Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Научное обоснование комплексного цитоморфологического подхода гигиенической оценки угольных пылей

о

.

о

На правах рукописи

ИВАНОВА Любовь Григорьевна

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ЦИТОМОРФОЛОГИЧЕСКОГО ПОДХОДА ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ УГОЛЬНЫХ ПЫЛЕЙ

14.00.07 - Гигиена

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва -1997

Работа выполнена в Московском Ордена Трудового Красного Знамени научи»* исследовательском институте гигиены имени Ф.Ф.Эри смана.

Научные руководители:

Члеи-корр.РАМН, доктор медицинских наук, профессор РАКИТСКИЙ В.Н. Доктор медицинских наук, профессор ТИМОХИН Д.И.

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук Лагуном С.И. Кандидат медицинских наук Зайцева Е.П.

Ведущее учреждение - Российская Медицинская Академия последипломного образования.

Зашита диссертации состоится /^-ДАфе-ЛЛ 1997 г. • «УЗ » часов на заседании Диссертационного Совета Д.084.05.01 при Московском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте гигиены имени Ф.Ф.Эрисмана по адресу: 141000, Московская область, г.Мытищи, улица Семашко, д. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского НИИ гигиены нм.Ф.Ф.Эрисмана

Автореферат разослан.

Ученый секретарь Диссертационного Совета,

доктор медицинских наук, профессор Комарова А-А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность мроо.нмы. Промышленная пыль является распространенным вредным фактором производственной среды. Пылевые заболевания легких устойчиво занимают лидирующее место в структуре профессиональных заболевании рабочих угольной промышленности, что определяет актуальность решения вопросов их профилактики (Артамонова В.Г., 1996; Борисеикова Р.В., Рушкевич О.Н., 1996; Лебедева Н.В., 1996). Наряду с внедрением средств борьбы с пылеобразованием на предприятиях угольной промышленности важное значение имеют задачи медицинской профилактики пневмоконнозов у рабочих на основе углубленных экспериментальных исследований патогенного действия угольных аэрозолей. В связи с различиями состава и физико-химических свойств, значительный интерес представляют исследования ранее не изученных углей перспективных месторождений, к которым относятся каменные угли Нерюнгринского месторождения и бурые угли Назаровского и Березовского разрезов КАТЭКа.

Гигиеническая оценка фиброгенных свойств угольных аэрозолей в эксперименте проводится, как правило, с использованием морфологических методов исследования. При этом, основное внимание уделяется влиянию пыли на легкие. Однако, имеющиеся в литературе данные свидетельствуют о важной рели иммунной системы в развитии, течении н осложнении профессиональных пылевых заболеваний легких ( Шкутин А.Э., 1986; Алексеева О.Г. ,1987 Рушкевич О.П., 1992; Гришина Т.И., 1992 и др.), особенно при адаптации организма работающих к изменениям климатических условий труда ( Вознесенский Н.К., 1995, Потапов А.И. 1996 и др.), а также установлено профессионально обусловленное снижение нммунологоческой реактнвностностн, приводящее к повышению заболеваемости с временной утратой трудоспособности (Триова О.А^1996.)

В -то же время, отсутствуют единые научно-обоснованные подходы и комплексы цитоморфоЛогических методов оценки бронхо-легочной и

иммунокомпетентной систем при экспериментальном антракозе для разработки и обоснования медико-профилактических мероприятий.

Решение этих вопросов определило актуальность и необходимость выполнения настоящей работы.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является комплексная ци гоморфоло! ическая оценка бронхо-легочной и иммунокомнсчентной систем при ишалмционном воздействии пыли каменных углей Нерюнгринского месторождения и бурых углей Назаровского м Березовского разрезов КЛТЭКа и разработка на ее основе патогенетически обоснованных профилактических мероприятий.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить динамику морфологических изменений • легких экспериментальных животных при воздействии пыли каменных и бурых углей.

2. Провести цнтоморфологичсскую оценку реакции органов иммуной системы на воздействие угольных аэрозолей.

3. Провести сравнительный анализ проявлений патогенного действия различных по составу угольных пылей на бронхо-легочную систему и состояние иммуных органов.

-1. Обосновать комплекс цитоморфологических методов изучения дыхательной и иммуной систем при действии угольных аэрозолей.

5. Разработать патогенетически обоснованные меры профилактики заболеваний рабочих угольной промышленности.

Научная новизна работы. На основании комплексного цитоморфологического исследования получены новые научные данные, характеризующие состояние бронхо-легочной и иммуной систем при ингаляционном воздействии ранее не изученных образцов пыли каменных ц бурых углей перспективных угольных месторождений. Впервые: .

- выявлены обтне проявления и особенности развнгия бронхо-легочноп патологии и реакции нммуннной системы при воздействии мыли каменных и бурых углей.

- определены основные пенья и характер изменений иммуноло1ической реактивности организма на этапах формирования экспериментального антракоза при воздействии аэрозолей каменных и бурых углей.

научно обоснован и рекомендован комплекс методов цитоморфологическою изучения дыха гелышй и нммуной систем для изучения воздействия угольных пылей в юксиколого-гигиеннческих исследованиях;

- рекомендованы патогенетически обоснованные меры профилактики заболеваемости рабочих угольной промышленности.

Практическая значимость работы заключается в разрабо!ке методических подходов к гигиенической оценке угольных пылей и использовании результатов исследования для совершенствования профилактических мероприятий на предприятиях угольной промышленности.

Результаты настоящих исследований были использованы при разработке методических документов:

1. "Методические рекомендации к морфологическому изучению влияния химических факторов окружающей среды на дыхательную систему" Москва, 1984, утверждены Минздравом СССР в 1984 г. ( в соавт.)

2. Методические рекомендации "Медико-физиологические методы профилактики простудных заболевания и поддержание работоспособности горнорабочих глубоких угольных шахт и рудников, часто болеющих ОРЗ"» Москва, 1989, утверждены Минздравом СССР 9 марта 1989 г.-, № 10-11/39 ( а соавт.)

П процессе пропедепня исследований, с целью совершенствования используемых методов были разработаны 4 рационализаторских предложении ( соавг. Ю.В.Пванов): Л» 190 от 3.06.85 г.; Л"« 246 24.08.87 г.; № 269 н Л« 270 от 26.05.88 г.

Апробация работы и научные публикации. Материалы диссертации доложены и обсуждались на заседании секции по гигиене труда при 1 ММII им.П.М.Сеченова, на заседании секции профилактической токсикологии Московскою научного общества токсикологов, научно-практических конференциях молодых ученых и итоговых конференциях МШ1ИГ им. Ф.Ф.Эрисмана, 1-ой Всесоюзной школе-семинаре по прикладной жологии, на Ученом Совете М11И11Г им. Ф.Ф.Эрисмана (1990 г.) и на межотдельческой конференции в МИШИ' км. Ф.Ф.Эрисмана (1997 г.). Материалы диссертации нашли отражение в 6 опубликованных работах.

Положения диссертации, пиноснмые на защиту.

1. Общие проявления и особенности развития бронхо-легочиой патологии при ингаляционном воздействии пыли каменных и бурых углей , определяющиеся характером реакции иммунной системы.

2. Комплекс цнтоморфологнческнх методов исследования бронхо-легочной и иммунокомпетентной систем, предназначенный для целей токсиколого-гигиеинческой оценки различных угольных аэрозолей н разработки патогенетически обоснованных профилактических мероприятий.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, обсуждения результатов исследования, выводов и приложения. Диссертация изложена на страницах машинописного

текста, иллюстрирована 18 таблицами и 42 рисунками. Указатель использованной литературы включает 120 отечественных и 62 зарубежных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Обьекты, объем н методы исслсдопяння. Согласно целям н задачам работы, проведены цитоморфологнческие исследовании, позволяющие характеризовать состояние брошо-ло очной системы н нммунекомпетентных органов экспериментальных животных при ингаляционном воздействии угольных аэроюлей.

Объектами исследовании являлись обра ты угольной пыли, экспериментальные животные (белые беспородные крысы).

В работе исследовалось воздействие ранее неизученных 4-х образцов угольной пыли: 2-х каменных углей Нерюнгрннского месторождения (энергетический марки СС и коксующийся марки К) и 2-х бурых углей Назаровского н Березовского разрезов КАТЭКа. Характеристика изучаемых образцов углей представлена в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика угольной пыли, использованной для ингаляции.

Покататсл* Каменные угли £>рм угли

Коксуютыйеа марки М|Г* Энергетический м»рю| "СС" Ишромкхй Березовский

Степень ^кфкицнн IV 1У-У Б, Б,

Золиюсп. (при ш'О И.1 11.8 14.6 4.9

Содержите свободного диоксида крсмят,% 2.ПЖМ* 1Л(£М0 0.14 «ММ

Экспериментальные гшвотпые подвергались воздействию пыли а концентрации 400 мг/м3. Ингаляции аэрозолей каменных углей проводилась в течение 6 месяцев, а пыла бурых углей • 4 месяца. Морфологические псследопианя проводила а динамике. Материал для исследования брали

через 1, 4 н 6 месяцев после начала ингаляции и в постннгяляционном периоде.

Экспериментальные исследования выполнены на 120 белых беспородных крысах-самках. ¡Морфологическим анализом исследованы легкие, тимус, костный мозг и селезенка .

В работе использован гистологический (срезы органов) н цитологический материал (мажн-отпечатки костного мозга, мазкн крови, гомогенаты целых органов и пленочные препараты подкожной соединительной ткани). Применено 16 методов. Исследовано 600 органов, проанализировано 2720 срезов, 240 мазков-отпечатков, 360 юмогенатов органов, 120 пленочных препаратов.

Применены гистологические и гистохимические методы, позволяющие оценить гистоархитектонику органа, структуру клеточных элементов и основного вещества соединительной ткани. Для гистологического анализа материал окрашивали гематоксилин-эознном, а 1ур-эозином, сочетав их с методами исследования коллагеновых волокон (метод Ван Гизона) и аргнрофильных структур (метод Тибор-Лаппа).

Гистохимические методы использовали для оцеики функционального состояния клеток н тканей: реакция на РНК (метод Браше с контролем РНК-азой); реакция на липиды (суданом-111 н Суданом черным); дли определения кислых гликозамнноглнканов окраска толунднновым синим при разных значениях рН; дли выявление железосодержащего пнгмеита использовали метод Перлса.

Для исследования органов иммунекомпетентной системы применены гистологические н гистохимические методы с использованием морфометрин.

Оценка состояния тимуса, костного мозга и селезенки проводилась экспресс-методом, разработанным С.Мапи (1957) в модификации

ЕЛ.Щербовой с сомвг. (1977), пошолагащнм судть о количестве карноцнтов в юмогенате целою органа.

На мазках-отпечатках костного мозга, окрашенных по Паппенгейму-Кргакову, оценивали митотическую активность карионитов н миелограмму по составу эрктроидных, лимфоидиых и мислокдиых клеток (моиоцитарного и гранулоцнтариого ряда).

В срезах тимуса и селезенки по количеству мнтозов на 1000 клеток определяли мнтотическую активность, соответственно лимфоцитов коры тимуса и лимфондных фолликулов белой пульпы селезенки. Для характеристики пролиферативных процессов а бронхо-ассоциированной лнмфондной ткани легких, эффекторном органе нммуной системы, проводили подсчег митозов на стандартную площадь среза п визуально оценивали процессы плазматнзацин.

С помощью морфометрнн определяли тнмусный коэффициент, измеряя ширину коркового и мозгового веществ тимуса. Учитывая функциональную гетерогенность, селезенки, возможность селективного поражения функциональных зон, проводили морфометрню Т- и В-зависимых зон (8а№<Ше е! аЦ 1977).

В селезенке по содержанию гемоендерина косвенно оценивали процессы разрушения эритроцитов в красной пульпе и подсчитывали количество мегакарноцктов па стандартную площадь среза (Ковалевский Г.В., 1986).

В срезах легких, окрашенных по методу Браше, срезах тимуса и пленочных препаратах подкожной соединительной ткапн, окрашенных толу плановым сапам пра рН 4.9, оценивала гистаминовую активность популечнм тучных клеток по индексу дегрзнулзцнм, индексу насыщения гепарином и цятограмме.

В крови экспериментальных животных определяли содержание субпопуляций Т-, В- и О-лнмфоцитов, исполыуя цитохимический метод окраски препаратов на кислую фосфата)) (Иванова Л.А. с соавт., 1979), (исследования выполнены совместно с м.н.с. Котловой А.В.)

Все использованные в работе методы применены согласно прописям изложенным в руководствах по микроскопической технике и морфометрии (Пирс Э. 1969; Меркулов Г.Я., 1969; Кононский А.И., 1976; Автацдилов Г.Г., Яблучанскнй 11.11., 1981).

Полученный цифровой материал морфометрических исследований обработан статистически по методам, принятым в медико-биологических исследованиях. Достоверность различий между опытными и контрольными группами определялась по коэффициенту Стьюдента.

Цитоморфологнческие исследования проведены и проанализированы лично автором. Хронический эксперимент проводился сотрудниками отдела гигиены труда и охраны здоровья рабочих ( с.п.с. Луцепко Л-А., м.и.с. Гвоздевой Л.Г. и м.н.с. Козловой А.В.).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В хроническом ингаляционном эксперименте исследовалось биологическое действие 2 образцов пыли каменных углей, энергетического марки СС (группа К1) и коксующегося марки К( группа К2), близких по стадии метаморфизма и ряду других показателей. Различия касались спекаемости, смачиваемости водой, количественного содержания микроэлементов. Пыль энергетического угля, в отличие от коксующегося, характеризовалась отсутствием спекаемости, лучшей смачиваемостью водой и большим содержанием Мп, Си, Ре, М£, Р, V.

Морфологические изменения, возникающие в бронхо-легочной системе в динамике ингаляционного воздействия пыли каменных углей, характеризовались развитием диффузно-склеротнческой формы

пневмосклероза с образованней немногочисленных клеточно-пылепых очажков, не подвергавшихся фиброзу. Фибрсненш.ш эффект изучаемых образцов пыли слабо выражен, выявляются воспалительные изменения в воздухоносных путях и эмфизема легочной ткани. Изменения в бронхо-легочной системе характеризовались медленным, но прогрессирующим развитием н после прекращения ингаляции.

Установлено, что наряду со стереотипными изменениями в легких при воздействии исследуемых образцов угольных пылей, имеются различия, касающиеся выраженности и времени их возникновения. Так, через 1 месяц ингаляция пыль энергетического угля (К1) вызывала более выраженные изменения в легких (катаральный бронхит, пролиферация лнмфогнстиоцитарных клеток в межальвеолярных перегородках, гиперплазия перпбронхнальной лимфоидной тканн) по сравнению с пылью коксующегося угля (К2), а через 4 и 6 месяцев изменения в легких прогрессировали слабо. Митотическая активность лимфоцитов бронхо-ассоцннрованной лимфоидной ткани (БАЛТ) при воздействии пыли энергетического угля через месяц ингаляции была повышена и не отличалась от контрольного уровня о последующие сроки ингаляции. Через 4 и б месяцев ингаляции более активно прогрессировали изменения при воздействии коксующегося угла в виде развития катарально-дескваматявпого бронхита, броихнолнтз, гиперплазии перибронхналыгой лкмфоиднсй псаяя вокруг бронхов. Митотическая активность лимфоцитов брошо-ассоцпярав&нпой лямфондиой ткала при воздействии пыли коксующегося угля через 1-4 месяца, в противоположность воздействию знергетичскего угла, была сштаепа п увеличивалась только с: б месяцам воздействза (29,00±и0 в сравнении 19.5в±0.42 в контроле, Р<0.05). В свставоамтелыгш периоде, при омразссмной гиперплазии лимфоидной ткани, кттетпческаз кггтшость ее клеток была сшгаена у животных обеих

подопытных | рупп (6.00±1.70 - К1; 6.70±2.10 - К2, контроль- 20.7(Н3.60, 140-05). Лналш динамики развития клегомно-пылевых очажков показал более рапсе их формирование в легочной ткани через 4 месяца ингаляции энергетического угли. При воздействии коксующегося угля, как в процессе ипгалицни, так н в постннгаляцнонном периоде, выявлено более длительное сохранение в паренхиме легких не фагоцитированных частиц пылн и отдельно расположенных кониофагов, и позднее формирование клеточно-пылепых очажков (через 6 месяцев).

Установлено, что степень фибропластической активности соедиппгелыюн ткани наиболее выражена вокруг крупных бронхов и в меньшей сгепенп в межальвео.зярных перегоролках и клеточно-пылевых очажках. Параду с этим, прн воздействии энергетического угля происходят качеез венные изменения волокон (утолщение), а прн ингаляции пылн коксующегося угля - увеличение их количества. Явлений фиброза в клеточно-пылевых очажках не выявлено.

Реакция популяции тучных клеток соединительной ткани легких через 1 месяц ингаляционного воздействия исследуемых образцов угольной пыли выражалась в снижении количества тучных клеток (группа К1 на 65% н группа К2 на 65.6% по сравнению с контролем, Р<0.05) и индекса их дегрануляцин , соответственно на 12.5% н 10.0% в сравнении с контролем (Р<0.05). Через 4-6 месяцев воздействия индекс дегрануляцин возрастает в обеих подопытных группах и сохраняется на повышенном уровне в постингаляционном периоде. При этом, наивысшие цифры индекса дегрануляцин, превышающие контрольные значения на 155%, отмечены после 4 месяцев ингаляции пыли энергетического угля, а прн воздействив пыли коксующегося угля на 73% через 6 месяцев, что свидетельствует об активности воспалительных процессов в эти периоды.

Таким обраюм, в бронхо-jitt очной системе экспернмешальпызх животных при воздействии пыли исследуемых обра шоп, разпнпаются изменения по типу экспериментальною антракоза, более выраженные при воздействий коксующегося угля, что может быть связано с физико-химическим свойствами, обуславливающими более медленное выведение пыли н позднее формирование пылевых очажков, проявление выраженных изменений в бронхо-легочнон системе через 6 месяцев ингаляции и прогрессировать в постингалициониом периоде, в отличие от воздействия энергетического угля. Обнаруженное нссоогвегствне гнперплаши вокруг крупных бронхов и уровня мнтотическон активности лимфоцитов ЬАЛТ указывает на то, что выраженноств реакции перибронхиалыюи лимфондной ткани не определяется только уровнем мнгогичсской активности, а может быть связана с миграцией лимфоцитов (D.I. Reunoldj с соавт. ,1977)

Полученные данные сопоставимы с результатами нзученип показателей массы сухих и влажных легких, содержанием оксипролина, липидов и свидетельствуют, что фиброгенный эффект при воздействии пыли коксующегося угля более выражен в сравнении с таковым энергетического угля.

О хроническом ингаляционном эксперименте исследовалось воздействие двух образцов пыли бурых углей Назаровского (группа Б1) я Березовского (группа Б2) разрезов КАТЭКа. Образцы пылей относятся к марке Б2, нммот одинаковую степень углефикацни, близкие значений зольность», п содержания свободного диоксида кремния (табл. 1). 11сследуемые бурые угли различаются содержанием некоторых компанентов органической п минеральной части. Дла минеральной части характерно высокое содержание оксида кальция.

В результате интоморфологических исследований обнаружено, что в ткани легких а дыхательных путях при воздействии образцов пыля

риюиваююя одиопнии.!« изменения, отличающиеся но выраженности н времени и* иошикновеиия. В легких развивается слабо выраженный диффушый фибро1, про! рессирумщий в поо ингаляционном нериоле.

Через 1 месии после ингаляции березовского угля морфоло! ическао картина лс!ких характеризовалась катаральным бронхитом, пролиферацией лимфогистиоцшарных клеточных элементов, дистрофическим изменениями в эиителиондных клетках, утолщением стенок аргериол, рассеянным расположением пылм и кониофагов в паренхиме ле! кнх н усилением лимфоидной реакции вокруг мелких бронхов и аргернол.

Мерс! 1 месяц ингаляции пыли назаровского угля морфоло! ическне изменения менее выражены, а усиление лимфоидной реакции отмечено вокруг крупных бронхов.

Через 4 месяца воспалительный процесс в бронхах приобретал характер катарально-десквамативного и распространялся в сторону мелких бронхов и бронхиол и был более выражен при воздействии ныли назаровского угля. На фоне умеренно выраженной лимфо-тистоцитарной пролиферации клеток межальвеолнрных перегородок, увеличивалось количество дистрофически измененных эпителиондных клеток, дающих положительную реакцию на липиды. Липофаги располагались в пермбронихналыюн лимфоидной ткани, в межальвеолярных перегородках н в просвете альвеол. В перибронхналыюн и периваскулярной лимфоидной ткани и межальвеолярных перегородках так же было отмечено увеличение макрофагов, имеющих при реакции Перлса голубоватое окрашивание, что свидетельствует о присутствии в них ионов железа, а так же, принимая во внимание недостаточную специфичность реакции, н ионов других двухвалентых металлов. Содержание в пылях бурых углей железа, возможно

способствует накоплению и увеличению эк-ioiennoto железа в сидгроф«гах

Следует отметить, что в постнш аляиионном периоде происходит прогрессированнс изменений, на на фоне которых в паренхиме .icikiix выявляются зпителио» дно-кле!очные i pauy-icNiы, состоящие из полиморфных клегок,')пн!елио1иных, нинматических клеток, лимфоцитов ¡1 флбробластов. с увеличением количества утолщенных apt ирофильных волокон вокруг них в межальвеолирных nepeiородках.

Чрез 4 месяца ипгаляиин iiaiapoBCkoio ji.iu в легких - крыс наблюдалась гиперплазия ЬАЛ'Г и повышение мнтотической активности се клеток (23J0iO.54 , контроль 17.90+0.17. Р< 0,05). U постннгаляцнонном периоде, повышенная мнютмчгскаи аю ивности клеток ЬАЛТ (2S.00i0.54 контроль 9.00+0.17, Р< 0.05) сопровождалась ее пнропинофилней, что не было установлено при воздействии пыли береювекою угля в этот срок исследования.

Через 4 месяца после ингаляции изучаемых угольных пылен и п постннгаляцнонном периоде в строме ле!ких отмечена выраженная дегрануляцня тучных клеток. На этом фоне, при воиействки пыли назяровского угля статистически достоверно в сравнении с контролем, па 57% возрастает количество тучных клеток , что свидетельсьвует о перенасыщенности популяции тучных клеток биогенными аминами и гликозампногликанами.

Таким образом, установлено, что исследуемые образцы пылн бурых углей Назаровского н Березовского разрезов оказывают слабое фиброгенное действие на легочную ткань экспериментальных животных, вызывают развитие кзтяра/|«но - дескваматнлного бронхита и бронхиалкта, днстрофяческнТГ гиперплазию лимфонлной ткани и эмфизему. Картина патологического процесса я легких в постннгаляцпонном периоде не

типична для антракоза и характер>пу°ется развитием гранулематозмого воскалекни, которое является морфологическим выражением реакции гииерчуппвнтелыюттм замедленною типа (ДЛ.Турк, 1985; Д.Н.Маянск»й, 1991; Т.Н.Гришина, 1992). Полученные данные свидетельствуют, что при гишеинческом оценке пыли бурых vi.ieii необходимо учитывать не только степень их у t лефнкации, но н мнкрозлементный состав, который в совокупности с макросоставом может определять особенности бно.101 нческо! о действия .

11а этапах формирования патологического процесса в легких изучено состояние центральных и периферических нммуиокомнетентных opiaiioe.. При исследовании реакции имм> некомпетентных opianaa было установлено, чю общим ,гш воздействия всех уюльных аэрозолей была актнаншцни костномозговою кроветворения, выражающаяся повышением мнютическон активности мнелокарноцнтов (рнс.1, 2.), сопровождающаяся ' повышением общей клеточностн костного мозга через 4-6 месяцев при ншаляцни ныли коксующегося угля (соответственно на 28% и 90% больше, чем в контроле) н через 1 месяц ннгалацин пыли пазаровского' утля (ыа 33%). Следует отметить, что при воздействии бурых углей в погтннгалякнонном периоде наблюдалось повышение общей клсточности костного мозга в сравнении с таковыми у контроля ( Б 1 -173.2il5.2 , Б 2 • 148.4+6.6, контроль - 114.8+7,8, Р^О.вб). Через 4 месяца ингаляции пыла каменных углей в мыелограмме костного мозга отмечено увеличение количества клеток эрнтрондного рада (таблЛ). Через 6 месяцев при воздействии пыли энергетического (ICI) угла на фойе здешвизацци эрнтропоэза отмечается тенденция к уменьшению клеток мнелэидяого рада* которая в посишгалацнониом периоде становится статистически значимой. А через 6 месяцев после ингаляции коксующегося (IÎ2) угла на фойе

период

Рис. 1. Митотическая активность клеток косшого мо и а в динамике

ишаляцношюго воздействия пыли каменных м лей (контумль принят за 100%)

* - статистически достоверные различия с контролем (Р<0,05)

период

Рис. 2. Митотическая активность клегок костного мозга в динамике

ингаляции пыли бурых углей. (ко1проль принят за 100%) * - статистически достоверные различия с контролем (Р<;0,05)

акчнгчиэшш эрнтропозза отмечена уменьшение количества лнмфоидных

клеток, которое не ре> нстрнруется в пос1 ингаляционном периоде (табл. 2).

Таблица 2

Состояние мнелопопя у крыс, подвергавшихся ингаляционному воздействию каменных углей.

Сроки Гру 1111 ы Рос1Кн кроне 1 во ре н и ко л-во клеток в%)

»Шаляпин зритроидиый миелондный лнмфондный

контроль 24,50^1,51 69.7013,60 6,00±2,02

4 месяца группа К1 36,7012,61* 62.8018,91 6,8011,01

группа 1С2 33,601-1,70* 60,0014,45 5.9310,34

пост ингаля- КОН I рОЛЬ 25,4610,42 67,0010,45 7,2011,43

ционный группа К 1 28,3313,27 66.0012,69 5,6010,94

период группа К 2 26,0212,86 63,0013,02 5,2710,39

контроль 25,3310,81 67,6012,18 7,10+1,43

6 месяцев группа Ю 34,83x1,85* 61,2712,44 4,3311,13

группа 1С2 30,3310,50* 66,8011,16 2,8711,09*

постнигаля- контроль 26,3312,10 65.00Ц.75 7,0010,17

цнониый группа К1 34,26+3,06* 60,40±0,92* 5,6012,10

период группа К2 30,6710,84т 64,40+1,51 4,93±2,35

—-- ■—■--—--'

- статистически достоверные рагтнчия с контролем (Р<0,05)

Особенностью миелограммы животных при воздействии бурых углей является увеличение клеток лнмфопдного рада через 1 месяца ингалашп: (Б1 - 16.73+0.42%; Б2 - {6„53+0.25У«в сравнении с контролем 8.73+<Ш%, Ре 0.05). Через 4 месяца ингаляции пыла вазароаского угла (Б1),вываленная направленность пролиферации сохря:шетси (13.20+1.09%; контроль 9.67+0. 57%, Р<0.05).

Таким образом, цитологическое веслшниише костного мозга в сравнению с контролем иыавшзэ активизацию костномозгового

кроветворения н формирование различной направленности процесса пролиферации. Различная направленность костно-мозювото кроветворения может быть обусловлена химическим составом угольного веществ* и связанного с ним патологического процесса (Лкоев Г.П.. 1934; Горизонтов ПД^ 1981; СаркисовДХ., 1992).

Цитоморфологнческое исследование тимуса позволило установить, что после преходящей гиперплазии тнмуса через 1 месяц ингаляции исследуемых июлей, с увеличением сроков эксперимента наблюдается снижение клеточностн, а именно: через 6 месяцев после ингаляции ныли каменных углей и через 4 месяца после ингаляции пыли иазаровского бурого угля (рис. 3, 4). В постннгаляцнонноч периоде клеточность тим>са не восстанавливается у животных, подвергшихся ингаляции ниш каменных углей. Общим для воздействия исследуемых угольных азрозолей было снижение мнтотической активности тнчоцнгоа через 4 месяца ингаляции.Снижение этого показателя отмечено и через 6 месяцев ингаляции пыли каменных углей. Морфологические изменения в структуре тнмуса соответствовала результатам цитологических исследований и характеризовались прогрессирующим уменьшением плотности тимоцитов Я коре.

Наиболее выраженные изменения а тимусе были отмечены при длительной { б месяцев) ингаляции пыли каменных углей: увеличение гибели тнмоцнтов, уменьшение количества телец Гассаля и выявлена тенденция к снижению тнмусиого коэффициента (К1 - 09+039,1=2.0; К2 -1_30+0.04, 1.44+0.01 в контроле); я в посгннгаляцнонном

периоде отмечалось размывание границы между корковым я мозговым слоем, увеличение содержания соединительной ткани, кистозность телец Гассаля, что соответствует картине инволюции тимуса. При воздействии пыли бурых углей морфологические изменения в тимусе были менее

выражены и только в постингалиционио.ч периоде отмечен* тенденция к снижению тимусното коэффициента и увеличению количества тимошгтов с явлениями деструкини и пикноза.

■

« —группа К1

* • -•- группа К2

время воздействия --1-1-Г 1

1 мое. 4 мое. 6 ыес. постингал

период

Рис.3, Тотальна* клеточность тимуса при ингаляционном воздействии

пыли каменных углей ( контроль принят и 100"/о) * - ртатисгичсскн достоверные различия с контролем (Р<0,05)

-группа Б1 - группа Б2

время воздействия

1 мое.

4 ыес.

постингал. период

Рис.4. Тотальная клеточность тимуса в дшшшке ингаляшш пыли бурых углей * - статистически достоверные различия в сравнении с контролем ( Р<С0,05) (контроль принят за 100%)

Анализ состояния тучно-клеточной популяции тимуса показал, что ара воздействие пыли бурых углей во все сроки исследования усалена

дегрянуляция тучных клеток, которая после 4 месяцев ингаляции сочетались с повышенным индексом насыщении популяции гепарином (1>1 -5.90+0.04%; Б2 - 6.60+0.17%; контроль - 2.6»;>0_56%, Г<0.05),что не было отмечено при воздействии пыли каменных углей ( рис. 5). 244

в 250 ж

х 200

О

* 150

О

п

50

-Л72

¿¿аз

175.8-

143.3вггт

К ^

□ группа Б1 О группа Б2

1 мес.

4 мес.

постингал. период

время-"^воздействия

Рис.5 Индекс дегрануляцин тучных клегок соединительной тканн тимуса

при ингаляции пыли бурых углей ( кслпроль принст та 100% ) * - статистически достоверные различия с кемпролем (140,05)

Таким образом, цитоморфоло! ическим исследованием установлено, что воздействие пьыи каменых уголен обусловило снижение реактивности и рашною ннволюцню тимуса по сравнению с процессом физиологической инволюции, которая при воздействии бурых углей слабо выражена.

Изменения в тимусе обусловили снижение размеров Т-зон селезенки через 4 месяца пиголацнн пыли коксующегося угля. Через 6 месяцев ингаляции пыли энергетического и коксующегося углей происходит уменьшение размеров Т-зависимых зон селезенки, сочетающееся с уменьшением размеров В-зон (табл.3 ). Выявленные изменения сохраняются в постиигаляционном периоде. Характерным для воздействия коксующегося угля (К2), является стойкое уменьшение количества мегакарнощпгов и мегакарнобластов в красной пульпе во все исследуемые

К

Таблица 3

Результаты морфометрни В- и 'Г- зависимых юн селезенки при

мш ялвинонноч гоиенггвнн угольных аэрозолей (Икм)

Сроки во зле нет вин группы Размеры Т-зон Размеры В-зон

1 месяц контроль К1 К2 63,20^3,32 62,80 + 1,24 56,30.+ 2,26 335.70jt_15.23 321,10+ 11.81 284,50+. 14.97»

4 месяца контроль К1 К2 67,401 1,74 62,50+ 3,81 55,20+, 1.61* 280,40+_ 11,27 296.40+ 16,42 332,80+. 13,51»

постингалццм-оннын период КОКТрОЛЬ К1 К2 72.50j_3.47 66.40+1,62 52,60^2,88* 241,70+ 12,04 268,50+_12,)2 197.10+.15.63*

6 месяцев контроль К1 К2 71,20_^2,90 54,96_+0.07* 57,40^3,88* 295,40_+_ 14,60 236,00+_ 16,21» 246,50+. 10,85*

постншалацн-онный период контроль К1 К2 60,501.3,01 60,90+3,17 53,90+ 1,28* 287,60^ 13,30 286,80_+11,90 253,90^12,97*

1 месяц контроль Б1 Б2 57,70.+30,2 80,30+4,32* 59,20+51,5 220,50+20,00 301.30t22.90» 316,20+ 30,04»

4 месяца К01Пр0ЛЬ Б1 Б2 71,80+3,69 53.1Сй1,97» 67,40+ 2,77 275.80+ 13.70 236.40+27,50 267,30+ 25,80

постнпгтляци-оннын аернод контроль Б1 Б2 59,15+2,67 80,50+5,03» 77,43+2,42* 258,40+25,00 259,00+ 25,50 200,40±.21,80

* - достоверные различия с контролем, р - 0,05

сроки, а в группе К1 только после 6 месяцев ншаляцнн и в постингаляцнонпом периоде.

Поскольку селезенка являйся "смешанным" образованием, в котором представлен как миелоиоэз, так и лнмфопоп, отмеченное после 4 н 6 месяцев ингаляции повышение обшей клегочносгн ор|аня (соответственно на 56'/» и 40%) при воздействии пыли л еретическою угля, может быть святано с изменениями в миелопоме, отмеченными при исследовании костного мозга у животных этой (рупиы.

Результаты цитоморфолошческою исследование седоеикн. при ингаляции пылен бурых утлей выявили актнвшацню диифоидиой ткани селезенки, наиб«лее выраженную чере) 1 месяц ншаляини н а постмнгаляционном периоде. Огмечено увеличение ра)мсров В-зон (табл. 3), количества лимфоидных фо.ыикуло'п (Ь1 - 15.5+1.58; Ь2 - 22.4t2.57; контроль - 15.85+0.61; Р<0.05) н общей клеючиостн селоенкм (соответственно на 44 и 36% через 1 месяц после ингаляции береювското и назаровского углей) но сравнению с контролем. После фазы относительного снижения активности белой пульпы селоенки в поетингалинионном , периоде выявлено увеличение размеров Т-зон, клеточиостн селезенки, количества лнмфоидных фолликулов, имеющих крупные терминальные центры, широкую маргинальную зону и повышенную мнтотпческую активность лнмфоидных клеток.

Таким образом, цнтоморфологнческое исследование селезенки установило, что длительная ншаляцня каменных углей приводит к изменениям в Т- и В-клеточном звене нммуной системы, характеризующимся стойким снижением размеров эффектор и ых зон, а прн воздействии бурых углей • к активизации лнмфондной ткани селезенки.

Исследование крови экспериментальных животных установило, что через 6 месяцев ингаляции пыли каменных углей в структуре субпопуляцнн

лимфоцитов происходит уменьшение процента Т-лнмфоцитов обеих подоиьлнык ipwin ( К 1 - 11.8+1.2%. К 2 - 10.3+1.7%, контроль - 20.0+2.4%, Р<0,05) н сохраняются в поепшгалншюнном периоде после воздействия коксующегося угли. При ингаляции ныли бурых углей изменения в структуре популяции лнмфоциюв выявлены только через 1 месяц ингаляции: увелченме процента В-лимфоцитов, уменьшение количества О-лнмфоцнтов в обеих подопытных группах и увеличение количества Т-лнмфоцитов при воз,к>~1С7анм ныли бсрезовского угля ( Р<0,05).

Пилучсниые результаты, свидетельствующие об изменениях в структуре популяции лимфоцитов, согласуются с данными исследований кровирабочих контактирующих с угольной пылью и больных ангракоенликозом ( Шслыгин С.И., 1Ш, Рушкевнч О.П., 1992 и др.)

Таким образом, использованный комплексный методический подход позволил оценить в динамике хронических экспериментов биологическое действие пыли каменных и бурых углей, выявить общие проявления и особенности воздействия ранее не изученных угольных аэрозолен на бронхо-лет очную систему и иммунокомпетентиые органы. Полученные результаты подтверждаются исследованиями Гвоздевой J1J1. (1988 г.), что пылевой фактор, даже малой интенсивности, увеличивает заболеваемость ОРВИ и хроническими заболеваниями легких у рабочих углеобогатительных фабрик, контактирующих с пылью изучаемых каменных углей, и данными Труновой Л.А. с соавт. (19% г.), показавшими, что. одной из причин частой потери трудоспособности горнорабочих по поводу ОРВИ является пылевой фактор, вызывающий изменения иммунологической реактивности органюй рабочих.

Разработанная комплексная схема цктоморфологической оценки биологического действия угольных аэрозолей представлена на рисунке 6.

СХЕМА

ЦИТСМОРФОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ УГОЛЬНЫХ ПЫЛЕЙ

СПОСОБЫ ОЦЕНКИ ишпя

структур« и клеточный сссг»»

структур» и клеточный состав геиоенаерин

морфом ггрн! Т- и В-мэны клеточноегь;

МИТОТИЧССЫ1Й

индекс:

ыегакариоцкды

обторкм

МЧИтК9РИ. структур» И клеточный

клегочность, метотичссхиЯ индекс, тучные клетки /

морфом гтунуу* клеточноегь, мктотический индекс киелогр&мма

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕЗОВЛННЯ

ЛЕГКИЕ среш

ГИСТОЛОГИЧЕСКИЕ И

П1СТО ХИМИЧЕСКИЕ

ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ

СПОСОБЫ ОЦЕНКИ коо;о(жая микроскопии:

фв С7 Р* И И * *

организация процесс», колпагсновые и , »ргерофилыше ^волокна, лилиды, к-смосслеркн

марфомщяг

иэтотнчесхнй индекс, БАЛТ. тучные клетки

Дометут тучно-гклаон)!оГ1 попу.ииин

ПОДКОЖНАЯ . СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ

ТКАНЬ плеиотаые препараты

Рис. 6.

выводы

1. Комплексный подход к оценке реакции Сроихо-легочной системы и иммуникоинстснт ны\ органов выявил общие проявлении и особенности пато|сшю|о действии ныли ранее неизученных каменных углей Меркли римскою мет »рождения (коксующегося и энер1етичсского) и бурых углей Иамровского и Ьерсзовского ра>рсзов.

2. Общим проиадонием иатолонш броихо-легочной снстеимы при ингаляционном воздействии пыли каменных и бурых углей является развитие слабо выраженного диффузного фиброза, катарального бройхита, бронхнолнта и эмфиземы. '

3. Остановлена особенность реакции броихо-легочной системы на зо»действие >юлыюй пыли различною состава, проявляющаяся в развитии гранулемаюзною воспаления легких и в большем п регрессировании фн0ро1сн1шю процесса в пост ингаляционном периоде при воздействии пыли бурых углей по сравнению с воздействием каменноугольных аэрозолей.

•4. Для всех исследуемых аэрозолей установлена первичная ответная реакция имму некомпетентных органов, проявляющаяся в повышении функциональной активности центральных н периферических органов системы, с последующим снижением реактивности,особенно в ее Т-клеточном звене при вохкйствин пыли каменных углей и развитием гнперчувствителыюсти замедленого типа при воздействии пыли бурых углей.

5. Показано, что различия в динамике развит 1Ш бронхо-легочной патологии при воздействии пыли каменных и бурых углей определяются характером реакции иммунной системы.

6. Научно обоснована комплексная методическая схема цитоморфологнческих исследований броихо-легочной и нмму некомпетентной систем, позволяющая одновременно оценивать этапы формирования антракоза и реакцию центральных и периферических иммуных органов при токсиколого-гигиеническом эксперименте.

7, Полученные результаты положены а осноау разработки патогенетически обоснованной профилактики заболеваний рабочих угольной промышленности.

Опт>к РПУФлнкомнннх.РЯЗ<?Г ПР км<г дикгедпшн.

1. Критерии морфологической оценки состояния бронх о-легочной системы ■ эксперименте. ВНИИМИ, Д-10272.

2. ' Методы определения неспецифической иммунологической реактивности у экспериментальных животных при воздействии различных видов угольной пыли II Лабораторные методы м их применение для диагностики профаллергозов, обусловленных аллергенами химической и биологической природы; Сб. науч. трудов / МНИНГ км. Ф.Ф.Эрисмана.-М., 1989, С.90-93 (а соавт.)

3. Цнтоморфологические показатели состояния органов мммуной системы при ингаляционном воздействии угольных пылей II Гигиенические аспекты охраны окружающей среды и здоровья населения в свази с ускорением научно-технического прогресса. ■ кароддом хозяйстве; Сб. науч. трудов / МНИИГ им. Ф.Ф.Эр исмана.-М., Т.1, 1949, -С 100-101, ВШШМИ Д-18444.

4. Биологическое действие пылей бурых углей на бронхолегочиую систему и кмму некомпетентные органы (экспериментальное морфологическое исследование) II Гигиена труда и профессиональные заболевания1990.- №2, С21-24 (всоавт.)

5. Биологическое действие пыли бурого угля ■ эксперименте II Гигиена труда и профессиональные заболевания1990.» №11, С 23-27.

6. Критерии гигиенической оценки и нормирования многокомпонентной пыли а горнодобывающей промышленности. Материалы VII Всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врячей.-М-, 1991. - G209-211( в соавт.)

Пошш-яж! к печати АЧ.СЗ.З^ М гц Овъеи 1,15" »• Тираж £00»к>

Типография ЦУМКа Цемтрисокпа 25