Токсикологические опыты на животных

Преимущества:

• контролируемые условия воздействия и возможность манипулирования ими;

• возможность регистрации многих типов реакций;

• контролируемое питание в условиях содержания;

• возможность изучения зависимости от пола, возраста, характера питания.

Недостатки:

• неопределенность сопоставления реакций на действие химических агентов у человека и животных;

• уровни воздействия и временные факторы часто не соответствуют таковым у человека.

Охарактеризуем полнее особенности перечисляемых источников информации идентификации риска. Степень доказательства имеющихся в распоряжении эпидемиологических данных оценивается анализом соответствия контрольных и опытных групп, длительности воздействия, погрешности исследования, уровня неопределенностей. О последнем факторе в дальнейшем речь пойдет специально.

Убедительность причинных связей между воздействием и эффектами на здоровье человека должна быть подтверждена отсутствием явных ошибок в планировании и проведении исследований, учетом в анализе фактора случайности. К мешающим факторам относятся все условия или неучитываемые переменные, могущие вызвать тот же эффект, что и изучаемый химический агент.

Клинические исследования или описание случаев заболевания имеют важное значение. Например, первые сведения, что бензол может вызывать лейкемию у людей, получены из клинических наблюдений. Однако в целом они редко являются определяющей частью информации, используемой при идентификации опасности химического вещества.

Большее значение имеют данные токсикологических экспериментов на животных. При анализе результатов исследований на животных обращают внимание на число и исходные характеристики используемых видов животных, длительность воздействия, число экспериментов, в которых выявлено вредное действие данного вещества. Наиболее убедительными являются эксперименты, проведенные на многочисленных видах животных, многократные эксперименты, воздействие на разные ткани, высокая частота или необычность наблюдаемых реакций, статистическая значимость экспериментов, существование определенной зависимости «доза-эффект», явная дозовая зависимость обнаруженного эффекта вредного действия, например сокращение продолжительности жизни или образование опухолей. В токсикологических экспериментах принято считать: если смертельные дозы для обычно используемых в опытах четырех типов лабораторных животных (мыши, крысы, морские свинки, кролики) различаются незначительно (по токсикологическим меркам меньше чем в три раза), существует высокая вероятность (более 70%) того, что для человека эти дозы в удельном выражении будут столь же эффективны [15].

При выполнении работ по идентификации опасности принято выделять два основных аспекта: теоретический и практический. Теоретический аспект включает методологию установления тех признаков или свойств химических веществ, которые позволяют отнести их к вредным для здоровья человека факторам. Практический аспект заключается в рассмотрении принципов выбора из всего многообразия загрязнения конкретного вредного агента или группы веществ для проведения исследований по оценке риска в определенном регионе; он (аспект) предусматривает:

сбор и анализ данных об источниках загрязнения исследуемой территории;

определение вредных факторов и путей их воздействия;

выбор наиболее приоритетных химических веществ-загрязнителей.

Рассмотрим подробнее каждый из этих пунктов.

Сбор и анализ данных об источниках загрязнения исследуемой территории. На этапе идентификации опасности еще не ставится задача оценки экспозиции. Тем не менее для правильного выбора исходных моментов для анализа опасности химического вещества в зависимости от путей и продолжительности воздействия экологу или гигиенисту необходимо сформулировать ожидаемые сценарии для производственного и/или селитебного воздействия: установить, где располагаются источники загрязнения окружающей среды и места воздействия химических веществ на человека, какие популяции и субпопуляции населения могут подвергаться воздействиям. Важно определить, какие вещества и какими путями (ингаляционно, перорально или перкутанно - через кожу), из каких объектов окружающей среды (питьевая вода, воздух, продукты питания, почва) могут поступать в организм. На данном этапе желательно составить полный перечень всех химических веществ, потенциально способных воздействовать на группы людей. Для каждого из этих соединений следует указать возможные места воздействия, пути поступления в организм и вероятные объекты окружающей среды, из которых вредное вещество может поступать в организм человека. Основные этапы данного раздела работы:

1) разработка перечня исследуемых веществ;

2) разработка нового или оценка существующего плана сбора проб из объектов окружающей среды и составление протоколов аналитических исследований;

3) составление соответствующих таблиц с данными о пробах, их химическом составе;

4) удаление непригодных для количественной оценки данных в соответствии с принципами статистики;

5) установление пределов значений для следовых и расчетных концентраций;

6) оценка потребностей в дополнительном сборе проб;

7) представления, анализ и обобщение данных о пробах.

При первом посещении обследуемой территории выясняются наиболее важные ее особенности - топография и гидрогеология, животный и растительный мир, использование земли и виды человеческой деятельности.

Эколог составляет обзор истории данной территории, осуществляет анализ ее промышленного и сельскохозяйственного потенциала, описывает жилую застройку. По результатам первого посещения обследуемой территории определяется перечень потенциальных путей воздействия, соответствующих главным объектам окружающей среды - почве, грунтовым водам, водоемам, воздуху, биоте, растениям, грибам и возможным обменам веществ между различными средами и организмами.

Задача данного этапа - определение исследуемой зоны - той области, которая должна быть изучена при оценке риска для здоровья человека. Рассматриваемая в данном случае зона - это не только конкретное место загрязнения, но и районы, в которые загрязнение может мигрировать с воздухом, с грунтовыми или поверхностными водами. В результате воздействию данного поллютанта могут подвергнуться люди, проживающие на достаточно большом расстоянии от источника загрязнения.

В процессе предварительной оценки человеческих популяций или групп людей (когорт) следует определить возрастные, социальные, половые группы, которые подвергаются вредному воздействию и для которых в дальнейшем предполагается оценить риски для здоровья. Например, для сценария воздействия загрязняющего вещества на район города или поселок такими популяциями (или когортами) могут быть дети в возрасте до 5 лет и от 6 до 17 лет, взрослые от 18 лет до 40, беременные женщины или люди, зарегистрированные с сердечно-сосудистыми заболеваниями в местной поликлинике или медсанчасти. В зависимости от концентрации вредного вещества и продолжительности его воздействия может меняться как вероятность, так и тяжесть неблагоприятных реакций в организме человека. Поэтому уже на этом этапе оценки риска следует уточнить временной отрезок экспозиции. Выбранные когорты людей или целые популяции необходимо охарактеризовать по предполагаемой продолжительности воздействия тех или иных конкретных химических веществ.

Определение вредных агентов, возможных механизмов и путей их воздействия. Процедура оценки риска не всегда последовательный, поэтапный процесс. Более типичной в практическом отношении является ситуация, когда конечный результат может быть получен в процессе постоянного углубления и уточнения накопленной информации на каждом из этапов.

На этапе идентификации опасности потенциальная вредность химических соединений связана с вероятными путями воздействия; зависимости «доза-эффект» определяются маршрутами веществ в организме человека и местами (органами) воздействия.

Химическое соединение может проникать в организм человека:

• через желудочно-кишечный тракт (перорально) с пищей и питьевой водой;

• при вдыхании воздуха (ингаляционно);

• через кожу (перкутанно).

Полное описание пути экспозиции, связывающее источник загрязнения окружающей среды с человеком, включает в себя:

• источник поступления химического вещества в окружающую среду;

• транспорт по определенному механизму в другой регион или экосистему;

• расположение точек контакта человека с указанием путей воздействия: поглощение, ингаляция или кожная абсорбция.

Экспозиция химического вещества может быть прямой или опосредованной. При прямой экспозиции человек подвергается воздействию той среды, в которой исходно находится химическое вещество. Например, это вдыхание загрязненного воздуха внутри помещения. Возможны случаи более сложного, опосредованного воздействия, когда связь между объектами среды обитания и путем поступления вещества неочевидна. В табл. 5.1 приведены вероятные пути воздействия потенциально опасного химического вещества при разработке предварительного сценария экспозиции в условиях селитебной и производственной среды.

Ключевой момент на этапе идентификации опасности - организация отбора проб объектов окружающей среды для установления концентраций загрязняющих веществ. Желательно, чтобы специалисты, оценивающие риск, участвовали в составлении плана отбора проб воды, воздуха в изучаемой зоне и могли быть уверены, что данные о количестве вещества в пробах собраны правильно и пригодны для последующего определения риска. Необходимо убедиться в достоверности полученных знаний о концентрациях. Однако этот вариант не всегда возможен. В таких ситуациях в отчете необходимо описать использовавшийся план отбора проб:

• число и тип взятых проб;

• соответствие образцов экологической истории исследуемой зоны: ранее существовавшим источникам загрязнения, изменению в характере землепользования;

• являются ли пробы систематическими;

• характеризуют ли отобранные пробы весь диапазон возможных колебаний концентраций химических веществ в различных частях исследуемой зоны, и особенно участки с высокими концентрациями загрязняющего вещества.

Необходимо оценить соответствие применявшихся методик сбора химических данных действующим методическим указаниям и стандартам. Все сведения о собранных пробах вносятся в соответствующие таблицы для каждого объекта окружающей среды; почвы, донных отложений, грунтовых вод, поверхностных водоемов, питьевой воды, тканей рыб, атмосферного воздуха, воздуха рабочих помещений и жилых комнат, газовыделений из почвы.

В таблицах данные следует располагать либо в хронологическом порядке, либо в соответствии с картой отбора проб.

Таблица 5.1