toxreviewТоксикологический вестникToxicological Review0869-79223034-4611Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.36946/0869-7922-2016-5-13-20toxreview-40Research ArticleСтатьиО ЕДИНООБРАЗИИ ФЕНОМЕНОЛОГИИ И МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ТАК НАЗЫВАЕМОГО «СОЧЕТАННОГО» ДЕЙСТВИЯ ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ И КОМБИНИРОВАННОЙ ТОКСИЧНОСТИ (НА ПРИМЕРЕ ДЕЙСТВИЯ ФТОРИДА И ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ)ABOUT UNIFORMITY OF THE PHENOMENOLOGY AND THE MATHEMATICAL DESCRIPTION OF SO-CALLED « JOINED» ACTION OF HAZARDS AND COMBINED TOXICITY (ON THE EXAMPLE OF A COMBIBATION OF THE FLUORIDE AND THE STATIC MAGNETIC FIELD)КацнельсонБ. А.KatsnelsonB. A.noemail@neicon.ruСутунковаМ. П.SutunkovaM. P.noemail@neicon.ruЦепиловН. А.TsepilovN. A.noemail@neicon.ruПановВ. Г.PanovV. G.noemail@neicon.ruВараксинА. Н.VaraksinA. N.noemail@neicon.ruГурвичВ. Б.GurvichV. B.noemail@neicon.ruМинигалиеваИ. А.MinigalievaI. A.noemail@neicon.ruВаламинаИ. Е.ValaminaI. E.noemail@neicon.ruМакеевО. Г.MakeyevO. H.noemail@neicon.ruМещеряковаЕ. В.MeshcheryakovaE. V.noemail@neicon.ruФБУН Екатеринбургский Медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий Роспотребнадзора (ФБУН ЕМНЦПОЗРПП)РоссияMedical Research Center for Prophylaxis and Health Protection in Industrial WorkersRussian FederationИнститут промышленной экологии Уральского Отделения РАН (ИПЭ УрО РАН)РоссияInstitute of Industrial Ecology, the Urals Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationУральский государственный медицинский университет (УГМУ)РоссияUral State Medical UniversityRussian Federation201628102016051320Copyright © Кацнельсон Б.А., Сутункова М.П., Цепилов Н.А., Панов В.Г., Вараксин А.Н., Гурвич В.Б., Минигалиева И.А., Валамина И.Е., Макеев О.Г., Мещерякова Е.В., 20162016Кацнельсон Б.А., Сутункова М.П., Цепилов Н.А., Панов В.Г., Вараксин А.Н., Гурвич В.Б., Минигалиева И.А., Валамина И.Е., Макеев О.Г., Мещерякова Е.В.Katsnelson B.A., Sutunkova M.P., Tsepilov N.A., Panov V.G., Varaksin A.N., Gurvich V.B., Minigalieva I.A., Valamina I.E., Makeyev O.H., Meshcheryakova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.toxreview.ru/jour/article/view/40

Три группы крыс получили на протяжении 6 недель 18 в/б инъекций фтористого натрия в дозе, эквивалентной 0,1 ЛД50. Две из них и две из трёх групп, получивших такие же инъекции физ. раствора, подвергались воздействию на всё тело постоянного магнитного поля (ПМП) с индукцией 25 мTл в течение 2 или 4 часов в день по 5 раз в неделю. После завершения экспозиций было оценено большое число функциональных и биохимических показателей, а также гистологическая картина бедренной кости с морфометрией. Математический анализ, основанный на модели поверхности отклика, показал, что в полном соответствии с ранее найденным для комбинированной токсичности разных химических веществ, сочетанное вредное действие химического и физического факторов характеризуется типологическим разнообразием в зависимости не только от того, по какому конкретному эффекту оно оценивается, но также от дозы и уровня эффекта. С этой точки зрения, все те показатели, по которым наблюдались статистически значимые эффекты хотя бы в одной группе крыс, определяли четыре типа действия: (I) преимущественно однофакторное; (II) однонаправленное аддитивное; (III) синергизм (однонаправленное супераддитивное); (IV) антагонизм, включая как однонаправленное субаддитивное, так и все количественные варианты противонаправленного.

Sodium fluoride solution was injected i.p. to three groups of rats at a dose equivalent to 0.1 LD50 three times a week up to 18 injections. Two out of these groups and two out of three groups were sham-injected with normal saline and were exposed to the whole body impact of a 25 mT static magnetic field (SMF) for 2 or 4 hr a day, 5 times a week. Following the exposure, various functional and biochemical indices were evaluated along with histological examination and morphometric measurements of the femur in the differently exposed and control rats. The mathematical analysis of the combined effects of the SMF and fluoride based on the a response surface model demonstrated that, in full correspondence with what we had previously found for the combined toxicity of different chemicals, the combined adverse action of a chemical plus a physical agent was characterized by a tipological diversity depending not only on particular effects these types were assessed for but on the dose and effect levels as well. From this point of view, the indices for which at least one statistically significant effect was observed could be classified as identifying (I) mainly single-factor action; (II) additive unidirectional action; (III) synergism (superadditive unidirectional action); (IV) antagonism, including both subadditive unidirectional action and all variants of contradirectional action.

фторидпостоянное магнитное полесочетанное вредное действиеfluoridestatic magnetic fieldcombined adverse actionReferencesLangauer-Lewowicka H, Braszczyńska Z. Evaluation of the combined effect of various harmful physical and chemical factors on the nervous system]. Neurol Neurochir Pol. 1983 Jan-Feb;17(1):91-[in Polish]Langauer-Lewowicka H, Braszczyńska Z. Evaluation of the combined effect of various harmful physical and chemical factors on the nervous system]. Neurol Neurochir Pol. 1983 Jan-Feb;17(1):91-[in Polish]Кустов В.В., Тиунов Л.А., Васильев Г.А. Комбинированное действие промышленных ядов. М.: Медицина; 19Кустов В.В., Тиунов Л.А., Васильев Г.А. Комбинированное действие промышленных ядов. М.: Медицина; 19Толоконцев Н.А., Филов В.А, ред. Основы общей промышленной токсикологии. Л-д: Медицина; 1976.Толоконцев Н.А., Филов В.А, ред. Основы общей промышленной токсикологии. Л-д: Медицина; 1976.Кацнельсон Б.А. Комбинированное действие химических веществ. В кн. «Общая токсикология», Курляндский Б.А.и Филов В.А., ред. – М.: «Медицина», 2002: 497-520Кацнельсон Б.А. Комбинированное действие химических веществ. В кн. «Общая токсикология», Курляндский Б.А.и Филов В.А., ред. – М.: «Медицина», 2002: 497-520Кацнельсон Б.А., Вараксин А.Н.,.Панов В.Г., Привалова Л.И., Минигалиева, И.А., Киреева Е.П. Экспериментальное моделирование и математическое описание хронической комбинированной токсичности как основа анализа многофакторных химических рисков для здоровья. Токсикологический Вестник 2015; 5 (134): 37-45Кацнельсон Б.А., Вараксин А.Н.,.Панов В.Г., Привалова Л.И., Минигалиева, И.А., Киреева Е.П. Экспериментальное моделирование и математическое описание хронической комбинированной токсичности как основа анализа многофакторных химических рисков для здоровья. Токсикологический Вестник 2015; 5 (134): 37-45Timbrell J. Principles of Biochemical Toxicology, 3rd ed., Taylor &Francis Ltd., 2000Timbrell J. Principles of Biochemical Toxicology, 3rd ed., Taylor &Francis Ltd., 2000Varaksin A.N., Katsnelson B.A., Panov V.G., Privalova L.I., Kireyeva E.P., Valamina I.E., Beresneva O.Yu. Some considerations concerning the theory of combined toxicity: a case study of subchronic experimental intoxication with cadmium and lead. Food Chem. Toxicol. 2014; 64: 144–156.Varaksin A.N., Katsnelson B.A., Panov V.G., Privalova L.I., Kireyeva E.P., Valamina I.E., Beresneva O.Yu. Some considerations concerning the theory of combined toxicity: a case study of subchronic experimental intoxication with cadmium and lead. Food Chem. Toxicol. 2014; 64: 144–156.Minigaliyeva I.A., Katsnelson B.A., Privalova L.I., Gurvich V.B., Panov V.G., Varaksin A.N., Makeyev O.H., Sutunkova M.P., Loginova N.V., Kireyeva E.P., Grigoryeva E.V., Slyshkina T.V., Ganebnykh E.V., Grebenkina S.V.. Toxicodynamic and toxicokinetic descriptors of combined chromium (VI) and nickel toxicity. Int. J. Toxicol. 2014; 33 (6): 498–5Minigaliyeva I.A., Katsnelson B.A., Privalova L.I., Gurvich V.B., Panov V.G., Varaksin A.N., Makeyev O.H., Sutunkova M.P., Loginova N.V., Kireyeva E.P., Grigoryeva E.V., Slyshkina T.V., Ganebnykh E.V., Grebenkina S.V.. Toxicodynamic and toxicokinetic descriptors of combined chromium (VI) and nickel toxicity. Int. J. Toxicol. 2014; 33 (6): 498–5Mnigalieva I.A., Katsnelson B.A., Privalova L.I., Sutunkova M.P., Gurvich V.B., Shur V. Y., Shishkina E.V., Valamina I.E., Makeyev O.H., Panov V.G., Varaksin A.N., Grigoryeva E.V., Meshtcheryakova E.V. Attenuation of combined nickel (II) oxide and manganese (II, III) oxide nanoparticles’ adverse effects with a complex of bioprotectors. Int. J. Mol. Sci. 2015;16 (9): 22555–225Mnigalieva I.A., Katsnelson B.A., Privalova L.I., Sutunkova M.P., Gurvich V.B., Shur V. Y., Shishkina E.V., Valamina I.E., Makeyev O.H., Panov V.G., Varaksin A.N., Grigoryeva E.V., Meshtcheryakova E.V. Attenuation of combined nickel (II) oxide and manganese (II, III) oxide nanoparticles’ adverse effects with a complex of bioprotectors. Int. J. Mol. Sci. 2015;16 (9): 22555–225Panov V.G., Katsnelson B.A., Varaksin A.N., Privalova L.I., Kireyeva E.P., Sutunkova M.P., Valamina I.E., Beresneva O.Yu. Further development of mathematical description for combined (a case study of lead–fluoride combination). Toxicol. Rep. 2015; 2: 297–3Panov V.G., Katsnelson B.A., Varaksin A.N., Privalova L.I., Kireyeva E.P., Sutunkova M.P., Valamina I.E., Beresneva O.Yu. Further development of mathematical description for combined (a case study of lead–fluoride combination). Toxicol. Rep. 2015; 2: 297–3Katsnelson B.A., Minigaliyeva I.A., Panov V.G., Privalova L.I., Varaksin A.N., Gurvich V.B., Sutunkova M.P., Shur V. Y., Shishkina E.V., Valamina I.E., Makeyev O.H. Some patterns of metallic nanoparticles’ combined subchronic toxicity as exemplified by a combination of nickel and manganese oxide nanoparticles. Food Chem. Toxicol. 2015; 86: 351-364Katsnelson B.A., Minigaliyeva I.A., Panov V.G., Privalova L.I., Varaksin A.N., Gurvich V.B., Sutunkova M.P., Shur V. Y., Shishkina E.V., Valamina I.E., Makeyev O.H. Some patterns of metallic nanoparticles’ combined subchronic toxicity as exemplified by a combination of nickel and manganese oxide nanoparticles. Food Chem. Toxicol. 2015; 86: 351-364Валова Г.А., Ползик Е.В., Щербаков С.В., Гурьева О.Л. Факторы риска заболевания флюорозом у рабочих алюминиевых и криолитовых заводов . Гигиена и санитария 1993; №4: 22-25.Валова Г.А., Ползик Е.В., Щербаков С.В., Гурьева О.Л. Факторы риска заболевания флюорозом у рабочих алюминиевых и криолитовых заводов . Гигиена и санитария 1993; №4: 22-25.Kvande H., Drabløs P. A. The aluminum smelting process and innovative alternative technologies. J. Occup. Environ. Med. 2014; 56(5): 23-Kvande H., Drabløs P. A. The aluminum smelting process and innovative alternative technologies. J. Occup. Environ. Med. 2014; 56(5): 23-Health Protection Agency Centre for Radiation, Chemical and Environmental Hazards. Static Magnetic Fields, Report of the independent Advisory Group on NonIonizing Radiation, 20Health Protection Agency Centre for Radiation, Chemical and Environmental Hazards. Static Magnetic Fields, Report of the independent Advisory Group on NonIonizing Radiation, 20SCENIHR (Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks), Opinion on Potential health effects of exposure to electromagnetic fields (EMF). 2015SCENIHR (Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks), Opinion on Potential health effects of exposure to electromagnetic fields (EMF). 2015Juutilainen J., Kumlin T., Naarala J. Do extremely low frequency magnetic fields enhance the effects of environmental carcinogens? A meta-analysis of experimental studies. Int. J. Radiat. Biol. 2006; 82(1): 1-Juutilainen J., Kumlin T., Naarala J. Do extremely low frequency magnetic fields enhance the effects of environmental carcinogens? A meta-analysis of experimental studies. Int. J. Radiat. Biol. 2006; 82(1): 1-IPCS (International Programme on Chemical Safety) Environmental Health Criteria 227: Fluorides. Geneva, WHO, 2002.IPCS (International Programme on Chemical Safety) Environmental Health Criteria 227: Fluorides. Geneva, WHO, 2002.Кацнельсон Б.А., Дегтярёва Т.Д., Мусийчук Ю.И. Фтор и его соединения. В кн. Филов В.А. (ред.) «Вредные вещества в окружающей среде. Справочно-энциклопедическое издание. Элементы V-VIII групп периодической системы и их неорганические соединения», Санкт-Петербург, НПО «Профессионал», 2006: 265-296.Кацнельсон Б.А., Дегтярёва Т.Д., Мусийчук Ю.И. Фтор и его соединения. В кн. Филов В.А. (ред.) «Вредные вещества в окружающей среде. Справочно-энциклопедическое издание. Элементы V-VIII групп периодической системы и их неорганические соединения», Санкт-Петербург, НПО «Профессионал», 2006: 265-296.Автандилов Г.Г.,. Медицинская морфометрия. М.: Медицина, 1990Автандилов Г.Г.,. Медицинская морфометрия. М.: Медицина, 1990Panov V.G., Varaksin, A.N. Identification of combined action types in experiments with two toxicants: a response surface linear model with a cross term. Toxicol. Mech. Methods. 2016; 19:1-12Panov V.G., Varaksin, A.N. Identification of combined action types in experiments with two toxicants: a response surface linear model with a cross term. Toxicol. Mech. Methods. 2016; 19:1-12Teodori L., Giovanetti A., Albertini M.C., Rocchi M., Perniconi B., Valente M.G., Coletti D. Static magnetic fields modulate X-ray-induced DNA damage in human glioblastoma primary cells. Radiat. Res. 2014; 55(2): 218–2Teodori L., Giovanetti A., Albertini M.C., Rocchi M., Perniconi B., Valente M.G., Coletti D. Static magnetic fields modulate X-ray-induced DNA damage in human glioblastoma primary cells. Radiat. Res. 2014; 55(2): 218–2Katsnelson B.A., Privalova L.I., Kireyeva E.P., Yeremenko O.S., Sutunkova M.P., Valamina I.E., Varaksin A.N., Panov V.G., Kazmer J.I. Combined subchronic fluoride-lead intoxication and its attenuation with the help of a complex of bioprotectors. Med. Lavoro 2012; 103 (2): 146-159.Katsnelson B.A., Privalova L.I., Kireyeva E.P., Yeremenko O.S., Sutunkova M.P., Valamina I.E., Varaksin A.N., Panov V.G., Kazmer J.I. Combined subchronic fluoride-lead intoxication and its attenuation with the help of a complex of bioprotectors. Med. Lavoro 2012; 103 (2): 146-159.Bély M., Ferencz G., Itai K., Tsunoda H. Experimental osteofluorosis and arthrofluorosis in rats. Fluoride 1997; 30 (2): 113-114.Bély M., Ferencz G., Itai K., Tsunoda H. Experimental osteofluorosis and arthrofluorosis in rats. Fluoride 1997; 30 (2): 113-114.Ream L.J. The effects of short-term fluoride ingestion on bone formation and resorption in the rat femur. Cell Tissue Res. 1981; 221: 421-430.Ream L.J. The effects of short-term fluoride ingestion on bone formation and resorption in the rat femur. Cell Tissue Res. 1981; 221: 421-430.Shanthakumari, D., Subramanian, S.. Effect of fluoride intoxication on bone tissue of experimental rats. Res. J. Environ. Sci. 2007; 1: 82-92.Shanthakumari, D., Subramanian, S.. Effect of fluoride intoxication on bone tissue of experimental rats. Res. J. Environ. Sci. 2007; 1: 82-92.Akdag, M.Z., Dasdag, S., Erdal, N., Buyukbayram, H., Gurgul, S., The effect of long-term extremely low-frequency magnetic field on geometric and biomechanical properties of rats’ bone. Electromagn. Biol. Med. 2010; 29(1-2): 9-18Akdag, M.Z., Dasdag, S., Erdal, N., Buyukbayram, H., Gurgul, S., The effect of long-term extremely low-frequency magnetic field on geometric and biomechanical properties of rats’ bone. Electromagn. Biol. Med. 2010; 29(1-2): 9-18Márquez-Gamiño S., Sotelo F., Sosa M., Caudillo C., Holguín G., Ramos M., Mesa F., Bernal J., Córdova T. Pulsed electromagnetic fields induced femoral metaphyseal bone thickness changes in the rat. Bioelectromagnetics 2008; 29(5): 406-4Márquez-Gamiño S., Sotelo F., Sosa M., Caudillo C., Holguín G., Ramos M., Mesa F., Bernal J., Córdova T. Pulsed electromagnetic fields induced femoral metaphyseal bone thickness changes in the rat. Bioelectromagnetics 2008; 29(5): 406-4Štolfa Š., Škorvanek M., Štolfa P., Rosocha J., Vaško, G., Sabo, J. Effects of static magnetic field and pulsed electromagnetic field on viability of human chondrocytes in vitro. Physiol. Res. 2007; 56: 45-Štolfa Š., Škorvanek M., Štolfa P., Rosocha J., Vaško, G., Sabo, J. Effects of static magnetic field and pulsed electromagnetic field on viability of human chondrocytes in vitro. Physiol. Res. 2007; 56: 45-Sato, O., Akai, M.. Effect of directcurrent stimulation on the growth plate. In vivo study with rabbits. Arch. Orthop. Trauma Surg. 1988; 109: 9-13.Sato, O., Akai, M.. Effect of directcurrent stimulation on the growth plate. In vivo study with rabbits. Arch. Orthop. Trauma Surg. 1988; 109: 9-13.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.