Экстраполяция токсического эффекта на природные условия

В реальных условиях организм человека, как правило, подвергается длительному воздействию низких доз различных соединений, однако ни индивидуальная чувствительность, ни исходное функциональное состояние, которые в этом случае могут иметь решающее значение, при установлении ПДК не учитываются. Что касается длительности экспериментов, то она как правило, в лучшем случае достигает года, в то время как в действительности это гораздо более продолжительное время. Таким образом, приведенная выше зависимость, по которой ведется определение ПДК, в том виде, в каком она существует в настоящее время,

Кроме того, ПДК устанавливаются для отдельно изолированно действующего фактора, в лучшем случае для комбинации из 2-3 факторов. Однако в реальных условиях человек подвергается действию комплекса антропогенных и естественных факторов среды, которые могут самым существенным образом модифицировать реакцию организма на действие ксенобиотиков.

Так, некоторые из факторов окружающей человека среды, как правило естественного происхождения, способны оказать влияние непосредственно на кругооборот агрохимикатов в биогеоценозе и попадание их в организм человека, а также биотрансформацию в самом организме.. К таким факторам, кроме названных следует отнести влажность, геофизические характеристики, ультрафиолетовое излучение, температуру и т.д. Например, при различном сочетании таких факторов как тип почвы, температура, влажность, ультрафиолетовая солнечная радиация возможно образование летучих токсичных соединений, поступающих в воздушную среду в виде паров и с пыли в отдаленные сроки после внесения в почву пестицидов.

Многие из перечисленных факторов, влияя на скорость биохимических процессов в организме, способны значительно усиливать токсические эффекты различных пестицидов.

Вообще, сопряженность таких фундаментальных антропометрических и физиологических характеристик как строение тела и обмен веществ с особенностями географической среды теперь уже не вызывает сомнений. В частности, показана зависимость основного обмена от температурного фактора, минерального состава скелета - от геохимического фактора, обнаружена географическая изменчивость содержания гамма-глобулина и холестерина и т.п.

Отдельного рассмотрения заслуживают факторы внешней среды антропогенного происхождения, разнообразие и интенсивность которых все возрастает. Высокие темпы роста антропогенного прессинга могут существенным образом повлиять на адаптивные возможности организма и его резистентность к действию ксенобиотиков. Тем самым эффекты, вызываемые их поступлением в организм, могут быть существенным образом модифицированы. Так, имеются литературные данные о токсичных веществах, модифицирующих мутагенный и канцерогенный эффекты основных загрязнителей окружающей среды, посредством влияния на их метаболизм, проницаемость для них мембран и т.д.

В специальных исследованиях по установлению реальности эффектов модификации канцерогенного, мутагенного и эмбриотоксического действия химических веществ, обладающих специфичностью, в сочетании с другими, широко распространенными в окружающей среде веществами, было установлено, что модификаторы, не вызывая при изолированном поступлении в организм специфических изменений, при комбинированном воздействии с канцерогеном или мутагеном приводили к значительному и достоверному увеличению частоты или интенсивности специфической патологии. Геронтологический эффект также модифицируется действием антропогенных факторов. К числу таких антропогенных факторов следует отнести насыщенность почв агрохимикатами, радиационный фон, атмосферную и магнитную загрязненность, шум, наличие тяжелых металлов, излучения промышленного происхождения и т.д. Их сочетание и в пределах допустимых уровней может привести к выраженному негативному эффекту в результате суммации воздействия. Так, в частности, обнаружен рост заболеваемости по мере увеличения стажа работы в условиях, связанных с действием физических факторов. Показано усугубляющее действие ЭМП, шума, ускорения, вибрации на влияние химических загрязнителей окружающей среды на здоровье человека. Установлено влияние совместного воздействия городского шума и сероуглерода на общую заболеваемость детей в большей степени, чем изолированного воздействия каждого из этих факторов. Сочетание пестицидов и нитратов усиливает их негативное действие., а воздействие ДДТ в сочетании с малыми дозами внутреннего и внешнего облучений вызывает более выраженные изменения по сравнению с изолированным действием.

При обследовании больших контингентов населения, проживающего в различных условиях окружающей среды с различным качественным составом и интенсивностью неблагоприятных факторов, установлена зависимость основных отклонений в функциональном состоянии системы кровообращения и сердечно-сосудистой заболеваемости от характера сочетания комплекса антропогенных факторов.

В такого рода исследованиях чаще всего принимаются во внимание факторы достаточно большой интенсивности, вызывающие специфические заболевания. Однако не следует игнорировать тот факт, что в большинстве случаев действует совокупность естественных и антропогенных факторов низкой интенсивности. Отсюда очевидна необходимость дифференциального подхода при определении ПДК в регионах, существенно различающихся природными условиями и антропогенной нагрузкой.

Известно, что комплексное действие факторов различной модальности может вызывать 3 типа реагирования: аддитивное, синергическое и антагонистическое, когда суммарный эффект соответственно будет равен, или больше, или меньше суммы эффектов отдельных факторов.

Поскольку степень негативного влияния ксенобиотиков прежде всего определяется функционированием систем биотрансформации и детоксикации, которое носит вероятностный характер, то считают, что длительное одновременное воздействие, например, на систему органов дыхания двух или нескольких чужеродных веществ вызывает эффект всегда больший, чем сумма индивидуальных влияний каждого из них. По-видимому, в большинстве своем, как в случае с длительным воздействием низких доз одного вещества, так и в случае с комплексным воздействием разных факторов, мы имеем дело с явлением, аналогичным физиологической суммации временной (или последовательной) и пространственной, которая описывает возникновение значимого ответа организма на действие допороговых стимулов. Таким образом, концепция пороговости, интенсивно эксплуатируемая токсикологией и гигиеной, в самой своей основе не отражает реальной картины взаимодействия организма с конкретным агентом, влияние которого осуществляется на фоне других естественных и искусственных факторов.

Кроме того, ПДК устанавливаются в эксперименте на лабораторных животных, в основном на крысах и мышах. Однако именно эти виды животных являются наиболее устойчивыми, в особенности, к химическим веществам. Адекватность экстраполяции данных на организм человека активно обсуждается в литературе. Ясно, что такая экстраполяция вряд ли допустима в вопросах нормирования вредного воздействия, однако по-прежнему, при разработке ПДК исходят из данных, полученных в эксперименте на животных. Все вышеизложенное ставит под сомнение целесообразность определения ПДК в Том виде, в каком оно проводилось до сих пор.

О недостаточности гигиенических ПДК, не учитывающих разнообразие возможных реакций у организмов в популяции в свое время говорил В.В. Ковальский []. В противоположность гигиеническим подходам геохимической экологией разрабатывается учение о нижних и верхних пороговых концентрациях, которые отражают емкость гомеостатических регуляторов системы. А.М. Степанов [] также подчеркивает, что концепция ПДК имеет ограниченное применение и сама по себе не гарантирует защиты человека от воздействия загрязняющих веществ окружающей среды. Для некоторых видов действия (мутагенное, канцерогенное) загрязняющих веществ в настоящее время принимается беспороговая модель, предусматривающая принцип приемлемого риска, который определяется как вероятность того или иного события в популяции.

Таким образом, для решения вопросов нормирования антропогенного воздействия, широко используемый экспериментальный путь является непригодным, поскольку условия модельного эксперимента и естественные условия разнятся самым существенным образом по ряду рассматриваемых выше параметров. Требуется разработка альтернативных критериев и подходов к определению допустимой нагрузки на среду обитания и самого человека.

В связи с этим становится очевидной необходимость в осуществлении наряду с ведущими экспериментальными работами натурных исследований. Это позволит, исходя из фактического материала, а не путем искусственного и во многом далекого от реальности моделирования ситуаций, выяснить, при какой интенсивности и в сочетании с какими сопутствующими факторами возникают наиболее значимые нарушения, а при каких условиях сдвиги носят функциональный характер, не угрожающий состоянию здоровья. Нормирование действия загрязнителей должно базироваться не сколько на констатации негативного действия данных факторов, сколько на определении верхних и нижних границ допустимого воздействия, в пределах которых еще осуществляется саморегуляция организма, т.е. выявлении его приспособительных возможностей.

В настоящее время принимается, что одним из основных разделов экологии человека является социально-гигиеническое изучение и оценка антропогенных факторов среды обитания и эколого-физиологическое изучение процессов адаптации организма к природно-климатическим и производственным факторам. В числе несомненных преимуществ физиологического мониторинга указывается возможность учета разнообразия индивидуальных реакций на загрязнение, различий в метаболизме, образе жизни, этнических различиях.

Следовательно, в силу вступает вероятностный принцип, понимаемый как варьирование пороговой величины в популяции. Отсюда следует важный в практическом отношении вывод о необходимости ориентации в решении вопросов нормирования не только и не столько на практически здоровый, сколько на чувствительный и ослабленный контингент. К факторам, влияющим на чувствительность к химическим воздействиям окружающей среды, относят периоды развития организма, генетические особенности, дефицит питания, наличие предрасполагающих заболеваний и индивидуальные привычки. По-видимому, сюда следует отнести и контингент людей с вялотекущими хроническими заболеваниями. И если в последние годы появляются работы, в которых предпочитают проводить обследования детского контингента, то на другие чувствительные группы пока слабо обращают внимание.

Указывается на необходимость определения интегральными методами региональной максимальной нагрузки. При этом подчеркивается, что трудности технического порядка при проведении натурных исследований окупятся тем, что установленная максимально допустимая нагрузка будет носить фактический, а не расчетный характер.