Раздел 2. Диоксины в организме человека и животных

Пищевая цепь является основным путём поступления диоксинов в организм. С продуктами питания в организм поступает 98%, с воздухом – 2%, питьевой водой – менее 0,01% общего поступления диоксинов. Человек массой 70 кг в течение дня получает ТХДД (в пг/кг) с пищей – 0,35, с воздухом – 0,006 и потребительскими товарами – 0,001..

Из продуктов питания поступает 50% диоксинов с мясом, 27% - с молоком, 10% - с рыбой и 11% - с другой пищей. Установлено, что уровень диоксинов в молоке в 40-200 раз выше чем в тканях организма. Расчеты показывают, что из 1 литра молока организм получает в 12 раз большую дозу ПХДД, чем за счет вдыхаемого воздуха за одни сутки. Значительное количество диоксинов могут поступать с корнеплодами (картофель, морковь, свекла и др.), т.к. большая часть их задерживается в корневых системах растений и только 10% - в наземных частях.

Диоксины чрезвычайно стабильны в живых организмах, следствием чего является их длительное сохранение в биосфере.

Токсико-кинетические исследования последних лет показали, что они очень медленно выводятся из живых организмов, а из организма человека практически не выводятся.

Период полувыведения диоксина 2,3,7,8-ТХДД из живых организмов составляет: мышь, хомячок – 15 суток, крыса – 30, морская свинка – 30-94 суток, обезьяна – 455 суток, человек – 2120 суток.

Высокохлорированные ПХДД имеют сопоставимое время полувыведения из организма человека – порядка 3-6 лет. Для высокотоксичных ПХДФ период полувыведения из организма человека несколько меньше – от 1 до 3 лет. Найдена явная зависимость этой величины от структуры ПХДФ. Период полувыведения высокотоксичного ПХБ-169 из человека имеет величину порядка 10 лет.

Период полувыведения V и VI из печени и жировой ткани крыс для различных изомеров составляет (сутки): для Cl₄ДФ 2,6 и 5,6; Cl₄ДД 15,6; Br₄ДФ 20 и 30; Cl₅ДФ 60 и 115; Cl₅ДД 24 и 42; Br₅ДД 21 и 55 соответственно.

Обладая выраженными липотропными свойствами, диоксины преодолевают плацентарный барьер. Выделение их из организма млекопитающих происходит преимущественно через кишечник в виде фенольных метаболитов, а также с молоком. Так, период полувыведения ПХДД и ПХДФ существенно различается у лактирующих и нелактирующих овец (80 и 160 суток соответственно). Основную дозу ПХДД и ПХДФ ягнята получают с молоком, эта доза в 4 раза больше дозы, получаемой через плаценту. Наиболее активно через плаценту проникают низкохлорированные соединения, в частности, диоксин I. С грудным молоком у отдельных животных может выделяться до 10% суточной дозы диоксинов. У обезьян на 33 день грудного вскармливания содержание диоксинов в печени и жировой ткани детенышей было в 4,3 раза выше материнского уровня.

Как и большинство хлорированных соединений, диоксины хорошо всасываются в желудочно-кишечном тракте, легких, а также через кожу. При оральном поступлении диоксина 2,3,7,8-ТХДД в организм человека более 87% его всасывается в желудочно-кишечный тракт. Накапливается он преимущественно в жировой ткани, коже и печени.

Гонадотоксическое действие химических соединений (экзотоксикантов) существенно влияет на частоту возникновения различных дефектов у новорожденных. При этом, кроме опосредованного влияния диоксинов на репродуктивную функцию человека (нарушение нейрогуморальной регуляции размножения, заболевания других органов и систем), характерно и непосредственное специфическое действие токсиканта на половую систему, вызывающее развитие патологии в виде ее структурно-функциональных изменений на различных этапах онтогенеза.

Гонадотоксические эффекты диоксиновой интоксикации могут проявляться как снижением функциональной способности женской половой системы в ходе оплодотворения, так и существенными изменениями морфологии и качества половых клеток. Клинически это проявляется в нарушении процессов оплодотворения (воздействие на гормональный фон), а также в различных сдвигах последующего развития оплодотворенной яйцеклетки, вплоть до внутриутробной гибели плода. В мужских половых железах отмечаются различной выраженности дегенеративные процессы, вплоть до полного прекращения сперматогенеза, наблюдающегося при сочетаном воздействии ксенобиотических факторов.

Взаимосвязь между патологией процессов имплантации и внутриутробного развития плода с одной стороны и влиянием токсикантов на материнский организм с другой была подробно изучена во многих исследовательских работах. В их ходе были получены новые данные о патогенезе поражений, вызываемых ТХДД в отношении развивающегося организма. Выяснилось, что ТХДД и родственная ему группа соединений имеет непосредственное влияние на состояние рецепторов эпидермального фактора роста (ЭФР). В частности, известно, что попадание ТХДД с материнским молоком имитирует у животных-сосунков эффекты экзогенного ЭФР: раннее открывание глаз и прорезывание зубов. Предварительное введение мышам ТХДД (115 мкг/кг внутрибрюшинно) тормозило связывание ЭФР с соответствующими рецепторами изолированных плазматических мембран с гепатоцитами. Эти факты позволили предположить, что аномалии развития эмбрионов, гипотрофия новорожденных под воздействием ТХДД обусловлены его влиянием на функционирование рецепторов ЭФР. Подтверждением тому явились и наблюдаемые случаи рождения детей с повышенной частотой врожденных дефектов: имеющими неврологические патологии, более позднее созревание, сниженный иммунитет у родителей, подверженных диоксиновой интоксикации.

Прицельно изучая медико-биологические последствия воздействия диоксина, исследователи утверждают, что нет такого органа или системы, которые не были бы подвержены пагубному влиянию этого суперэкотоксиканта. Он нейротоксичен, поражает эндокринные железы: из-за разрушительных действий в щитовидной, поджелудочной, половых и других железах, диоксины по праву относят к гормональноподобным экотоксикантам. Согласно новым представлениям, токсикологическая агрессия токсиканта в отношении эндокринной системы во многом объясняется молекулярным сходством ТХДД и стероидных гормонов, что позволяет ему вмешиваться в функционирование системы внутриклеточной сигнализации, осуществляемое этими гормонами. В соответствии с этим, ТХДД вызывает преждевременное старение и ускоряет приближение программированной гибели клеток эндокринных желез.

Проявлению высокой токсичности диоксинов, наряду с их гидрофобностью и высокой стабильностью, способствует также их проникновение в цитоплазму и связывание со специфическим биологическим рецептором. Им является цитозольный белок клеток-мишеней - так называемый Ah- рецептор (aromatic hydrocarbonhydroxilase). Некоторые исследователи называют его диоксиновым, хотя этот вопрос остается дискуссионным. Диоксин и родственные ему соединения обладают исключительно высоким сродством к Ah-рецептору. Эта особенность увеличивает длительность их взаимодействия, и тем самым вероятность проявления токсических эффектов.

Способностью связываться с этим рецепторным белком обладают также некоторые ароматические углеводы с планарной структурой (ПАУ). Однако в сравнительной характеристике их биохимических свойств биоактивность диоксина значительно выше, чем ПАУ. Это объясняется тем, что из-за высокой стабильности диоксина в клетке и стабильности его комплекса с биорецептором каждая его молекула способна многократно участвовать в индукции синтеза окислительных ферментов. Вследствие этого и концентрации диоксина, обеспечивающие биоактивность, на четыре порядка ниже, чем концентрации нециклических ароматических углеводородов.

Таблица 1. Нормативы содержания диоксинов в объектах окружающей среды в различных странах

Среда	Ед.изм.	США	Германия	Италия	Россия
Атмосферный воздух населённых мест	пг/м³	0,02	-	0,04	0,5
Воздух рабочих помещений	пг/м³	0,13	-	0,12	-
Вода	пг/л	0,013	0,01	0,05	20
Почва сельскохозяйственных угодий	нг/кг	27	5	10	0,33
Пищевые продукты	нг/кг	0,001	-	-	-
Молоко (пересчёт на жир)	нг/кг	-	1,4	-	5,2
Рыба (пересчёт на жир)	нг/кг	-	-	-	88