прием [20]. Если оценочно принять содержание жиров в женском молоке равным 4%, а концентрацию в нем диоксинов на уровне 0,07 пг/г (70 фемтограмм/г, табл. 2), то при суточном потреблении гипотетическим шестимесячным ребенком массой 7 кг до 1000 г молока в его организм может попасть 0,04 пг (40 фг) этих загрязнителей. Важно заметить, что традиции сельского населения Вьетнама допускают кормление детей грудным молоком до 3 лет, что предполагает увеличенный срок лактационной экспозиции. В России допустимая суточная доза (ДСД - количество токсического вещества, поступающего в организм в течение суток и не причиняющего видимого вреда) ДСЭ приравнена к 10 пг/кг в день, в США - к 6,4 фг/кг в день. Поскольку не созданы нормативы качества ДСД для различных возрастных групп, при нормировании качества съеденного ребенком материнского молока мы вынужденно опирались только на эти данные. Оказалось, что рассматриваемый нами гипотетический ребенок ежедневно может получать около 0,004 ДСД по нормам России и около 6,25 ДСД по нормам США. Потери плода зарегистрированы как в первой, так и во второй половине беременности. Специфических форм патологии развития не отмечено. В выборках детей из разных групп риска выявлены единичные случаи пороков сердца, почек, опорно-двигательного аппарата. Среди зарегистрированных врачами-гене-тиками ВМГВ преимущественно отмечены подтвержденные врачом-стоматологом челюстно-лицевые аномалии (К07 по МКБ10) [5]. Высокого уровня встречаемости ВМГВ со стороны других частей тела не диагностировано. Следует заметить, что более высокая встречаемость ВМГВ отмечена среди обследованных мальчиков [5, 8, 9]. Механизмы и закономерности формирования этих эффектов мы связываем с особенностями ток-сикокинетики ДСЭ в организме матери и, в первую очередь, параметрами переноса от матери в организм плода и ребенка. Показатели, обоснованно отражающие эффекты интоксикации во взаимосвязи с каждым из таких параметров, пока не созданы. Поэтому мы вынужденно обратились к косвенным свидетельствам этого влияния. Установлено подавление синтеза дегидроэпиандростерона у вьетнамских детей, потреблявших загрязненное ДСЭ материн -ское молоко, выявлены связи между отклонением двигательной и познавательной активности вьетнамских младенцев и повышенным суточным поступлением ТХДД с материнским молоком [23, 24]. На нескольких вьетнамских выборках нами были полу- МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2016 г., ТОМ 16, № 3 13 чены свидетельства гормоноподобной активности факторов загрязненной диоксинами окружающей среды [6, 8, 9]. На территориях экоцида мы отметили изменения ряда существенных в этом отношении параметров: прирост встречаемости женского гипо-гонадизма (8,5% против 4,9% в контроле); сдвиг возраста полового созревания девочек (до 31% случаев менархе после 18 лет против 19% в контроле, см. рис. 2); повышение частоты встречаемости нерегулярных месячных циклов (до 37% против 20% в контрольных выборках). По показателям здоровья и реактивности организма выборка детей в возрасте 6-11 лет, рожденных и проживающих на территории экоцида, была неоднородной (рис. 3). Первую группу детей (11%) характеризовали обычный для изучаемого региона уровень 100 80 60Н 40 20 Н 0 п н Qi EL і GR% MON% LYM% WBC HCT HGB RBC I I Меньше нормы IQ Hop ма IQ Больше нормы Индекс массы тела (М±5) ДСЭ Контроль Мальчик 14,0+0,4* 15,3+0,4 Девочки 14,2±04* 14,9+0,3 б Рис. 3. Показатели здоровья в группе детей 6-10 лет, проживающих на территориях экоцида (на примере провинции Куангчи). Встречаемость индивидуумов с измененными относительно нормы параметрами: а - лейкоцитов (WBC, абсолютное содержание), лимфоцитов (LYM), моноцитов (MON), гранулоцитов (GR); содержания эритроцитов (RBC, абсолютные значения), концентраций гемоглобина (HGB) и гематокрита (HCT); б - параметры ИМТ (индекс Кетле, среднее±Ст. От.); в - эпикриз о состоянии здоровья детей. физического и умственного развития; отсутствие анатомических, функциональных или морфофункциональных отклонений; редкая встречаемость (не более 1 раза в год) и непродолжительное течение (не более 5 суток) инфекционных заболеваний (кроме малярии); нормальные значения параметров общего и биохимического анализа крови, общего анализа мочи. Вторую группу (89%) представляли дети, у которых выявлены различные формы функциональных и/или морфофункциональных отклонений; сниженные значения индекса массы тела (ИМТ); частая встречаемость (более 2 раз в год) и длительное течение (более 5 суток) острых инфекционных заболеваний (помимо малярии); отклонения от локальной нормы параметров клинического анализа крови (рис. 3). Подобные изменения здоровья и реактивности детского организма являются довольно частым свидетельством последствий интоксикации под влиянием веществ, нарушающих работу внутренних регуляторов - эндокринных и гормональных механизмов, способных также изменять функциональное состояние и активность генома. Надежно регистрируемыми последствиями такой интоксикации и изменений реактивности организма, а также вероятных канцерогенных событий являются внутриклеточные и клеточные эффекты, включая изменения активности и экспрессии генов, репликации и репарации ДНК, изменения стабильности генетического материала (повышение уровня обменов сестринских хроматид, аберраций, появление микроядерных, двуядерных и полиплоидных клеток), нарушения баланса пролиферации и гибели клеток. Более того, накоплено достаточно методических оснований для использования биомаркеров внутриклеточных процессов для регистрации и прогнозирования эффектов на уровне целого организма. Цитогенетические и кариологические показатели в буккальных эпителиоцитах детей на территориях экоцида были достоверно изменены относительно контроля [10]. Повышенный уровень цитогенетических нарушений (протрузий и межъ-ядерных мостов) часто сопровождался значимым повышением интенсивности пролиферации, а в ряде случаев - изменениями интенсивности апоптоза. Около 80% детей оказались носителями цитогенетически аномальных клеток, что вдвое превышало уровень в группе сравнения. При этом клетки с микроядрами встречались у 40% детей, против 13,2% в контрольном районе. Заметим, что усиление деструктивных процессов свидетельствует об интенсивной работе перекисных механизмов и повышении вероятности гиперплазии. Считается, что при усилении воздействия даже обычных нагрузок или стрессовых факторов это может активно сказаться на состоянии здоровья. Для проверки этой гипотезы изучили влияние условий труда на параметры цитогенетического статуса населения территорий экоцида и контрольных им регионов в выборках курящих мужчин, которые по возрасту соответствовали отцам обследованных 14 МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2016 г., ТОМ 16, № 3 нами детей и уже могли [7] получить ДСЭ с материнским молоком. Каждая выборка была разделена на две группы - одна состояла из крестьян, имеющих интенсивные контакты с удобрениями, пестицидами и животными, другая - из работников органов администрации и управления (включая организации образования, торговли и т. п.), которые таких контактов в анамнезе не имели. Установлено, что только на территориях экоцида изменения анализируемых показателей буккального и назального эпителия в худшую сторону были достоверно связаны с увеличением интенсивности физического труда и влияния производственных факторов риска (табл. 4). Длительность проживания мужчин на загрязненной диоксинами территории и возраст только усугубляли наблюдаемые клеточные эффекты [12], прежде всего - дезадаптогенные, отмечаемые нами и ранее [6, 21, 22]. В контрольных выборках таких закономерностей не отмечено. Выявленные особенности отражают изменения структурно-функциональных характеристик ткани слизистой оболочки у обследованных жителей и могут свидетельствовать о вероятности подобных отклонений и в других тканях. Прежде всего, это касается временных соотношений и интенсивности процессов пролиферации и гибели клеток (включая передачу внутри- и межклеточных сигналов и вероятность трансформации), а также множественных эффектов влияния интоксикации ДСЭ и другими ксенобиотиками на реактивность отдельных клеток, их способность к репарации повреждений, синтетические и функциональные особенности, энергетические и адаптационные возможности. Все эти процессы задействованы в механизмах системных нарушений, приводящих к развитию на территории экоцида ДП, которая, прежде всего, характеризуется феноменом «ускоренного старения» [4, 6]. И поэтому наблюдаемые нарушения резистентности внутриклеточного гомеостаза обоснованно рассматривают как закономерные ее проявления [11, 22]. Возникновение и механизмы влияния таких нарушений на особенности формирования ДП, по нашему мнению [6, 21, 22], связаны с хронической активацией накопленными организмом диоксинами системы специфических диоксиновых рецепторов (AhR), их взаимодействием с чувствительными к ксенобиотикам элементами ДНК и последующей интенсивной экспрессией и/или ингибированием множества зависимых от комплекса AhR+ДСЭ генов. Очевидно, что последующие изменения белкового и гормонального пула, возникновение сигнальных конфликтов способствуют каскадным изменениям регуляции внутри-и межклеточных взаимодействий, приводят к дисба лансу процессов пролиферации и гибели клеток, их гиперплазии и/или трансформации. Бесспорно, видо-, гено-, тканеспецифические и возрастные особенности клеток и организма в целом будут влиять на результирующие особенности индивидуально формируемой патологии. В настоящее время закономерности этих процессов активно исследуются, особенно в отношении соединений, способных нарушать работу механизмов эндокринной системы [25]. Важно отметить, что полученные нами данные о проявлении ДП у современного поколения жителей загрязненных ДСЭ территорий неплохо согласуются с результатами работ других исследовательских групп во Вьетнаме. Например, опубликованные вьетнамскими и японскими участниками международных программ данные [23, 24] свидетельствуют о достаточно широко распространенных на загрязненных ДСЭ территориях признаках изменений и/или отставания детей в развитии. Так, с высоким содержанием ТХДД в грудном молоке 153 вьетнамских женщин (>3,5 пг/г липидов) связывают значимо более высокие баллы по шкале оценки аутизма у их детей (в тесте Бэйли для оценки нейродегенеративных нарушений - Autism Spectrum Rating Scale, Bayley III) [23]. Параллельно отмечена прямая корреляция более высокого (по сравнению с контролем) содержания ТХДД в грудном молоке современных вьетнамских женщин из загрязненных ДСЭ районов и повышенного уровня нестабильности их генома [26]. Очевидно, что индивидуальную предрасположенность к инициации средовыми факторами патологических процессов и отставание в развитии будут определять наследственные характеристики организма, его генетический, эпигенетический и фенотипический (метаболический) полиморфизм. Большое значение будут иметь гены, участвующие в ответах на ДСЭ. Прежде всего, это касается полиморфных генов биотрансформации ксенобиотиков, а также генов системы диоксинового рецептора (AhR), участвующего в контроле иммунного ответа, клеточного цикла и апоптоза, причем тканеспецифично и зависимо от сценария воздействия и стадии онтогенеза. Более того, изменения экспрессии в ответ на введение ТХДД зарегистрировано для множества генов [27 и др.], а комбинации полиморфных их вариантов весьма разнообразны для разных популяционных групп. Все это еще только предстоит исследовать и оценить в аспекте проблем мониторинга риска для здоровья населения, привносимого даже малыми концентрациями диоксинов из состава ксенбиотиче-ского профиля окружающей среды. Заключение. Изучение особенностей проявлений ДП у современных жителей территорий экоцида во Таблица 4 Особенности значимых изменений в буккальных и назальных эпителиоцитах среди выборки курящих мужчин на территории экоцида (провинции Биньзыонг) в сравнении с контрольной группой (среднее±ст. ошибка среднего) Изучаемые показатели Контрольные территории (СМ, контроль) Территории экоцида (ВМ, экспозиция ДСЭ) Значимость различий, р и направленность изменений при экспозиции ДСЭ СМ, управленцы, п=27 СМ, крестьяне, п=8 ВМ, управленцы, п=17 ВМ, крестьяне, п=7 р, управленцы, СМ/ВМ p, крестьяне, CM/BM Буккальные эпителиоциты, индекс цитогенетических повреждений (на 1000 клеток) Сумма клеток с протрузиями 2,96±0,43 4,00± 1,36 2,59±1,27 2,00±0,72 0,06 0,41 и микроядрами Буккальные эпителиоциты, показатели ранней стадии деструкции ядра ( на 1000 клеток) Перинуклеарные вакуоли 9,63+1,80 8,25+2,78 3,65+0,98 3,29+1,15 0,02* і 0,11 Повреждения ядерной мембраны 55,26+13,22 39,50+19,05 92,82+14,40 120,14+33,27 0,02* t 0,05* t Конденсация хроматина 250,0+26,59 231,88+52,71 120,35+19,22 91,43+26,45 0,00** і 0,04* і Ранний кариолизис 313,15+38,72 295,13+52,44 419,35+29,77 367,86+48,71 0,02* і 0,30 Буккальные эпителиоциты, показатели поздней стадии деструкции ядра (на 1 ООО клеток) Пикноз 29,04±4,12 51,38±8,22 27,41±4,44 16,57±5,27 0,86 0,01** і Поздний кариолизис 79,11 + 18,10 75,63+30,89 234,47+30,53 295,14+86,60 0,00** T 0,04* î Суммарный показатель поздней 135,93+18,41 173,00+38,79 278,59+31,61 334,00+85,88 0,00** t 0,11 деструкции ядра Назальные эпителиоциты, показатели деструкции ядра (на 1000 клеток Конденсация хроматина 68,89+6,76 104,25+10,87 92,53+10,79 98,14+21,30 0,05* t 0,91 Поздний кариолизис 11,52± 1,94 11,63±3,68 22,12±3,25 23,71 ±5,94 0,00** T 0,12 Суммарный показатель поздней 26,00±2,82 32,13±6,91 38,94±4,12 44,57±8,30 0,02* T 0,17 деструкции ядра Примечание: ДСЭ - диоксинсодержащие экотоксиканты; СМ - - контрольная деревня Chanh Му; ВМ - загрязненная деревня Binh Му. МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2016 г., ТОМ 16, № 3 16 МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2016 г., ТОМ 16, № 3 Вьетнаме во взаимосвязи с показателями экотоксико- и токсикокинетики ДСЭ наглядно продемонстрировало распределение наиболее опасных представителей этой группы веществ (в первую очередь ТХДД) между абиотическими компонентами среды и живыми организмами; накопление их в тканях человека и активную элиминацию с грудным молоком. Наличие ДСЭ в грудном молоке и плаценте обеспечивает хроническую экспозицию человека малыми дозами этих суперэкотоксикантов начиная с самых ранних периодов онтогенеза. Учесть риски этого влияния современными методами нормирования качества окружающей среды и оценки риска здоровью населения затруднительно. Требуется серьезно расширять представления о закономерностях процессов токсикокинетики ДСЭ в условиях хронической экспозиции организма их малыми дозами (концент рациями), а также особенностях их влияния на организм в различные периоды онтогенеза. Обоснованно выделены показатели, отражающие патологические процессы и состояния, возникшие у современного населения территорий экоцида в условиях хронической экспозиции малыми дозами (концентрациями) ДСЭ. Благодаря этому появилась реальная возможность направленного поиска аналогичных показателей для населения сходно загрязненных территорий (в первую очередь в России), разработки патогенеза ДП методами натурно-экспериментального моделирования на животных. Благодарности В статье использован ряд материалов, полученных при финансовой поддержке из гранта РГНФ № 14-06-00726. РНФ № 145000029 (частичная обработка материала).

G A Sofronov

Institute of Experimental Medicine; S. M. Kirov Military Medical Academy

St. Petersburg, Russia Full member of the RAS

V S Roumak

A. N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution; Moscow State University

Email: admin@sevin.ru
Moscow, Russia

N V Umnova

A. N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution

Email: unv2014@mail.ru
Moscow, Russia

D A Belov

A. N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution

Email: d.belov@arhimedlab.com
Moscow, Russia

K A Turbabina

Moscow State University

Moscow, Russia

  1. Софронов Г. А., Румак В. С., Лазаренко Д. Ю. Экотоксикокинетика и экотоксикодинамика токсичных химических веществ в условиях тропиков // Медицинский академический журнал.- 2010.- Т. 10, № 4.- С. 183-190.
  2. Безель В. С. Основы экологической токсикологии // Общая токсикология / Под ред. Б. А. Курляндского, В. А. Филова.- М.: Медицина, 2002.- С. 545-586.
  3. Моисеенко Т. И., Шалабодов А. Д., Гашев С. Н., Соромотин А. В. Экотоксикология: История становления и значение в решении практических задач нормирования загрязнения // Вестник Тюменского государственного университета.- 2011.- № 12.- С. 6-16.
  4. Епифанцев А. В., Румак В. С., Софронов Г. А., Нго Тхань Нам. Диоксиновая патология. Клинические проявления и основы патогенеза // Инф. вып. ВИНИТИ № 8.- М.: ВИНИТИ, 2003.- С. 48-85.
  5. Окружающая среда и здоровье человека в загрязненных диоксинами регионах Вьетнама / Ред. В. С. Румак, Д. С. Павлов, Г. А. Софронов.- М.: Товарищество научных изданий КМК, 2011.- 271 с. http://www.sevin.ru/department/Environment_and_Human_Health_2011.pdf
  6. Позняков С. П., Румак В. С., Софронов Г. А., Умнова Н. В. Диоксины и здоровье человека. Научные основы выявления диоксиновой патологии / Под ред. Д. С. Павлова, Г. А. Софронов.- СПб.: Наука, 2006.- 274 с.
  7. Отдаленные биологические последствия войны в Южном Вьетнаме / ред. С. Н. Шилова, В. Е. Соколов.- М., 1996.- 239 с.
  8. Жученко Н. А., Умнова Н. В., Румак В. С., Ревазова Ю. А., Сидорова И. Е., Хрипач Л. В., Лазаренко Д. Ю., Софронов Г. А. Врожденные морфогенетические варианты и генетический полиморфизм системы детоксикации ксенобиотиков у детей из загрязненных диоксинами районов в южном Вьетнаме // Вестник РАМН.- 2006.- № 7.- С. 3-10.
  9. Софронов Г. А., Бочков Н. П., Умнова Н. В., Румак В. С., Жученко Н. А., Лазаренко Д. Ю., Хоанг Ань Тует. Эколого-генетические проявления диоксиновой патологии // Медицинский академический журнал.- 2006.- № 1.- С. 163-173.
  10. Сычева Л. П., Можаева Т. Е., Умнова Н. В., Жученко Н. А., Ву Хонг Зиеп, Хоанг Ань Тует. Цитогенетические и другие кариологические показатели в эксфолиативных буккальных клетках вьетнамских детей из района применения диоксинсодержащих гербицидов // Вестник РАМН.- 2008.- № 1.- С. 19-23.
  11. Умнова Н. В., Румак В. С., Х. А. Тует, Софронов Г. А. Эколого-генетические проявления отдаленных медицинских последствий применения военных фитотоксикантов во Вьетнаме / / Диоксины - суперэкотоксиканты XXI века. Инф. вып. ВИНИТИ № 8.- М.: ВИНИТИ, 2003.- С. 85-99.
  12. Sycheva L. P., Umnova N. V., Kovalenko M. A., Zhurkov V. S., Shelepchikov A. A., Roumak V. S. Dioxins and cytogenetic status of villagers after 40 years of agent Orange application in Vietnam // Chemosphere.- 2016.- Vol. 144.- P. 1415-1420.
  13. Бродский Е. С., Шелепчиков А. А., Фешин Д. Б., Румак В. С., Умнова Н. В., Кузнецов А. Н., Чинь Кхак Шау, Нгуен Суан Чыонг, Павлов Д. С. Современный уровень диоксинового загрязнения Вьетнама в районах массированного распыления Оранжевого агента // Доклады Академии наук.- 2009.- Т. 429, № 3.- С. 425-429.
  14. Белов Д. А., Румак В. С., Турбабина К. А., Умнова Н. В. Модель депозитария данных, востребованных методологией изучения экотоксикологической ситуации на загрязненных суперэкотоксикантами территориях // Сборник мат-лов. конф. «Математическое и компьютерное моделирование в биологии и химии». III Международная научная Интернет-конференция (Казань, 25 сентября 2014 г.). Сервис виртуальных конференций Pax Grid; сост. Синяев Д. Н.- Казань: ИП «Синяев Д. Н.», 2014.- С. 18-24.
  15. Стойкие органические загрязнители. Управление риском воздействия на окружающую среду и здоровье населения / Под ред. Б. Н. Филатова.- Волгоград: ФМБА, 2013.- 180 с.
  16. Лошадкин Н. А., Гладких В. Д., Голденков В. А., Синицын А. Н., Дарьина Л. В., Буланова Л. П. Пробит-метод в оценке эффектов физиологически-активных веществ при низких уровнях воздействия // Российский химический журнал.- 2002.- Т. XLVI, № 6.- С. 63-69.
  17. Мухачева С. В., Безель В. С. Тяжелые металлы в системе мать-плацента-плод у рыжей полевки в условиях загрязнения среды выбросами медеплавильного комбината // Экология.- 2015.- № 6.- С. 444-453.
  18. Peltier M. R., Arita Y., Klimova N. G., Gurzenda E. M., Koo H. C., Murthy A., Lerner V., Hanna N. J. 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) enhances placental inflammation // Reprod. Immunol.- 2013.- Vol. 98, № 1-2.- P. 10-20.
  19. Eskenazi B., Warner M., Marks A. R., Samuels S., Gerthoux P. M., Vercellini P., Olive D. L., Needham L., Patterson D. G. Jr., Mocarelli P. Serum Dioxin Concentrations and Age at Menopause // Environ. Health Perspect.- 2005.- Vol. 113, № 7.- P. 858-862.
  20. Юфит С. С. Диоксины в грудном молоке // Биология.- 2002.- № 9 (640).- С. 4-5. https://bio.1september.ru/ view_article.php?ID=200200904.
  21. Ру мак В. С., Умнова Н. В., Софронов Г. А., Павлов Д. С. Молекулярная токсикология диоксинов.- СПб.: Наука, 2013.- 63 с.
  22. Румак В. С., Умнова Н. В., Софронов Г. А. Молекулярные и клеточные аспекты токсичности диоксинов // Вестник РАМН.- 2014.- № 3-4.- С. 77-84.
  23. Nishijo M., Pham T. T., Nguyen A. T., Tran N. N., Nakagawa H., Hoang L. V., Tran A. H., Morikawa Y., Ho M. D., Kido T., Nguyen M. N., Nguyen H. M., Nishijo H. 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin in breast milk increases autistic traits of 3-year-old children in Vietnam // Mol. Psychiatry.- 2014.- Vol. 19, № 11.- P. 1220-1226.
  24. Tai P. T., Nishijo M., Anh N. T., Maruzeni S., Nakagawa H., Van Luong H., Anh T. H., Honda R., Kido T., Nishijo H. Dioxin exposure in breast milk and infant neurodevelopment in Vietnam // Occup. Environ. Med.- 2013.- Vol. 70, № 9.- P. 656-662.
  25. Сергеев О. В., Сперанская О. А. Вещества, нарушающие работу эндокринной системы: состояние проблемы и возможные направления работы.- Самара: ООО «Издательство Ас Гард», 2014.- 35 с.
  26. Suzuki H. Kido T. Okamoto R. Nhu D. D., Nishijo M. Nakagawa H., Tawara K., Horikawa H., Sato Y., Dung P. T., Thom L. H., Hung N. N. The relationship between dioxin congeners in the breast milk of Vietnamese women and sister chromatid exchange // Int. J. Mol. Sci.- 2014.- Vol. 15, № 5.- P. 7485-7499.
  27. Puga A., Ma C., Marlowe J. L. The aryl hydrocarbon receptor cross-talks with multiple signal transduction pathways // Biochem. Pharmacol.- 2009.- Vol. 77, № 4.- P. 713-722.

Views

Abstract - 45

PDF (Russian) - 0

Cited-By


PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2016 Sofronov G.A., Roumak V.S., Umnova N.V., Belov D.A., Turbabina K.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies