Диоксины и их потенциальная опасность в экосистеме "человек - окружающая среда" (стр. 8 )

Физиологическое действие диоксинов

Спектр физиологического действия диоксинов черезвычайно широк. Ситуация усугубляется ксенофобностью этих соединений: за миллионы лет эволюции природа с ними не сталкивалась, и организм человека не научился от них защищаться.

Токсикологические характеристики диоксинов и подобных им соединений зависят от положения атомов хлора в молекуле. Особенно токсичны вещества, содержащие галогены в тех же местах, что и в молекуле 2,3,7,8-ТХДД - самого ядовитого из диоксинов. Он более ядовит, чем известный кураре, стрихнин, и сопоставим по отдельным характеристикам с ядами, используемыми в качестве химического оружия, являясь самым смертельным ядом из всех известных человечеству. Но диоксинов по химическому составу много, токсичность у них различная и человечество, сталкиваясь с ними, подвергается воздействию их смесей. Токсичность смесей оценивается по особым системам, где каждому соединению присваивается коэффициент токсичности относительно 2,3,7,8-ТХДД, и общая токсичность смеси выражается в эквивалентном количестве этого соединения (т. н. "диоксиновый эквивалент", ДЭ).

Однако реальное воздействие диоксинов на человека и окружающую среду не адекватно их острой токсичности. Данные последних лет показали, что основная опасность диоксинов заключается не столько в острой токсичности, сколько в кумулятивности действия и отдаленных последствиях хронического отравления малыми дозами.

Наиболее очевидное проявление действия диоксинов - заболевание "хлоракне", рецидивирующее гнойничковое заболевание кожи. Известное ещё с начала 20 века как профессиональное заболевание рабочих хлорных производств, оно является специфическим симптомом острой диоксиновой интоксикации. Хлоракне возникает спустя 1-2 месяца после начала контакта с диоксинами в дозах от 0,1 до 3 мг/кг, приводит к тяжелой форме угрей и прогрессирует со временем, если контакт не прекращается.

Кроме того, диоксины вызывают такие кожные заболевания как гиперпигментация кожи (темные пятна), гипертрихоз (избыточный рост волос), актинический кератоз (утолщение кожи), гирсутизм (избыточный рост волос на лице у женщин). Однако данное специфическое проявление, как отмечалось, возникает в основном при профессиональных контактах с диоксинами; у лиц, явно не контактирующих с ними, но подвергающихся косвенному воздействию (например, в силу загрязнения окружающей среды), диоксиновая интоксикация выражается в ряде "скрытых" эффектов неблагополучия.

Так, в результате многочисленных исследований и наблюдений выяснилось, что одним из неблагоприятных факторов воздействия диоксинов на здоровье людей является их влияние на иммунную систему. Было установлено, что интоксикация любыми экзогенными химическими соединениями непременно влечет за собой патофизиологические и биохимические изменения (т. н. "токсический стресс"). Данные изменения наряду с другими системами непосредственно затрагивают и иммунную. Вместе с тем, до недавнего времени роль иммунного компонента в патогенезе токсикологического процесса недооценивалась. Ситуация изменилась после публикации работ, изучавших особенности иммуногенеза в условиях интоксикации. При этом было обнаружено, что при действии многих промышленных ядов (бензола и его производных, ТХДД, тетрахлорметана, галогенированных ароматических углеводородов, многих пестицидов и гербицидов) происходит повреждение отдельных звеньев клеточного и гуморального иммунитета. Его подавление влечет за собой развитие иммунодепрессивного состояния, снижение адаптивности организма к изменяющимся условиям внешней среды.

Изучению иммуносупрессорных эффектов диоксинов были посвящены работы J. A. Chasfaim, Th. L. Pazdernik, исследовавших влияние ТХДД на систему В-лимфоцитов мышей, вводимого однократно в дозах 30, 60 и 120 мкг/кг массы. В результате было выявлено значительное обеднение клеточного состава лимфоидных органов: селезенки и костного мозга, подавление продукции клетками этих органов антителабразующих клеточных элементов при иммунизации тимуснезависимыми антигенами, а также уменьшение числа В-лимфоцитарных колониеобразующих единиц в костном мозге. Обнаруженные иммунологические изменения были наиболее выражены через 14-21 день после затравки ТХДД. При внутрижелудочном введении ТХДД взрослым мышам наблюдалось подавление Т-зависимой и Т-независимой реакции антител после разрешающей инъекции антигенов. Супрессорное действие ТХДД на дифференцировку стволовых и В-клеток зарегистрировано и в опытах in vitro (M. J. Lusfer al, 1984), что позволяет предположить наличие в иммунокомпетентных клетках высокочувствительного к ТХДД рецептора.

Последующие иммунотоксикологические исследования выявили, что впредь хроническому воздействию токсиканта, существенные изменения функциональной активности иммунокомпенетных клеток могут происходить уже в первые часы после однократного поступления в организм превышающих ПДК доз, оказывая при этом решающее влияние на все дальнейшее течение патотоксикологического процесса. Так, в ранние сроки после начала токсического воздействия наблюдал увеличение размеров лимфоидных узелков селезенки. Эти данные подтверждают преположение о том, что в ранние сроки после начала токсического воздействия иммунные органы отвечают своей ранней активацией. Продолжительность этой фазы обратно пропорциональна концентрации, токсичности и дозе воздействующего токсиканта (Present L. 1985), а в последующем характерно истощение защитного потенциала лимфоидной ткани. К основным иммунологическим проявлениям отравления ТХДД относятся гипоплазия лимфоидной ткани, атрофия тимуса, потеря массы тела. Морфологически это проявляется в уменьшении количества клеток лимфоидного ряда, в появлении большого числа деструктивно измененных клеток и, в связи с этим, увеличении числа макрофагов в лимфоидной ткани; снижается количество митотически делящихся клеток.

По данным R. Malinverni (1987), супрессия лимфоидной ткани в виде деффекта клеточного и гуморального иммунитета крайне повышает чувствительность организма как к внутриклеточным микроорганизмам, так и к инфекциям, инкапсулированными внеклеточными микроорганизмами. В целом, необычайно высокая восприимчивость к инфекциям рассматривается в настоящее время как одно из основных проявлений вторичного, в том числе химического, иммунодефицита, что выражается в повышенной частоте инфекционных заболеваний, их необычной тяжести, продолжительности, нередко осложненном течении.

Установлено, что на территориях, прилегающих к предприятиям по производству хлорорганических веществ, отмечается более высокая заболеваемость вирусным гепатитом, геморрагической лихорадкой, кишечными и другими инфекциями среди населения.

Не без основания специалисты обвиняют диоксины и в том, что, снижая функциональную активность системы иммунной защиты, вмешиваясь в процессы деления и специализации клеток, они провоцируют развитие онкологических заболеваний. Так, канцерогенная активность диоксинов по отношению к животным давно не вызывает сомнений. По данным R. J. Kociba et al. (1978), ежедневное поступление ТХДД с пищей в дозе 0,1 мкг/кг в течение 2 лет способствовало увеличению частоты возникновения гепатоцеллюлярных и чешуйчатоклеточных карцином легких. Следует отметить наблюдавшееся также снижение прироста массы тела и уменьшение эритропоэтической активности. По данным этих исследований, при снижении ежедневной дозы ТХДД до 0,01 мкг/кг в печени развивались специфические узелки (предраковое состояние), а в легких возникали очаги гиперплазии авельолярных клеток. Близкие результаты были опубликованы A. Von-Miller et al (1977).

В отношении же человеческого организма, данные о канцерогенности диоксинов долгое время оставались противоречивыми. Ещё в конце 70-х гг. было обнаружено, что у сельскохозяйственных рабочих, подвергшихся воздействию хлорфенолов и феноксигербицидов, содержащих диоксины, риск заболевания саркомой мягких тканей увеличен в 6 раз. Несколько позже появились многочисленные сообщения о случаях сарком у рабочих, участвовавших в производстве 2,4,5-ТХФ и гербицида 2,4,5-Т и подвергшихся воздействию диоксина. Кроме того, неоднократно сообщалось о статистически значимом увеличении у этой группы людей частоты злокачественных новообразований различных органов и тканей. При выявленной довольно четкой корреляции между воздействием феноксигербицидов и хлорфенолов с одной стороны и развитием злокачественных лимфом с другой, длительное время оставался дискуссионным вопрос, какой из воздействующих ксенобиотиков был непосредственной причиной канцерогенных эффектов.

Лишь недавно были получены свидетельства того, что диоксины являются прямыми канцерогенами для человека. В исследовательской работе были подведены итоги многолетнего ретроспективного изучения смертности среди рабочих США, пораженных диоксинами. Всего было обследовано более 5 тысяч рабочих с 12 предприятий; результаты обследования показали статистически значимое повышения риска новообразований среди рабочих, имевших контакт с диоксином более 1 года. Тот же вывод следует из обследования, выполненного в Германии среди более чем 1550 рабочих, занятых на производстве гербицидов. В этом случае также было обнаружено резкое повышение канцерогенного риска.

В результате на основании полученных данных диоксины и диоксиноподобные вещества были отнесены к веществам I группы опасности из-за канцерогенности. При воздействии несколько более высоких концентраций, диоксины вызывают мутагенный, тератогенный и эмбриотоксический эффект. Следует отметить, что генотоксическое воздействие диоксинов и сходных мутагенных ксенобиотиков, проявляясь на различных этапах реализации генетической информации, размножения и индивидуального внутриутробного развития эмбриона, представляет собой один из наиболее опасных биологических эффектов; серьезная опасность и в том, что именно мутационная изменчивость ведет к наследственной патологии, сохраняющейся и накапливающейся в последующих поколениях.

К настоящему времени генетиками, гигиенистами и токсикологами накоплен обширный материал о выявленных спонтанных мутациях вследствие воздействия многих химических ксенобиотиков; были расшифрованы и некоторые молекулярные механизмы, вызвавшие их активацию. По мнению , для того, чтобы химический агент обладал свойствами мутагена, он должен, не нарушая жизнеспособности клетки, легко проникать внутрь и, достигнув клеточного ядра, реализовать свое влияние на физическую структуру и химический состав хромосом. Ряд авторов полагает, что способностью индуцировать генные мутации обладают до 90% применяемых гербицидов и пестицидов (L. Mott, 1988). Индукция повреждений хромосом лимфоцитов периферической крови была зарегистрирована при действии 2,4,5-Т, трихлорфона, дихлофоса, а также фталофоса, севина, валексона и т. д. (, 1986).