Система выявления потенциально канцерогенных соединений, приоритетных для гигиенической регламентации в атмосферном воздухе

населения до 4,2 раза, что оказывает влияние на уровни риска здоровью населения от химических веществ, загрязняющих окружающую среду, а также на рекомендации по управлению риском для лиц, принимающих решения. Использование региональных данных о факторах экспозиции, свойственных конкретной популяции, повышает точность и надежность оцениваемого риска.

Перспективными направлениями исследований являются совершенствование методических подходов к сбору и обработке информации по региональным факторам экспозиции различных групп населения, особенно детей младшего возраста; углубленное изучение факторов, связанных с водным и воздушным микросредовым воздействием; дальнейшее формирование российской базы данных по факторам экспозиции с учетом региональных особенностей изучаемых территорий.

Литер атура

1. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Р 2.1.10.1920-04. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России; 2004. 143 с.

2. Унгуряну Т.Н. // Материалы Всероссийской научнопрактической конференции молодых ученых и специалистов

Роспотребнадзора «Фундаментальные и прикладные аспекты анализа риска здоровью населения» / Под ред. ГГ Онищенко, Н.В. Зайцевой. - Пермь: Книжный формат; 2012. - С. 227-231.

3. Шашина Т.А., Новиков С.М., МацюкА.В., Ландо Н.Г. //Гиг. и сан. - 2007. - № 5. - С. 20-24.

4. Шашина Т.А., Новиков С.М., Ландо Н.Г. и др. // Современные проблемы гигиены города, методология и пути решения: Материалы Пленума Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды / Под ред. Ю.А. Рахманина. -М.: Типография МГУ; 2006. - С.369-371.

5. Australian exposure factor guidance handbook (2010) TR150509-Rd4

6. Expofacts (2007). The European Exposure Factors (ExpoFacts) Sourcebook.

7. US EPA (Environmental Protection Agency). Child-specific exposure factors handbook. National Center for Environmental Assessment. Washington, DC; EPA/600/R-06/096F, 2008.

8. US EPA (Environmental Protection Agency). Exposure factors handbook. Office of Research and Development. Washington, DC; EPA/600/P-95/002Fa,b,c, 1997.

9. US EPA (Environmental Protection Agency). Exposure factors handbook. Office of Research and Development. Washington, DC; EPA/600/P-10/030 October 2011.

Поступила 25.09.12

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2012 УДК 614.72:615.277.4

Ф.И. Ингелъ1, Т.Б. Легостаева2, Н.А. Антипанова2, Е.К. Кривцова1, Н.А. Юрцева1

СИСТЕМА ВЫЯВЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНО КАНЦЕРОГЕННЫХ СОЕДИНЕНИЙ,

приоритетных для гигиенической регламентации в атмосферном воздухе

1ФГБУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им А.Н. Сысина Минздрава России, Москва; 2Магнитогорский государственный университет, Магнитогорск

В статье представлены алгоритм выбора потенциально канцерогенных веществ (ПКС), которые в первую очередь подлежат углубленному изучению их биологической активности с целью дальнейшей гигиенической регламентации, а также результаты пилотного исследования, проведенного для реализации этого алгоритма. Работа выполнена в Магнитогорске в рамках изучения влияния загрязнения атмосферы на здоровье и показатели нестабильности генома детей, постоянно проживающих в городе. В результате выявлены 11 ПКС, для которых перспективным представляется дальнейшее изучение биологической активности. Для 6 из этих веществ канцерогенная активность уже была обнаружена, что свидетельствует о корректности разработанного подхода и его адекватности для обнаружения ПКС среди соединений, присутствующих в атмосферном воздухе.

К л ю ч е в ы е с л о в а : потенциальные канцерогены, нестабильность генома человека, атмосферный воздух, суммарная генотоксичность, химический анализ проб снега

F. I. Ingel1, T. B. Legostaeva2, N. A. Antipanova2, E.K. Krivtsova1, N.A. Urtseva1 —

1Federal State Budgetary Institution "A. N. Sysin Research Institute of Human Ecology and Environmental Health" of the Ministry of Healthcare and Social Development, Moscow, Russian Federation; 2State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education "Magnitogorsk State University" of the Ministry of Health care and Social Development, Magnitogorsk, Russia

The algorithm for the choice ofpotentially carcinogenic compounds (PCS) among emitted into air and results of the study, undertaken for realization of this algorithm are presented. The investigation was carried out in Magnitogorsk - Russian town of black metallurgy - in frames of the other study, aimed to evaluation of the influence of atmospheric pollution on children’s health and genomic instability. The 11 PCS for further profound study of biological activity were selected out of more than 300 PCS, persisting in the air. The carcinogenic activity for 6 compounds out of these 11 ones was already have been found out before, that testifies correctness of the created approach and its adequacy for detection PCS in atmospheric air.

Keywords: potential carcinogens; human genomic instability; atmospheric air; total genotoxicity; the chemical analysis of snow samples

33

[гиена и санитария 6/2012

Хорошо известно, что в реальной жизни человек контактирует с огромным количеством веществ, среди которых могут быть мутагены и канцерогены, представляющие опасность не только для ныне живущих, но и для будущих поколений. Однако системный подход, позволяющий обоснованно выбирать потенциально канцерогенные соединения (ПКС), которые являются приоритетными для гигиенической регламентации, до сих пор отсутствует. Рост онкологической заболеваемости, наблюдаемый в последние десятилетия во всем мире [17], делает проблему разработки такого подхода особо актуальной.

Мы предположили, что в основе системы выбора ПКС среди веществ, присутствующих в окружающей среде, может лежать оценка генотоксических эффектов у населения, проводимая параллельно с химическим анализом загрязнения компонентов среды. В этом случае алгоритм такого экспериментального подхода может быть следующим:

- выбор компонента среды обитания, в которой планируется обнаружить ПКС;

- выбор территории, на которой можно проводить подобные исследования;

- доказательство присутствия ПКС в выбранном компоненте среды обитания на данной территории по оценке суммарной мутагенности на биологических моделях;

- химический анализ состава загрязнения выбранного компонента среды обитания на данной территории;

- выбор теста (тестов), пригодного для обнаружения генотоксических эффектов у населения, проживающего на выбранной территории; формирование групп для обследования и анализ нестабильности генома у входящих в них лиц;

- анализ корреляций между составом загрязнения компонента среды и генотоксическими эффектами у населения и выбор ПКС: обнаружение значимых высокоуровневых корреляционных связей позволяет допустить наличие у выбранных веществ потенциальной мутагенной и/или канцерогенной активности;

- анализ литературных данных о наличии у выбранных веществ генотоксической и/или канцерогенной активности;

- заключение о возможности отнести все или некоторые из выбранных веществ к ПКС, приоритетных для углубленного изучения биологической активности с целью дальнейшей гигиенической регламентации.

В настоящей публикации представлены результаты исследования, проведенного в рамках указанного алгоритма, в Магнитогорске.

Материалы и методы

Исследование выполняли в Магнитогорске, где расположен один из крупнейших в России металлургический комбинат с полным производственным циклом (АО ММК). Магнитогорск регулярно включается в список наиболее загрязненных городов мира [18].

Ингель Ф.И. - д-р биол. наук, вед. науч. сотр. лаб. генетического мониторинга (fainaingel@mail.ru); Легостаева Т.Б. - канд. биол. наук, доц. каф. биомедицинских и экологических знаний (tbl2@ mail.ru); Антипанова Н.А. - д-р мед. наук, проф., зав. каф. логопедии и методик оздоровительной работы (antipanova@rambler. ru); Кривцова Е.К. - науч. сотр. лаб. генетического мониторинга (e.krivcova@mail.ru); Юрцева Н.А. - вед. инженер лаб. генетического мониторинга (urseva@mail.ru).

Для выявления нерегламентированных ПКС выбрали атмосферный воздух, который при относительно невысоких концентрациях загрязняющих веществ является одним из серьезнейших источников канцерогенной опасности для человека [8, 9]. Поскольку снег естественным образом аккумулирует загрязнения атмосферного воздуха [1, 2, 10], для определения состава загрязнения воздуха города был проведен хромато-масс-спектрометрический анализ проб снега, накопившегося за весь снежный период [5]. Пробы снега с крыш беседок на территориях 6 детских садов (д/с), расположенных в Магнитогорске на разном расстоянии от коксохимического производства АО ММК, отбирали в 2003-2006 гг. в конце каждого снежного периода. Д/с для обследования выбирали с учетом розы ветров в районах города с малоэтажными домами.

Наличие генотоксической активности в пробах снега определяли в тесте на индукцию доминантных летальных мутаций в половых клетках самцов Drosophila mel-anogaster, методы работы с которыми стандартизованы [7], а прогностическая ценность близка к тестам на млекопитающих [12, 13, 16].

Для оценки нестабильности и чувствительности генома (термин, описывающий комплекс изменений, происходящих при трансформации стабильного генома нормальной клетки в нестабильный, характерный для клеток опухоли, [15]) использовали собственные данные, полученные в результате комплексного обследования для определения состояния здоровья и нестабильности генома детей, постоянно проживающих в Магнитогорске. Группы для обследования были сформированы из детей в возрасте 5-7 лет без хронических заболеваний, постоянно проживавших рядом с д/с, на территории которых проводили сбор проб снега (подробно все критерии отбора описаны в работе [5]). Из 1364 детей данного возраста, посещавших эти д/с, указанным критериям соответствовали 166 мальчиков и девочек (по 20-30 детей в каждом д/с). Цитогенетический анализ лимфоцитов крови для определения спонтанных и индуцированных in vitro стандартным мутагеном N-метил N-нитро N-нитрозогуанидином (МННГ) генетических повреждений, особенностей пролиферации и уровня апоптоза выполняли на лимфоцитах крови, культивированных в условиях цитокинетического блока [3, 4, 11, 14]. Исследования соответствовали этическим стандартам Комитета по экспериментам на человеке, Хельсинкской декларации 1975 г. и ее пересмотренного варианта 1983 г. На проведение работы было получено разрешение главного педиатра Магнитогорска и письменное согласие родителей всех обследованных детей.

Корреляционный, регрессионный и факторный анализ выполняли в стандартном пакете программ Statistica 6.1.

Для анализа литературы использовали 9 электронных баз данных и материалы более 549 публикаций, содержавших результаты оценки генотоксической активности для человека, млекопитающих, Drosophila melanogaster, в тесте Эймса и на других живых объектах, а также в исследованиях in vitro.

Результаты и обсуждение

В большинстве собранных проб снега была обнаружена генотоксическая активность, что доказывает наличие в них ее носителей - мутагенов и/или ПКС [6].

Результаты химического анализа показали, что в пробах снега содержались 293 органических соединения и ионы 30 металлов. Из них с показателями нестабильно-

34

Таблица 1

Показатели нестабильности генома и содержавшиеся в пробах снега вещества, концентрации которых с ними коррелировали

Показатели нестабильности и чувствительности генома детей

Органическое соединение

Ионы металла

Спонтанный уровень нестабильности генома

in vitro чувствитель-ность генома к действию стандартного мутагена

Делящиеся клетки c повреждениями, % Пролиферативный пул Ускоренно делящиеся клетки, % Индекс пролиферации клеток Индекс репликации ядер Апоптоз, %

Митоз, %

Индекс токсичности Делящиеся клетки с повреждениями, % Апоптоз, %

2-Метил-2-циклопентен-1-он Молибден, свинец 2-Метилфенол

Никель

7Н-бенз^е]антрацен-7-он Медь

Дибенз[а,Цантрацен Метилфенантрен 5-Гептилдигидро-2(3Н)-фуранон Аценафтен

Таблица 2

Генотоксическая (мутагенная) активность веществ, концентрации которых в пробах снега коррелировали с цитогенетическими показателями в культуре крови обследованных детей, по результатам анализа литературы

Генотоксическая (мутагенная) активность

Вещество чело- век млекопи- тающие Дрозо- фила тест Эймса исследования in vitro про- чие

Никель + + +

Молибден + +

Свинец + + + +

Медь + - + +

2-Метилфенол + - +/-

Дибенз[а,Ц антрацен + - +

Аценафтен + +/- +

Метилфенантрен + + +

2-Метил-2-циклопентен-1-он +

7Н-Бенз^е] антрацен-7-он +

2(3Н) -Фура-нон, 5-гептил- + + +

дигидро

П р и м е ч а н и е . + - генотоксическая (мутагенная) активность обнаружена; - - генотоксическая (мутагенная) активность не обнаружена; +/- генотоксическая (мутагенная) активность обнаружена не во всех тестах.

Таблица 3

имеющиеся гигиенические нормативы для веществ, концентрации которых в пробах снега коррелировали с цитогенетическими показателями нестабильности генома в культуре крови обследованных детей

Вещество Норматив вещества в атмосферном воздухе Класс опас- ности Лимитирующий показатель вредности Группа канцерогенно- сти

2-Метил-2-циклопентен- 1-он Метилфенантрен 2-Метилфенол RfC 3

7Н-бенз^е]антрацен-7-он ОБУВ

5-Гептилдигидро-2(3Н)- фуранон ОБУВ 3

Аценафтен ОБУВ 3

Дибенз[а,Цантрацен ПДКсс, RfC 1 Рез. 2А

Медь ПДКсс 2 Рез.

Никель ПДКсс, RfC 2 Рез. 2В

Свинец ПДКсс, RfC 1 Рез. 2А

Молибден ПДКсс 3 Рез.

П р и м е ч а н и е. ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия; RfC - референтная концентрация; ПДК - среднесуточная ПДК; Рез. - резорбтивное действие.

сти генома детей прямо и на высоком уровне значимости

В связи с этим на следующем этапе работы возник вопрос, действительно ли вещества, проявившие высокоуровневые значимые корреляционные связи с показателями нестабильности генома, являются потенциальными канцерогенами. Для ответа на него мы провели факторный анализ, который продемонстрировал, что из всех веществ, присутствовавших в пробах снега, на интегральные показатели нестабильности генома детей оказывали влияние три группы факторов: метилфенантрен, влияние которого было оценено в 76,9%; в группу показателей 2-го фактора (влияние 21,5 %) вошли 2-циклопентен-1-он-2-метил, 7Н-бенз[йе]антрацен-7-он, 2(3Н)-фуранон-5-гептилдигидро, молибден, свинец и никель; в группу показателей воздействия 3-го фактора (влияние 12,3%) вошли 2-метилфенол, дибенз[а,й]антрацен, аценафтен и ионы меди.

Анализ литературы показал, что в атмосферных выбросах металлургического комбината разные исследователи в разное время обнаружили 275 химических соединений. Из них для 215 (78%) веществ было проведено фрагментарное изучение мутагенной и/или канцерогенной активности, которая у 163 соединений была обнаружена в одном или нескольких тестах. Среди них были и вещества, обнаруженные в нашей работе в пробах снега, в частности те, концентрации которых в снеге проявили высокоуровневую корреляционную связь с показателями нестабильности и чувствительности генома обследованных детей (табл. 2).

Следовательно, в рамках принятой модели можно полагать, что вещества, указанные в табл. 2, действительно обладают потенциальной канцерогенной

35

[гиена и санитария 6/2012

активностью и являются кандидатами на углубленное изучение биологической активности с целью дальнейшего определения (или уточнения) норматива по содержанию в атмосферном воздухе населенных мест.

Важно, что у 6 из 11 ПКС, выявленных в нашем исследовании, канцерогенная активность уже была обнаружена (группы 2А, 2В и 3 МАИР, табл. 3). В комплексе с представленными данными это свидетельствует не только о корректности разработанного подхода, но и о высоком уровне достоверности результатов, полученных при его пилотном применении.

Авторы выражают искреннюю благодарность д-ру мед. наук, проф., засл. деятелю науки, зав. лаб. гигиены атмосферного воздуха ФГБУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.Сысина Миг-мару Александровичу Пинигину и д-ру мед. наук, вед науч. сотр. указанной лаборатории \Лидии Анатольевне Тепикиной\за полезные консультации.

Литер атур а

1. АртемовА.В., ВыговскаяЕ.Ю. http://www.textileclub.ru/index. php?option=articles&task =viewarticle&artid=199&Itemid=3

2. ВасиленкоВ.Н., НазаровИ.М., ФридманИ.О. Мониторинг загрязнения снегового покрова.- Л. : Гидрометеоиздат, 1985.

3. Ингель Ф.И. // Экол. генетика. - 2006. - Т. 4, № 3. - С. 7-19.

4. Ингель Ф.И. // Экол. генетика. - 2006. - Т. 4, № 4. - С. 39-54.

5. Легостаева Т. Б., Ингель Ф. И., Антипанова Н. А., Юрченко В. В. // Гиг. и сан. - 2010. - № 4. - С. 34-41.

6. Легостаева Т.Б., Ингель Ф.И., Антипанова Н.А. // Гиг. и сан.

- 2010. - № 4. - С. 47-52.

7. Мендельсон Г.И. Доминантные летальные мутации у различных видов дрозофилы как тест для оценки мутагенного действия загрязнителей окружающей среды: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - М., 1992.

8. Пинигин М.А. // Гиг. и сан. - 2001. - № 1. - С. 9-13.

9. Пинигин М.А., Тепикина Л.А., Бударина О.В. и др. // Гиг. и сан. - 2005. - № 6. - С. 19-20.

10. Руководство по контролю загрязнения атмосферы РД 52.04.186-89. Наблюдения за загрязнением снежного покрова. - М.: Госкомгидромет, 1991.

11. Fenech M., Chang W.P., Kirsch-Volders M. et al. // Mutat. Res. -2003. - Vol. 534. - P 65-75.

12. Hardin B.D., Schuler R.L., McGinnis P.M. et al. // Mutat. Res. -1983. - Vol. 117, N 3-4. - P 337-344.

13. Mercier M., Poncelet F., de Meester C. et al. // J. Appl. Toxicol.

- 1983. - Vol. 3, N 5. - P 230-236.

14. Neri M., Fucic A., Knudsen L.E. et al. // Mutat. Res. - 2003. -Vol. 544, N 2-3. - P 243-254.

15. Smith L.E., Nagar S., Kim G.J., Morgan W.F. // Health Phys. -2003. - Vol. 85, N 1. - Р 23-29.

16. Voogd C.E. // Mutat. Res. - 1981. - Vol. 86, N 3. - P. 243-277.

17. http://www.who.int/cancer/en

18. www.blacksmithinstitute.org/site

Поступила 10.02.12

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2012 УДК 613.314.3/.4

М.И. Чубирко, Н.М. Пичужкина, Л.А. Масайлова, Г.В. Ласточкина

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА МЕДИКОДЕМОГРАФИЧЕСКИЕ Показатели

Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Воронежской области

Изучено население муниципальных образований Воронежской области с целью обоснования системы мероприятий, направленных на стабилизацию медико-демографической ситуации на региональном уровне. Использованы методы медицинской статистики; анкетного опроса. Установлен низкий социально-экономический статус населения на территориях, депрессивных по уровню демографического развития. Определен вклад социально-экономических показателей в медико-демографическую ситуацию. Выявлены достоверные причинно-следственные связи между медико-демографическими показателями и уровнем социально-экономического развития населения.

Ключевые слова: социально-экономические показатели, смертность, рождаемость, качество жизни

M. I. Chubirko, N. M. Pichuzhkina, L. A. Masailova, G. VLastochkina — ASSESSMENT OF THE INFLUENCE OF SOCIO-ECONOMIC FACTORS ON HEALTH AND DEMOGRAPHIC INDICES.

Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare in the Voronezh region

The theme: assessment of the influence of socio-economic factors on health and demographic indicators.

Objects: population of municipalities of the Voronezh region.

The nature and aim of the work: the justification of the system of measures aimed at stabilizing the medical-demographic situation at the regional level.

Methods: methods of Health Statistics; questionnaire.

The results of the work: the low socio-economic status of the population is set in the territories, depressed at the level of demographic development. The contribution of socio-economic indicators in health and demographic situation has been determined. Reliable cause-effect relationships between health and demographic indicators and the level of socio-economic development of the population have been identified.

Keywords: socio-economic indices, mortality, birth rate, quality of life

Чубирко М.И. - д-р мед. наук, проф., рук. Управления

Перед органами государственной власти поставлена стратегическая задача сохранения здоровья нации, снижения уровня смертности, увеличения продолжительности жизни, преодоления демографического спада [3].

Как правило, потери здоровья рассматриваются в связи с уровнями антропотехногенной нагрузки. Однако

36