Risk of human exposure to trace element toxicants from plants of the Boraginaceae family

Окопник (Symphytum officinale) и гелиотроп (Heliotropium) использовались в медицине для лечения различных заболеваний, включая нервные расстройства, воспалительные процессы и заболевания дыхательных путей, благодаря своим уникальным биологически активным компонентам

Выбранные для исследования растения относятся к порядку Boraginales и ранее P.tanatifolia было включено  в отдельное семейство водолистниковых (Hydrophyllaceae). В современной систематике (в системе классификации APG IV)

В этой связи указанные растения следует рассматривать в составе семейства бурачниковых исходя из степени их филогенитеческого родства и общности применения.

Несмотря на положительное воздействие растений семейства Boraginaceae на здоровье человека, необходимо учитывать и возможность токсического эффекта вследствие поступления элементов-токсикантов. Как и все растительные организмы, исследуемые растения обладают определенным микроэлементным составом

Канцерогенный риск определяется вероятностью развития злокачественных новообразований при длительном контакте с токсичными веществами. Неканцерогенный риск включает широкий спектр токсических эффектов, таких как повреждение нервной системы, почек, сердечно-сосудистой системы и репродуктивной функции

Неканцерогенный риск оценивается по критериям Хазарда

Канцерогенный риск рассчитывается для элементов,длительное накопление которых в организме может привести к мутациям ДНК, хроническому воспалению и злокачественным процессам. Канцерогенный риск оценивают по коэффициенту индивидуального канцерогенного риска (CR), который представляет собой оценку вероятности развития рака при воздействии потенциального канцерогена в течение всей жизни (средняя продолжительность жизни принимается равной 70 годам). Приняты следующие уровни канцерогенного риска

1. риск допустимый; не вызывающий беспокойства (CR<1-10-6);

2. предельно допустимый риск (1×10-6<CR<1×10-4);

3. опасный риск (1×10-4<CR<1×10-3);

4. чрезвычайно опасный, недопустимый риск (CR>1×10-3)

К элементам-токсикантам, согласно действующим нормативным документам, принято относить: Li, Be, B, Al, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Sr, Zr, Mo, Ag, Cd, Sn, Sb, I, La, W,Hg, Tl, Pb, среди которых к элементам имеющим канцерогенный риск отнесены Be, Cr, As, Cd, Pb

Целью работы было определение элементов-токсикантов в растительном сырье фацелии пижмолистной, синяка обыкновенного и оносмы простейшей и оценка канцерогенного и неканцерогенного рисков их воздействия при поступлении в организм человека в виде экстемпоральных лекарственных растительных препаратов.

Объектами исследования были образцы надземной части синяка обыкновенного, оносмы простейшей и фижмы пижмолистной, собранные в фазу цветения на территории Новосибирской области в 2024г. Количественное содержание 27 элементов определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. на масс-спектрометре ELAN 9000

Неканцерогенный риск воздействия каждого элемента оценивали путем расчета коэффициента HQi по формуле

(1)

RfD — референтные (безопасные) дозы элементов-токсикантов, мкг/г;

C — содержание элемента в ЛРС, мкг/г;

TD — среднесуточная терапевтическая доза экстемпорального ЛРП, г

W — средний вес потребителя (70 000 г).

Суммарный индекс неканцерогенного риска HI определяли как сумму HQ отдельных элементов-токсикантов:

(2)

За величину С (концентрации элемента в ЛРП) принимали концентрацию на уровне верхнего доверительного интервала. За величину дозы TD принимали стандартную суточную дозировку экстратемпоральных препаратов 10 г сырья на 200 мл воды и определенные в средние коэффициенты извлекаемости элементов-токсикантов (доля содержания элемента, переходящего в воду из сухого сырья)

Расчет индивидуального канцерогенного риска осуществляется с использованием данных о значениях факторов канцерогенного потенциала

(3)

где:

  — величина канцерогенного риска от воздействия i-того элемента;

  — среднесуточная терапевтическая доза i-того токсиканта;

  — фактор канцерогенного потенциала при пероральном поступлении i-того токсиканта в организм;

g — коэффициент тяжести злокачественных новообразований (рака).

Коэффициента тяжести учитывающий потерю периода здоровой жизни и вероятность смерти в общем случае принимается g= 1

Суммарный канцерогенный риск оценивали, как суперпозиция риска от воздействия отдельных элементов по формуле:

(4)

Полученные результаты и используемые расчётные коэффициенты приведены в таблице 1.

Рассчитанные значения рисков воздействия элементов приведены в таблице 2.

Суммарный неканцерогенный риск составил 1,59; 1,63 и 1,74 для P.tanatifolia, E.vulgare и O.simplicissima соответственно. Полученные значения не превышают 3,0, причём ни один отдельно взятый элемент не имеет HQ≥1,0 и, следовательно, суммарное воздействие исследованных 27 элементов-токсикантов на здоровье человека при потреблении терапевтической суточной дозы ЛРП является безопасным.

В свою очередь, расчетный суммарный коэффициент канцерогенного риска составил 0,416; 0,297 и 0,252·10-6 для P.tanatifolia, E.vulgare и O.simplicissima соответственно Таким образом полученные значения CR как для каждого элемента-канцерогена в отдельности, так и для их суммы ,не превышают допустимый уровень 1·10-6.

В результате проведенной работы определено содержание 27 микроэлементов-токсикантов, включая 5 канцерогенных элементов (Be, Cr, As, Cd, Pb) в надземной части фацелии пижмолистной, синяка обыкновенного и оносмы простейшей, на основании чего рассчитаны коэффициенты общего и канцерогенного риска для человека при потреблении экстемпоральных лекарственных форм из сырья указанных видов.