Канд. мед. наук, доцент кафедры общей и коммунальной гигиены ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России, 460000, Оренбург.
e-mail: kryazhev.87@inbox.ru
MD, Ph.D. Associate Professor of the Department of General and Communal Hygiene Orenburg State Medical University, Orenburg, 460000, Russian Federation.
e-mail: kryazhev.87@inbox.ru
Введение. Высокие показатели заболеваемости болезнями эндокринной системы и существующие особенности загрязнения питьевой воды хлорорганическими соединениями (ХОС) вызывают необходимость изучения механизмов влияния малых доз хлорорганических пестицидов на здоровье населения.
Цель исследования — изучить особенности формирования у населения неканцерогенного риска, ассоциированного с воздействием ХОС в питьевой воде, и эндокринных нарушений на примере 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) в условиях хронической пероральной экспозиции малыми дозами в эксперименте.
Материалы и методы. По результатам сравнительной гигиенической оценки более 10 тыс. проб питьевой воды централизованного водоснабжения в 41 муниципальном образовании Оренбургской области выявлена сельская территория с самым высоким содержанием ХОС и 2,4-Д, где проведён анализ заболеваемости населения болезнями эндокринной системы, пищеварительной системы и нарушениями обмена веществ (E00–E90). Экспериментальная часть работы выполнена на 2 группах крыс линии Вистар: 1-я группа — контрольная, 2-я группа потребляла воду, содержащую аммонийную соль 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-ДА) в концентрации 0,015 мг/л (0,5 ПДК).
У животных проведён анализ сыворотки крови для определения уровня гормонов (трийодтиронина (Т3) и тиреоидного гормона (Т4), тестостерона и инсулина), оценка массы тела и эпидидимального жира.
Результаты. Установлено, что территория наблюдения характеризуется высоким уровнем загрязнения питьевой воды ХОС (преимущественно 2,4-Д). Неканцерогенный риск для эндокринной системы (0,005), соответствующий приемлемому уровню, достоверно выше в 2–4 раза (р < 0,05) для взрослого и детского населения на территории наблюдения по сравнению с территорией сравнения. Первичная заболеваемость болезнями эндокринной системы, пищеварительной системы и нарушениями обмена веществ (E00–E90) на территории наблюдения (34,88 ± 5,9) в 2 раза выше среднеобластного значения и в 6 раз превышает аналогичный показатель территории сравнения, что свидетельствует о проявлении дизрапторных свойств 2,4-Д и ХОС. Эксперимент показал, что у животных опытной группы масса тела на 135-й день на 10% выше контрольной. Установлено повышение уровня инсулина у животных опытной группы: на 70% к 45-м суткам эксперимента, на 25% — к 90-м и 135-м суткам эксперимента. У опытной группы на 45-е, 90-е и 135-е сутки снижалась концентрации Т3 на 22; 5 и 6%, а концентрация Т4 — на 13; 12 и 38% соответственно. К моменту завершения эксперимента содержание тестостерона у опытной группы оказалось ниже на 36%.
Ограничения исследования связаны переносом результатов экспериментальных данных на изучаемую экспонируемую популяцию и оценкой в питьевой воде только ХОС и 2,4-Д без учёта действия других факторов окружающей среды.
Заключение. Проведённое исследование свидетельствует о проявлении дизрапторных свойств 2,4-Д в эксперименте на животных, выражающихся в нарушении механизмов регуляции обмена веществ. Результаты эксперимента показали, что поступление в организм малых доз (0,5 ПДК) 2,4-Д оказывало обесогенное действие, проявляющееся в увеличении общей массы тела и эпидидимального жира животных, сопровождалось снижением уровня тестостерона и гормонов щитовидной железы в сыворотке крови.
Участие авторов:
Кряжев Д.А. — концепция и дизайн исследования, обзор публикаций по теме статьи, получение и анализ полученных данных, методология, управление проектом, ресурсы, программное обеспечение, концептуализация, получение финансирования, надзор, проверка, визуализация; редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи;
Красиков С.И. — концепция и дизайн исследования, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи;
Карманова Д.С. — получение данных для анализа, анализ полученных данных; методология, управление проектом, ресурсы, программное обеспечение;
Боева Т.В. — обзор публикаций по теме статьи, редактирование материала;
Боев В.М. — концепция и дизайн исследования, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Поступила: 14.09.2021 / Принята к печати: 25.11.2021 / Опубликована: 08.04.2022
Introduction. High morbidity rates of diseases of the endocrine system and the existing features of drinking water pollution with organochlorine compounds (OCCs) make it necessary to study the mechanisms of the influence of low doses of organochlorine pesticides on public health.
The purpose of the study is to study the features of the formation of non-carcinogenic risk in the population associated with exposure to OCCs in drinking water and endocrine disorders, using the example of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) under conditions of chronic oral exposure in small doses in the experiment.
Materials and methods. According to the results of a comparative hygienic assessment of more than 10 thousand samples of drinking water from centralized water supply in 41 municipalities of the Orenburg region, a rural area with the highest content of OCCs and 2,4-D was identified. There was executed an analysis of the incidence of diseases of the endocrine system, digestive system and metabolic disorders (E00-E90) in the population. The experimental part of the work was carried out on 2 groups of Wistar rats: the 1st group was control, the 2nd group consumed water containing 2,4-DA (ammonium salt of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid) at a concentration of 0.015 mg/l (0.5 MPC). In the blood serum of animals, an analysis was made of the level of hormones: triiodothyronine (T3) and thyroid hormone (T4), testosterone and insulin, with an assessment of body weight and epididymal fat.
Results. The observation area was established to be characterized by a high level of contamination of drinking water with OCCs and mainly with 2,4-D.
Non-carcinogenic risk for the endocrine system (0.005), corresponding to an acceptable level, is significantly higher by 2–4 times (p < 0.05) for adults and children than in the comparison area. The primary incidence of diseases of the endocrine system, digestive system and metabolic disorders (E00-E90) in the observation area (34.88±5.9) is by 2 times higher than the average regional value and 6 times in the comparison area, which indicates the manifestation of disruptive properties 2,4-D and OCCs. The experiment showed that in animals of the experimental group, body weight on day 135 is 10% higher than the control one. An increase in the level of insulin in animals of the experimental group by 70% on day 45 and by 25% on days 90 and 135 of the experiment was established. In the experimental group, on the 45th, 90th and 135th days, the concentrations of T3 decreased by 22%, 5% and 6%, and T4 — by 13%, 12% and 38%, respectively. By the end of the experiment, the testosterone content in the experimental group was lower by 36%.
Limitations. The limitations of the study are related to the transfer of the results of experimental data to the studied exposed population and the assessment of only OCCs and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) in drinking water without taking into account other environmental factors.
Conclusion. The conducted study testifies to the manifestation of the disruptive properties of 2,4-D in an animal experiment, which is expressed by a violation of the mechanisms of metabolism regulation. The results of the experiment showed the intake of small doses (0.5 MPC) of 2,4-D into the body to have an obesogenic effect, manifested in a gain in total body weight and epididymal fat, accompanied by a decrease in the level of testosterone and thyroid hormones in the blood serum.
Contribution:
Kryazhev D.A. — the concept and design of the research, obtaining data for analysis, analyzing the data obtained, methodology, project management, resources, software, editing, writing the text of the manuscript, conceptualization, obtaining funding, supervision, check, visualization, review of publications on the topic of the article, editing of the material, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article;
Boev V.M. — the concept and design of the research, editing, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article;
Krasikov S.I. — the concept and design of the research, editing, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article;
Karmanova D.S. — obtaining data for analysis, analyzing the data obtained; methodology; project management; resources; software, writing the text of the manuscript, conceptualization, obtaining funding, supervision, check, visualization, review of publications on the topic of the article, editing of the material. All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version;
Boeva T.V. — review of publications on the topic of the article, editing of the material. All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Acknowledgement. The study had no sponsorship.
Received: September 14, 2021 / Accepted: November 25, 2021 / Published: April 08, 2022
The authors declare that there are no conflicts of interest present.