medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2024-103-9-1037-1043bqjkermedlit-4365Research ArticleПРОФИЛАКТИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ И ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕPREVENTIVE TOXICOLOGY AND HYGIENIC STANDARTIZATIONИзучение скрининговым методом репродуктивной/эмбриональной токсичности при многократном воздействии 2-этилгексановой кислотыStudy of combined multiple exposure and reproductive / developmental toxicity of 2-ethylhexanoic acid by screening methodhttps://orcid.org/0000-0003-1539-1633МасальцевГлеб ВикторовичMasaltsevGleb V.

Канд. биол. наук, зав. отд. токсикологии и гигиены окружающей среды ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, Мытищи, Россия

e-mail: masalcev.gv@fncg.ru

MD, PhD, head of the Toxicology department of the Institute of Hygiene, Toxicology of Pesticides and Chemical Safety, Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman, Mytishchi, 141014, Russian Federation

e-mail: masalcev.gv@fncg.ru

masalcev.gv@fncg.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7319-5337ХамидулинаХалидя ХизбулаевнаKhamidulinaKhalidya Kh.

Доктор мед. наук; директор филиала РПОХБВ ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора; профессор, зав. каф. гигиены ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России, Москва, Россия

e-mail: director@rosreg.info

MD, PhD, DSci., Director of the Russian Register of Potentially Hazardous Chemical and Biological Substances — Branch of Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman; professor, Head of the Department of Hygiene of  the Russian Medical Academy of Continuous Professional Education, Moscow, 121087, Russian Federation

e-mail: director@rosreg.info

director@rosreg.infohttps://orcid.org/0000-0002-4020-3123ТарасоваЕлена ВладимировнаTarasovaElena V.

Канд. хим. наук, зам. директора филиала РПОХБВ ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, Москва, Россия

e-mail: secretary@rosreg.info

MD, PhD, Deputy Director of the Russian Register of Potentially Hazardous Chemical and Biological Substances — Branch of Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman, Moscow, 121087, Russian Federation

e-mail: secretary@rosreg.info

secretary@rosreg.infohttps://orcid.org/0000-0002-7959-7246ЗамковаИрина ВалентиновнаZamkovaIrina V.

Врач по санитарно-гигиеническим лабораторным исследованиям филиала РПОХБВ ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, Москва, Россия

e-mail: secretary@rosreg.info

MD, doctor of sanitary and hygienic laboratory research of the Russian Register of Potentially Hazardous Chemical and Biological Substances — Branch of Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman, Moscow, 121087, Russian Federation

e-mail: secretary@rosreg.info

secretary@rosreg.infoФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияFederal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman of the Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human WellbeingRussian FederationРоссийский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ – филиал ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияRussian Register of Potentially Hazardous Chemical and Biological Substances — Branch of the Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman of the Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing; Russian Medical Academy of Continuous Professional EducationRussian FederationРоссийский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ – филиал ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияRussian Register of Potentially Hazardous Chemical and Biological Substances — Branch of the Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman of the Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human WellbeingRussian FederationРоссийский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ – филиал ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияRussian Register of Potentially Hazardous Chemical and Biological Substances – Branch of the Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman of the Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human WellbeingRussian Federation202416102024103910371043Copyright © Масальцев Г.В., Хамидулина Х.Х., Тарасова Е.В., Замкова И.В., 20242024Масальцев Г.В., Хамидулина Х.Х., Тарасова Е.В., Замкова И.В.Masaltsev G.V., Khamidulina K.K., Tarasova E.V., Zamkova I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/4365Введение

Введение. В Российской Федерации химические вещества, внедряемые в хозяйственную деятельность, подлежат обязательной токсикологической оценке и гигиеническому регламентированию. Для обоснования гигиенического норматива 2-этилгексановой кислоты, производство которой планируется на территории нашей страны, требовалось дополнительное изучение воздействия вещества на репродуктивную функцию.

Цель исследования — совместное изучение общетоксического действия 2-этилгексановой кислоты с репродуктивной/эмбриональной токсичностью при повторном воздействии, установление значений NOAEL по данным видам воздействия.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследования выполнены в соответствии с требованиями руководства ОЭСР 422 «Совместное исследование токсичности при многократном воздействии с репродуктивной/эмбриональной токсичностью (скрининговый метод)».

Результаты

Результаты. Во время эксперимента не наблюдали гибели животных или проявления клинических симптомов токсического действия 2-этилгексановой кислоты при внутрижелудочном пути поступления в дозах 250; 500 и 1000 мг/кг массы тела (м. т.). Оценка поведенческих реакций по методу открытого поля показала отсутствие отличий у животных в опытных группах и контроле. При гистологическом исследовании установлено, что кислота в дозах 500 и 1000 мг/кг м. т. вызвала значимые изменения в мочевом пузыре у самцов и самок крыс (увеличение склероза в подслизистой основе), лёгких (увеличение доли эмфизематозно изменённой паренхимы), надпочечниках (увеличение альтерации клеток и липоматозных включений), щитовидной железе (увеличение локусов интерфолликулярной ткани). Установлено, что общая масса потомства в опытных группах, получавших 500 и 1000 мг/кг м. т. кислоты, была статистически дозозависимо снижена на 4-й и 13-й дни после родов по сравнению с контролем.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Исследование не имело ограничений.

Заключение

Заключение. Не установлено влияния 2-этилгексановой кислоты на репродуктивную функцию экспериментальных животных. Воздействие на развивающееся потомство (снижение общей массы) отмечено на уровне общетоксических доз и не является специфическим. Установлены значения NOAEL для родительских особей по общетоксическому действию на уровне 250 мг/кг м. т., по репротоксическому эффекту на уровне > 1000 мг/кг м. т.

Соблюдение этических стандартов. Исследование было одобрено биоэтической комиссией ФБУН «ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора (протокол № 01/22 от 27.10.2022 г.).

Участие авторов

Участие авторов: Хамидулина Х.Х. — концепция и дизайн исследования, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи; Тарасова Е.В. — концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование; Замкова И.В. — написание и редактирование текста; Масальцев Г.В. — сбор и обработка материала, написание и редактирование текста.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование выполнено при финансовой поддержке АО «Сибур-Химпром».

Поступила

Поступила: 29.05.2024 / Принята к печати: 23.09.2024 / Опубликована: 16.10.2024

Introduction

Introduction. According to the normative and methodological documents of the Russian Federation, chemicals introduced into economic activities are subject to mandatory toxicological assessment and hygienic regulation. To substantiate the value of the hygienic standard of 2-ethylhexanoic acid, the production of which is planned in the country, additional test on its reproductive toxicity was required.

The aim of the research was to determine the no-observed adverse effect levels of the 2-ethylhexanoic acid for maternal and reproductive toxicities in combined multiple exposure and the reproduction/developmental toxicity screening test (OECD 422).

Materials and methods

Materials and methods. The study was performed in accordance with the requirements of the OECD Test Guideline 422 «Combined repeated dose toxicity study with the reproduction/developmental toxicity screening test».

Results

Results. During the experiment no animal deaths or clinical symptoms of the toxic effect of 2-ethylhexanoic acid were observed at all tested doses (250, 500 and 1000 mg/kg b.w.). The assessment of behavioural responses using the open field method showed no differences in animals from experimental and control group. Histological examination indicated the acid at doses of 500 and 1000 mg/kg b.w. to cause significant changes in bladder (increased sclerosis in the submucosa), lungs (increased proportion of emphysematous altered parenchyma), adrenal gland (increased cell alterations and lipomatous inclusions), thyroid gland (increased loci of interfollicular tissue) in males and females’ rats. The total weight of offspring in the experimental groups was found to be statistically dose-dependent reduced on days 4 and 13 after birth compared with the control.

Limitations

Limitations. The study had no limitations.

Conclusion

Conclusion. 2-Ethylhexanoic acid has no effect on the reproductive function in experimental animals. Developmental toxicity, expressed in a decrease in the total weight of offspring, was observed at the level of general toxic effects and is not specific. NOAELs were established at the level of 250 mg/kg b.w. for general toxic effect, > 1000 mg/kg b.w. for reprotoxic effect.

Compliance with ethical standards. The study was approved by the bioethical commission of the Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman.

Contribution

Contribution: Khamidulina Kh.Kh. — concept and design of the study, editing, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article; Tarasova E.V. — concept and design of the study, collection and processing of materials, text writing, editing; Zamkova I.V. — text writing, editing; Masaltsev G.V. — experimental work, collection and processing of materials, writing text.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Acknowledgement

Acknowledgement. The study was financially supported by Sibur-Khimprom JSC.

Received

Received: May 29, 2024 / Accepted: September 23, 2024 / Published: October 16, 2024

2-этилгексановая кислотарепродуктивная/эмбриональная токсичностьскрининговый методметод ОЭСР 4222-ethylhexanoic acidreproductive / developmental toxicityscreeningOECD test guideline 422ReferencesГН 1.1.701–98. Гигиенические критерии для обоснования необходимости разработки ПДК и ОБУВ (ОДУ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе населенных мест, воде водных объектов; 1998.GN 1.1.701–98. «Hygienic criteria to substantiate the need to develop MAC and OEL (OAL) for hazardous substances in the air of the working area, atmospheric air in populated areas, water in water bodies»; 1998. (in Russian)ГОСТ 12.1.007–76. ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности (с изм. № 1,2); 1976.GOST 12.1.007–76. SSBT. Hazardous substances. Classification and general safety requirements (as amended No. 1,2); 1976. (in Russian)Федеральный регистр потенциально опасных химических и биологических веществ. Доступно: https://rpohv.ru/online/Federal Register of Potentially Hazardous Chemical and Biological Substances. Available at: https://rpohv.ru/online/ (in Russian)CCOHS RTECS. Canadian Centre Occupational Health and Safety, Registry of Toxic Effects of Chemical Substances; 2023.CCOHS RTECS. Canadian Centre Occupational Health and Safety, Registry of Toxic Effects of Chemical Substances; 2023.ECHA. European Chemicals Agency’s Dissemination portal with information on chemical substances registered under REACH. Available at: https://echa.europa.eu/homeECHA. European Chemicals Agency’s Dissemination portal with information on chemical substances registered under REACH. Available at: https://echa.europa.eu/homeGESTIS Substance Database. Database on chemical compounds of the Institute for Occupational Safety and Health of the German Social Accident Insurance Society (IFA). Available at: https://gestis-database.dguv.de/GESTIS Substance Database. Database on chemical compounds of the Institute for Occupational Safety and Health of the German Social Accident Insurance Society (IFA). Available at: https://gestis-database.dguv.de/GHS Classification Results (J-GHS). National Institute of Technology and Evaluation /NITE/. Available at: https://www.safe.nite.go.jp/english/ghs/all_fy_e.htmlGHS Classification Results (J-GHS). National Institute of Technology and Evaluation /NITE/. Available at: https://www.safe.nite.go.jp/english/ghs/all_fy_e.htmlAgency technical report on the classification and labelling of 2-ethylhexanoic acid and its salts, with the exception of those specified elsewhere in this list. Health and Safety Executive Chemicals Regulation Division; 2021.Agency technical report on the classification and labelling of 2-ethylhexanoic acid and its salts, with the exception of those specified elsewhere in this list. Health and Safety Executive Chemicals Regulation Division; 2021.Bui L.M., Taubeneck M.W., Commisso J.F., Uriu-Hare J.Y., Faber W.D., Keen C.L. Altered zinc metabolism contributes to the developmental toxicity of 2-ethylhexanoic acid, 2-ethylhexanol and valproic acid. Toxicology. 1998; 126(1): 9–21. https://doi.org/10.1016/s0300-483x(97)00171-6Bui L.M., Taubeneck M.W., Commisso J.F., Uriu-Hare J.Y., Faber W.D., Keen C.L. Altered zinc metabolism contributes to the developmental toxicity of 2-ethylhexanoic acid, 2-ethylhexanol and valproic acid. Toxicology. 1998; 126(1): 9–21. https://doi.org/10.1016/s0300-483x(97)00171-6Ambroso J.L., Frank E.R., Keller L.H., Trimmer G.W., Waterman S.J. Developmental toxicity assessment of C8 iso acid in CD rats: relevance to embryotoxic aliphatic carboxylic acids. Toxicol. Sci. 1999; 52(2): 240–7. https://doi.org/10.1093/toxsci/52.2.240Ambroso J.L., Frank E.R., Keller L.H., Trimmer G.W., Waterman S.J. Developmental toxicity assessment of C8 iso acid in CD rats: relevance to embryotoxic aliphatic carboxylic acids. Toxicol. Sci. 1999; 52(2): 240–7. https://doi.org/10.1093/toxsci/52.2.240Pennanen S., Tuovinen K., Huuskonen H., Kosma V.M., Komulainen H. Effects of 2-ethylhexanoic acid on reproduction and postnatal development in Wistar rats. Fundam. Appl. Toxicol. 1993; 21(2): 204–12. https://doi.org/10.1006/faat.1993.1090Pennanen S., Tuovinen K., Huuskonen H., Kosma V.M., Komulainen H. Effects of 2-ethylhexanoic acid on reproduction and postnatal development in Wistar rats. Fundam. Appl. Toxicol. 1993; 21(2): 204–12. https://doi.org/10.1006/faat.1993.1090Pennanen S., Tuovinen K., Huuskonen H., Komulainen H. The developmental toxicity of 2-ethylhexanoic acid in Wistar rats. Fundam. Appl. Toxicol. 1992; 19(4): 505–11. https://doi.org/10.1016/0272-0590(92)90088-yPennanen S., Tuovinen K., Huuskonen H., Komulainen H. The developmental toxicity of 2-ethylhexanoic acid in Wistar rats. Fundam. Appl. Toxicol. 1992; 19(4): 505–11. https://doi.org/10.1016/0272-0590(92)90088-yCollins M.D., Scott W.J., Miller S.J., Evans D.A., Nau H. Murine teratology and pharmacokinetics of the enantiomers of sodium 2-ethylhexanoate. Toxicol. Appl. Pharmacol. 1992; 112(2): 257–65. https://doi.org/10.1016/0041-008x(92)90195-xCollins M.D., Scott W.J., Miller S.J., Evans D.A., Nau H. Murine teratology and pharmacokinetics of the enantiomers of sodium 2-ethylhexanoate. Toxicol. Appl. Pharmacol. 1992; 112(2): 257–65. https://doi.org/10.1016/0041-008x(92)90195-xDawson D.A. Additive incidence of developmental malformation for Xenopus embryos exposed to a mixture of ten aliphatic carboxylic acids. Teratology. 1991; 44(5): 531–46. https://doi.org/10.1002/tera.1420440507Dawson D.A. Additive incidence of developmental malformation for Xenopus embryos exposed to a mixture of ten aliphatic carboxylic acids. Teratology. 1991; 44(5): 531–46. https://doi.org/10.1002/tera.1420440507Hauck R.S., Wegner C., Blumtritt P., Fuhrhop J.H., Nau H. Asymmetric synthesis and teratogenic activity of (R)- and (S)-2-ethylhexanoic acid, a metabolite of the plasticizer di-(2-ethylhexyl)phthalate. Life Sci. 1990; 46(7): 513–8. https://doi.org/10.1016/0024-3205(90)90007-eHauck R.S., Wegner C., Blumtritt P., Fuhrhop J.H., Nau H. Asymmetric synthesis and teratogenic activity of (R)- and (S)-2-ethylhexanoic acid, a metabolite of the plasticizer di-(2-ethylhexyl)phthalate. Life Sci. 1990; 46(7): 513–8. https://doi.org/10.1016/0024-3205(90)90007-eHendrickx A.G., Peterson P.E., Tyl R.W., Fisher L.C., Fosnight L.J., Kubena M.F., et al. Assessment of the developmental toxicity of 2-ethylhexanoic acid in rats and rabbits. Fundam. Appl. Toxicol. 1993; 20(2): 199–209. https://doi.org/10.1006/faat.1993.1027Hendrickx A.G., Peterson P.E., Tyl R.W., Fisher L.C., Fosnight L.J., Kubena M.F., et al. Assessment of the developmental toxicity of 2-ethylhexanoic acid in rats and rabbits. Fundam. Appl. Toxicol. 1993; 20(2): 199–209. https://doi.org/10.1006/faat.1993.1027Narotsky M.G., Francis E.Z., Kavlock R.J. Developmental toxicity and structure-activity relationships of aliphatic acids, including dose-response assessment of valproic acid in mice and rats. Fundam. Appl. Toxicol. 1994; 22(2): 251–65. https://doi.org/10.1006/faat.1994.1029Narotsky M.G., Francis E.Z., Kavlock R.J. Developmental toxicity and structure-activity relationships of aliphatic acids, including dose-response assessment of valproic acid in mice and rats. Fundam. Appl. Toxicol. 1994; 22(2): 251–65. https://doi.org/10.1006/faat.1994.1029Ritter E.J., Scott W.J. Jr., Randall J.L., Ritter J.M. Teratogenicity of di(2-ethylhexyl) phthalate, 2-ethylhexanol, 2-ethylhexanoic acid, and valproic acid, and potentiation by caffeine. Teratology. 1987; 35(1): 41–6. https://doi.org/10.1002/tera.1420350107Ritter E.J., Scott W.J. Jr., Randall J.L., Ritter J.M. Teratogenicity of di(2-ethylhexyl) phthalate, 2-ethylhexanol, 2-ethylhexanoic acid, and valproic acid, and potentiation by caffeine. Teratology. 1987; 35(1): 41–6. https://doi.org/10.1002/tera.1420350107Svechnikova I., Svechnikov K., Söder O. The influence of di-(2-ethylhexyl) phthalate on steroidogenesis by the ovarian granulosa cells of immature female rats. J. Endocrinol. 2007; 194(3): 603–9. https://doi.org/10.1677/JOE-07-0238Svechnikova I., Svechnikov K., Söder O. The influence of di-(2-ethylhexyl) phthalate on steroidogenesis by the ovarian granulosa cells of immature female rats. J. Endocrinol. 2007; 194(3): 603–9. https://doi.org/10.1677/JOE-07-0238Assessment report. Reconsideration of Nine Chemicals Listed under Proposition 65 as Known to Cause Reproductive Toxicity. Office of Environmental Health Hazard Assessment California Environmental Protection Agency; 2013. Available at: https://oehha.ca.gov/media/downloads/proposition-65/chemicals/2013septdartichid.pdfAssessment report. Reconsideration of Nine Chemicals Listed under Proposition 65 as Known to Cause Reproductive Toxicity. Office of Environmental Health Hazard Assessment California Environmental Protection Agency; 2013. Available at: https://oehha.ca.gov/media/downloads/proposition-65/chemicals/2013septdartichid.pdfХамидулина Х.Х., Тарасова Е.В., Замкова И.В., Назаренко А.К. Обоснование предельно допустимой концентрации 2-этилгексановой кислоты в воздухе рабочей зоны. Токсикологический вестник. 2024; 32(2): 72–86. https://doi.org/10.47470/0869-7922-2024-32-2-72-86 https://elibrary.ru/fvziboKhamidulina Kh.Kh., Tarasova E.V., Zamkova I.V., Nazarenko A.K. Substantiation of maximum allowable concentration of 2-ethylhexanoic acid in the air of the working area. Toksikologicheskii vestnik. 2024; 32(2): 72–86. https://doi.org/10.47470/0869-7922-2024-32-2-72-86 https://elibrary.ru/fvzibo (in Russian)ГОСТ 34555–2019. Межгосударственный стандарт. Методы испытания по воздействию химической продукции на организм человека. Определение токсичности при повторном/многократном воздействии с одновременным определением оценки репродуктивной/эмбриональной токсичности скрининговым методом. М.; 2019.GOST 34555–2019. Methods of testing the chemicals of human hazard. Determination of repeated/multiple dose toxicity with simultaneous assessment of reproduction/developmental toxicity by screening method. Moscow; 2019. (in Russian)Руководство Р 1.2.3156–13. Оценка токсичности и опасности химических веществ и их смесей для здоровья человека. М.; 2013.Guide R 1.2.3156–13. Assessment of the toxicity and hazard of chemicals and their mixtures for human health. Moscow; 2014. (in Russian)Халафян А.А. STATISTICA 6. Статистический анализ данных. М.: Бином-Пресс; 2007.Khalafyan A.A. STATISTICA 6. Statistical Data Analysis [STATISTICA 6. Statisticheskii analiz dannykh]. Moscow: Binom Press; 2007. (in Russian)Corder G.W., Foreman D.I. Nonparametric Statistics: A Step-by-Step Approach. Hoboken: John Wiley & Sons; 2014.Corder G.W., Foreman D.I. Nonparametric Statistics: A Step-by-Step Approach. Hoboken: John Wiley & Sons; 2014.Agresti A. Categorical Data Analysis. Hoboken: John Wiley & Sons; 2003.Agresti A. Categorical Data Analysis. Hoboken: John Wiley & Sons; 2003.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.