Пороки развития. Методы изучения влияния токсинов на репродуктивную функцию
Пороки развития — это стойкие отклонения в строении органов, приводящие к функциональным расстройствам.
Врожденные пороки встречаются у животных разных видов и человека.
В процессе эмбриогенеза отмечаются наиболее чувствительные периоды, когда воздействие различных факторов среды приводит к нарушению развития или гибели эмбриона. Это так называемые критические периоды, которые в значительной степени определяют восприимчивость эмбриона к вредному воздействию.
Связь плода с организмом матери осуществляется посредством плаценты через которую происходит его снабжение питательными веществами и кислородом. В норме кровь матери и плода не смешивается, между ними существует плацентарный барьер, через который и осуществляется питание плода. Некоторые химические вещества могут проникать через плацентарный барьер, оказывая токсическое действие на плод.
Таким образом, в онтогенезе человека можно выделить несколько периодов, наиболее важных для его развития и оценки возможных повреждений, наносимых неблагоприятными факторами различного характера. Основные данные о структуре и функции репродуктивной системы, приведенные выше, позволяют определить основные методы ее изучения, используемые в токсикологических исследованиях.
Методы изучения влияния токсинов на репродуктивную функцию
Для решения принципиальных вопросов охраны потомства необходим комплексный методический подход, включающий социально-гигиенические, клинико-статистические и экспериментальные исследования.
Цель гигиенических исследований — оценка факторов производственной среды (вредные химические вещества, шум, вибрация, электромагнитное излучение, неблагоприятный микроклимат и др.) и трудового процесса, продолжительность воздействия, интенсивность и т.д. Параллельно изучают социально-бытовые факторы, оценивают группу обследуемых по возрасту, стажу, проводят интервьюирование по специально разработанным анкетам и др.
При клинико-статистических исследованиях выявляют изменения репродуктивной функции работающих при их осмотре, анализируют критериально значимые показатели нарушений репродуктивного здоровья, которые обычно подлежат статистическому учету.
Основная роль в профилактике патологии репродуктивной функции отводится эксперименту, который дает основу как для прогнозирования неблагоприятных эффектов до внедрения веществ в промышленность, так и для дифференцирования этиологии повреждения репродуктивной функции, если вещество уже внедрено в производство. Задачи профилактической токсикологии — определение порогов вредного действия ядов на функцию и морфологию половых желез, развитие плода и потомства.
Меру избирательности (специфичности) действия предлагается определять по зоне специфического действия (Zsp), т.е. по отношению порога интегрального действия (Limintegr) к порогу специфического действия (LimSnec).
Если Zsp>l, это свидетельствует об избирательном (специфическом) действии химического агента на изучаемую функцию.
Влияние химических соединений на генеративную функцию оценивают в модельных опытах на теплокровных животных разных видов. Для изучения влияния химических веществ на репродуктивную функцию целесообразно использовать прежде всего спонтанно-овулирующих животных — белых крыс, мышей, а также, возможно, кошек и кроликов. Предпочтительны гибридные линии и беспородные популяции. Для получения достоверных данных важно соблюдение адекватных условий содержания лабораторных животных и полноценного режима питания.
При изучении эмбриотропного действия химических веществ большое значение имеют выбор экспериментальных животных, сроки беременности, на которые приходится это действие, продолжительность и уровень воздействия, проницаемость вещества через плаценту.
В настоящее время нельзя указать универсальный вид животных, который надежен для выявления тератогенного действия химических соединений. Одна из основных причин сложности интерпретации экспериментальных данных — недостаток информации о механизмах тератогенеза, об особенностях метаболизма ядов у человека и животных, о различиях во взаимодействиях матери и плода у человека и животных. Вопрос переноса данных с животного на человека имеет определенные трудности, поскольку имеются значительные различия в видовой и даже внутривидовой чувствительности (например, классический тератоген для человека талидомид вызывает уродства не у всех животных).
Вместе с тем на основании анализа многочисленных данных можно предположить, что положительные результаты, выявленные в эксперименте, свидетельствуют о высокой вероятности опасности химических соединений для человека. Например, известные в настоящее время тератогены для человека (стероидные гормоны, тиреостатики, антагонисты пурина или фолиевой кислоты, метилртуть и др.) в эксперименте оказались тератогенами. В связи с этим, по мнению группы экспертов ВОЗ (1968), при изучении тератогенной активности химических продуктов необходимо проводить эксперимент на эмбрионах трех видов млекопитающих — крыс, мышей и кроликов.
Исследование постнатального развития потомства в значительной степени позволяет избежать недооценки опасности воздействия химических соединений на эмбриогенез, так как патология развития проявляется зачастую в более поздние периоды онтогенеза и на более низких уровнях воздействия.
Важно определение чувствительности эмбрионов при воздействии изучаемых факторов: характер эффекта в значительной степени зависит от стадии эмбриогенеза, на которую действует химическое вещество в течение всей беременности.
Способ поступления яда в организм варьирует в зависимости от цели эксперимента. Длительность эксперимента и экспозиции определяется характером и целью исследования.
Количественная характеристика изменений при оценке опасности химических соединений, установленная при применении комплекса показателей (функциональных, морфологических и биохимических), может стать надежной основой для построения системы профилактических мероприятий.