АНАЛИЗ СВЯЗИ СПОСОБНОСТИ ВЕЩЕСТВ К КУМУЛЯЦИИ СО СТРУКТУРОЙ ИХ МОЛЕКУЛ

Изучена связь способности веществ к функциональной кумуляции со структурой их молекул. При обосновании ПДК веществ в воде эта способность характеризуется классом опасности по кумуляции (далее - класс опасности), который устанавливается по коэффициенту отношения среднесмертельной дозы острого опыта к пороговой дозе хронического эксперимента. Поскольку изучить хроническую токсичность огромного числа новых химических соединений - неразрешимая задача, исследование возможности прогноза классов опасности представляет научный и практический интерес. С использованием логико-комбинаторного метода, названного в честь английского ученого-логика Д.С. Милля (ДСМ), выделены структурные группы в молекулах веществ, позволяющие определить принадлежность веществ к определённому классу опасности, а также изучена возможность прогноза класса опасности соединений в структурных рядах, содержащих эти фрагменты. Обучающая выборка (583 соединения) была автоматически выделена из базы данных WATERTOX, содержащей значения показателей острой и хронической токсичности для более 2000 химических веществ. Результаты работы показали, что ДСМ-метод ограниченно применим для определения классов опасности в этой гетерогенной выборке, поскольку не удалось однозначно определить перечень соединений, относящихся к классу умеренно кумулятивных. Однако с учетом этой неопределенности точность метода, оцененная с применением скользящего контроля, составила 78%. Вместе с тем, метод ДСМ позволил выделить из гетерогенной выборки структурные фрагменты молекул, ответственные за проявление функциональной кумуляции. Доказана связь классов опасности со структурой веществ в пределах однородных рядов и возможность прогноза классов опасности по этому показателю для неизученных соединений. Осуществлён прогноз классов опасности соединений, принадлежащих к нескольким структурным рядам, в том числе производных антрахинона, фталимидов, перфторированных алифатических соединений, хлорзамещенных фенолов, фенилмочевин.

химические вещества, функцинальная кумуляция, класс опасности, прогноз класса опасности, метод ДСМ, chemical substancies, functional cumulation, hazardclass, hazard class prognosis, JSM method

1. Каган Ю.С., Красовский Г.Н., Штабский Б.М. Кумулятивные свойства химических соединений, их изучение и оценка. В кн.: Каспаров А.А., Саноцкий И.В., ред. Токсикометрия химичеcких веществ, загрязняющих окружающую среду. М.; 1986: 104-33.

2. Штабский Б.М. Учение о кумуляции и его применение в профилактической токсикологии (Часть 1). Актуальные проблемы транспортной медицины. 2013; (2): 8-20.

3. Жолдакова З.И., Синицына О.О. Законономерности развития токсического процесса в зависимости от стадии дезорганизации и адаптации. В кн.: Материалы пленума Научного Совета по экологии человека и гигиене окружающей среды Российской Федерации «Приоритеты профилактического здравоохранения в устойчивом развитии общества: состояние и пути решения проблем». М.: 2013: 134-6.

4. Жолдакова З.И., Харчевникова Н.В. Прогноз токсичности и опасности веществ по зависимости структура-биотрансформация-активность. Российский химический журнал. 2004; (2): 16-24.

5. Жолдакова З.И., Харчевникова Н.В. Использование квантово-химических методов в прогнозе канцерогенности веществ. Вестник Российской академии медицинских наук. 2006; (4): 46-51.

6. Guidance оn Grouping of Chemicals. Inter-organisation programme for the sound management of chemicals. Environment Directorate Organisation for Economic Co-Operation and Development. Paris, France; 2014

7. Финн В.К. Правдопобные рассуждения в интеллектуальных системах типа ДСМ. В кн.: Финн В.К., ред. Автоматическое порождение гипотез в интеллектуальных системах. М.: ЛИБРОКОМ; 2009: 351-78.

8. Харчевникова Н.В., Блинова В.Г., Добрынин Д.А., Жолдакова З.И. Интеллектуальный анализ канцерогенности химических соединений с помощью стратегий метода, основанного на логике Джона Стюарта Милля. Научно-техническая информация. Серия 2. Информационные процессы и системы. 2009; (11): 18-23.

9. Харчевникова Н.В., Блинова В.Г. Прогнозтоксичности химических соединений с использованием метода ДСМ. Научно-техническая информация. Серия 2. Информационные процессы и системы. 2007; (12): 10-5.

10. База данных WATERTOX. Эколого-гигиенические свойства химических веществ, загрязняющих окружающую среду (токсичность и опасность веществ).