Анализ современных отечественных и зарубежных подходов к проблеме биомониторинга фурана и его производных в организме человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Диоксины, фуран и его производные являются опасными загрязнителями объектов окружающей среды и биологических сред человека. Диоксины — это глобальные экотоксиканты, обладающие мощным мутагенным, иммунодепрессантным, канцерогенным, тератогенным и эмбриотоксическим действием. Они слабо расщепляются и накапливаются как в организме человека, так и в биосфере планеты, включая воздух, воду, пищу. Величина летальной дозы для этих веществ достигает 10−6 г на 1 кг массы тела человека. Международное агентство по исследованию рака классифицирует фуран как «возможный канцероген для человека (группа 2B)». При вдыхании фурана может произойти отёк лёгких и некроз бронхов. При однократном пероральном введении фурана в кукурузном масле 4 см3/кг массы тела крыс Fischer 344 в дозе 0,1–0,2 мг/кг массы тела он способен окислиться до токсичного метаболита цис-2-бутен-1,4-диаль (BDA), который является важным триггером токсических эффектов. При дозе 250 мкг/кг массы тела самцов крыс Fischer 344 индуцированы хромосомные аберрации. Фуран считается негенотоксичным гепатоканцерогеном, метаболизируется в печени до BDA, который остро токсичен для клеток печени, и в результате гибель клеток сопровождается восстановлением тканей и пролиферацией клеток, что, в свою очередь, увеличивает вероятность канцерогенеза.

Цель. Изучение международного опыта, научно-информационных источников и результатов теоретических и экспериментальных исследований, методов и методик определения массовой концентрации диоксинов, фурана и его производных в биологических средах человека.

Материал и методы. Предметом изучения явились отечественные и зарубежные источники научно-методической литературы, касающиеся токсичных соединений диоксинов, фурана и его производных. Проанализирована обширная научная литература по методам и методикам определения массовых концентраций фурана и его производных в биологических средах человека (по данным Google scholar). Поиск методических документов, действующих в Российской Федерации, проведён на сайтах http://www.normacs.ru и https://files.stroyinf.ru. Временны́е границы анализируемого периода составили 37 лет (с 1986 по 2023 г.).

Результаты. В обзоре подробно изложены данные по физико-химическим методам контроля содержания диоксинов, фурана и его производных в биологических средах, токсическим и генетическим эффектам, абсорбции, распределению, метаболизму и выведению диоксинов и фурана из организма. Представлены токсикологические характеристики диоксинов, фурана и его производных (эксперименты проводились на крысах и мышах Fischer 344 в странах ЕС и США).

Заключение. Представленный опыт международных исследований европейских стран и США может использоваться для развития биомониторинга человека и внедрения его в практику как подсистемы социально-гигиенического мониторинга в Российской Федерации.

Об авторах

Татьяна Валентиновна Нурисламова

Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения

Email: nurtat@fcrisk.ru
ORCID iD: 0000-0002-2344-3037
SPIN-код: 1140-1216

д-р биол. наук

Россия, Пермь

Нина Владимировна Зайцева

Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения

Email: znv@fcrisk.ru
ORCID iD: 0000-0003-2356-1145
SPIN-код: 7036-3511

д-р мед. наук, профессор, академик РАН

Россия, Пермь

Нина Анатольевна Попова

Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения

Email: popova@fcrisk.ru
ORCID iD: 0000-0002-9730-9092
SPIN-код: 3754-4800
Россия, Пермь

Ольга Андреевна Мальцева

Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения

Автор, ответственный за переписку.
Email: malceva@fcrisk.ru
ORCID iD: 0000-0001-7664-3270
SPIN-код: 7310-6523

канд. биол. наук

Россия, Пермь

Список литературы

  1. Глебов В.В. Влияние техногенной сферы большого города на адаптационные процессы человека // Фундаментальные исследования. 2013. № 10-11. С. 2461–2465. EDN: RRWAAN
  2. Зайцева Н.В., Попова А.Ю., Май И.В., Шур П.З. Методы и технологии анализа риска здоровью в системе государственного управления при обеспечении санитарно-эпидемиологического благополучия населения // Гигиена и санитария. 2015. Т. 94, № 2. С. 93–98. EDN: TPHJSB
  3. Рахманин Ю.А., Иванов С.И., Новиков С.М., и др. Актуальные проблемы комплексной гигиенической характеристики факторов городской среды и их воздействия на здоровье населения // Гигиена и санитария. 2007. № 5. С. 5–7. EDN: IBNYNZ
  4. Другов Ю.С., Зенкевич И.Г., Родин А.А. Газохроматографическая идентификация загрязнений воздуха, воды, почвы и биосред. М.: Лаборатория знаний, 2024.
  5. Биомониторинг человека: факты и цифры. Копенгаген: Европейское региональное бюро ВОЗ. Режим доступа: https://www.who.int/europe/ru/publications/i/WHO-EURO-2015-3209-42967-60040 Дата обращения: 14.03.2024.
  6. Онищенко Г.Г. Контроль содержания химических соединений и элементов в биологических средах. Пермь: Книжный формат, 2011. EDN: QKUACL
  7. Жолдакова З.И., Харчевникова Н.В., Мамонов Р.А., Синицына О.О. Методы оценки комбинированного действия веществ // Гигиена и санитария. 2012. Т. 91, № 2. С. 86–89. EDN: PFFHGL
  8. Малышева А.Г., Рахманин Ю.А. Физико-химические исследования и методы контроля веществ в гигиене окружающей среды. СПб.: НПО «Профессионал», 2014.
  9. Филиппов В.Л., Рембовский В.Р., Криницын Н.В., и др. Система объективной оценки медико-экологической ситуации на территориях риска развития заболеваний населения для задач последующего мониторинга // Анализ риска здоровью. 2014. № 4. С. 27–36. EDN: TESRZB
  10. Егоров А.И., Ильченко И.Н., Ляпунов С.М., и др. Применение стандартизованной методологии биомониторинга человека для оценки пренатальной экспозиции к ртути // Гигиена и санитария. 2014. Т. 93, № 5. С. 10–18. EDN: SZEVLP
  11. Витер В.Н. Диоксины // Химия и химики. 2008. № 4. С. 96–107.
  12. Ившин В.П., Полушин Р.В. Диоксины и диоксиноподобные соединения. Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2004. EDN: QKFCKL
  13. IARC Classifies Radiofrequency Electromagnetic Fields as Possibly Carcinogenic to Humans. Режим доступа: https://www.iarc.who.int/wp-content/uploads/2018/07/pr208_E.pdf Дата обращения: 20.03.2024.
  14. Crews C. Processing contaminants: furan // Encyclopedia of Food Safety. 2014. Vol. 2. P. 399–403. doi: 10.1016/b978-0-12-378612-8.00208-0
  15. Inoue D., Fujino T., Sheridan P., et al. A novel ASXL1–OGT axis plays roles in H3K4 methylation and tumor suppression in myeloid malignancies // Leukemia. 2018. Vol. 32, N 6. P. 1327–1337 doi: 10.1038/s41375-018-0083-3
  16. Божедомов В.А., Липатова Н.А., Спориш Е.А., и др. Роль структурных нарушений хроматина и ДНК сперматозоидов в развитии бесплодия // Андрология и генитальная хирургия. 2012. Т. 13, № 3. С. 82–92. EDN: PGOUJF
  17. Patrick L. Thyroid disruption: mechanism and implications in human health // Altern Med Rev. 2009. Vol. 4, N 4. P. 326–346.
  18. Gates L.A., Lu D., Peterson L.A. Trapping of cis-2-butene-1,4-dial to measure furan metabolism in human liver microsomes by cytochrome P450 enzymes // Drug Metabolism and Disposition. 2012. Vol. 40, N 3. P. 596–601 doi: 10.1124/dmd.111.043679
  19. Lindén J., Lensu S., Tuomisto J., Pohjanvirta R. Dioxins, the aryl hydrocarbon receptor and the central regulation of energy balance // Frontiers in Neuroendocrinology. 2010. Vol. 31, N. 4. P. 452–478. doi: 10.1016/j.yfrne.2010.07.002
  20. Moro S., Chipman J.K., Antczak P., et al. Identification and pathway mapping of furan target proteins reveal mitochondrial energy production and redox regulation as critical targets of furan toxicity // Toxicological Sciences. 2012. Vol. 126, N 2. P. 336–352. doi: 10.1093/toxsci/kfs005
  21. Sweeney L.M., Gargas M.L., Strother D.E., Kedderis G.L. Physiologically based pharmacokinetic model parameter estimation and sensitivity and variability analyses for acrylonitrile disposition in humans // Toxicological Sciences. 2003. Vol. 71, N 1. P. 27–40. doi: 10.1093/toxsci/71.1.27
  22. Butterworth B.E., Sprankle C.S., Goldsworthy S.M., et al. Expression of myc, fos, and Ha-ras in the livers of furan-treated F344 rats and B6C3F1 mice // Molecular Carcinogenesis. 1994. Vol. 9, N 1. P. 24–32. doi: 10.1002/mc.2940090106
  23. Шалгинских Н.А., Карпеченко Н.Ю., Оглоблина А.М., и др. Эпигенетические механизмы регуляции экспрессии генов в химическом канцерогенезе // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2014. № 3. С. 46–64. EDN: RYDIKR
  24. Башарова Г.Р., Карамова Л.М. Диоксины и здоровье // Медицина труда и экология человека. 2015. Т. 4. С. 58–63. EDN: UWALID
  25. Ревич Б.А., Шелепчиков А.А. Здоровье населения и загрязнение окружающей среды стойкими органическими загрязнителями // Гигиена и санитария. 2008. № 4. С. 27–31. EDN: JUWBQV
  26. Милош В.В. Диоксины и их потенциальная опасность в экосистеме «человек — окружающая среда». Режим доступа: https://crowngold.narod.ru/articles/dioxini.htm Дата обращения: 22.07.2024.
  27. Bakhiya N., Appel K.E. Toxicity and carcinogenicity of furan in human diet // Arch Toxicol. 2010. Vol. 84, N 7. P. 563–578. doi: 10.1007/s00204-010-0531-y
  28. Knutsen H.K., Alexander J., Barregfrd L., et al. Risks for public health related to the presence of furan and methylfurans in food // EFSA Journal. 2017. Vol. 15, N 10. P. e05005. doi: 10.2903/j.efsa.2017.5005
  29. Boutros P.C., Moffat I.D., Franc M.A., et al. Dioxin-responsive AHRE-II gene battery: identification by phylogenetic footprin-ting // Biochem Biophys Res Commun. 2004. Vol. 321, N 3. P. 707–715. doi: 10.1016/j.bbrc.2004.06.177
  30. Banda M., Recio L., Parsons B.L. ACB-PCR measurement of spontaneous and furan-induced H-ras codon 61 CAA to CTA and CAA to AAA mutation in B6C3F1 mouse liver // Environmental and Molecular Mutagenesis. 2013. Vol. 54, N 8. P. 659–667. doi: 10.1002/em.21808
  31. Peterson L.A. Reactive metabolites in the biotransformation of molecules containing a furan ring // Chem Res Toxicol. 2013. Vol. 26, N 1. P. 6–25. doi: 10.1021/tx3003824
  32. Ravindranath V., McMenamin M.G., Dees J.H., et. al. 2-Methylfuran toxicity in rats — Role of metabolic activation in vivo // Toxicology and Applied Pharmacology. 1986. Vol. 85, N 1. P. 78–91. doi: 10.1016/0041-008X(86)90389-3
  33. National Health and Nutrition Examination Survey. Режим доступа: https://wwwn.cdc.gov/nchs/nhanes/2003-2004/L28DFP_C.htm Дата обращения: 17.01.2024.
  34. Lee Y.K., Jung S.W., Lee S.J., Lee K.G. Analysis of residual furan in human blood using solid phase microextraction-gas chromatography/mass spectrometry (SPME-GC/MS) // Food Sci. Biotechnol. 2009. Vol. 18, N 2. P. 379–383.
  35. Churchwell M.I., Scheri R.C., Von Tungeln L.S., et al. Evaluation of serum and liver toxicokinetics for furan and liver DNA adduct formation in male Fischer 344 rats // Food and Chemical Toxicology. 2015. Vol. 86. P. 1–8. doi: 10.1016/j.fct.2015.08.029
  36. Wazeerud-Din I.J., Silva L.K., Smith M.M., et al. Quantification of seven microbial volatile organic compounds in human serum by solid-phase microextraction gas chromatography-tandem mass spectrometry // Chemosphere. 2021. Vol. 266. P. 128970. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.128970
  37. Iamiceli A., Abate V., Abballe A., et al. Biomonitoring of the adult population living near the waste incinerator of Turin: Serum concentrations of PCDDs, PCDFs, and PCBs after three years from the plant start-up // Chemosphere. 2021. Vol. 272. P. 129882. doi: 10.1016/j.chemosphere.2021.129882
  38. Method 1613. Tetra- through octa-chlorinated dioxins and furans by isotope dilution HRGC/HRMS. Режим доступа: https://well-labs.com/docs/epa_method_1613b_1994.pdf Дата обращения: 23.01.2024.
  39. Method 1668C. Chlorinated biphenyl congeners in water, soil, sediment, biosolids, and tissue by HRGC/HRMS. Режим доступа: https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-09/documents/method_1668c_2010.pdf Дата обращения: 19.01.2024.
  40. Ingelido A.M., Abballe A., Marra V., et al. Serum concentrations of beta-hexachlorocyclohexane in groups of the Italian general population: a human biomonitoring study // Ann Ist Super Sanita. 2009. Vol. 45, N 4. P. 401–408 doi: 10.1590/s0021-25712009000400008
  41. Нурисламова Т.В., Мальцева О.А., Попова Н.А., Чинько Т.В. Разработка и валидация биоаналитической методики количественного определения гетероциклов (фуран и метилфуран) в крови человека методом хромато-масс-спектрометрией (ГХ-МС) // Здоровье населения и среда обитания. 2023. Т. 31, № 9. С. 7–15. EDN: ELPGBR doi: 10.35627/2219-5238/2023-31-4-7-15
  42. Коноплёв А.В., Первунина Р.И., Дударев А.А., и др. Полихлорированные бифенилы дибензо-п-диоксины и дибензофураны в крови коренного населения Российского Севера // Гигиена и санитария. 2006. № 2. С. 65–71. EDN: HTANTL

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».