Канцерогенну дію - токсикологія полімерних матеріалів
Відео: Топ-5 корисних ноу-хау, які придумали ЖІНКИ
Канцерогенну дію ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ ТА ЇХ КОМПОНЕНТІВ
Близько 40 років тому з`явилися перші експериментальні дані про бластомогенних властивості пластмас, що імплантуються в організм піддослідних тварин. Ці результати були підтверджені в ряду лабораторій, проте потім з`ясувалося, що аналогічний ефект викликали імплантати з інших матеріалів: золота, платини, слонової кістки. На думку Л. М. Шабада (1968), бластомогенних дію імплантованих полімерних матеріалів пояснюється депонуванням на них ендогенних бластомогенних речовин. Оскільки ПМ, використовувані в житловому, водопровідному будівництві, в харчовій промисловості і для виготовлення одягу, ніколи не виступають в ролі імплантатів, їх канцерогенну дію може проявлятися тільки в результаті міграції хімічних речовин, що входять до їх складу. Таким чином, проблема пластмасового бластомогенеза поєднується сьогодні з проблемою хімічного бластомогенеза взагалі. Під терміном «бластомогени», або «канцерогени» мають на увазі речовини, здатні викликати розвиток новоутворення.
Серед онкогенних факторів, що впливають на людину, найбільш небезпечні хімічні канцерогени. Вони викликають професійний рак сажотрусів, брікетніков, робочих аніліно-фарбового виробництва, шахтарів і т. Д. Відповідно до думки експертів ВООЗ, 3 4 всіх ракових захворювань пов`язано з впливом хімічних канцерогенів. Різні хімічні канцерогени відрізняються за активністю в порівнянних тест-системах в 10 000 000 разів.
В даний час немає підстав стверджувати про існування загальної хімічної структури, що обумовлює канцерогенність. Поки що невідомі єдині метаболічні шляхи хімічних канцерогенів або їх канцерогенні метаболіти. На думку J. A. Miller, Е. С. Miller (1965), між макромолекулами і канцерогенами або їх метаболітами можуть виникати специфічні реакції. Різні канцерогени можуть по-різному реагувати зі структурними компонентами клітини, викликаючи незворотні зміни, що ведуть до її переродження.
Хоча встановилася думка, що розвиток раку є дво- або багатостадійним процесом, проте сучасні дослідники вважають, що у виникненні пухлини бере участь одна або кілька мутацій (Е. С. Miller, J. A. Miller, 1971). Загальним механізмом дії різних хімічних канцерогенів є їх електрофільне реакція, що дає їм можливість реагувати з нуклеїновими кислотами і білками, а також їх здатність перетворюватися в процесі метаболізму в електрофільні реагенти або утворювати вільні радикали.
Інтимні механізми перетворення нормальної клітини в злоякісну до кінця не з`ясовані. Однак відомо, що для прояву канцерогенної дії необхідна взаємодія чужорідної речовини, фізичного або біологічного агента з клітинним геномом. Первинні молекулярні зміни, що виникають в інформаційних молекулах клітини (ініціація), фіксуються або відкидаються наступним клітинним відбором. Селекція і розмноження необоротно змінених клітин (промоція) ведуть до утворення перших неопластичних клітин, які виявляють ознаки автономії. Вони розмножуються, утворюючи клони, і перетворюються в пухлини. Встановлено, що хімічні канцерогени можуть бути як ініціаторами, так і промоторами процесу. Деякі інгредієнти ПМ (наприклад, гексаметилентетрамін) відомі як ініціатори процесу канцерогенезу, інші (кротоновое масло) - коканцерогени. Бенз (а) пірен, забруднювач сировини, відноситься і до тих, і до інших.
В останні 15 років набула прихильників гіпотеза К. Hubner і G. Todaro (1971), згідно з якою частина генетичного матеріалу нормальної клітини представлена онкогенами. Онкогени певний час перебувають у нерухомому стані, по можуть активізуватися, якщо на клітку впливає відповідний фактор, наприклад, радіація або хімічна речовина.
Емпірично виявлено, що більшість канцерогенів в реактивної формі є також мутагенами в мікробних тест-системах, а також для ссавців. Хоча зв`язок між канцерогенезом і мутагенезу вимагає подальшого вивчення, поєднання цих властивостей у багатьох з`єднань настільки велике, що вважається (ВООЗ, 1974) цілком виправданим застосовувати тести на мутагенність для попереднього скринінгу можливих канцерогенів.
Виявлення хімічних канцерогенів у навколишньому середовищі є одним з найважливіших заходів щодо профілактики розвитку раку. Канцерогенна активність хімічної речовини для людини може виявлятися тільки шляхом епідеміологічних досліджень. Велике значення має вивчення виробничих процесів. Так, з 420 хімічних сполук (або технологічних процесів), яким, приписувалася канцерогенність для людини, тільки для 18 цю небезпеку можна вважати доведеною епідеміологічно (IARC, 1979). Однак це не означає, що можна нехтувати речовинами, канцерогенність яких доведена тільки в дослідах на тваринах, наприклад, канцерогенні ПАУ і N-нитрозосоединения.
Коли говорять про канцерогенних властивостях компонентів полімерних матеріалів, в першу чергу згадують мономер полівінілхлориду - вініл-хлорид (ВХ або Мвх). Біологічна активність цього мономера ще вивчається.
Вперше ВХ привернув до себе увагу як промислова отрута більше 30 років тому, коли було виявлено його остеолітичного дію. У 1974 р з`явилися узагальнення про зв`язок ВХ з виникненням рідкісної пухлини - ангіосаркоми печінки (Creech, Johnson).
Дослідження P. G. Watanabe (1976), виконані з метою оцінки небезпеки ВХ при пероралигом надходженні, дозволяють зрозуміти механізм його біологічної дії. Автор при використанні методики мічених атомів, мас-спектрометрії, а також даних ряду досліджень за допомогою методів молекулярної біології встановив, що тільки незначна частина введеного в організм ВХ піддається метаболізму. Причому одним із метаболітів, ймовірно, є S- (2-хлоретил) -цістеін - речовина, що володіє мутагенними властивостями. Воно дуже нестійка і в результаті гідролізу перетворюється в S- (2-гідроксіетил) -цістеін, який і визначається в сечі щурів. Значна частка ВХ видихається в незміненому вигляді (особливо при великих дозах).
Таблиця 9. Результати експерименту з інгаляційним впливом ВХ на тварин (п = 150)
В Італії під керівництвом Ч. Мальтон (1981) вивчалася канцерогенна активність ВХ, а також типи і локалізація спричинених ним пухлин у різних тварин при різних шляхах його надходження. Ставилося завдання кількісної оцінки небезпеки контакту з ВХ. У дослідах використовувалися самці і самки щурів лінії SD (дорослі тварини, новонароджені і плоди), дорослі щури лінії Вістар, миші лінії Swiss (дорослі самці і самки), золотисті хом`ячки (самці). Обсяг експерименту становив 7000 тварин і 3 млн. «Гризунів-днів». Мономер вводили внутрішньошлунково (зондом) в дозах 50 16,65- 3,33- 1,0 0,3- 0,03 мг / кг 5 разів на тиждень протягом 1 року-ингаляционно тварини вдихали ВХ в концентрації 2,5 -15000 мг / м3 по 4 год на добу 5 днів на тиждень протягом 5-52 тижнів-для контролю концентрацій використовували автоматичну газову хроматографію- внутрибрюшинно вводили 4,25 мг / кг одноразово або 2-4 рази з двомісячним переривом- підшкірно - 4 , 25 мг / кг одноразово. Тварин спостерігали 3 рази в день до їх природної смерті (табл. 9, 10).
Автор вважає, що концентрація 26 мг / м3 наближається до порогової. Нижче 26 мг / м3 ефект зменшується, але з точки зору автора, це не означає, що існує поріг в теоретичному, біологічному сенсі.
Ч. Мальтон зазначає, що ВХ є безумовним канцерогеном для тварин, що викликають розвиток пухлин в різних органах, а в деяких випадках різні типи пухлин в одному і тому ж органі.
Таблиця 10. Результати експерименту з внутрішньошлунковий введенням ВХ
щурам (п = 150)
При впливі ВХ виявляється дозовая залежність. Хоча при внутрішньошлунковому введенні нижче 0,3 мг / кг частота пухлин знижується, автор не вважає цей рівень пороговим.
V. I. Feron і співавтори (1981) прийшли до висновку, що в умовах безперервного перорального введення ВХ (в складі порошку полімеру) щурам неефективні в канцерогенний відношенні дози повинні бути не більше 1,7 мг / кг. У той же час ця доза викликає численні гепатоцелюлярні пухлини.
Вплив ВХ на людину не обмежується ураженням печінки. Узагальнені закордонні епідеміологічні дані вказують на більш часте виникнення пухлин мозку, ніж печінки, серед робітників, що піддавалися дії мономера. Спостерігаються також пухлини в легенях (R. Rauls, 1980). В результаті обстеження 10 173 робочих на 37 заводах США, які виробляють ВХ або ПВХ, встановлено, що термін життя їх не менше, ніж у контрольній групі, і вони не частіше вмирають від раку. Однак певні типи раку (органів травного каналу та дихальної системи) у них виявляються частіше, ніж у інших контингентів (W. С. Cooper, 1973).
Бластомогенних активністю володіють також інші мономери. Введення щурам з питною водою 4-50 мг / кг акрилонітрилу через рік викликає утворення папілом в шлунку і пухлин в ЦНС (I. F. Finklea, 1977). С. Maltoni і співавтори (1977) виявили збільшення числа випадків фіброаденом і раку молочної залози при затравки білих щурів 5 мг / кг акрилонітрилу протягом 12 міс. Згідно М. D. Shelby і співавторам (1986), акрилонитрил не індуцируется пухлини шкіри і легенів мишей. Бутадієн викликає розвиток пухлин у гонадах гризунів (С. Rosenthal, 1985). Доза 2,5 г / кг призводить до виникнення злоякісних пухлин щитовидної залози і матки у щурів (W. Lijunsky, М. D. Reuber, 1983). Однак концентрація 8,8 г / м3 пухлин не викликає (С. Maltoni, G. Lefemine, 1974).
L. Tomatis (1979) виявив пухлини у потомства щурів, які отримували на 17-й день вагітності 1,35 г / кг стиролу. Встановлено бластомогенних активність уретану в концентрації 1 мг / м3 (І. В. Саноцкий, В. Н. Фоменко, 1979), а також етиленіміну при вдиханні і нанесенні на шкіру. Парентеральне введення вагітним щурам метилметакрилату викликає у потомства розвиток гемангіом (P. Vedel, Е. Darre, 1986). Потенційним канцерогеном є Толуїлендіізоцианат.
Згідно з даними національного інституту раку (США), формальдегід не володіє канцерогенною активністю при внутрішньошлунковому, інгаляційному та нашкірному надходження. В кінці 1980 року в США заборонені спінені мочевіноформальдегідние смоли для теплоізоляції житлових будинків до експериментального обгрунтування канцерогенної безпеки формальдегіду для людини, оскільки відзначений високий рівень розвитку раку слизової оболонки носової порожнини у щурів при дії пари формальдегіду в концентрації 18 мг / м3.
