Медицинская энциклопедия

БЕНЗПИРЕН

Бензпирен [3,4-бензпирен, бенз(а)пирен, бензапирен) — одно из наиболее сильнодействующих канцерогенных соединений. Полициклический ароматический углеводород, C20H12:

БЕНЗПИРЕН

Молекулярный вес — 252,30; t°пл 176,5°; t°кип 310°. Бледно-желтое вещество, кристаллизирующееся в виде игл или пластинок, хороню растворимое в бензоле, ацетоне, эфире, в маслах и других органических растворителях; плохо растворимое в воде (0,24 мкмоль на 1 л). В спектре флюоресценции бензпирен имеет три полосы с максимумами при 418, 430 и 458 нм. Вступает в реакцию замещения, сравнительно легко окисляется до образования хинонов, а затем карбоновых кислот.

В лаборатории бензпирен получают из пирена или симметричного гексагидропирена и ангидрида янтарной кислоты. При высоких температурах из алифатических и простых ароматических углеводородов бензпирен синтезируется путем реакции свободных радикалов. Первичные радикалы образуются путем разрыва углеродно-водородных или углеродно-углеродных связей исходных углеводородов (первая фаза процесса). Во второй фазе из первичных радикалов происходит синтез бензпирена путем постепенного и последовательного соединения цепей и дегидрирования.

Бензпирен является одним из наиболее распространенных канцерогенных веществ в окружающей человека среде. Образованно бензпирен в промышленности происходит при высокотемпературных процессах термической обработки органического сырья (перегонка, коксование) и сжигании в условиях, при которых появляются продукты неполного сгорания. Бензпирен обнаруживается во многих продуктах промышленности на предприятиях по переработке каменного угля, горючих сланцев, нефти, на сажевых заводах, установках, вырабатывающих отопительные газы и т. д., а также там, применяются некоторые из продуктов этих производств. Действием бензпирена можно объяснить возникновение профессионального рака кожи у трубочистов, парафинщиков и других работников, кожа которых подвергалась длительному загрязнению смолами, а также случаи рака легких у рабочих газовой промышленности. Канцерогенное действие бензпирена объясняется его взаимодействием с белками нуклеиновыми кислотами, вызывающим нарушения, ведущие к трансформации нормальных клеток в опухолевые. Механизм действия до конца не раскрыт.

Читайте также:  АНДЖАПАРИДЗЕ Отар Георгиевич

Одним из мощных источников выброса бензпирена в атмосферу являются двигатели внутреннего сгорания — значительные количества его находят в составе выхлопных газов автотранспорта и самолетов. Бензпирен можно обнаружить в загрязненном воздухе атмосферной пыли, в почве, водоемах, а также в различных конченых пищевых продуктах и табачном дыме: его находят в тканях легких человека, бронхиальных лимфатических узлах, в секрете сальных желез и моче. Можно сказать, что бензпирен встречается везде, где приходится иметь дело с дымом! или его продуктами. В определенную связь с этим можно поставить увеличение заболеваемости раком легких у жителей больших городов и у курильщиков сигарет.

Канцерогенные свойства бензпирена стали широко изучаться в экспериментах после 1933 года, когда он впервые был выделен из каменноугольной смолы, а затем синтезирован из пирена. При подкожном введении мышам и крысам по 1—2 мг бензпирена в масле саркомы возникают через 4—5 месяцев; при смазывании им кожи (0,5% раствор в бензоле) через 2—3 месяца появляются папилломы, а через 4—5 месяцев — рак почти у 100% животных. Введение бензпирена непосредственно в ткань различных органов животных также вызывает злокачественные опухоли: папилломы и рак преджелудка, плоскоклеточный рак легких, рак матки, опухоли молочных желез и т. д. Кроме новообразований на месте первичной аппликации, бензпирен вызывает у большого числа мышей аденоматозные опухоли легких.

Обмен бензпирена в организме осуществляется по типу реакции детоксикации в печени путей гидроксилирования с образованием 3-гидроксибензпирена, 3,6-бензпиренхинонов и др. Конечные продукты обмена бензпирена выделяются с желчью, а затем с калом, частично с мочой, главным образом в виде парных соединений с серной и глюкуроновой кислотами. Только 1% первоначально введенной в организм дозы бензпирена выводится в неизмененном виде. При изучении динамики появления метаболитов уже через час после введения бензпирена, меченного по углероду (С14), в желчи обнаруживается 6-оксибензпирен-глюкуронид, З-оксибензпирен-глюкуронид, дииоксибензпирен-глюкурониды и ряд других неустойчивых конъюгированных соединений. Через 24 часа после введения в кровь мыши бензпирена, меченного по углероду (С14), 2/3 введенной дозы радиоактивности обнаружено в кале и 1/6 в моче. В дальнейшем меченый углерод в течение еще нескольких дней может быть обнаружен в печени, желчи, жировой ткани, кале и моче. В выдыхаемом воздухе радиоактивность не обнаруживается. Скорость выведения бензпирена и продуктов его обмена из организма животных зависит от способа введения, растворителя и дозы вводимого канцерогена. Так, при внутрибрюшинном введении бензпирена в жировом растворителе канцероген выводится из организма мыши в 15 раз быстрее, чем при подкожном введении. При подкожном введении бензпирена в жировом растворителе, в водной эмульсии и в белковом растворителе быстрее всего выводится бензпирен, введенный с белковым растворителем, медленнее всего — в жировом растворителе. При внутривенном введении бензпирена характер растворителя сказывается на скорости выведения в наименьшей степени. При увеличении дозы вводимого бензпирена происходит пропорциональное увеличение его выведения из организма. Однако существует порог дозировки, после достижения которого дальнейшего увеличения выделения метаболитов не происходит.

Читайте также:  КОРЧАК-ЧЕПУРКОВСКИЙ Авксентий Васильевич

По мере окисления исходной молекулы бензпирена в процессе метаболизма канцерогенная активность уменьшается (оксипроизводные оказались менее активными). Закономерности метаболизма бензпирена были изучены не только в организме, но и в культуре тканей. Они имеют место и при деградации этого вещества в окружающей среде, например в почве, сточных водах, донных отложениях и т. д. Этот процесс биологической очистки осуществляется бактериальной флорой.

Применяемая в СССР и за рубежом методика определения бензпирена и других полициклических ароматических углеводородов включает несколько этапов.

1. Экстракция смолистых веществ, главным образом бензолом.

2. Фракционирование на колонке с окисью алюминия.

3. Идентификация бензпирена, которая чаще всего производится наиболее чувствительным спектральным методом. При этом используют как спектры флюоресценции, так и спектры поглощения. В замороженных растворах нормальных парафиновых углеводородов спектры флюоресценции бензпирена и других полициклических ароматических углеводородов состоят из большого числа тонких и четких линий. Такие «квазилинейчатые» спектры обладают выраженной индивидуальностью (Э. В. Шпольский и др., 1952). Использование эффекта Шпольского значительно повышает чувствительность метода определения бензпирена (до 0,001 мкг).

4. Для количественного определения используют метод добавок, или метод внутреннего контроля. Применяемый метод высоко избирателен и позволяет определять бензпирен в смесях самого сложного состава.

Разработка и применение тонких и точных методов определения бензпирена в окружающей среде и в организме человека создало предпосылки для профилактических мероприятий: обнаружение источников выброса бензпирена, введение технологических усовершенствований (улучшение сжигания) в производство (особенно коксохимическую и нефтяную промышленность), а также в конструкцию и эксплуатацию двигателей внутреннего сгорания, рациональное градостроительство, личная гигиена. Твердо установленная зависимость канцерогенного эффекта от дозы бензпирена позволила на основании экспериментальных исследований, эпидемиологических наблюдений, а также изучения уровня этого вещества в окружающей среде установить предельно допустимую концентрацию бензпирена в воздухе населенных мест в количестве 0,1 мкг/100 м3 и 15 мкг/100 м3 в воздухе рабочей зоны.

Читайте также:  ВОДОЛЕЧЕНИЕ

См. также Онкогенные вещества, Смолы.

Библиография: Шабад Л. М. Методы изучения бластомогенности химических веществ, М., 1970; он же, О циркуляции канцерогенов в окружающей среде, М., 1973; Badger G. M. Mode of formation of carcinogen es in human environment, Nat. Cancer Inst Monogr., № 2, p. 1, 1962.

Э. E. Сметанин, Л. М. Шабад.

Поделитесь в соцсетях
Back to top button