Обоснование предельно допустимой концентрации β-N-метиламино-L-аланина в воде водоёмов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования населения

Введение

Небелковая аминокислота β-N-метиламино-L-аланин (далее – БMAA) – соединение, которое вырабатывается некоторыми видами цианобактерий (далее – ЦБ), обитающими в пресных и морских водах, а также в почве. БMAA (L-α-амино-β-метиламинопропионовая кислота, 2-амино-3-(метиламино)-пропионовая кислота, β-диаминопропионовая кислота) имеет молекулярную формулу C₄H₁₀N₂O₂ (регистрационный номер CAS 15920-93-1, молекулярная масса 118,13 г ∙ моль⁻¹).

Попадая в организм, БMAA вызывает повреждения, аналогичные тем, которые наблюдаются при болезни Альцгеймера, боковом амиотрофическом склерозе и паркинсонизме [1]. Впервые БMAA была обнаружена в 1967 г. и выделена из семян растения Cycas сircinalis (саговник завитой, саговая пальма) [2]. Семена этого растения использовали в рационе питания коренные жители острова Гуам, в популяции которых нейродегенеративные болезни обнаруживали в 50–100 раз чаще по сравнению со среднемировым уровнем [3]. Молекулы БMAA, связанные с белками, были обнаружены в мозге жителей острова Гуам, умерших от болезни Альцгеймера и бокового амиотрофического склероза. Не все исследователи придерживаются мнения об исключительной роли БМАА в развитии нейродегенеративных болезней у жителей острова Гуам, что подтверждается обнаружением БМАА в посмертных тканях головного и спинного мозга у пациентов с аналогичными болезнями, проживавших далеко от острова Гуам [4].

В начале 2000-х годов было доказано, что БMAA могут продуцировать цианобактерии (синезелёные водоросли) – древнейшие фотоавтотрофные водоросли, распространённые повсеместно в водных и наземных экосистемах [5]. При изучени нейродегенеративных болезней ЦБ рассматривали в качестве наиболее вероятных продуцентов БMAA. Известно, что ЦБ, продуцирующие токсичные вторичные метаболиты, часто бывают симбионтами растений. В частности, БMAA была найдена в колониях симбиотических ЦБ из родов Nostoc и Anabaena, локализованных в боковых корнях растения Cycas сircinalis. Как показали исследования, в пищевых цепях экосистемы концентрация БMAA увеличивается при переходе от ЦБ (0,3 мкг/г) к семенам саговниковых (1160 мкг/г), а затем к марианской летучей лисице Pteropus mariannus (3560 мкг/г), которую аборигены острова считают деликатесом и употребляют в пищу [5, 6].

Из фитопланктона по пищевой цепи БMAA попадает в зоопланктон, затем в клетки беспозвоночных животных (мидий, устриц, креветок), накапливается в мозге и мышечной ткани рыб, а далее может попасть в организм высших животных [7–9]. Наиболее изучено действие БMAA на клетки млекопитающих. Установлено, что БMAA ошибочно включается в белки вместо L-серина [10]. Такое включение нарушает фосфорилирование ряда белков (серина, треонина, тирозина и гистидина), что приводит к их дисфункции и провоцирует нейродегенеративные патологии. Это может проявляться в одних случаях симптомами бокового амиотрофического склероза, в других – болезни Паркинсона и деменции, а нередко наблюдаются симптомы всех трёх расстройств [11]. Скорость развития нейромоторной дисфункции у приматов зависит от дозы БMAA. Механизм хронической токсичности БМАА может отличаться от механизма кратковременного токсического эффекта. По мнению некоторых исследователей, большинство известных цианотоксинов обладают острой токсичностью; неврологические эффекты, вызываемые БМАА, наблюдаются только после длительного воздействия [12]. Эксперименты показали, что у обезьян, получавших большие дозы БМАА, развивались неврологические нарушения – вялые параличи в результате повреждения двигательных нейронов в спинном мозге. Затем повреждались нейроны в коре головного мозга, образовывались нейрофибриллярные клубочки и амилоидные бляшки – неврологические признаки, характерные для болезни Паркинсона [13]. Показано, что острое воздействие БМАА вызывает развитие изменений, которые приводят к хроническим последствиям для функции мозга в зрелом возрасте [14].

БMAA привлекает внимание учёных всего мира из-за широкого распространения в природе, способности накапливаться в организме животных, особенностей нейротоксичного действия, а также возможного риска для здоровья человека в отдалённые сроки жизни.

Многие зарубежные исследования посвящены воздействию БМАА на организм лабораторных животных (мыши, крысы в зрелом и неонатальном возрасте) при различных условиях и длительности введения в организм: однократное (острое) внутрибрюшинное и пероральное; повторное внутрибрюшинное и подкожное введение; поступление с пищей; хроническое парентеральное; однократное парентеральное введение в неонатальный период с последующей оценкой состояния в зрелом организме. S. Waidyanatha и соавт. в остром опыте вводили крысам и мышам перорально через желудочный зонд 1; 10 и 100 мг/кг БМАА однократно и повторно на 5-й и 10-й дни эксперимента. При дозах до 100 мг/кг не обнаружено выраженной острой летальности: отмечены абсорбция, распределение, выведение (моча, кал) и накопление при повторных дозах [15]. M.A. Al-Sammak, D.G. Rogers, K.D. Hoagland в условиях однократного внутрибрюшинного введения БМАА мышам в дозах 30; 300; 1000; 2000; 3000 мг/кг массы тела изучена острая токсичность БМАА и установлена величина LD₅₀ на уровне 3000 мг/кг массы тела, при этом в мозге и печени экспериментальных животных в конце 14-дневного наблюдения не выявлено выраженных гистопатологических изменений при воздействии испытанных доз [16]. O. Myhre и соавт. вводили взрослым самцам мышей БМАА в дозе 30 мг/кг 5 дней подряд подкожно и оценивали долгосрочные когнитивные эффекты через 10 нед. Авторы не зафиксировали устойчивого ухудшения когнитивных функций при длительном наблюдении, не обнаружили долгосрочных негативных эффектов на пространственную память и обучение [17]. В исследовании R. Cruz-Aguado и соавт. взрослые мыши-самцы получали БМАА с пищей в дозе 28 мг/кг в течение 30 дней ежедневно. Исследовали поведение (координация, локомоция, сила, память) и морфологию ЦНС (число нейронов, реакция глии). Авторы не обнаружили моторных, когнитивных или нейропатологических эффектов при выбранной схеме и заключили, что при описанном режиме введения БMAA не вызывал признаков нейродегенерации [18]. S. Anzilotti и соавт. ежедневно в течение 30 дней вводили мышам внутрибрюшинно дозы БМАА, равные 1 и 30 мг/кг. Установлено цитоплазматическое накопление TDP-43 и активация глии, схожая с боковым амиотрофическим склерозом. Авторы утверждают, что длительное воздействие БМАА в дозе 30 мг/кг может привести к белковой патологии, характерной для моторных нейронных болезней [19]. F.J. Arnold и соавт. в состав корма (диета) экспериментальных животных вносили 300 и 200 мг БMAA на 1 кг корма с двух месяцев жизни, наблюдение вели до 18 мес (долгосрочная экспозиция). Авторы установили, что в дозе 300 мг БMAA на 1 кг корма наблюдалось усиление моторной дисфункции в комбинации с функциональными расстройствами желудочно-кишечного тракта [20]. Y. Ma, P. Tang, J. Xu и соавт. продолжительно парентерально вводили мышам-самцам БМАА в дозе 300 мг/кг. Установлено, что БMAA может вызывать повреждение печени, усиливая окислительный стресс и воспаление в печени, что расширяет картину токсичности БMAA за пределы нейротоксичности, затрагивая иммунотоксичность и гепатотоксичность [21]. В исследовании O. Karlsson, A.-L. Berg, A.-K. Lindström и соавт. новорождённым крысятам вводили БМАА в дозах 150 и 460 мг/кг, оценка состояния мозга у этих животных проводилась 6 мес спустя. Авторы изучали возможность неонатального воздействия БMAA на последующие изменения во взрослом гиппокампе. Даже меньшая из испытанных доз в неонатальном возрасте вызывала устойчивые изменения белкового профиля у взрослых. При воздействии дозы БМАА 150 мг/кг возникали изменения в экспрессии белков во взрослом гиппокампе (долговременные отсроченные эффекты действия) без видимых гистопатологических повреждений в той же зоне; доза 460 мг/кг приводила к выраженным гистопатологическим поражениям. Наблюдались неврональная дегенерация, клеточная потеря, кальцификация, астроглиоз [22]. L.L. Scott, T.G. Downing и соавт. провели однократную инъекцию БМАА новорождённым крысам в дозе 50 мг/кг. Авторы подтвердили связь неонатального воздействия БMAA с последующими изменениями: возникали нейродегенерация и депозит β-амилоида в гиппокампе взрослых животных. В этом исследовании показано, что даже доза 50 мг/кг вызывала лёгкие краткосрочные поведенческие изменения [23].

В научной литературе отсутствует информация о влиянии БМАА на органолептические свойства воды, процессы самоочищения в водоёме, не представлены сведения о проявлениях общетоксического действия и нарушениях репродуктивной функции в условиях длительного перорального поступления в организм.

По данным научной литературы и по результатам ранее выполненных собственных исследований цианотоксинов [24–28] были обоснованы дозы для изучения влияния БМАА на органолептические свойства воды, процессы самоочищения в водоёме, общетоксического действия БМАА в условиях подострого внутрижелудочного поступления в организм белых крыс, эмбриотоксического и тератогенного эффектов.

Цель исследования – установление предельно допустимой концентрации β-N-метиламино-L-аланина в воде в качестве критерия управления риском для здоровья населения при использовании воды в хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых целях.

Материалы и методы

Материалом исследования служил сертифицированный эталонный аналитический стандарт β-N-метиламино-L-аланина (БMAA). Изучение влияния на органолептические свойства воды и процессы самоочищения водоёмов, а также последующее обоснование ПДК БМАА в воде проводили согласно Методическим указаниям МУ 2.1.5.720–98¹. Общетоксическое, эмбриотоксическое и тератогенное действие БМАА изучали на конвенциональных белых крысах. Все работы с животными проводили согласно принципам, изложенным в Руководстве Р 1.2.3156–13 «Оценка токсичности и опасности химических веществ и их смесей для здоровья человека»² и в соответствии с заключением Комиссии по биомедицинской этике ФБУН ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана Роспотребнадзора от 21.11.2022 г., протокол № 03/22.

Для проведения экспериментальных исследований в условиях подострого внутрижелудочного введения в организм белых крыс обоснованы дозы БМАА на уровне 0,025 – 0,25 – 2,5 мг/кг массы тела (далее – м.т.). Животные получали БМАА внутрижелудочно ежедневно на протяжении 60 дней, животные контрольной группы – дистиллированную воду в равном объёме.

В течение всего эксперимента оценивали состояние животных, потребление воды и корма, регистрировали динамику изменения массы тела, фиксировали клинические проявления воздействия БМАА на 15-е, 45-е и 60-е сутки эксперимента. У животных определяли гематологические и биохимические показатели крови, поведенческие реакции и состояние эксплицитной (гиппокамп-зависимой) памяти. Сыворотку крови исследовали на биохимическом анализаторе ChemWell^® 2910 с определением 15 показателей. Гематологические исследования проводили на анализаторе Abacus Vet 5 Junior с определением лейкоцитарной формулы и 12 количественных показателей белого и красного ростка крови. По окончании подострого эксперимента проведены морфофункциональные исследования внутренних органов животных согласно [29] с использованием морфологических, морфометрических и стереометрических методов.

Эмбриотоксическое и тератогенное действие БМАА изучали на конвенциональных белых крысах (40 самок и 20 самцов). До начала экспозиции проводили спаривание самок со здоровыми самцами в соотношении 2 : 1. Беременность у самок диагностировали при обнаружении сперматозоидов во влагалищных мазках. Опытные самки получали БМАА в дозах 0,03 – 0,3 – 3 мг/кг м.т. перорально ежедневно от начала до 20-го дня беременности, самки контрольной группы – дистиллированную воду. Наблюдали за состоянием животных, потреблением воды и корма, регистрировали динамику изменения массы тела, фиксировали клинические проявления. На 20-й день беременности животных умерщвляли и подвергали вскрытию для определения степени эмбриотоксического и тератогенного влияния по следующим показателям: количество плодов, общая масса помёта, количество жёлтых тел, масса и длина эмбрионов, масса и диаметр плацент.

Из каждого помёта отбирали по два эмбриона для определения абсолютной и относительной массы внутренних органов (тимус, сердце, лёгкие, печень и почки). Остальные эмбрионы разделили на равные группы, которые служили материалом для изучения тератогенных эффектов по методу Вильсона – Дыбана³ (оценка общих признаков зрелости плода – прилипание ушных раковин, закрытие глаз, строение конечностей, хвоста); вторую группу помещали в 96%-й этанол на семь суток для последующего изучения скелетов по методике Доусона. Комплексные показатели эмбриотоксического и тератогенного действия рассчитывали по классическим формулам А.М. Малашенко и И.Е. Егорова [30].

Первичные данные обрабатывали в программе Microsoft Office Excel 2013, статистический анализ проводили в программе SPSS Statistics v. 22.0. Статистическую значимость различий сравниваемых показателей оценивали с помощью t-критерия Стьюдента при уровне значимости p < 0,05. Результаты представлены в виде M ± m (где М – среднее значение параметра, m – стандартная ошибка среднего). Нормальность распределения данных проверяли по критерию Шапиро – Уилка, равность дисперсий – по критерию Ливиня. Наличие статистических выбросов проверяли методом построения ящичных диаграмм [31]. Сравнение групп осуществляли при помощи однофакторного дисперсионного анализа с апостериорными сравнениями по Бонферрони (F-критерий, параметрические показатели) и непараметрическим критерием Краскала – Уоллиса [31, 32]. Проверку наличия тренда в исследованиях (при значимом различии между группами) осуществляли методом ранговых корреляций Спирмена (двусторонний анализ) [33, 34].

Результаты

Установлено, что БМАА не изменяет окраски воды. Влияние на запах воды изучали в двух сериях опытов при температуре воды плюс 20 и плюс 60 °С, средние эффективные концентрации (ЕС₅₀) составили соответственно 18,35 ± 1,44 и 10,07 ± 0,93 мг/л. Пороговая концентрация установлена на уровне 10 мг/л.

Влияние БМАА на процессы самоочищения в воде изучали в шести концентрациях: 0,1; 0,3; 1; 3; 10; 50 мг/л в двух сериях опытов (табл. 1). Установлено, что БМАА стимулирует процессы биохимического потребления кислорода (далее – БПК) в концентрациях 3; 10 и 50 мг/л на 10–16,7; 20–55,5 и 30–100% соответственно, что позволяет считать пороговой концентрацией по данному показателю величину 3 мг/л.

В подостром токсикологическом эксперименте отсутствовала спонтанная гибель животных. Не обнаружено значимых изменений по сравнению с контрольной группой в приросте массы тела опытных животных. По окончании эксперимента не зарегистрированы достоверные различия между контрольной и опытными группами в абсолютной и относительной массе внутренних органов. Гематологические исследования количества лейкоцитов, лимфоцитов, моноцитов, нейтрофилов, лейкоцитарной формулы, эритроцитов, гемоглобина, гематокрита, среднего объёма эритроцита, среднего содержания гемоглобина в эритроцитах, средней концентрации гемоглобина в эритроцитарной массе, распределение эритроцитов по величине в крови животных на 30-й, 45-й и 60-й дни исследования показали, что опытные животные, получавшие БMAA в дозах 0,025 и 0,25 мг/кг м.т., значимо не отличались от контрольных животных ни по одному из перечисленных выше показателей. У животных, получавших дозу БМАА 2,5 мг/кг м.т., установлено значимое снижение гемоглобина на 30-й день воздействия (p < 0,05).

Биохимический анализ сыворотки крови на содержание общего белка, альбумина, глюкозы, креатинина, мочевины, мочевой кислоты, холестерина, триглицеридов, хлоридов, активность аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, лактатдегидрогеназы, холинэстеразы, щелочной фосфатазы, альфа-амилазы показал значимые изменения ряда показателей у крыс, получавших дозу 2,5 мг/кг м.т. БMAA по сравнению с контрольными животными. Установлено достоверное снижение содержания мочевины и мочевой кислоты по сравнению с показателями контрольной группы на 30-й и 45-й дни эксперимента (табл. 2).

Анализ, проведённый методом непараметрических корреляций Спирмена, показал наличие значимой тенденции (корреляции) к снижению некоторых параметров при увеличении дозы БMAA. В частности, обнаружен значимый тренд снижения концентрации гемоглобина через 30 дней экспозиции с увеличением дозы БMAA (Р_о Спирмена = −0,614 при p < 0,01); значимый тренд снижения концентрации мочевины через 30 дней (Р_о Спирмена = −0,413 при p < 0,05) и 45 дней экспозиции (Р_о Спирмена = −0,412 при p < 0,05); значимый тренд снижения концентрации мочевой кислоты через 30 дней (Р_о Спирмена = −0,450 при p < 0,01) и 45 дней экспозиции (Р_о Спирмена = −0,528 при p < 0,05).

По окончании подострого эксперимента проведены эвтаназия животных, патологоанатомическое вскрытие, макропатологические исследования внутренних органов и гистологическое изучение микропрепаратов (щитовидная железа, тимус, сердце, лёгкое, желудок, печень, селезёнка, поджелудочная железа, подвздошная кишка, толстая кишка, почки, надпочечники, семенники. Микроскопическое изучение гистологических препаратов не выявило изменений в сердце, щитовидной железе, тимусе, тонком и толстом кишечнике, семеннике, желудке, поджелудочной железе и надпочечнике у всех опытных животных.

У животных, получавших БМАА в дозе 2,5 мг/кг м.т., наблюдались следующие изменения: увеличение микронекрозов и полнокровия сосудов стромы печени; отёчность и клеточная инфильтрация бронхов; кровенаполненность сосудов в селезёнке; увеличение индекса альтерации почечных клубочков. Однако указанные изменения не достигали статистически значимого уровня по сравнению с аналогичными показателями контрольной группы животных. У опытных животных, получавших БМАА в дозах 0,025 и 0,25 мг/кг м.т., морфофункциональных изменений в структуре указанных органов не выявлено.

Поведение животных и эксплицитную (рабочую, гиппокамп-зависимую) память оценивали в контрольной и трёх опытных группах крыс в конце подострого эксперимента. Для оценки памяти использовали тест спонтанного чередования в Т-образном лабиринте. Спонтанное чередование – поведенческий тест для измерения готовности грызунов к изучению новых условий. Согласно исследованиям R. Lalonde, грызуны предпочитают исследовать новый рукав лабиринта, а не возвращаться в тот, который был ранее посещён [35].

Рукава лабиринта были обозначены как А, B, C. Каждое маркированное животное помещали в рукав С на 5 мин, после чего регистрировали количество входов в рукава А, B, C и затем отмечали последовательность посещений рукавов (входов) для каждого животного (например, CBACBC и т. д.). Последовательность разделяли на триплеты (например, CBA, CBC и т. д.). Спонтанным чередованием (СЧ) считали триплеты из трёх разных букв. Процент спонтанных чередований рассчитывали по формуле: СЧ / общее количество триплетов × 100. Критерий включения результатов тестирования животного в анализ – 12 и более входов. Анализ результатов в тесте спонтанного чередования показал, что все испытанные дозы БМАА не влияли на моторную, исследовательскую активность и эксплицитную (гиппокамп-зависимую) память.

При изучении эмбриотоксического и тератогенного действия БММА в дозах 3; 0,3 и 0,03 мг/кг м.т. установлено, что во всех опытных группах отсутствовала спонтанная гибель животных. Не выявлено достоверных изменений массы тела беременных самок по сравнению с контролем. Средний прирост массы тела опытных самок за время беременности соответствовал по величине среднему значению показателя контрольных крыс. Не выявлено статистически достоверных изменений абсолютной и относительной массы внутренних органов эмбрионов опытных групп по сравнению с контролем (табл. 3).

Все показатели эмбриогенеза (количество жёлтых тел, число живых плодов, общий вес плодов в помёте, краниокаудальный размер плодов, диаметр и вес плаценты) у опытных животных статистически не отличались от контрольных значений (табл. 4). Показатели доимплантационной, постимплантационной и общей гибели потомства в опытных группах соответствовали аналогичным параметрам контрольных животных и не имели статистически значимого отличия.

Прижизненное макроскопическое обследование плодов не обнаружило грубых пороков развития. Последующее микроанатомическое изучение зафиксированного плодного материала и анализ поперечных срезов внутренних органов показало, что в опытных группах внутренние органы плодов сохраняли обычное расположение и структуру, их строение и топография не имели отличий от контроля. Выявленные нарушения эмбриогенеза не отличались разнообразием, были немногочисленными, не зависели от полученной дозы БMAA и встречались с одинаково низкой частотой во всех группах, что не позволило связать их возникновение с влиянием БМАА на процессы формирования и внутриутробного развития вынашиваемого потомства.

Оценка состояния скелета плодов с просветлёнными мягкими тканями по методике Доусона [36] не выявила нарушений остеогенеза и десинхронизации процессов оссификации хрящевых закладок в опытных группах и контроле, что подтверждает отсутствие тератогенных эффектов действия БМАА. При анализе каждого типа выявленных изменений относительно контрольной группы установлено, что все дозы в данном эксперименте можно считать недействующими по критерию тератогенности.

Испытанные дозы БMAА не проявили значимого токсического действия на материнский организм, эмбриотоксического и тератогенного действия на потомство в условиях эксперимента. Максимальная испытанная доза БMAA 3 мг/кг м.т. при пероральном ежедневном внутрижелудочном введении вплоть до 20-го дня беременности оценивается как недействующая.

Обсуждение

Антропогенное загрязнение водных объектов, климатические изменения и связанная с этим проблема массового развития токсичных ЦБ в поверхностных водоёмах хозяйственно-питьевого и рекреационного назначения отнесена ВОЗ к одной из приоритетных по риску воздействия на организм человека [37]. В начале 2000-х годов было доказано [5], что БMAA могут продуцировать ЦБ, распространённые повсеместно в водных и наземных экосистемах, а также другие представители фитопланктона [7–9].

Согласно результатам выполненных нами натурных исследований, в источниках водоснабжения на территории Российской Федерации отмечалось увеличение содержания БМАА. С 2016 по 2023 г. в ряде источников содержание БМАА увеличилось более чем в два раза и достигло 50,65 мкг/л, что указывает на актуальность гигиенического нормирования этого показателя в воде [27].

Анализ научной литературы показал, что изучение БMAA привлекает внимание учёных из-за его широкого распространения в природе, способности накапливаться посредством пищевой цепи в организме человека с последующим формированием нейродегенеративных изменений и прогрессирующих неврологических патологий (боковой амиотрофический склероз, паркинсонизм, деменция), развивающихся, по мнению [38], в среднем через 13–26 лет жизни.

Mobamed Z.A. и соавт. провели анализ шести видов продукции аквакультуры (моллюски, ракообразные, рыбы) и обнаружили, что БMAA накапливается в мозге и мышечной ткани рыб, а затем может попасть в организм высших животных [39]. При поступлении в организм человека БMAA ошибочно включается в белки вместо L-серина [10], что приводит к их дисфункции и провоцирует нейродегенеративные изменения. Это проявляется симптомами бокового амиотрофического склероза, болезни Паркинсона и деменции, а нередко наблюдаются симптомы всех трёх расстройств [11].

В исследованиях [18] указывается, что 30-дневное пероральное введение БМАА в дозе 28 мг/кг м.т. не обнаружило моторных, когнитивных или нейропатологических эффектов и признаков нейродегенерации. При этом показано, что однократное парентеральное неонатальное воздействие БMAA в дозах 50 мг/кг м.т. и выше приводило к последующим изменениям у животных в зрелом возрасте, в частности к экспрессии белков, изменению белкового профиля, а также к явным нейродегенеративным и устойчивым поведенческим изменениям [22, 23].

Отечественная практика обоснования гигиенических нормативов веществ в воде включает установление не только концентраций, не оказывающих токсического действия на организм лабораторных животных, но и определение пороговых концентраций по влиянию веществ на органолептические свойства воды и процессы самоочищения водных объектов. В ходе выполненных исследований нами установлена пороговая концентрация по влиянию БМАА на запах воды на уровне 10 мг/л, пороговая величина по общесанитарному показателю вредности (стимуляция БПК) на уровне 3 мг/л.

В ходе 60-суточного подострого токсикологического эксперимента у животных, получавших дозу БМАА 2,5 мг/кг м.т., обнаружено значимое снижение гемоглобина в крови, что согласуется с утверждением [19] о том, что длительное воздействие БМАА может привести к белковой патологии. Биохимические исследования сыворотки крови опытных крыс, получавших БМАА в дозе 2,5 мг/кг м.т., выявили достоверное снижение содержания мочевины и мочевой кислоты по сравнению с показателями контрольной группы животных. Это не противоречит утверждениям авторов [21] о том, что БМАА может вызывать повреждения, связанные с окислительным стрессом и последующим развитием воспаления. Данный вывод расширяет картину воздействия БМАА за пределы нейротоксичности. Исследования других авторов также указывают на возможные функциональные расстройства со стороны желудочно-кишечного тракта в условиях подострой пероральной экспозиции БМАА в составе корма для животных [20]. Микроскопическое изучение гистологических препаратов показало, что в группе опытных животных, получавших дозу 2,5 мг/кг м.т., наблюдалась тенденция к увеличению микронекрозов и полнокровию сосудов стромы печени, увеличению индекса альтерации почечных клубочков, что согласуется с исследованиями [16, 22].

В ходе подострого эксперимента не обнаружено влияния БMAA на моторную, исследовательскую активность и эксплицитную (гиппокамп-зависимую) память в тесте спонтанного чередования у животных во всех испытанных дозах, что не противоречит зарубежным исследованиям [17, 18].

С учётом достоверных изменений гематологических и биохимических показателей крови, а также выявленной тенденции к формированию морфофункциональных нарушений в печени и почках доза БМАА 2,5 мг/кг м.т. оценена как пороговая по общетоксическому действию в условиях подострого эксперимента (ПДпэк), дозы БМАА 0,25 и 0,025 мг/кг м.т. определены как недействующие.

 В экспериментальных исследованиях эмбриотоксического и тератогенного действия показатели доимплантационной, постимплантационной и общей гибели потомства в опытных группах соответствовали аналогичным параметрам животных из контрольной группы и не имели статистически значимого различия. Прижизненное макроскопическое обследование плодов не обнаружило грубых пороков развития. Оценка состояния скелета плодов не выявила нарушений остеогенеза и десинхронизации процессов оссификации хрящевых закладок, что подтверждает отсутствие тератогенных эффектов действия БМАА. Отсутствие токсического действия БМАА на материнский организм, эмбриотоксического и тератогенного действия на потомство позволило оценить дозу 3 мг/кг м.т. как недействующую по этим видам токсических эффектов.

Согласно п. 10.3 МУ 2.1.5.720–98¹, после установления в эксперименте ПДпэк (2,5 мг/кг м.т.) по отношению LD₅₀/ПДпэк определяли способность вещества к кумуляции, класс опасности и величину коэффициента J для прогноза пороговой дозы хронического действия (ПДхр). По степени изученности характера токсического действия БМАА и структурного ряда, к которому принадлежит БМАА, выбран коэффициент 5, следовательно, величина ПДхр составила 0,5 мг/кг м.т.

Согласно п. 11.7 МУ 2.1.5.720–98¹, расчёт максимальной недействующей дозы (МНДхр) проводили на основании величины ПДхр с использованием коэффициентов запаса в зависимости от способности вещества вызывать отдалённые эффекты. С учётом вероятности проявления токсических эффектов БМАА в отдалённые сроки жизни [39] дополнительный коэффициент запаса принят на уровне 10. Прогнозируемая величина МНДхр БМАА в условиях перорального поступления в организм теплокровных животных составляет 0,05 мг/кг м.т. Максимальная недействующая концентрация (МНКхр.) БМАА в воде составляет 1 мг/л. В табл. 5 представлены показатели комплексной оценки опасности содержания БМАА в воде.

Заключение

Таким образом, с учётом пороговых концентраций по влиянию на органолептические свойства воды (10 мг/л по запаху), на процессы самоочищения водных объектов (3 мг/л по изменению БПК) и величины МНКхр (1 мг/л) предельно допустимая концентрация БМАА в воде питьевой систем централизованного, в том числе горячего, и нецентрализованного водоснабжения, воде подземных и поверхностных водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, воде плавательных бассейнов, аквапарков рекомендована на уровне 1 мг/л, санитарно-токсикологический показатель вредности, 3-й класс опасности.

Для контроля содержания БМАА в воде разработан проект методических указаний «Количественное определение β-N-метиламино-L-аланина в питьевой и природной воде методом иммуноферментного анализа» с нижним пределом количественного измерения 0,005 мг/л.

¹ Методические указания МУ 2.1.5.720–98 «Обоснование гигиенических нормативов химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования» утверждены Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 15 октября 1998 г.

² Руководство Р 1.2.3156–13 «Оценка токсичности и опасности химических веществ и их смесей для здоровья человека» утверждено Главным государственным санитарным врачом РФ 27 декабря 2013 г.

³ Методические указания по изучению эмбриотоксического действия фармакологических веществ и влияние их на репродуктивную функцию. А.П. Дыбан, В.Ф. Пучков, Н.А. Чеботарь и др. М.: Минздрав СССР, 1986.  21 с.