Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Медико-биологические особенности развития и профилактики пневмокониоза, вызванного пыльюуглей различных марок (На примере Карагандинского угольного бассейна)

€ -

! 2 ДОГ Ю

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ - АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ИНСТИТУТ ПИТАНИЯ

на правах рукописи УДК 613.633:616.24-003.661-0929:547.96.

ТОГУЗБАЕВА Карлыгаш Кабдешевна

Медико-биологические особенности развития и профилактики пневмокониоза, вызванного пылью

углей различных марок (На примере Карагандинского угольного бассейна).

14.00.7 - Гигиена

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Алматы -1996

Работа выполнена в Карагандинском медицинском институте и Алматинском государственном медицинском институте им. С.Д.Асфендиярова

Научные консультанты

доктор медицинских наук, профессор А.А.Лукашев доктор медицинских наук, профессор А.Э.Шкугин доктор медицинских наук профессор Г.М.Пичхадзе

Официальные оппоненты

доктор медицинских наук, профессор М.С.Саулебекова доктор медицинских наук З.К.Конакбаева доктор медицинских наук профессор Е.Ж.Жаркинов

Ведущее учреждение - Институт физиологии и гигиены труда Министерства пауки- Академии наук Республшси Казахстан

Защита состоится " ''_1996 г. в_часов

на заседании специализированного совета Д.53.28.01 Института Питания Министерства науки -Академии наук Республики Казахстан по адресу: 480003 .ул.Клочкова, 66.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института питания Министерства науки - Академии наук Республики Казахстан

Автореферат разослан " « ЛОЛ 1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат медицинских наук

Е.Ю.Исмагшюва

ОЫЦЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Проблема пневмокониозов в настоящий момент еще далека от разрешения, Как и 100 лет назад, главными направлениями в изучении пневмокониоза шахтеров остается выяснение роли пылевого, инфекционного, иммунологического факторов в развитии массивного легочного фиброза, основные механизмы этого процесса на молекулярном уровне (Heppleston , 1993).

По-разному понимается сущность пневмокониоза угольщиков. Если С.С. Динкелис и А.Э. Шкутин (1986) утверждают, что пневмокониоз угольщиков может возникнуть только от угольной пыли как таковой, и малые (до 5%) прпмеси двуокиси кремния существенного влияния на развитие этого процесса не оказывают, то Б.Э. Алтынбеков с соавторами (1988) совершенно четко определяют пневмокониоз угольщиков Карагандинского бассейна как антракосилпкоз, признавая роль примеси кремния.

Нет единого мнения по поводу значения степени метаморфизма угля для его пневмокониозогенности. Одни авторы (С.С. Динкшшс, А.Э. Шкутин, Э.А. Дерр и др.) считают степень метаморфизма угля решающим фактором, определяющим его пневмокониозогениость, другие, изучая фиброгенное действие иылей каменных углей различной степени метаморфизма, связывают ее только с содержанием свободной двуокиси кремния и некоторых металлов (Fan Xue yun с соавт., 1991).

Все сказанное выше показывает, что пусковой механизм развития пневмоконногического процесса при воздействии угольной пыли еще не определен. Между тем это приобретает все большее значение, поскольку уровень запыленности воздуха рабочей зоны в угольных шахтах остается очень высоким, а некоторые средства iiiiUien о давления уже себя исчерпали. В этой связи возникает необходимость средств, препятствующих возникновению и развитию нневмокоииозов, а решение такой задачи может быть успешным только тогда, ког да будет тучен механизм развития пневмокониоза.

Известно, что для развитая пневмокониоза в любом случае необходимо наличие пыли в легких до какого-то критического значения, фагоцитоз пыли и гибель макрофага, активизация фибробластов продуктами, выделяющимися при распаде макрофатов, усиление образования коллаг ена и т.д.

Строго говоря, практически не существует пыли, в состав которой в том или ином количестве не входил бы кремний, потому что он

является компонентом всех пород, образующих земную кору, и всех живых тканей как микроэлемент. Много кремния в соединительной ткани. В последние годы появилось достаточно большое количество работ, демонстрирующих роль тех или иных элементов соединительной ткани в развитии пневмокониозов, однако совершенно не отражена роль кремния как микроэлемента в этих процессах. Эта сторона вопроса нуждается в детальном анализе и обсуждении.

Ранее было установлено, что каменный уголь является сложным органическим образованием, способным подвергаться при определенных условиях окислительному и гидролитическому распаду, в процессе которого возможно образование биологически активных соединений типа поликарбоновых кислот, усиливающих фиброгенное действие уг ля, или гуминовых кислот, ослабляющих и замедляющих это действие. (К.К.Тогузбаева, 1982, 1983; С.С.Динкелис, Э.А.Дерр, 1984; А.Э.Шкутин, 1986). В этой связи представляется целесообразным и необходимым иметь в распоряжении какой-то минимум методов исследования углей и их дериватов, позволяющих количественно определять продукты разложения углей и изучить их влияние на организм. Это обязательство определяет большой объем работы по подборке, апробации, а в ряде случаев и усовершенствованию самых разнообразных методов исследования - углехимических, биохимических, физико-химических и других.

В настоящей работе представлены результаты изучения факторов, определяющих механизм развития пневмокониотического процесса, вызванного пылью углей различных марок.

Целью настоящей работы является выяснение патогенетических особенностей развития пневмокониотического процесса, вызванного пылью углей различных марок.

Задачи исследования:

1. Отбор, апробация и совершенствования методов исследования превращения углей в организме и продуктов их разложения.

2. Оценка физико-химических свойств пыли углей различных марок до и после их окислительного превращения в организме.

3. Выяснение роли некоторых продуктов окисления углей (гуминовых и поликарбоновых кислот) в механизме развития пневмокониотического процесса.

4. Сравнительная оценка биологической агрессивности пыли углей различных марок.

5. Сравнительная оценка развития пневмокониотического процесса при длительном и кратковременном залылении экспериментальных животных.

6. Изучение состояния ПОЛ при воздействии пыли углей различных марок.

7. Изучение влияния хлоргумиповых кислот на возникновение и развитие кониотического процесса при воздействии пылей углей различных марок.

8. В свете имеющихся новых данных проанализировать роль кремния как микроэлемента в патогенезе пневмокониоза.

Научная новпзна работы.

1. Впервые дана характеристика физико-химических свойств и биологической агрессивности пыли углей различных марок.

2. Выяснена роль продуктов окисления углей в механизме развития пневмокониотического процесса.

3. Доказана эффективность использования хлоргуминовых кислот для коррекции пневмокониотического процесса.

4. Предложены достаточно информативные тэсты для оценки степепп пневмокониотичеческого процесса.

5. Предложена гипотеза по оценке роли кремния как микроэлемента в возникновении изменений в соединительной ткани и развитии пневмокониотического процесса.

6. Модифицирована схема патогенеза пневмокониозов.

Теоретическая и практическая значимость работы.

В результате проведенных исследований внесен вклад в теорию развития пневмокониотического процесса с обращением особого внимания на роль продуктов окисления углей и свободной двуокиси кремния как микроэлемента. Дано обоснование возможности и целесообразности использования хлоргуминовых кислот с целью профилактики развития пневмокониозов от воздействия пыли углей различных марок.

Предлагаемые методы исследования физических и химических свойств углей могут быть использованы на практике при определении пневмокониозоопасных углей. По материалам исследования получено положительное решение на 10 рацпредложений.

Практические предложения, вытекающие из работы, легли в основу рекомендаций:

"Методические подходы при изучении этиологии и морфогенеза антракоза, вызванного каменными углями", Алма-Ата, 1984 г.

"Методы исследования каменных углей в медико-биологической практике", Алматы, 1994 г.

Наряду с этим результаты работы получили внедрение в учебный процесс кафедр гигиены труда АГМИ и КГМИ (используются при чтении лекций и проведении практических и лабораторных занятий).

Апробация работы.

Результаты работы доложены:

- на Ученом Совете института химии твердого топлива АН СССР (Москва, 1981г.).

- на Всесоюзном совещании по химии и технологии твердого топлива (Таллин, 1982 г.).

- на заседании Республиканской комиссии по борьбе с пневмоконнозами (Алма-Ата, 1982 г.).

на Решональной научно-практической конференции (Караганда, 1985 г.).

- на V Всесоюзном биохимическом съезде (Москва, 1985).

- на Совещании Управления но технике безопасности Минугленрома СССР совместно с Президиумом Центральной межведомственной комиссии по борьбе с пневмоконпозами (г. Люберцы Московской области, 1984 г.).

- на Заседании Всесоюзной проблемной комиссии "Научные основы гигиены труда и профнатолопш" (Москва, 1988 г.).

на проблемной комиссии "Гигиена" Алматинского государственного медицинского института им. С.Д. Асфендиярова (Алматы, 1996 г.).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Степень биологической агрессивности угля зависит от марки углей и повышается с увеличением его "возраста".

2. Применение хлоргуминовых кислот препятствует развиипо иневмокониотического процесса от воздействия угольной ныли.

3. Выявлена связь между накоплением гуминовых кислот и поликарбоновых кислот и степенью развития иневмокониотического процесса.

4. Кремний, входящий в качестве структурного элемента в гликозаминопшканы, при избыточном его постунлешш извне, способен нарушать их функцию, влияя тем самым на развитие фиброзного процесса.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 28

работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, IV глав, обсуждения результатов, выводов, указателя литературы. Общий объем 260 страниц, в том числе 55 таблиц и 6 рисунков. Список литературы включает 350 отечественных и 160 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. Работа основана на изучении физико-химических свойств и сравнительной биологической агрессивности пыли углей различных марок.

Изучено 5 образцов угольной пыли из Карагандинского бассейна и пыль антрацита, полученного из Донбасса. Образцы углей были представлены следующими марками: газовый, жирный, коксовый, отощенно-снекающийся, тощий, антрацит. Изучение их физико-химических свойств проводилось путем определения: марки по ГОСТ 8150-66, стадии метаморфизма по ГОСТ 21489-76, петрографического состава по ГОСТ 9414-74, элементного состава - содержание углерода и водорода с сжиганием по ГОСТ 6389-71, азота - по Кьельдалю (В.А. Климова, 1967), общей серы по ГОСТ 1059-75, золы - по ГОСТ 11022-64, влаги по ГОСТ 11074-70, кислых функциональных групп по ГОСТ 893070 и по Б.Г. Габерман с соавт. (1972), концентрации парамагнитных центров (ПМЦ) методом парамагнитного резонанса в нашей модификации (1986), адсорбции белка на поверхности пыли по методике Лоури в нашей модификации (1984), убыли массы угольной пыли после окислительной ее деструкции по методике С.С. Динкелес с соавт. (1980), содержания гумиповых кислот (ГК) и смеси поликарбоновых кислот (ПКК) - в нашей модификации (1982).

Для исследования сравнительной биологической агрессивности пыли углей различных марок было применено ингаляционное залыление животных. Запыление осуществлялось в камере В.Б. Латушкиной (1960) в модификации И.А. Мякишева (1975) объемом 0,8 м3, в которую подавалась воздушно-пылевая смесь и поддерживалась определенная концентрация.

Ингаляционное запыление животных проводилось в 2-х режимах запыления: 1. Кратковременного, с концентрацией пыли 1000 мг/м3 в течение 1 месяца с дальнейшим наблюдением до 12 месяцев; 2. Длительного, с концентрацией пыли 300 мг/м; в течении 12 месяцев. Запыление велось 5 раз в неделю по 4 часа. При этом применялись методы: биометрические - определение массы тела животных, массы

легких и лимфоузлов, сухого остатка легких (Г.М. Пичхадзе, 1984); определение задержки ныли в легочной ткани по В.А. Раввнну и М.М. Кац (1964) в нашей модификации (1984); определение суммарных липидов в легочной ткани (I. Ние§а и авт, 1953), определение содержания коллагеновых белков по оксипролину (Н. 81е§етапп, 1958), морфологические исследования легочной ткани. Гистологические препараты окрашивались гематоксилином и эозином и по Ван-Гизону. Для изучения влияния гуминовых кислот на течение экспериментального пневмокониоза экспериментальным животным на фоне двух режимов ингаляционного запыления ежедневно вводилось хлоргуминовые кислоты перорально 5 раз в неделю в виде 1 мл 0,01% щелочного (0,002 н гидроокиси натрия) раствора. Для оценки биологической реакции организма животных применялись те же методы, которые были ранее использованы для изучения степени развитая пневмокошютического процесса. Для изучения состояния системы антиоксндантной защиты (АОЗ) проводилось интратрахеалыюе запыление животных с однократным введением угольной пыли в виде взвеси 50,0 мг угля в 1 мл физиологического раствора; контрольным животным вводился интратрахеалыю 1 мл физиологического раствора без угольной пыли. Эксперимент проводился на фоне коррекции (с введением ежедневно перорально хлоргуминовых кислот), так и без коррекции, т.е. без введения хлоргуминовых кислот. Содержание гидроперекисей липидов плазмы крови (ГПЛ) изучено по В.Б. Гаврилову, М.И. Мешкорудной (1983), супероксиддисмутазы (СОД) - по В.Г. Мхитаряну (1978), глутатиопредуктазы (ГР) - по Г.О. Крутиковой и Ц.М. Штутман (1976).

Результаты исследований в обязательном порядке подвергались вариационно-статистической обработке по Стьюденту. Оценка достоверности различия относительных показателей (проценты) велась с применением величины Р Фишера но формуле:

количество наблюдений в каждой из сравниваемых групп показателей, и - показатель достоверности различия, ф1 и <р2- величины, соответствующие

процентным показателям и равные 2 агаш ^ Р; находят эти показатели

(величины) по специальной таблице или вычисляют на микрокалькуляторе. При значении и = 1,96 показатель уровня значимости равен 0,05 при и = 2,58 и выше показатель уровня значимости равен 0,01.

Статистическая обработка материала при определении степени выраженности коррекции была двухэтапной: на первом этапе устанавливалась наличие или отсутствие достоверной разницы между показателями без коррекции и с коррекцией и делалось заключение о наличии или отсутствии коррекции. На втором этапе в группе показателей высчитывался процент показателей без применения хлоргуминовых кислот и с применением хлоргуминовых кислот и определялась степень достоверности различия между ними, и на этом основании делалось заключение о наличии коррекции в целом по группе.

Всего в эксперименте использовано 1350 белых крыс. Выполнено 15600 биохимических исследований.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Гигиеническая оценка физико-химических свойств пластовых углей до и после их окислительной деструкции в организме.

Для проведения исследования были отобраны 6 образцов углей различных марок (от газового до антрацита). Для удобства изложения образцы углей названы: газовый - "Г", жирный - "Ж", коксовый - "К", отощенно-снекающиеся - "ОС", тощий - "Т", антрацит - "А".

Образцы угля марки "Г" характеризуются Ь - 2г стадиями метаморфизма, марки "Ж" - Ш] - НЬ, марки "К" - Шз -IV, марки "ОС" -марки "Т" - V} - VI, марки "А" - "VIII стадиями метаморфизма. Таким образом, для более полной характеристики углей Карагандинского бассейна были подобраны образцы углей наиболее распространенных марок, отражающие все стадии матаморфизма. Образцы углей различных марок (но петрографическому составу) были специально подобраны с преобладанием группы витринита, содержание которого колеблется в пределах 48% в образце "ОС", до 71% - в образце "А". Содержапие фюзшшта составляет от 11% в образце "Г" до 31,4% в образце "Ж". При оценке степени патогеиностп различных марок остальные группы микрокомпонентов существенной роли не играют, тем не менее содержание семивитринита также учитывалось, и оно колебалось от 4% в образце "А" до 25% в образце "ОС".

При анализе данных, представлены в таблице 1 видно, что элементный состав пластовых углей отражает определенную закономерность для каменных углей, не раз описанную нами в ранних "возраста" и степени углефикации от 72,8% в образце "Г" до 98% в образце "А". Содержание водорода, соответственно, убывает от 6,6% до 1,5%. Убывает также и содержание кислорода от 17% в образце "Г" до

Таблица 1.

Некоторые показатели физикохимических свойств пластовых углей до и после пребывания их в организме.

№ Образцы Сроки Элементный состав, %Атомные отношения: АКГ.мг-

пылей эксперимента С Н 0+S+N Н/С О/С экв/г

1 "Г' Йсх.уровень 74,3 7.6 17,6 1 22 0,13 1,8

1 сутки 72,4 6,9 20,7 1,14 021 32

30 суток 63,5 7,3 23,7 1,37 026 3,5

60 суток 67,8 7,9 24,3 1,40 027 3,8

180 суток 64,4 8,1 27,5 1,51 0,32 4,1

2 "Ж" йсх.уровень 78,3 5,3 15,9 0,89 0,15 1,5

1 сутки 76,4 5,7 17,9 0,90 0,18 2,1

30 суток 76,8 5,1 18,1 0,80 0,18 2,4

60 суток 68,3 9,0 22,7 1,58 025 3,1

130 су гок 67.5 3.0 242 1,42 027 3,7

3 "К" Йсх.уровень 84,5 4,5 11,0 0,64 0,10 1,08

1 сутки 32,3 52 12,0 0,75 0,11 2,6

30 суток 76,3 6,4 16.8 1,0 0,16 2,3

60 суток 77,4 6,8 15,3 1.06 0,15 3,4

180 суток 75.3 7,1 17,6 1,11 0,13 3,9

4 "ОС" Йсх.уровень 87,4 4,6 8,0 0,63 0,07 0,94

1 сутки 83,3 4,8 11,9 0,69 0,11 2,5

30 суток 78,4 6,0 15,6 0,92 0,15 ■V

60 суток 63,3 7,0 242 122 026 3,9

130 суток 66,3 72 26,5 1,3 0,30 4,0

5 "Т" Исхуровень 92,6 4,0 3,4 0,5 0,03 0,84

1 сутки 90.4 4,5 15.1 0,6 0,13 2,8

30 суток 84,3 6,8 8.9 0,97 0,08 3,5

60 суток 33,5 7,3 92 1,05 0,08 4,1

180 суток 78.0 7,8 142 12 0.14 4.2

6 "А" Йсх.уровень 98,0 1,5 0,5 02 0,004 0,72

1 сутки 87,3 4,5 82 0,62 0,07 2,4

30 суток 83,3 52 11,5 0,75 0,10 3,1

60 суток 78,4 6,6 15.0 1,0 0,14 3,5

130 суток 76,4 7,3 16,0 1,14 0,16 4.1

0,5% в образце "А". Такая закономерность процесса свидетельствует о повышении степени ароматизации углей в процессе диагенеза. Основными показателями растворимости углей в различных средах являются атомные отношения водорода к углероду и кислорода к углероду (И/С и О/С). Из представленных данных видно, что с увеличением степени углефикации, эти показатели значительно убывают и составляют от 1,22 и 0,18 для образца "Г" до 0,2'и 0,004 - для образца "А". Содержание суммы активных кислых групп (АКГ) в в процессе диагенеза также уменьшалось от 1,8 мг - экв/г в образце "Г" до 0,72 мг -экв/гв образце "А".

Результаты изучения адсорбционной способности показали, что наибольшее количество адсорбированного белка было на поверхности углей образца "А" и составило 20,5%, далее - по убывающей - 11,3%, 9,2%, 7,8%, 5,2%, 4,3% в образцах "Т", "ОС", "К", "Ж" и "Г" соответственно. Известно, что степень фиброгенности углей находится в прямой зависимости от их адсорбционной способности.

Концентрация парамагнитных центров пересчитано на органические составляющие углей (без минеральных примесей, влаги, золы). Результаты исследований парамагнитных центров показали, что их концентрация увеличивается с уменьшением выхода летучих веществ и составляет 4,5 спин/г для образца "Г", 4,8; 5,8; 6,3; 7,8; 15,0 для образцов "Ж", "К", "ОС", "Т" и "А" соответственно. Такая закономерность свидетельствует о большой степени ароматичности структуры каменных углей.

Оценка физик о-хтппеских свойств углей после их окисления в организме проводилась с использованием межфасциальпого введения пыли в организм (М.Я.Кондрашова, 1974). Анализ полученных данных показал, что элиментный состав углей, извлеченных из организма, претерпел определенные изменения, при этом процесс был однонаправленным для всех образцов. Отмечено, что в динамике пребывания углей в организме содержания углерода уменьшилось, а водорода и кислорода, соответственно напротив, уменьшилось. Соответственно атомные отношения Н/С и О/С также увеличились. При этом более интенсивные процессы регистрировались в ранние сроки эксперимента. Это объясняется тем, что в процессе окисления утлей в организме в ранние сроки происходит присоединение кислорода и водорода к органической массе углей. При этом наиболее выраженные изменения отмечались у образца угля "А". Содержание активных кислых групп (АКГ) всех изучаемых образцов углей нарастало в динамике эксперимента, при этом наиболее значительные величины их были

характерны для образцов "ОС", "Т" и особенно для образца "А". Увеличение содержания АКГ свидетельствует о накоплении продуктов окисления и их дальнейшем отщеплении.

В процессе окислительной деструкции в угле накапливаются продукты окисления - высокомолекулярные гуминовые кислоты (ГК) и низкомолекулярные поликарбоновые кислоты (ПКК). Ранее было показано, что агрессивность углей зависит от соотношения и скорости выхода ГК и ПКК (К.К.Тогузбаева, 1982, 1983). Из данных, представленных в таблице 2, видно, что у образца утля марки "Г" уже в первые сутки появляются ГК, содержание которых доходит до максимальных величин и составляет 5,1%, затем отмечается снижение их выхода до 3,1% в срок наблюдения 180 суток. У образца "Ж" процесс окпсленпя также характеризовался максимальным выходом ГК уже в первые сутки, однако величина выхода их гораздо ниже, чем у газового угля в тот же период (3,4%). С увеличением срока эксперимента выход ГК уменьшался и составил в срок 180 суток 1,3%. У образца "К" выход ГК характеризовался наибольшей величиной также в первые сугки (до 2,1%), а к 180 суткам этот выход ГК составил 1,1%. Несколько иная картина окислительно-гидролитического разложения была характерна для 2 группы углей: образцов марки "ОС", "Т" и "А". Так у образца "ОС" наиболее высокий выход ГК был определен лишь в срок 60 суток и составил 1,4%, а к 180 суткам содержание ГК снизилось до 1,1%. У образца "Т" наиболее высокий выход ГК отмечен лишь в срок 180 суток и составил 1,4%. Самый низкий выход ГК наблюдался у образца "А", а за весь период эксперимента он составил 0,1%, 0,2%, 0,4% и 0.7% соответственно в сроки 1 сутки, 30, 60 и 180 суток. Такая закономерность для антрацита отмечалась неоднократно и ранее.

Из кислых фильтратов после осаждения ГК были получены Г1КК. Анализ полученных данных показал, что во всех пробах уже в первые сутки контакта с тканями отмечено появление ПКК, что подтверждает вывод об интенсивном окислительном воздействии среды организма на уголь. Образец "Г" характеризовался низким выходом Г1КК, наиболее высокие величины (до 0,8%) отмечались в срок 30 суток. У образца "Ж" оказались также незначительные величины ПКК во все сроки эксперимента, но процесс окислительной диструкции характеризовался некоторой периодичностью, при этом наиболее высокий выход ПКК отмечался в 60 суток и был равен 1%. У образца "К" наиболее высокий выход ПКК отмечался в срок 30 суток и составил 1,4%. В дальнейшем, с увеличением срока эксперимента, выход снижался до 0,9% в 180 суток. Для 2 труппы углей ("ОС", "Т", "А") была характернее более высокая

Таблица 2.

Динамика окислительной деструкции углей различных марок.

Срок Образцы пылей

зкспер, Показатели

(сут) "Г" "Ж" •'К" "ОС" «•у»* "А"

1 ГК,% 5,1 3,4 2,6 0,8 0,6 0,1

ПКК,% 0,5 0,8 1,1 1,9 2,5 4,0

Убыль орг.массы,мг 218,3 220,5 230,6 220,3 230,5 220,3

Убыль анал.массы, мг 263,0 259,0 231,0 226,0 205,0 186,0

30 ГК,% 4,5 2,0 1,7 1,2 0,9 0,2

ПКК,% 0.8 0,9 1,4 2,4 2,9 3,5

Убыль орг.массы.мг 180,3 170,3 180,6 130,5 110,3 102,9

Убыль анал.массы,мг 208,0 192,0 170.0 145,0 128,0 108,0

60 ГК,% 3,8 1,6 1,3 1,4 1,2 0,4

ПКК,% 0,4 1,0 1,1 2.2 2,7 3,1

Убыль орг.массы,мг 145,6 130,5 110,2 82,4 60,3 46,3

Убыль анал.массы.мг 176,0 150,0 110,0 84,0 61,0 53,0

180 ГК,% 3,1 1,3 1,1 1Д 1,4 0,7

ПКК,% 0,2 0,8 0,9 1,2 1,4 2,3

Убыль орг.массы,мг 101,3 86,5 70,6 60,5 51,8 32,5

Убыль аяал.массы,мг 145,0 132,0 82,0 53,0 58,0 44,0

концентрация ПКК: для образца "ОС" уже в первые сутки она доходила до 1,9%, но к 30 суткам величина ПКК достигла 2,4%; для образца "Т" в первые сутки выход ПКК составил 2,5%, а вЗО суток он достиг максимума и составила 2,9%. Далее, в динамике эксперимента отмечался спад выхода ПКК (2,2% и 1,2% в 60 суток и 180 суток, соответственно). Однако, наиболее интенсивной окислительной деструкции с более высоким выходом ПКК подвергся уголь марки "А".Уже в первые сутки у данного образца угля отмечался максимальный выход ПКК, который составил 4,0%; в дальнейшем, с увеличением срока эксперимента, наблюдался некоторый спад ПКК, но по сравнению с другими образцами углей выход ПКК оставался более высоким во все сроки эксперимента и составил 3,5%, 3,1%, 2,3% в 30, 60 и 180 суток, соответственно.

Анализ результатов, полученных при оценке убыли массы угля показал, что после пребывания угля в организме значительно изменяются внешние признаки угольных частиц. Уже после первых суток пребывания в организме они приобретают полутвердую консистенцию, окраска их меняется до коричневого оттенка; смолистая тягучая масса на воздухе быстро уплотняется. Подобные изменения, характеризующие структурные преобразования углей, окисленных как в лабораторных условиях при воздействии высокой температуры (порядка 400 °С) и высоком давлении (470), так и при окислительно-гидролитическом превращении отдельных углей не раз отмечены в наших более ранних работах.

При оценке данных, характеризующих убыль массы как аналитической, так и органической пробы установлено, что в первые сутки контакта углей со средой организма происходит значительное уменьшение массы угля всех исследуемых образцов. Так, за это время органическая масса угля всех исследуемых образцов "Г" уменьшилась до 218,3% "Ж" - до 220,5%, "К", "ОС", Т" и "А" - до 230,0 - 220,0 - 220,5 -220,3 соответственно. Количество минеральной массы снизилось соответственно до 263 - 259- 231- 226-205-186%, т.е. происходил распад каменных углей и извлечение продуктов окисления жидкой средой организма, имеющей слабощелочную среду.

В динамике эксперимента скорость уменьшения массы образцов углей была относительно равномерной и максимальной в 30 суток от момента помещения пыли в организм; в дальнейшем этот процесс замедляется. При этом характерно, что убыль органической массы идет более интенсивно и опережает в некоторые периоды контакта распад минеральной части. Ранее нами при изучении отдельных образцов углей было найдено, что минеральная часть оказывает каталитическое действие

на разложение органической массы. Так, было установлен, что за 180 суток в среду организма поступает до 65% той или другой массы жирного угля (Т.А.Кухаренко, К.К.Тогузбаеваи авт., 1982).

Следует подчеркнуть, что при внешней однонаправленности процесса уменьшение массы угля различных марок, в скорости окисления их в организме отмечаются некоторые различия. В частности, более интенсивно эта реакция протекает у более "зрелых" углей образцов "ОС" и "Т", что прослеживается на протяжении всего эксперимента. Но наиболее значительная убыль массы наблюдалась у образца "А", за счет его органической и аналитической массы.

Таким образом, результаты экспериментов указывают на то, происходит распад и извлечение средой организма как органической, так и минеральной части образцов каменного угля с различной интенсивностью на разных сроках контакта с тканями при их окислительной деструкции в организме. При этом прослеживается определенная взаимосвязь между всеми показателями окислительного превращения углей в организме - выходом ПКК, ГК и убылью массы, а также изменением элементного состава и содержанием суммы АКГ. Так, наиболее интенсивной окислительной деструкции подвергаются более "зрелые" угли ("ОС", "Т", "А") для которых характерен высокий выход биологически агрессивных продуктов окисления - ПКК уже в ранние сроки эксперимента, в то же время как для "молодых" углей ("Г", "Ж" и "К") эти сроки отмечались более высокие величины ГК, обладающих защитным действием. Это объясняется, вероятно, более высокой степенью ароматизации боли "зрелых" углей.

Сравнительная оценка биологической агрессивности пыли углей различных марок

В таблице 3 приведены показатели интенсивности пневмофиброза у экспериментальных животных при д лиге льном ингалтщомпом воздействии углей различных марок. Из данных таблицы следует, что количество в легких животных всех экспериментальных групп возрастает до 6 месяца наблюдения включительно, а затем постепенно падает, достигая в срок 12 месяце величин, зачастую не отличающихся от тех, что были в срок 1 месяц. В то же время накопление пыли оказывается более значительным в легких тех животны, которые запылялись пылью более старых углей, причем аналогичные показатели группы "Г", как.правило, достоверно отличались от таковых группы "Т" и "А", показатели остальных групп имели достоверные различия с показателями группы "А", а в последние сроки наблюдения с показателями группы "Т" (за исключением показателей "ОС").

Таблица 3

Количественные показатели интенсивности иневмофиброза у экспериментальных животных при ингаляционном длительном воздействии пыли углей различных марок.*

Сроки экспепр. Показатели Образцы углей

(мес) "Г 55 "Ж" "К" "ОС -1» » "А"

М ±м М±м М ±м М ±м М ±м М ±м

1. Пыль,мг 16,5 1,8 19,5 1,2 16,9 2,0 18.4 1.4 20,5 1,8 25,6 2,0

Липиды 44,8 1,2 42,5 1,1 48,9 1.0 64,3 1,0 66,4 1,2 69,5 1,8

Коллаг. белки 20.5 1.2 30.4 2.2 34.5 1.2 38,3 2.1 46,1 1.2 55,3 1.2

3. Пыль,мг 24,8 1,5 29,8 2,1 29,4 3,1 30,2 п 1 35,4 2,5 42,3 1,8

Липиды 39,4 2,3 40,8 1,1 47,3 1,2 60,1 1,8 60,0 1,2 63,4 2,3

Коллаг. белки 35,6 1,8 48,4 4,0 48,5 1,5 53,3 2,2 60,6 2,1 68,6 2,0

6 Пыль,мг 52,1 2,6 56,8 2,0 58,3 2.1 60,2 3.2 66,4 4,5 72,4 3,4

Липиды 32,1 3,1 36,6 1,8 41,0 1,2 56,4 1,2 57,0 2,0 59,0 2,4

Коллаг. белки 41,8 1.9 52 2 3,0 59,3 1.4 63,4 2,1 68,4 0,7 78,5 1,3

9 Пыль,мг 25,8 1,5 26,3 1,9 27,5 2,1 30,1 2,4 35,4 1,9 39,8 1,8

Липиды 26,4 1,0 31,5 1,9 37.8 1.8 53,2 1,8 54,3 1,2 56,3 1,8

Коллаг. белки 49.0 2.0 55,0 1,9 63.0 2,0 72,5 2.0 78,5 1,2 86.3 2,1

12 Пыль,мг 20,0 1,2 22,7 2,0 24,5 2,5 28,4 1,9 30,3 1,3 32,4 1,2

Липиды 23,0 1,0 29,6 1,8 32,4 1,2 48,0 2,0 46,0 1,2 49,0 1,8

Коллаг. белки 53,6 1,8 58,0 1,2 69,3 2,0 80,1 1,1 86,6 2,0 95,8 1,6

• Уровень значимости различия показателей указан в тексте.

Содержание лииидов в легких в каждый из сроков запыления увеличивалось с "возрастом" угля, но падало в динамике эксперимента, хотя в первый месяц эксперимента этот показатель во всех экспериментальных группах был выше, чем в контроле. В то же время показатели групп "Г" и "Ж", "ОС" и "Т", "ОС" и "А", "Т" и "А" существенно не различались, а в остальных случаях разница между показателями животных экспериментальных групп была существенной.

Через три месяца содержание лнпидов в легких каждой экспериментальной группы несколько уменьшилось по сравнению с предыдущим сроком, однако результаты сравнепия показателей отдельных трупп были такие же как и через 1 месяц.

Через б месяцев одинаковыми были показатели групп "Г" и "Ж", "Г" и контрольной, "Ж" и "К", "ОС" и "Т", "ОС"и "А", "Т" и "А". Между показателями других групп имелась статистически значимая разница.

Через 9 месяцев статистически достоверная разница обнаружена между показателями тех же групп, что и через 6 месяцев.

Через 12 месяцев практически одинаковыми показатели были в группах: "Ж" и "К", а также этих групп и контрольной; групп "ОС" и "Т", "ОС"и "А", "Т"и "А".

Содержание коллагеновых белков в легких изменялось однотипно - оно увеличивалось по мере "старения" угля и с увеличением срока наблюдения. За небольшим исключением показатели групп в каждый из сроков существенно отличались друг от друга.

В таблице не приведены такие показатели, как тела животных, масса лепспх и лимфатических узлов. Масса тела с увеличением срока наблюдения возрастала у животных различных групп неодинаково: чем "старее" уголь, тем меньше нарастание массы тела. Как правило, показатели групп в один и тот же срок наблюдения существенно отличались друг от друга (кроме, разумеется, исходной массы тела. Масса сырых и сухих легтсих имела ту же тенденцию: она возрастала с увеличением сроков эксперимента и с повышением "возраста" угля, причем в большинстве случаев показатели групп в пределах одного срока наблюдения существенно отличались друг от друга. Не была исключением из общего правила и динамика массы лимфатических узлов, подчиняясь той же закономерности, что и все перечисленные выше показатели.

При кратковременном занылении динамика массы тела, массы лимфатических узлов, сырых и сухих легких, содержание коллагеновых белков в легких увеличивались с увеличением сроков эксперимента и по

мере старения угля. Содержание пыли в легких и содержание липидов в ткани легких уменьшались с увеличением сроков эксперимента и увеличивались при запылешш пылью более "старых" углей.

При шпратрахеалыюм запылешш животных пылью углей различных марок выведение угольной пыли из легких во всех группах животных шло примерно одинаково, и различия между показателями групп в один и тот же срок наблюдения практически не было. Активность суперокспддпсмутазы во всех группах животных, кроме группы "Г", изменялась однотипно: снижение через 30 дней от начала эксперимент, возрастание до уровня контрольной и даже выше через 60 дней, и снижение до уровня как правило ниже контрольного через 90 дней. В каждые из сроков наблюдения показатели большинства групп между собой достоверно различались. В группе "Г" увеличение активности фермента шло параллельно с увеличением срока наблюдения.

Динамика активности глутатионредуктазы повторяла в делом динамику активности супероксиддисмутазы, однако, во-первых, исключение составил показатель не только группы "Г", но и группы "А", и , во-вторых, разница между показателями групп в пределах одного срока наблюдения была выражена много слабее.

Динамика содержания гидроперекисей липидов в плазме крови всех экспериментальных групп имеет следующие особенности: по мере "старения" угля показатель повышается; с увеличением срока эксперимента изменения своеобразны: увеличение по сравнению с контролем через 10 дней начала эксперимента, резкое снижение через 30 дней и умеренное повышение через 90 дней.

Динамика содержания общих лшшдов в сыворотке крови при шпратрахеалыюм запылении животных выглядела так: с увеличением срока наблюдения данный показатель возрастает; исключение составили животные, получившие пыль угля марки "Ж" - содержание липидов во все сроки эксперимента оставалось на одном уровне. При воздействии пыли более "старых" углей уровень липидов плазмы возрастал. Исключение составила группа, запыленная пылью угля марки "К" в первый срок наблюдения.

Таким образом, изменения исследованных тестов при воздействии более "старых" углей были выражены сильнее. Нарастали изменения и с увеличением срока наблюдения.

При поступлении на фоне заиыления хлоргумииаиых кисло г изменения показателей было выражено меньше, но уровня контрольных

они достигали не всегда. По отдельным показателям результаты коррекции получились следующими:

Содержание пыли в легочной ткани при длительном заиыленпи и коррекции было практически, одинаковым во все сроки эксперимента в группах животных "К" и "Т". В три срока из пяти при коррекции достоверно улучшились показатели в группах "Г", "Ж", "ОС", в два срока из пяти - группе "А".

Содержание липпдов в легочной ткани при проведении коррекции на фоле длительного запыления снизилось практически до уровня показателя контрольной группы в группе "Ж" - через 6 и 9 месяцев, в группе "К" - через 9 и 12 месяцев. Показатели всех групп и запыленной без коррекции, и запыленной с коррекцией, и контрольной были практически одинаковыми в группе "Г" через 6 и 9 месяцев. Во всех остальных случаях показатель группы, получавшей хлоргуминовые кислоты, находился но значению между контрольным и показателем группы, не получавшей коррекции. Исключение составили показатели группы "Г" через 12 месяцев, группы "Т" и "А" через 6 месяцев, при запылении без коррекции и с коррекцией показатели были практически одинаковыми.

Содержание коллагеновых белков в легочной ткани при введении хлоргуминовых кислот в процессе длительного запыления подверглось частичной коррекции , т.е. показатель группы, получавшей коррекцию, по значению находился между показателями двух других групп при наличии достоверного различия между всеми группами. Эффекта коррекции не было обнаружено в срок 3 месяца при запылении пылью газового угля и в срок 1 месяц при запылении пылью антрацита.

Масса сырых лимфатических узлов при длительном запылении подвергалась полностью коррекции (показатель группы, получавшей коррекцию, статистически не отличался от контрольного) в группе "Г" через 1, 3, 6 и 12 месяцев от начала запыления, в группе "Ж" - через 6 месяцев, в группе "К" - через 1 и 6 месяцев, в группе "ОС" - через 1 месяц. В остальных случаях за небольшими исключениями отмечена частичная коррекция.

В показателе массы сырых легких также преобладала частичная коррекция. Полная коррекция отмечена в группах "Ж", "К" и "ОС" через 1 месяц от начата эксперимента.

Анализ динамики массы сухих легких показал, что эффекта коррекции этого показателя хлоргуминовыми кислотами не было ни в одном случае.

При кратковременном занылении животных в динамике массы тела через 1 месяц от момента запыления эффекта коррекции при введении хлоргуминовых кислот не было отмечено ни в одном случае.

Через 3 месяца более или менее выраженный эффект коррекции имел место в группе животных "Г".

Через 6 месяцев от начала эксперимента эффекта коррекции не отмечено в группах запыляемых пылью угля марки "К" и "ОС","Г", а в группе "Ж" эффект коррекции имел место. Умеренно выраженный эффект коррекции отмечен в группах "Т" и "А".

Через 9 месяцев умеренно выраженный эффект коррекции отмечен при запылении животных пылью углей марки "Г" и "А". Не было эффекта коррекции в группах животных "Ж", "К", "ОС" и "Т".

Через 12 месяцев умеренно выраженный эффект коррекции обнаружен в группах "Г", "Ж", "Т" и "А". В группа* "К" и "ОС" эффекта коррекции не было.

Динамика коррекции содержания коллагеновых белков в легочной ткани во всех группах во все сроки эксперимента была однообразной - во всех случаях получен выраженный эффект коррекции.

Динамика содержания пыли в легких при коррекции показала, что эффект коррекции по этому показателю отмечен во все сроки наблюдения в группах животных "ОС" и "Т". Ни в один из сроков наблюдения не обнаружено эффекта коррекции в группе "К". В группе "А" эффект коррекции обнаружен в 4 срока из пяти, в группе "Ж" - в 3 срока, в группе "Г" - в 2 срока.

Динамика массы лимфатических узлов при кратковременном запылении не поддавалась коррекции во все 5 сроков наблюдения в группах животных "К" и "ОС". Только в двух случаях - через 6 и 12 месяцев - обнаружен эффект коррекции в группе "Ж", в сроки 1 и 3 месяца - в группе "А", в трех случаях - в группах "Г" и "Т", соответственно через 3, 6 и 12 месяцев и 1, 3 и 6 месяцев.

Масса сырых легких при кратковременном запылении поддавалась коррекции во все сроки наблюдения, кроме первого месяца, в группах животных "Г", "Ж", "К", "ОС", "А". В группе "Т" коррекция отмечена через 6,9 и 12 месяцев.

Полная коррекция массы сухих легких при кратковременном запылении отмечена в группе "Г" через 6, 9 и 12 месяцев и в группе "Ж" через 9 и 12 месяцев. Не отмечено коррекции во всех группах через 1 месяц от начала эксперимента. Во всех остальных случаях отмечен умеренный эффект коррекции.

Таблица 4.

Количественные показатели интенсивности пнезмофпброза у экспериментальных животных при ингаляционном длительном воздействии пыли углей различных марок на фоне коррекции

хлоргуминовыми кислотами.*

Сроки Показа- Образцы пылей

экспер. тели "Г > "НС" "К 9» "ОС" «•ум "А »

(мес) М ±м М±м М±м М±м М ±2,1 М±м

1 Пыль.мг 14,5 1,2 15,0 1,8 16,9 2,0 15,0 1,4 18.9 1,5 21,4 1,3

Липиды 38,1 2,1 39,1 1,0 41,6 2,1 56,3 1,2 60,2 1,0 61,4 2,1

Коллаг. белки 15,2 1,1 22,8 1,8 25,2 1.8 30,1 2,1 40,8 1,8 50,7 2,2

3. Пыль,мг 22,4 1,8 26,0 2,0 29,0 3,1 28,0 1,8 31,0 1,1 36,0 1,5

Липиды 31,6 2,0 34,8 1,2 39,3 2,0 50,1 1,3 52,3 1,2 56,3 2,1

Коллаг. белки 30,8 2,1 30.2 3,0 40,5 1,2 45,0 1,8 50,8 2,2 60,6 2.1

6. Пыль,мг 42,3 1,8 48,4 2,0 58,3 2,1 50,5 1,3 60,0 1,3 64,0 2,0

Лшшды 26,0 1,8 30,0 2,1 35,1 1,2 48,3 1,8 50,0 2,0 54,0 2,1

Коллаг. белки 35,2 1,2 41,3 1,8 49,0 1.4 53.8 2,4 59.3 1,7 70,4 1,4

9 Пыль.мг 20,4 1,1 19,0 1.2 27,5 2,1 22,6 1,6 30,4 1,8 35,4 2,2

Липиды 24,5 1,3 26,6 1,1 31,0 2,0 43,6 2,1 46,1 2,1 48,3 1,2

Коллаг. белки 39,2 2.1 49,0 1,8 55,0 2.0 61,3 2.4 68,3 1,2 80,3 2,1

12 Пыль,мг 16,0 1,2 18,0 1,6 24,5 2,5 20,0 1,4 27,0 1,5 30,1 2,0

' Липиды 22,5 1,2 24,6 1,4 28,0 1,8 36,3 2,0 40,0 1,2 41,3 1,3

Коллаг. белки 44,0 1,7 50.0 1,2 60,0 2.0 71,3 1,8 75.8 2,1 86,9 1,8

* Уровень значимости различия показателей указан в тексте.

Содержание липидов в ткани легких при кратковременном залыленин как правило подвергалось умеренной коррекции во всех группах во все сроки наблюдения. Не было коррекции в группе "Г" через 6 и 9 месяцев и в группе "А" - через 12 месяцев.

Содержание пыли в ткани легких во все сроки наблюдения подверглось коррекции в группах "ОС" и "Т", не подверглось коррекции - в группе "К". В группах "Ж" и "А" коррекция чаще была положительной, чем отсутствовала, а в группе "Г" - отмечена только в два срока.

При интратрахеальном введении угольной ныли эффект коррекции на задержку пыли в легких отмечен только в трех случаях из 24 (по одному случаю в группах "Г\ "Ж" и "К").

Активность супероксиддисмутазы при интратрахеальном запылении подвергалась коррекции в группе "Г" и"Ж" - через 10 и 90 суток, в группе "К" - через 10 и 30 суток, в группе "ОС" - через 10 суток, в группе "Т" - полная коррекция через 90 суток, а в группе "А" - через 30 суток. Не отмечено коррекции в группе "К" и "ОС" - через 90 суток, в 1руние "ОС", "Т" и "А"- через 10 суток, в группе "Т" - через 30 суток. В группах "Г" и "Ж" через 30 суток изменений показателя вообще не было.

Показатели активности глутатионредуктазы были практически одинаковыми через 10 суток от начала эксперимента в группах "Ж", "К", "Т", через 30 суток - в группах "Ж", "ОС","Т", полная коррекция отмечена в ¡руппе "ОС" - через 90 суток. Умеренная коррекция отмечена в группе "Ж", "К", "Т" - через 30 суток. Не было коррекции через 30 суток в группе "Г", 10 и 30 суток - в группе - "А".

Содержание гидроперекисей липидов в плазме крови не поддалось коррекции через 10 и 30 суток - в группах "Ж", "К", "ОС", "Т", "А", через 90 суток - в группах "Г", "Ж", "К", "ОС", "Т". Коррекция отмечена через 10 п 30 сугок - в группе "Г", через 90 суток - в группе "А".

Содержание общих липидов плазмы подверглось полной коррекции при интратрахеальном запылении в группе "Г" - через 10 суток, в группе "К" и "ОС" - через 90 суток, в группе "Т" - через 30 суток.

Ниже уровня контрольной группы содержание липидов плазмы в результате коррекции упало в группе "Г" через 30 и 90 суток, в группе "Ж" - через 30 и 90 суток. Изменений в показателе не было в группах "К" и "ОС" через 30 суток. В остальных случаях во всех группах отмечена умеренная коррекция.

Полученные данные об эффективности коррекции пневмокониотического процесса с помощью хлоргуминовых подтверждены морфологическими исследованиями.

Таким образом, изучение физико-химических свойств углей различных марок в сравнении со степенью пневмоконпозогенности их пыли показало, что патогенные свойства угля возрастают параллельно увеличению степени его ароматизации, т.е. по мере "старения". Напмение пневмокониозогенной оказалась пыль угля марки "Г" (газового), наиболее - угля марки "А" (антрацита). Сравнение развития пневомокониотического при кратковременном, в течение 1 месяца, запылении животных угольной пылью (100 мг/м3) и длительном, в течение 12 месяцев (300 мг/м3) показало, что при кратковременном запылении пневмоконпоз развивается более интенсивно.

Таблица 5 характеризует уровень значимости влияния хлоргуминовых кислот на развитие пневмокониотического процесса. Как следз'ет из данных таблицы по разным показателям процент пншбирующего влияния хлоргумиповых кислот на развитие пневмокониоза составлял от 10% по массе сухих легких при пнтратрахеальном запылении до 100% по содержанию коллагеновых белков при кратковременном запылении, причем достоверность влиянии хлоргумиповых кислот во всех случаях была достаточно высокой.

В свете полученных нами данных, представляется интересным обратить внимание на этиологическую роль угля в развитии пневмокониоза. Как известно, большинство старых авторов полагали, что угольная пыль в состоянии только пигментировать легкие и не вызывает фиброза (Ваз1, 1937 и др). В дальнейшем были получены данные, что при достаточно больших концентрациях угольной пыли она может тоже вызвать фиброз легких, и это побудило исследователей искать первопричину (пусковой механизм) пневмокониоза в свойствах самого угля или продуктов его окислительного и гидролитического распада в организме (С.С.Дпнкелис, А.Э.Шкутин, 1986), при этом считалось, что небольшие (до 5%) примеси свободной двуокиси кремния на фиброгенность угольной пыли существенного влияния не оказывают.

Нам представляется, что в свете данных полученных различными исследователями в последние годы, отвергать роль даже незначительных примесей свободной двуокиси кремния в угольной пыли не следует. Дело в том, что долгое время интерес к действию кремния на животный организм объяснялся только его способностью вызвать силикоз, и только в 1972 году одновременно и независимо друг от друга в разных лабораториях Калифорнийского университета К.8с1шагг и Е.СагЙБе

Таблица 5.

Эффективность коррекции показателей развития пневмониотического процесса хлоргуминовыми кислотами.

Показатель и вид напыления Число наблюдений Показатель Уровень значимости Р

Содержание пыли в легких

Длительное запыление 30 5,03 0,001

Кратковременное запыленне 30 7,12 0,001

Интратрахеальное запыление 30 2,50 0,05

Масса тела

Длительное запыление 30 4,70 0,001

Кратковременное запыление 30 4,90 0,001

йнтраграхеальное запыление 30 4,70 0,001

Масса сырых легких

Длительное запыление 30 7,40 0,001

Кратковременное запыление 30 3,30 0,001

Масса сухих легких

Длительное запыление 30 0,89 0,05

Кратковременное запыление 30 8,30 0,001

Масса лимфатических узлов

Длительное запыление 30 7,15 0,001

Кратковременное запыление 30 3,60 0,001

Липиды в легочной ткани

Длительное запыление 30 7,60 0,001

Кратковременное запыление 30 9.66 0,001

Лппнды плазмы

Йнтраграхеальное запыление 18 3.35 0,001

Коллагеновые белки в легочной ткани

Длительное запыление 30 10,13 0,001

Кратковременное запыление 30 100% эффект 0,001

Активность глуатионредуктазы

Интратрахеальное запыление 18 2,44 0.05

Активность сунероксиддисмутазы

Йнтраграхеальное запыление 18 3.35 0,001

Гидроперекиси лип идо в в плазме

Йнтраграхеальное запыление 18 2.53 0,05

показали, что кремний необходим для нормального роста л развития крыс и цыплят, формирования хряща, кости и соединительной ткани в целом, и что он участвует в ряде важных метаболических процессов (А.П.Авцын с соавт., 1991).

Высокое содержание кремния в соединительной ткани связано, по-видимому, с его присутствием в качестве структурного компонента всоставе гликозаминогликанов и их белковых комплексов, образующих остов таких тканей, как кость, кожа, сухожилия и тд., и придающих им прочность и упругость.

Известные на данный момент сведения говорят о том, что кремний в первую очередь необходим для формирования основного вещества кости и хряща, хотя может принимать и непосредственное участие в процессе минерализации костной ткани. Физиологическая роль кремния при этом связана в основном синтезом пшкозамнноглшсанов и коллагена (А.П.Авцын и др., 1991). В культуре тканей показано, что включение кремния в культурную среду вызывает за 12 суток двукратное повышение содержание коллагена в костной ткани по сравнению с контролем (культурная среда без кремния). Кремний также существенно ускоряет синтез гликозаминогликанов.

Функция кремния в синтезе коллагена связана, по-видимому, со способностью его активировать пролпн - 2оксиглута.рат - диоксогеназу (пролингидроксилазу, КФ 1.14.11.2). Активность этого фермента при инкубации в среде, содержащей 0,2 ммоль/л кремния, возрастает по сравнению с контролем в 5 раз, при концентрации 0,5 ммоль/л - в 7 - 8 раз, и при 2 ммоль/л - в 10 раз (СагНБе Е.М., 1984).

'Гот факт, что кремний входит в состав пникозаминогликанов, и что кремний способен усиливать синтез тропоколлагена, представляется очень интересным с точки зрения объяснения патогенеза пневмокониотического процесса. Как известно, двуокись кремния в фибробласты не проникает, тем не менее синтез тропоколлагена в фибробластах усиливается в процессе развития пневмокониоза, а уровень кремния в органах и тканях при силикозе повышается. Естественно, возникает мысль, что кремний может проникать в фибробласт, только перед этим нужна какая-то трансформация двуокиси кремния. Если вспомнить, что при скармливании крысам органических соединений кремния отмечаегся существенное повышение содержания кремния в тканях , т.е. кремний в этом виде способен проникать в клетки, то паирашивается вывод, что при габели макрофага, кроме других компонентов, выделяется определенное количество какого-то соединения кремния (в результате его превращений в макрофаге), которое способно

проникать в фнбробласт, усиливая через ряд этапов образование тропоколлагена н оказывая влияние на синтез глнкозаминогликанов. Усиление синтеза гликозаминопшканов при наличии избьп очного количества активирующего микроэлемента - кремния - , а, возможно, и при недостатке некоторых веществ, необходимых для синтеза гликозаминоглпканов, может привести к образованию глнкозаминогликанов. Такие глпкозамнногликаны неполноценных не только в смысле их структуры, но и в смысле их функции. О незавершенности синтетических процессов образования глнкозаминогликанов при силикозе говорят Н.Т.Райхлин и И.М.Шнайдман (1970): "Синтез кислых муконолисахаридов, протекающий но биолохимическим данным в больших масштабах, в легких, является, как свидетельствуют результаты наших гистохимических исследований, незавершенным. Здесь мы подходим к вопросу о влиянии нарушения окислительно-восстановительных процессов в лепснх при силикозе на синтез мукополпсахарндов". Далее авторы дают возможное объяснение этим явлениям, однако не упоминают роли кремния как микроэлемента и активатора синтеза глнкозаминогликанов. Это вполне понятно, поскольку в то время роль кремния как микроэлемента известна не была. Далее авторы указывают: "Под влиянием кварца клетки в процессе созревания (имеются ввиду фибробласты), вероятно, теряют способность к нормальному синтезу сульфатировашшх мукополисахаридов". И еще: "Незавершенный синтез сульфатированных мукополисахаридов может и должен сказаться на структуре и физико-химических свойствах коллагеновых волокон силикотических узелков. И действительно, результаты, полученные нами, подтвердили справедливость такого предположения" (Н.Т.Райхлип, И.М.Шнайдман, 1970).

Сразу возникает вопрос: почему образовавшееся при гибели макрофагов соединение кремния, способное проникать в фибробласты, ведет в конечном счете к образованию изменений соединительной ткани в легких, а не в других органах? Ответ на этот вопрос имеет два аспекта. С одной стороны, известны изменения соединительной ткани и сосудов при местном действии двуокиси кремния (Авцын А.П.идр., 1991 г.; Иржанов, 1956), а с другой - следует иметь в виду, что в развитии фиброза леисих, наряду с макрофагами, существенную роль играют воспалительные изменения (Воич1ен с соавт., 1984). Оое1шан с соавт. (1990) в своем обзоре показали, что минеральные пыли индуцируют в первую очередь воспалительную реакцию с активацией макрофагов и лейкоцитов и усилением высвобождения радикалов кислорода. Естественно, что более

интенсивное развитие соединительной ткани будет в месте воспаления. Воспалительный процесс приводит к накоплению в легких клеток воспаления - лимфоцитов, макрофагов и полиморфоядерных лейкоцитов. Под действием пыли двуокиси кремния лимфоциты, выделяя, вероятно лимфокины, индуцируют выделение альвеолярными макрофагами факторов роста для фпбробластов которые являются для фибробластов аттрактантами. Макрофаги, в свою очередь, под действием пыли двуокиси кремния выделяют гранулоцит - активирующий медиатор (ГРАМ), который вызывает в лейкоцитах окислительный "взрыв". Под действием воспалительного процесса воспалительные клетки подготавливаются к фагоцитозу и активируются, в результате чего возрастает количество свободных кислородных радикалов. Макрофаги осуществляют процесс фагоцитоза в макрофаге гибнут, выделяя фактор роста для фибробластов: этот фактор роста выделяется в гораздо больших количествах, чем при воздействии лпмфокииов на макрофаг, и это увеличение обусловлено образованием фактора роста в процессе фагоцитоза. Освобожденные после гибели макрофага пылевые частицы вновь подвергаются фагоцитозу, макрофаги опять гибнут под воздействием двуокиси кремния. Каждый раз при гибели макрофага выделяется фактор активации синтетических процессов в фпбробласте, что ведет к усилению образования тропоколлогена и гликозаминопшканов. Этим факгором, как нам представляется, является какое-то растворимое соединение кремния, которое легко проникает в фибробласт и активирует синтетические процессы как необходимый фактор для синтеза элементов соединительной ткани. Поскольку эта активация является чрезмерной, гликозаминогликаны образуются незавершенные, а точнее сказать, дефектные, неспособные к осуществлению одной из своих основных функций - противодействовать проникновению в клетку вредных эндогенных и экзогенных факторов, особенно имеющих положительный заряд. Следует отметить, что если кремний является микроэлементом, имеющим большое значение для процессов в соединительной ткани, минимальное количество его в ныли может вызывагь фактически пнепмокониотическпй процесс, модифицированный составляющими компонентами пыли, в том числе и угольной.

Надо обратить внимание на то, что воспаление, .усиленное образование свободных кислородных радикалов, усиление иерекиспого окисление лшшдов, нарушение целостности мембран, усиление их проницаемости, усиленное скопление воспалительных клеток, усиление фагоцитоза имеют место и при очень многих других патологических

процессах, которые фиброзом не сопровождаются. Следовательно, сам факт развития пневмокониотического процесса говорит о тот, что все выше перечисленные моменты являются превходящими, способными влиять на возникновение и течение этого процесса, но не являются определяющими . Это еще раз возвращает нас к необходимости искать первопричину всех происходящих в пневмокониозе процессов в наличии соединений кремния.

ВЫВОДЫ

1. Физико-химические свойства образцов углей (элементный состав, содержание ЛКГ и ПМЦ, адсорбционная способность) характеризуют изучаемые марки углей и определяют степень их биологической агрессивности.

2. Образцы углей различных марок в процессе их пребывания в ор1инпзме подвергаются окислительной деструкции, характеризующейся убылью массы, выходом продуктов окисления (ГК и ПКК). Интенсивность и скорость этого процесса определяется "возрастом" и физико-химическими свойствами углей.

3. Биологическая агрессивность пыли углей различных марок зависит от степени их углефикации. Более выраженные изменения в легких вызывают более "старые" угли, что подтверждается показателями окислительной диструкшш (убылью массы, выходом ПКК и ГК).

4. Кратковременное воздействие высокими концентрациями пыли углей различных марок вызывает более выраженные изменения в легких экспериментальных животных, чем длительное запыление средними концентрациями этих же углей.

5. Хлоргумпновые кислоты, введенные животным нерорально при длительном, кратковременном или иитратрахеалыюм заиыленин ингибируют в эксперименте пневмокониотический процесс. Протективное действие этих кислот наиболее четко проявляется достоверным изменением коллагеновых белков в ткани легких.

6. Предлагаемые методы изучения физико-химических свойств углей могут быть использованы для сравнительной оценки их фиброгенности.

7. Выдвинута гипотеза о том, что основой развития пневмокониотического процесса при воздействии на организм угольнной пыли является наличие в ней двуокиси кремния, так как при избыточном поступлении в организм кремний, являющийся структурным элементом

гликозаминогликанов, вероятно, способен модифицировать их синтез, структуру и функцию, что влияет на развитие фиброзного процесса.

8. С учетом данных литературы и положений выдвинутой пшотизы о роли кремния в развитии пневмокониоза от воздействия угольной пыли, модифицирована схема патогенеза пневмокониозов.

9. Функция кремния как микроэлемента имеет значение, вероятно, не только при развитии пневмокониоза угольщиков, поскольку кремний содержится во многих пылях.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ В ПРАКТИКУ

Материалы исследований легли в основу методических рекомендаций:

1. "Методические подходы при изучении этиологии и морфогенеза, антракоза вызванного каменными углями", г.Алма-Ата, 1984

2. "Методы исследования каменных углей в медико-биологической практике", Алма-Ата, 1984 г.

3. Материалы исследований могут быть основанием для рекомендации о возможности использования хлоргуминовых кислот для коррекции иневмокониотпческого процесса.

4. Разработанные и модифицированные методы исследования могут быть использованы при оценке физико-химических свойств углей и их сравнительной биологической агрессивности.

5. Результаты исследования могут быть использованы для студентов медицинских ВУЗов при изучении этиологии и патогенеза пневмокониоза, вызванного различными видами производственной пыли.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, 011УБЛ11КОВАН11ЫХ НО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦ1III:

1. Сравнительная характеристика содержания суммарных липидов легочной ткани при различных методах затравки животных типами угольной пылп.//Научно-технический прогресс и гигиена труда.-Караганда. 1977.-С.143-145.

2. Зависимость патогенности каменноугольной пыли от физико-химических свойств и интенсивности воздействия. И - Патогенез пневмокониозов. Труды II Всесоюзного симпозиума по патогенезу пневмокониозов.-Караганда. 1977.-С.18-29.(соавт.Воронцова Е.И., Галкина А.К., Быховская А.И., Динкелис С.С.).

3. Динамика накопления и пути элиминации угольной пыли при экспериментальном антракозе. // Охрана окружающей среды и гигиена труда .-Караганда 1979.-С.139-141.(соавт.Бесков В.Н., Сарсембаев М.М., Тулендиева К.Т.).

4. Новое направление в исследовании этиологии натогенности пыли каменных запей. //Актуальные вопросы гигиены и профпатологии в условиях научно-технического прогресса. Материалы IV съезда гигиенистов и санитарных врачей Узбекистана.- Ташкент.1980.-С. 88-89.(соавт. Динкелис С.С., Кухаренко Т.А., Дерр Э.А.).

5. О связи патогенности угольной пыли с ее химическими свойствами.// Материалы III Объединенного съезда гигиенистов, эпидемиологов, микробиологов, паразитологов и инфекционистов Казахстана. Гигиена труда и профессиональные заболевания.-Алма-Ата . 1980.-С.88-89.(соавт.Динкелис С.С., Мякишев И.А.)

6. Дополнительные данные о характере изменений каменноугольной пыли в организме.// Химия твердого тонлива.-1981.-№3.-С.70-74.(соавт.Кухаренко Т.А., Динкелис С.С.).

7. Связь патогенности пыли каменных углей с ее физико-химическими свойствами.// Журнал гигиены, эпидемиолопши, микробиологии и иммунологии.-Прага.-1981.- №4.-С.348-354. (соавг. Динкелис С.С., Кухаренко Т.А.)

8. Изменение каменных углей. обработанных жидкостями гидрорасчленения в организме (в связи с проблемой антракоза).//Химия твердого топлива.- 1982.-№4.-С.25-29.(соавт.Кухаренко Т.А., Динкелис С.С., Кричевский Л.А.).

9. Зависимость биологической агрессивности углей от особенности их окислительной деструкции в организме.//Здравоохранение Казахстана.-1982.-№2.-стр.46-49.

10. Метод определения гумпновых кислот в образцах угольной ныли, извлеченной из организма.// Здравоохранение Казахстана.-1984.-№8. -С.54-55. (соавт.Аблаева С.Д.)

11. Биологическая оценка типов угольной пыли, подвергнутой воздействию жидкостей гидрорачленения.//Сборннк трудов Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы разработки мощных пологих и наклонных угольных пластов подземным способом. -Караганда. 1984. - С.20. (соавт. Шарипов Н.Х., Дерр Э.А.).

12. Методические подходы при изучении этиологии и морфогенеза антракоза, вызванного каменными углями. // Методические рекомендации. 1984. (Шкутин А.Э.,Динкелис С.С., Дерр Э.А.). - С.29.

13. Гигиенические и технологические аспекты применения метода гпдрорасчленения с пылью дегазации угольных пластов.//Тезисы докладов II региональной научно-технической конференции "Состояния и пути снижения уровня загрязнения окружающей среды" 17-19 окгября 1985 г.-Караганда.1985.-С.98 (соавт. Дерр Э.А., Смагулов О.Н., Мякишев И.А.).

14. Данные морфологических исследований белых крыс при эксперпменталыюмангракозе на фоне воздействия биологически активных соединений.//Материалы IV Объединенного съезда гигиенистов, эпидемиологов, микробиологов, паразитологов и инфекционистов Казахстана, -т.1.,-Чимкент, 1985. -С.314-315. (соавт. Дерр Э.А., Жакенова Р.К.).

15. Влияние физико-химической обработки углей на степень их патогенности.//Материалы IV Объединенного съезда гигиенистов, эпидемиологов, микробиологов, паразитологов и инфекционистов Казахстана. -T.I. -Чимкент. 1985. - С.438-439.

16. Биологически-активные соединения в профилактике экспериментального антракоза.// Тезисы стендовых сообщений на V Всесоюзном съезде .-Т.2. -Москва. -Наука.1986.-С.138-139. (соавт..Якубовская

B.П., Дерр Э.А., Балаева Н.И.).

17.Особенности поглощения энергии в инфракрасной области углями обработанными жидкостями гидрорасчлепения.//Здравоохранение Казахстана. 1986. -№Г1. -С. 40-42.(соавт. Дерр Э.А.)

^.Характеристика окислительной деструкции углей разных стадий метаморфизма под влиянием жидкой среды

о pi а ниша.//Здравоохранение Казахстана. 1987. -№2. -С..23-24. (соавт. Смагулов О.Н.)

19. Роль гуминовых кислот из Майкубенского бурового угля в развитии антракоза.// Здравоохранение Казахстана. 1988. -С.50-51. (соавт.Дерр Э.А., Молдыбаев А.Б.).

20. Влияние гумнновых кислот и комплекса пищевых веществ на показатели кониотпческого процесса при развитии антракоза.// Клинико-лабораторные методы исследования. 1988. -Алма-Ата. -

C.122-124. (соавт. Пичхадзе Г.М., Дерр Э.А., Кошкимбаева К.С.).

21. Заболеваемость рабочих с временной утратой трудоспособности на АЗТМ. //Здравоохранение Казахстана. -1989. -№2. - -С. 18-21 (соавт.Алдашев A.A., Биржанов М.К., Куликовская Н.С., Подгорнова Н.И.).

22. Методы исследования каменных углей в медико-биологической практике. // методические рекомендации. -Алматы. 1994. -20 стр.

23.Особенности накопления кислых функциональных групп (КФГ) в различных типах угольной пыли при окислении в организме.// Проблемы оздоровления условий труда в ведущих отраслях народного хозяйства. Сб.НИИ гигиены труда и профзаболеваний МЗ РК. 1994. -Алматы. -С.199-203.

24. К вопросу о влиянии гуминовых кислот на развитие пневмокониозов. Сб.НИИ гигиены труда и профзаболеваний МЗ РК. -Алматы.1994. -С.203-208 .(соавтЛукашев А.А.)

25.0 методе адсорбции белка на минеральных пылях.// Современные проблемы экологии человека в Республике Казахстан. Сб. НИИ гигиены труда и профзаболеваний МЗ РК. -Алматы. -1995. -С.173-177.

26. Влияние гуминовых кислот и комплекса пищевых вешеств на резистентность эритроцитов и перекисное окисление лииидов в легких при экспериментальном антракозе.//Современные проблемы экологии человека в Республике Казахстан. Сб.. НИИ гигиены труда и профзаболеваний МЗ РК. -Алматы. -1995. -С.177-180.

27.Санитарные нормы и правила в гигиене труда. Т.1-3. -Омск.1994.(соавт. Козловский В.А.., Алтынбеков Б.Е., Айтбембетов Б.Н., Резник В.Л.. Майтанова Н.Г., Грабштейн М.Р., Спатаев М.Б.)

28. Биохимические показатели в организме при коррекции антракоза регенпровваннымн гуминовымп кислотами. //Проблемы экологии в патфнзпологии. Сб. Алматинского государственного медицинского института МЗ РК. -Алматы. -1995. -С.173-175.

СПИСОК РАЦПРЕДЛОЖЕНИЙ.

1. Сносок улучшения метода определения хиноидных групп в ископаемых углях. -Утв. БРИЗом Карагандинского мединститута от 20.12.1979 г., №235.

Авторы: Тогузбаева К.К., Динкелис С.С., Абаева С.Д.

2. Способ определения гуминовых кислот (ГК) в угольной пыли, извлеченной из организма. -Утв. БРИЗом Карагандинского мединститута от 15.02. 1980 г., №272.

Авторы: Тогузбаева К.К., Динкелис С .С., Абаева С.Д.

, Метод извлечения угля из легочной ткани. -Утв.БРИЗом Карагандинского мединститута от 18.01.1984 г., №6/84. Авторы Тогузбаева К.К., Дерр Э.А., Смагулов О.Н.

Метод определения адсорбции белка на образцах промышленной пыли. -Утв. БРИЗом Карагандинского мединститута от 18.01. 1984 г., №7/84. Авторы ¡Тогузбаева К.К., Дерр Э.А., Смагулов О.Н. Усовершенствованная методика записи инфракрасных спектров. -Утв. БРИЗом Карагандинского мединститута от21.02. 1985 г., № 15/85. Авторы Тогузбаева К.К., Дерр Э.А., Якубовская В.И. Усовершенствованная методика записи определения концентрации парамагнитных центров. -Утв. БРИЗом Карагандинского мединститута от 21.02.1985 г., № 16/85.Авторы : Тогузбаев К.К., Дерр Э.А., Якубовская В.И.

Усовершенствованная методика количественного определения карбонильных групп в угольной пыли.- Утв. БРИЗом Карагандинского мединститута от 27.03.1985 г., № 40/85.Авторы : Тогузбаева К.К., Дерр Э.А., Мякишев И.А., Смагулов О.Н. Метод определения ионов хлора в образцах углей.- Утв. БРИЗом Карагандинского мединститута от 27.03.1985 г., № 41/85. Авторы: Тогузбаева К.К., Дерр Э.А., Мякишев И.А., Смагулов О.Н. Метод количественного определения карбоксильных групп в образцах углей, окисленных в организме.- Утв. БРИЗом Карагандинского мединститута от 25.04.1985 г., № 47/85. Авторы: Тогузбаева К.К., Дерр Э.А., Мякишев И.А., Смагулов О.Н.

Методика определения количества перекисных соединений в образцах углей, окисленных в организме.- Утв.БРИЗом Карагандинского мединститута от 25.04.1985 г., № 48/85. Авторы: Тогузбаева К.К., Дерр Э.А., Мякишев И.А., Смагулов О.Н.

Medical-biological features of development and prophilaction pneumokonistic caused by a dust coal of the various marks.

KARLYGASH K. TOOUZBAYEVA (14.00.07- Hygiene)

SUMMARY

In consequence with the research works which was carried out, the contribution to the theory of the development of pneumokonistic process was made with the particular address to the role of the products of oxidition of the coal and silicon as microelement the basis opportunities and expedience of using of chlorguminic acids was made. With the purpose of inhibition the development of pneumoconiosis from the influence the different types of coal dust. The proposed methods of researches of physical and chemical quality of the coal can be used in the practice in determining of pneumokoniozo-risk of the coals.

For the first time was made a characteristic of physicochemical qualities and biological aggression of the coal dust of the different types. The informative tests for evaluation of the degrees of pneumokonistic process is proposed. The comperative evaluation of the development of pneumokonistic process was made duiing the longtenn and short term dustification of experimental animals.

The condition of peroxide oxidation of lipids under the influence of the coals of different types was studies.

The proposals on inplementation of the results was made.

Эр турл! кэм'ф шанынан гипдя болгян пневмокоииоздьщ дамуы мен ялдын-алудын медмко-биожн иялык. ерекшел'иаер-!

ТОРЫЗБАЕВА KAPJlblFALU КЛБДЕШ-К,ЫЗЫ (14.00.07 - г пшена)

ТУЖЫРЫМ

©гкЫлген зергтеу нэтежиес'пще кэм'ф жене кремний микроэлеменг репндеп ен!м тотыгуы рол'шде назар аударуы пневмониоэ даму процесс!н1ц теориясьша крсылтн у лес болды. Эр турл! кем'ф шанынан панда болган пневмокониздыц дамуьш басу макс.п ымеи хлоргумин «.ышкулдарды пайдалану мумк1нш1л-1кт1н делелдеу! бер'шд!. Кэ1м'фд1н физикалык, жене химиялык, кдеиеттерж усынган зергтеу од!с Tepi пневмокониоз кдуЗгтг5ли1н анактау практнкасында гийдаланылуы мумк'ш.

Эр турл'| квм'ф шацыныц физикальис. жоме хнмикалык кдеиепер'т'щ биологиялык. агрессивтж сигаттамасы 6ipiHuii рет беринен. Экспернментк жануарларды узак- жене уакжша шацдаткдпдагы пневмокоииоз пронесении дамуына салыстырмалы бага беринен. Эр турл! кем!рлерд1н веер ету'шен липидтерд!ц асшн тотыгуынын Kyiii зерггелед!.

Жумыстыц нэтпжелер'ш енпзуге усыныс жасалынды.