Preview

Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки

Расширенный поиск

Оценка рисков здоровью и влияния на иммунитет 2,4ꞌ‑дихлорбифенила (ПХБ 8) и продуктов его бактериальной деструкции при пероральном поступлении в организм

https://doi.org/10.26907/2542-064X.2026.1.75-90

Аннотация

Проблема негативного воздействия полихлорированных бифенилов (ПХБ) на организм человека и животных является актуальной в настоящее время. Однако основное внимание уделяется рискам, обусловленным загрязнением окружающей среды высокохлорированными бифенилами. В настоящем исследовании изучено воздействие дихлорированного бифенила (ПХБ 8) и продуктов его бактериальной трансформации на иммунитет. Установлено, что ПХБ 8 снижает показатели антителообразования, но не влияет на клеточноопосредованный иммунитет. Деградация ПХБ 8 штаммом Rhodococcus opacus FG1 приводит к нивелированию негативного влияния соединения на гуморальный иммунитет. В результате бактериальной трансформации под действием ферментов штамма Rhodococcus opacus FG1 (ВКМ Ас‑3030) концентрация ПХБ 8 за 14 сут снизилась в 16.9 раза. При этом в среде зафиксировано накопление 2‑хлорбензойной (2‑ХБК) и 4‑хлорбензойной (4‑ХБК) кислот. Анализ влияния 2‑ХБК и 4‑ХБК на показатели иммунитета не выявил негативных эффектов. Расчет рисков показал, что, несмотря на снижение концентрации ПХБ 8 в процессе биотрансформации, уровень неканцерогенного риска остается высоким как для детей, так и для взрослых, а показатель канцерогенного риска снижается к 14 сут до допустимого и безопасного значений для детей и взрослых соответственно. Расчетные значения неканцерогенного риска от образующихся ХБК не представляют опасность для здоровья.

Об авторах

Д. О. Егорова
Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН
Россия

Дарья Олеговна Егорова - доктор биологических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории микробиологии техногенных экосистем Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиала ПФИЦ УрО РАН.

Пермь


Конфликт интересов:

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов



С. В. Гейн
Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН
Россия

Сергей Владимирович Гейн - доктор медицинских наук, профессор, директор Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиала ПФИЦ УрО РАН.

Пермь


Конфликт интересов:

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов



Н. А. Королев
Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН
Россия

Николай Александрович Королев - аспирант лаборатории микробиологии техногенных экосистем Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиала ПФИЦ УрО РАН.

Пермь


Конфликт интересов:

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов



Т. Д. Кирьянова
Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал ПФИЦ УрО РАН
Россия

Татьяна Денисовна Кирьянова - инженер лаборатории микробиологии техногенных экосистем Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиала ПФИЦ УрО РАН.

Пермь


Конфликт интересов:

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов



Список литературы

1. Reddy A.V.B., Moniruzzaman M., Aminabhavi T.M. Polychlorinated biphenyls (PCBs) in the environment: Recent updates on sampling, pretreatment, cleanup technologies and their analysis // Chem. Eng. J. 2019. V. 358. P. 1186–1207. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.09.205.

2. United Nations Environment Programme. Final Act of the Conference of Plenipotentiaries on the Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants. UNEP/POPS/CONF/4. Geneva: U. N., 2001. 44 p.

3. Zhao Q., Bai J., Lu Q., Gao Z., Jia J., Cui B., Liu X. Polychlorinated biphenyls (PCBs) in sediments/soils of different wetlands along 100-year coastal reclamation chronosequence in the Pearl River Estuary, China // Environ. Pollut. 2016. V. 213. P. 860–869. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2016.03.039.

4. Negrete-Bolagay D., Zamora-Ledezma C., Chuya-Sumba C., De Sousa F.B., Whitehead D., Alexis F., Guerrero V.H. Persistent organic pollutants: The trade-off between potential risks and sustainable remediation methods // J. Environ. Manage. 2021. V. 300. Art. 113737. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113737.

5. Erickson M.D., Kaley II R.G. Applications of polychlorinated biphenyls // Environ. Sci. Pollut. Res. 2011. V. 18, No 2. P. 135–151. https://doi.org/10.1007/s11356-010-0392-1.

6. Warenik-Bany M., Maszewski S., Mikolajczyk S., Piskorska-Pliszczynska J. Impact of environmental pollution on PCDD/F and PCB bioaccumulation in game animals // Environ. Pollut. 2019. V. 255, Pt. 1. Art. 113159. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113159.

7. Müller M.H.B., Polder A., Brynildsrud O.B., Karimi M., Lie E., Manyilizu W.B., Mdegela R.H., Mokiti F., Murtadha M., Nonga H.E., Skaare J.U., Lyche J.L. Organochlorine pesticides (OCPs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) in human breast milk and associated health risks to nursing infants in Northern Tanzania // Environ. Res. 2017. V. 154. P. 425–434. https://doi.org/10.1016/j.envres.2017.01.031.

8. Devi N.L. Persistent organic pollutants (POPs): Environmental risks, toxicological effects, and bioremediation for environmental safety and challenges for future research // Saxena G., Bharagava R. (Eds.) Bioremediation of Industrial Waste for Environmental Safety. V. 1: Industrial waste and its management. Singapore: Springer, 2020. P. 53–67. https://doi.org/10.1007/978-981-13-1891-7_4.

9. Shuai J., Yu X., Zhang J., Xiong A.-s., Xiong F. Regional analysis of potential polychlorinated biphenyl degrading bacterial strains from China // Braz. J. Microbiol. 2016. V. 47, No 3. P. 536–541. https://doi.org/10.1016/j.bjm.2014.12.001.

10. Zhang H., Zhang H., Zhao L., Zhou B., Li P., Liu B., Wang Y., Yang C., Huang K., Zhang C. Ecosystem impact and dietary exposure of polychlorinated biphenyls (PCBs) and heavy metals in Chinese mitten crabs (Eriocheir sinensis) and their farming areas in Jiangsu, China // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2021. V. 227. Art. 112936. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.112936.

11. Helou K., Harmouche-Karaki M., Karake S., Narbonne J.-F. A review of organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls in Lebanon: Environmental and human contaminants // Chemosphere. 2019. V. 231. P. 357–368. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.05.109.

12. Yakub A.S., Bassey B.O., Balogun K.J., Igbo J.K., Ajani G., Bello B., Abiodun O., Olapoju O., Nosazeogie E.O., Izge M.A. Human health risk of polychlorinated biphenyls in some brackish and marine fish species from Ondo South-West Nigeria // Biomed. J. Sci. Tech. Res. 2020. V. 30, No 2. P. 23258–23263. https://doi.org/10.26717/BJSTR.2020.30.004928.

13. Eze V.C., Onwukeme V.I., Ogbuagu J.O., Aralu C.C. Toxicity and risk evaluation of polychlorinated biphenyls in River Otamiri, Imo State // Sci. Afr. 2023. V. 22. Art. e01983. https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2023.e01983.

14. Pieper D.H. Aerobic degradation of polychlorinated biphenyls // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2005. V. 67, No 2. P. 170–191. https://doi.org/10.1007/s00253-004-1810-4.

15. Bako C.M., Mattes T.E., Marek R.F., Hornbuckle K.C., Schnoor J.L. Biodegradation of PCB congeners by Paraburkholderia xenovorans LB400 in presence and absence of sediment during lab bioreactor experiments // Environ. Pollut. 2021. V. 271. Art. 116364. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.116364.

16. Ilori M.O., Robinson G.K., Adebusoye S.A. Aerobic mineralization of 4,4′-dichlorobiphenyl and 4chlorobenzoic acid by a novel natural bacterial strain that grows poorly on benzoate and biphenyl // World J. Microbiol. Biotechnol. 2008. V. 24, No 8. P. 1259–1265. https://doi.org/10.1007/s11274-007-9597-y.

17. Furukawa K., Fujihara H. Microbial degradation of polychlorinated biphenyls: Biochemical and molecular features // J. Biosci. Bioeng. 2008. V. 105, No 5. P. 433–449. https://doi.org/10.1263/jbb.105.433.

18. Furukawa K. Biochemical and genetic bases of microbial degradation of polychlorinated biphenyls (PCBs) // J. Gen. Appl. Microbiol. 2000. V. 46, No 6. P. 283–296. https://doi.org/10.2323/jgam.46.283.

19. Provisional Peer Reviewed Toxicity Values for p-Chlorobenzoic Acid (CASRN 74-11-3). EPA/690/R-07/005F. Washington, DC: U. S. Environ. Prot. Agency, 2007. 12 p.

20. Egorova D.O., Gorbunova T.I., Pervova M.G., Kir’yanova T.D., Demakov V.A., Saloutin V.I., Chupakhin O.N. Biodegradability of hydroxylated derivatives of commercial polychlorobiphenyls mixtures by Rhodococcus-strains // J. Hazard. Mater. 2020. V. 400. Art. 123328. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123328.

21. Gorbunova T.I., Egorova D.O., Pervova M.G., Kyrianova T.D., Demakov V.A., Saloutin V.I., Chupakhin O.N. Biodegradation of trichlorobiphenyls and their hydroxylated derivatives by Rhodococcus-strains // J. Hazard. Mater. 2021. V. 409. Art. 124471. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124471.

22. ГОСТ 31983-2012. Продукты пищевые, корма, продовольственное сырье. Методы определения содержания полихлорированных бифенилов. М.: Стандартинформ, 2014. 37 с.

23. ГОСТ Р 54503-2011. Вода. Методы определения содержания полихлорированных бифенилов. М.: Стандартинформ, 2019. 32 с.

24. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes. European Treaty Series No. 123. // Off. J. Eur. Union. 1999. L 222. P. 0031–0037.

25. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Ч. 1. М.: Гриф и К, 2012. 944 с.

26. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Ч. 2. М.: Гриф и К, 2012. 536 с.

27. IRIS Toxicological Review of Biphenyl (CAS No. 92-52-4). Final Report. EPA/635/R-11/005F. Washington, DC: U. S. Environ. Prot. Agency, 2011. 225 p.

28. Jerne N.K., Nordin A.A. Plaque formation in agar by single antibody-producing cells // Science. 1963. V. 140, No 3565. P. 405. https://doi.org/10.1126/science.140.3565.405.a.

29. Contaminated sites and health. Copenhagen: W. H. O. Reg. Off. Eur., 2013. 106 p.

30. Exposure levels for evaluating polychlorinated biphenyls (PCBs) in indoor school air. Washington, DC: U.S. Environ. Prot. Agency, 2024. URL: https://www.epa.gov/pcbs/exposure-levels-evaluatingpolychlorinated-biphenyls-pcbs-indoor-school-air.

31. Chang Y.-C., Takada K., Choi D., Toyama T., Sawada K., Kikuchi S. Isolation of biphenyl and polychlorinated biphenyl-degrading bacteria and their degradation pathway // Appl. Biochem. Biotechnol. 2013. V. 170, No 2. P. 381–398. https://doi.org/10.1007/s12010-013-0191-5.

32. Rasulov B.A., Kim A.A., Lorenz A., Yadgarov K.T. Biodegradation of tritium labeled polychlorinated biphenyls (PCBS) by local salt tolerant mesophylic Bacillus strains // J. Environ. Prot. 2010. V. 1, No 4. P. 420–425. https://doi.org/10.4236/jep.2010.14048.

33. De J., Ramaiah N., Sarkar A. Aerobic degradation of highly chlorinated polychlorobiphenyls by a marine bacterium, Pseudomonas CH07 // World J. Microbiol. Biotechnol. 2006. V. 22, No 12. P. 1321–1327. https://doi.org/10.1007/s11274-006-9179-4.

34. Field J.A., Sierra-Alvarez R. Microbial transformation of chlorinated benzoates // Rev. Environ. Sci. Biotechnol. 2008. V. 7, No 3. P. 191–210. https://doi.org/10.1007/s11157-008-9133-z.

35. Kitagawa W., Miyauchi K., Masai E., Fukuda M. Cloning and characterization of benzoate catabolic genes in the gram-positive polychlorinated biphenyl degrader Rhodococcus sp. strain RHA1 // J. Bacteriol. 2001. V. 183, No 22. P. 6598–6606. https://doi.org/10.1128/JB.183.22.6598-6606.2001.

36. Xu C., Zang X., Hang X., Liu X., Yang H., Liu X., Jiang J. Degradation of three monochlorobenzoate isomers by different bacteria isolated from a contaminated soil // Int. Biodeterior. Biodegrad. 2017. V. 120. P. 192–202. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2017.02.020.

37. Plotnikova E.G., Solyanikova I.P., Egorova D.O., Shumkova E.S., Golovleva L.A. Degradation of 4-chlorobiphenyl and 4-chlorobenzoic acid by the strain Rhodococcus ruber P25 // Microbiology. 2012. V. 81, No 2. P. 143–153. https://doi.org/10.1134/S0026261712020117.

38. Gorbunova T.I., Egorova D.O., Saloutin V.I., Chupakhin O.N. Aerobic bacterial degradation of polychlorinated biphenyls and their hydroxy and methoxy derivatives // Russ. Chem. Rev. 2024. V. 93, No 11. Art. RCR5138. https://doi.org/10.59761/RCR5138.

39. Adedokun V.A., Hammed T.B., Lateef S.A. Health risk assessment of phthalate esters and polychlorinated biphenyls from marine plastic pollution in coastal areas of Lagos, Nigeria // Environ. Sci. Pollut. Res. 2024. V. 31, No 58. P. 66150–66163. https://doi.org/10.1007/s11356-024-35657-w.

40. Ermler S., Kortenkamp A. Systematic review of associations of polychlorinated biphenyl (PCB) exposure with declining semen quality in support of the derivation of reference doses for mixture risk assessments // Environ. Health. 2022. V. 21, No 1. Art. 94. https://doi.org/10.1186/s12940-022-00904-5.

41. Pawełczyk A. Assessment of health risk associated with persistent organic pollutants in water // Environ. Monit. Assess. 2013. V. 185, No 1. P. 497–508. https://doi.org/10.1007/s10661-012-2570-8.

42. Chen B., Jiang H., Wang H., Yang G., Hao X. Concentration of polychlorinated biphenyls and risk assessment in finless porpoises from the East China Sea // Toxicol. Res. 2024. V. 40, No 2. P. 259–271. https://doi.org/10.1007/s43188-023-00221-0.

43. Fair P.A., Peden-Adams M.M., Mollenhauer M.A.M., Bossart G.D., Keil D.E., White N.D. Effects of an environmentally relevant PCB-mixture on immune function, clinical chemistry, and thyroid hormone levels in adult female B6C3F1 mice // J. Toxicol. Environ. Health, Part A. 2021. V. 84, No 7. P. 279–297. https://doi.org/10.1080/15287394.2020.1863887.

44. Duffy J.E., Carlson E., Li Y., Prophete C., Zelikoff J.T. Impact of polychlorinated biphenyls (PCBs) on the immune function of fish: Age as a variable in determining adverse outcome // Mar. Environ. Res. 2002. V. 54, Nos 3–5. P. 559–563. https://doi.org/10.1016/S0141-1136(02)00176-9.

45. Arena S.M., Greeley E.H., Halbrook R.L., Hansen L.G., Segre M. Biological effects of gestational and lactational PCB exposure in neonatal and juvenile C57BL/6 mice // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 2003. V. 44, No 2. P. 272–280. https://doi.org/10.1007/s00244-002-2022-5.

46. Harper N., Howie L., Connor K., Dickerson R., Safe S. Immunosuppressive effects of highly chlorinated biphenyls and diphenyl ethers on T-cell dependent and independent antigens in mice // Toxicology. 1993. V. 85, Nos 2–3. P. 123–135. https://doi.org/10.1016/0300-483X(93)90037-S.

47. Harper N., Steinberg M., Thomsen J., Safe S. Halogenated aromatic hydrocarbon-induced suppression of the plaque-forming cell response in B6C3F1 splenocytes cultured with allogenic mouse serum: Ah receptor structure activity relationships // Toxicology. 1995. V. 99, No 3. P. 199–206. https://doi.org/10.1016/0300-483X(95)03064-M.


Рецензия

Для цитирования:


Егорова Д.О., Гейн С.В., Королев Н.А., Кирьянова Т.Д. Оценка рисков здоровью и влияния на иммунитет 2,4ꞌ‑дихлорбифенила (ПХБ 8) и продуктов его бактериальной деструкции при пероральном поступлении в организм. Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. 2026;168(1):75-90. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2026.1.75-90

For citation:


Egorova D.O., Gein S.V., Korolev N.A., Kir’yanova T.D. Assessment of health risks and immunological effects from oral exposure to 2,4ꞌ‑dichlorobiphenyl (PCB 8) and its bacterial degradation products. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta Seriya Estestvennye Nauki. 2026;168(1):75-90. (In Russ.) https://doi.org/10.26907/2542-064X.2026.1.75-90

Просмотров: 121

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2542-064X (Print)
ISSN 2500-218X (Online)