Биомониторинг токсичных веществ

По распространенности и опасности тяжелые металлы, в частности свинец, кадмий и цинк, уже около 20 лет превосходят такие загрязнители, как двуокиси углерода и серы, уступая только пестицидам. Эти металлы токсич­ны, обладают высокой биохимической активностью, эффективностью накопле­ния, имеют тенденцию к биоконцентрированию. Много тяжелых металлов по­ступает в окружающую среду со сточными водами городских канализаций, оса­док которых часто выводится на поля в качестве удобрений, а также с донными отложениями очистных сооружений поверхностного стока.

Высокая концентрация ряда тяжелых металлов в почве негативно отражает­ся на растительной продукции, выращенной в черте промышленных центров на садовых участках. Использование в пищу в течение многих лет сельскохозяйствен­ных культур, выращенных в условиях загрязнения тяжелыми металлами и содер­жащих опасное их количество, чревато негативными последствиями для здоровья людей вследствие постоянной аккумуляции тяжелых металлов в организме.

В документе «Повестка XXI века», принятом в Рио-де-Жанейро на конфе­ренции ООН по окружающей среде и развитию в 1992 г. и подписанном 182 стра­нами, в числе прочих положений отмечено, что важнейшей задачей здравоохра­нения в настоящее время является оценка риска для здоровья, связанного с загрязнением окружающей среды и вредным се воздействием.

В последнее время для оценки вредного воздействия окружающей среды на человека стала необходимой разработка надежных биомаркёров. Наибо­лее перспективными являются показатели, которые можно ранжировать по сте­пени вредности. Выявление патологического процесса на ранних стадиях позво­ляет расценивать эти показатели в качестве критериев риска вредного воздей­ствия факторов окружающей среды.

Примером такого структурно-функционального показателя риска вредно­го воздействия факторов окружающей среды в экспериментальных исследовани­ях является усиление клеточной восстановительной регенерации в различных органах (легкое, печень, почка, кишечник, желудок, поджелудочная, надпочеч­ная и щитовидная железы), направленной на сохранение клеточного гомеостаза, нарушенного при воздействии химических, биологических и физических фак­торов. Восстановительная регенерация является одним из интегральных показа­телей воздействия, так как, по современный представлениям, здоровье и оптимальное функционирование биосферы к человеческого организма в конечном счете определяются и лимитируются емкостью реакреационно-метаболического потенциала экосистемы в случае биосферы и регенераторно-восстановительного потенциала и адаптивных физиологических резервов в случае организма.

Одним из наиболее надежных методов, характеризующих воздействие на здоровье населения токсичных веществ, является оценка их содержания в диаг­ностических биосубстратах. Результаты работ систематизированы по следую­щим задачам биомониторинга: определение диагностических биосубстратов для оценки экспозиции конкретных химических веществ, идентификация спектра накапливающихся токсичных веществ в организме и выявление приоритетных токсикантов, определение биологических ПДК и выявление групп населения повышенного риска, оценка эффективности медицинских профилактических и природоохранных мероприятий.

Внедряемая в настоящее время в России методология установления гигие­нических регламентов вредных факторов, основанная на оценке риска для здо­ровья населения, способствует практическому достижению необходимого каче­ства окружающей среды, поскольку учитывает не только медицинские, но и асоциальные, экономические и политические аспекты этой проблемы. Вместе с тем в рамках этой методологии существует целый ряд проблем, требующий раз­решения. Одной из самых серьезных проблем является различие в способах оценки ириска заболевания при действии канцерогенов и агентов, оказывающих обще­токсическое действие (системных токсикантов).

Известно, что в данном случае риск бластомогенного действия оценивается вероятностью заболевания, характеризуемой долей особей, пораженных опухоля­ми, а общетоксического — возможностью наступления эффекта, который опреде­ляется сопоставлением уровней воздействия с их гигиеническими регламентами; ПДК, ПДД, ПДУ и т. п. (при более высоких уровнях эффект признается возмож­ным, а при меньших — невозможным). Это приводит не только к тому, что в рам­ках одной методологии используются различные способы измерения одного и того же показателя — риска заболевания, что само по себе нежелательно, но и к несопо­ставимости разных агентов с этой точки зрения. Самое же существенное заключа­ется в том, что, в отличие от канцерогенов, для системных токсикантов в этом случае невозможно оценить величину изменения риска, связанную с ростом или снижением уровней воздействия, превышающих пороговые величины. А это делает проблематичным корректное установление риска, приемлемого для общества, как с социальной, так и с экономической и других точек зрения, что является главной целью использования рассматриваемой методологии и основным ее преимуществом.

Такая ситуация связана с тем, что канцерогенный эффект у отдельной осо­би (наличие опухоли) регистрируется относительно просто, В то же время эф­фект системных токсикантов на уровнях, далеких от летальных, у отдельной особи зафиксировать гораздо сложнее. Это следствие того, что в данном случае эффект чаще всего проявляется в более или менее значительном изменении большого числа показателей состояния организма, которому трудно дать каче­ственную интерпретацию, поскольку оно происходит на фоне постоянных ко­лебаний гомеостатической природы. В конечном итоге это препятствует выяв­лению в популяции особей, у которых наблюдаемые отклонения в организме можно было бы признать негативными, и, следовательно, не позволяет опреде­лить их численность в популяции и оценить вероятность заболевания.

Чтобы преодолеть это затруднение, можно использовать метод количественной оценки величины токсического эффекта с помощью обобщенного показателя, кото­рый характеризует отклонение состояния организма от «идеала», соответствующего средним значениям исходных показателей в контроле. Предлагаемый метод позволяет оценивать риск заболевания при действии системных токсикантов так же, как и канцерогенов, — его вероятностью. Он может быть использован как в токсико­логических экспериментах на животных, так и в эпидемиологических исследованиях, а также в других областях знания, требующих изучения состояния здоровья.

Важным аспектом неблагоприятного влияния на здоровье хронических хи­мических нагрузок» характерных для современной урбанизированной окружаю­щей среды — постоянного места жизнедеятельности более 70% населения раз­витых стран, является модифицирующее действие химических факторов малой интенсивности, дающих неспецифические биологические эффекты. Его биоло­гической основой является системное нарушение гомеостаза организма вслед­ствие постепенного рассогласования и повреждения совокупности метаболичес­ких, нейрогуморальных, иммунных, генетических и других механизмов, обеспе­чивающих предупреждение и минимизацию вызываемых химическими воздей­ствиями нарушений гомеостатического равновесия. Развивающееся при этом системное изменение функционального состояния организма на всех уровнях интеграции, или синдром экологически обусловленного снижения резистентно­сти организма — ЭСРО~синдромэ обусловливает повышение чувствительности организма к действию различных неблагоприятных факторов окружающей сре­ды. Результатом развития ЭСРО-синдрома является эффект химической моди­фикации, т. е. увеличение числа и ухудшение течения заболеваний, связанных с воздействием на население химических загрязнителей, обладающих хроничес­кой органотропной токсичностью и дающих отдаленные эффекты, а также дру­гих экологических и социальных факторов окружающей среды.

Исходя из этих положений разработана модель взаимодействия главных ком­понентов гомеостаза в поддержании равновесного состояния системы внутренняя среда организма — окружающая человека среда при хронических химических на­грузках. При этом, с одной стороны, делается попытка смоделировать патогенез ЭСРО-синдрома, который обусловливает эффект химической модификации, с дру­гой стороны, модель обосновывает возможность использования гомеостатического равновесия в качестве интегрального и информативного показателя неблагоприят­ного действия на организм обсуждаемых химических нагрузок, поскольку любые патологические состояния в конечном итоге являются следствием нарушения рав­новесия между внутренней средой и средой, окружающей организм.

Главное место в патогенезе ЭСРО-синдрома при хронических химических нагрузках на организм занимают два вида системного нарушения метаболическо­го гомеостаза. Во-первых, это снижение активности цитохрома Р-450, других фер­ментов тканевого дыхания и угнетение антиоксидантной системы, результатом чего является нарушение через общие ферментные системы метаболизма амино­кислот и других биологически активных соединений, а также угнетение синтеза клеточных популяций гемо- и лимфопоэза. В этом же ряду следует рассматривать системное мембранотропнос действие химических веществ, приводящее к дест­рукции липидных компонентов клеточных мембран и высвобождению биологи­чески активных соединений, которые участвуют в патогенезе воспалительных и аллергических реакций. Во-вторых, в некоторых случаях возможна активация хи­мическими загрязнителями метаболизма других ксенобиотиков, что в сочетании с угнетением ферментных систем, обеспечивающих их окисление и конъюгацию, способствует накоплению в организме биологически активных метаболитов.

Химические загрязнители и их метаболиты способны оказывать непосред­ственное токсическое действие на все компоненты иммунной системы: Т- и В-систему иммунитета, различные популяции иммуно-компетентных клеток, те­чение ряда иммунных реакций, а также угнетать местный иммунитет вследствие системного химического раздражения различных слизистых оболочек.

Поделитесь в социальных сетях:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *