Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Патофизиология общих изменений в крови при действии химических факторов производства пластификаторов

На правах рукописи

ОД

2 Б СЛР т

Деревянных Елена Васильевна

ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ОБЩИХ ИЗМЕНЕНИЙ В КРОВИ ПРИ ДЕЙСТВИИ

ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПРОИЗВОДСТВА ПЛАСТИФИКАТОРОВ

14.00.16 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Кемерово - 2002

Работа выполнена в Челябинской государственной медицинской академии

Научный руководитель - доктор медицинских наук,

профессор Кривохижина Л.В.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук,

Ведущая организация

Сибирский государственный медицинский университет

на заседании диссертационного совета К 208.035.02 при Кемеровской государственной медицинской академии по адресу: 650029, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кемеровской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан « »_2002г.

Учёный секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор Подолужный В.И.

профессор Долгих В.Т. доктор медицинских наук Разумов А.С.

Защита состоится « »

2002г. в_часов

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

В связи с развитием новых производственных технологий и загрязнением окружающей среды возрастает количество мало изученных воздействий на организм, отличающихся по характеру, механизму, степени вредного влияния с непредсказуемыми отдалёнными последствиями. Кроме того, ограничено число публикаций, в которых даны патофизиологические последствия влияния химических веществ на организм человека, особенно с учётом пола, возраста, времени контакта и т.п., и тем более недостаточно сведений о совместном и одновременном их воздействии на организм человека. До недавнего времени многие химические производства были закрытой зоной, и не было доступа к медицинской информации по их негативным влияниям на организм работающего и проживающего в данном регионе население. Существующий подход к оценке техногенных влияний, основанный на изучении заболеваемости, также как и оказание лечебно- профилактической помощи при наличии уже явной формы патологии становится недостаточным с точки зрения сохранения здоровья и предупреждения неблагоприятных воздействий среды обитания. Это одна из актуальных медико-биологических проблем современности. Нарушение здоровья человека является «барометром» экологии и социального неблагополучия (Л.К.Бадаева с соавтр., 1992; В.С.Румак, 1993; и ДР-)

В этой связи представляется актуальным выяснение общих и частных закономерностей наиболее ранних механизмов повреждающего действия различных экотоксикантов, выявление нарушения защитно-приспособительных реакций организма, которые могут привести к развитию различных патологических процессов (Г.Н.Красовский, Г.И.Сидоренко, И.М.Трахтенберг, 1991; и др.). Это определяет необходимость разработки профилактических рекомендаций, направленных на предупреждение развития начальных проявлений патологии и отдалённых последствий техногенного влияния на организм.

Согласно современным представлениям, факторы химического производства могут вызывать общие неспецифические реактивные изменения в организме, которые при начале воздействия и хорошей реактивности организма могут не иметь клинических проявлений, но в дальнейшем при снижении рези-

стентности организма могут явиться причиной целого ряда патологий, в том числе не относимых к профессиональным. Они становятся явными в запущенных случаях, трудно подвергаются коррекции и лечению.

К таким общим реактивным изменениям доклинического характера можно отнести формирование и выраженность эндогенной интоксикации, наличие окислительного стресса, изменение функции систем детоксикации, кровяного клеточного гомео-стазиса.

Исходя из вышеизложенного, ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ -изучение общих, доклинических, изменений в крови при действии смеси химических факторов производства пластификаторов.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Исследовать состояние «красной крови» у работающих на производстве пластификаторов.

2. Изучить реактивные изменения «белой крови» и тромбо-цитарного ростка.

3. Исследовать выраженность окислительного стресса и состояние антиокислительной защиты в крови.

4. Исследовать биохимические показатели слюны (белок, муцин, макроэлементы кальций и магний, гидроперекиси и ката-лазу).

5. Оценить выраженность эндогенной интоксикации.

6. Исследовать функциональное состояние почек методом хемилюминесценции.

7. Провести градацию выявленных изменений в зависимости от пола, профессии и стажа работы.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Впервые установлено, что у работающих на производстве пластификаторов и имеющих контакт с озоном, фталевым ангидридом (ФА), ортоксилолом, диалкилфталатом (ДАФ) в предельно-допустимых концентрациях (ПДК) при отсутствии клинических проявлений имеет место наличие эндогенной интоксикации. Высокий уровень эндотоксемии обеспечивается за счет пептидов средней и низкой молекулярной массы (МНиСМ) при

преобладании пептидов катаболического происхождения и ксенобиотиков. Интегративный показатель "индекс эндотоксемии" в группе обследуемых почти в 3 раза выше относительно группы контроля. Накопление эндогенных токсических метаболитов обусловлено как их повышенным образованием, так и снижением их элиминации через почки. Наиболее значимые изменения указанных параметров имеют место при стаже работы на производстве пластификаторов менее 6 лет. В сыворотке и слюне регистрируется увеличение первичных, вторичных и конечных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ).

Производственная ксенобиотическая нагрузка приводит к количественным и морфофункциональным изменениям клеток периферической крови. Наиболее выраженные количественные изменения периферического звена эритрона отмечены при стаже работы менее 6 лет, при стаже 6-10 лет изменяются эритро-цитарные индексы. Имеет место абсолютный нейтрофильный и базофильный лейкоцитоз.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

На основе комплексного подхода определены общие реактивные изменения в организме работающих в нефтехимическом производстве. Установлено наличие эндогенной интоксикации, проявления оксидативного стресса, изменения кровяного клеточного гомеостазиса при действии промышленных ксенобиотиков (озона, ортоксилола, ФА, ДАФ) в ПДК. Исследована зависимость данных изменений от пола, профессии, стажа работы на данном производстве. Разработан неинвазивный метод лабораторной диагностики выраженности оксидативного стресса с помощью определения первичных и вторичных продуктов ПОЛ, активности свободно-радикального окисления (СРО) и антиокислительной защиты в слюне.

Результаты работы внедрены в преподавание патофизиологии, в раздел «Общие реакции организма на действие вредных факторов окружающей среды». В результате обследования сделаны рекомендации с учётом выявленных нарушений, которые внедрены в практику МСЧ ОАО «СНОС». Выпущено информационное письмо «Химические свойства и медико-биологические эффекты веществ, применяемых в производстве

пластификаторов». По результатам работы были сделаны сообщения.

1. Для администрации завода и цеха- «Результаты исследования состояния здоровья работников на нефтехимическом производстве».

2. Для работников цеха- «Индивидуальные профилактические и санитарно-гигиенические мероприятия в производстве пластификаторов».

3. В МСЧ ОАО «СНОС»: «Экспресс- методы диагностики эндогенной интоксикации и их эффективность для оценки состояния здоровья работников нефтехимического производства», «Медико-биологические эффекты веществ, применяемых в производстве пластификаторов», «Анализ заболеваемости цеха по производству пластификаторов».

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. В условиях химического предприятия, производящего пластификаторы ДАФ, длительное действие неблагоприятных факторов на организм работающих в ПДК приводит к общим однотипным изменениям со стороны всех ростков крови, формированию эндогенной интоксикации, которые не имеют клинической манифестации.

2. Общими изменениями периферического звена эритрона у работающих в цехе по производству пластификаторов являются повышение содержания гемоглобина, наличие разных популяций эритроцитов, изменение эритроцитарных индексов, которые можно оценить как компенсаторные. При стаже менее 6 лет характерны количественные изменения эритрона. При стаже 6-10 лет изменены эритроцитарные индексы.

3. На основе характера изменений клеток «белой крови», СРО, представительства МНиСМ установлено наличие эндогенной интоксикации при сниженной элиминации токсических соединений через почки. Наиболее значимые изменения указанных параметров имеют место при стаже работы на производстве пластификаторов менее 6 лет.

4. Предложена схема патогенеза выявленных метаболических и гематологических нарушений у лиц, подвергающихся действию экотоксикантов.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

По теме диссертации опубликовано 8 работ. Основные результаты исследования доложены на конгрессах.

1.1-й Медицинский конгресс «Труды молодых учёных Рос-сии».-Ижевск,- 2000.

2.1-я Научно- практическая конференция «Вклад молодых учёных и специалистов в развитие науки и культуры»,- Челябинск,- 2000.

3. III -й Всероссийский симпозиум «Физиологические механизмы природных адаптаций».- Иваново,- 2000.

4. Научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы здравоохранения»,- Челябинск,- 2000.

СТРУКТУРА И ОБЪЁМ ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация изложена на 200 страницах, иллюстрирована 88 таблицами, 23 рисунками. Состоит из разделов: «Список используемых сокращений», «Введение», «Обзор литературы», «Организация и методы исследования», «Собственные результаты и их обсуждения», «Заключение», «Выводы», «Практические рекомендации», «Библиографический список использованной литературы». Библиографический список включает в себя ссылки на 169 отечественных и 108 зарубежных авторов.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Всего обследовано в период с 1998-2000г. 250 человек. Из них 150 человек- работники цеха по производству пластификаторов завода ОАО «СНОС». Так как жители данного региона имеют прямой или опосредованный контакт с данными химическими агентами, то для сравнения взят внезаводской, внегородской контроль. Это жители г.Челябинска- доноры станции переливания крови (50 человек), не имеющие контакта с вредными веществами. Сравнительный анализ также проведён с работающими (50 человек) в цехе панелей и покрытий Челябинского завода профилированного стального настила.

Суммарную группу, включающую всех обследуемых, дополнительно распределили по полу, профессиям, стажу.

Обследованы работающие следующих профессий: аппаратчики, машинисты, лаборанты, слесари, инженерно-

технические работники. Отдельно выделили аппаратчиков, как имеющих прямой и наибольший по времени контакт с химическими агентами.

Группы по стажу распределены следующим образом- стаж «менее 6 лет»; «6-10 лет» и «более 10 лет». Средний возраст всех обследуемых 34 года, при работе «менее 6 лет»-26 лет, при стаже «6-10 лет»-36 лет, «свыше 10 лет»-42 года. Средний стаж работы-9,3 года.

Цех введён в эксплуатацию с 1976 г, работа ведётся в непрерывном режиме. Среди производственных химических агентов цеха по производству пластификаторов основными являются- озон, ортоксилол, ФА, пластификаторы ДАФ. Концентрация химических агентов на рабочих местах за годы обследования была в пределах нормативной.

Биологические жидкости (кровь, моча, слюна) для исследования брались на рабочем месте в утренние часы.

Использовались гематологические, морфологические, биохимические, хемилюминесцентный методы исследования.

Определялись следующие показатели периферической крови на гематологическом анализаторе: гемоглобин; эритроциты; гематокрит; цветной показатель (ЦП); лейкоциты; эритроцитарные индексы- среднее содержание гемоглобина в одном эритроците, средняя концентрация гемоглобина в одном эритроците, средний объём эритроцита. Рассчитывалась объёмная часть гемоглобина.

Лейкоцитарная формула определялась в мазках при окраске их по методу Романовского- Гимза (1968). Ретикулоциты подсчитывались методом Гейльмейера. Параллельно подсчи-тывались тромбоциты (1968). Осмотическая резистентность эритроцитов определялась методом Дейси (1968). Кислотная резистентность эритроцитов-методом Терского и Гительзона (1968). Железо и железосвязывающую способность - с использованием набора фирмы Лахема «Био-ла- тест».

Диеновые конъюгаты и диен-кетоны, шиффовы основания в сыворотке крови и слюне определяли методом В.Б.Гаврилова в модификации И.А.Волчегорского (1989). Малоновый диальдегид в сыворотке крови -методом В.Б.Гаврилова с соавт. в модификации Э.Н.Коробейниковой (1989). Каталаза в сыворотке крови и слюне -модифицированным спектрофото-метрическим методом (М.А.Королюк и др.) (1988). Каталаза в

эритроцитах -методом А.Н.Баха и С.А.Зубковой (1937,1960). Глутатион-редуктаза в крови -по методу и. Са1гЬегд (1987). Су-пероксидцисмутазу в крови -по методу С.Чевари, И.Чаба, Й.Секей (1985). Пероксидазу в крови -методом Т.Попова, Л.Нейковска (1981).

Кальций и магний в слюне определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии по методике В.К.Леонтьева, В.Б. Смирновой (1983). Белок и муцин в слюне -с помощью реактива Бенедикта по методу Г.А.Кочетова в модификации Э.Н.Коробейниковой, Е.И.Ильиных (1996).

Лейкоцитарный индекс интоксикации (ЛИИ) определяли методом Я.Я.Кальф- Калифа (1991): Комплексная оценка эн-дотоксемии производилась по методу Малаховой М.Я., Оболенского С.В. (1991,1998). Сорбционная способность эритроцитов -по методу А.А.Тогойбаева с соавт. (1998).

Хемилюминесценция мочи исследовалась на отечественном приборе « Хемилюминомер ХЛ- 003» (1986).

СОБСТВЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ

Установлено, что общими изменениями в крови у работающих в цехе по производству пластификаторов являются повышение содержания гемоглобина в крови при одинаковом с контрольной группой содержании эритроцитов; изменения эрит-роцитарных индексов: повышение среднего содержания гемоглобина в эритроците, средней концентрации гемоглобина, объёмной части гемоглобина и снижение среднего эритроцитарного объёма. Количество ретикулоцитов ниже, чем в контроле (табл.1).

Наиболее выраженные количественные изменения периферического звена эритрона: увеличение содержания эритроцитов и гематокрита, гемоглобина (на правах тенденции), среднего эритроцитарного объёма и, как следствие, небольшое снижение объёмной части гемоглобина в эритроците- отмечены при стаже работы менее 6 лет. Это можно расценить как реакцию адаптации с явлениями гиперфункции. Далее при стаже работы 6-10 лет количественные возможности истощаются, и это приводит к компенсаторной морфофункциональной перестройке эритрона с изменением эритроцитарных индексов. После 10 лет работы на производстве количественные показатели «красной крови» по

сравнению со стажем 6-10 лет улучшаются, что свидетельствует о возможностях адаптации.

Таблица 1

Показатели «красной крови» (общая группа)

Показатели Контрольная группа, п=50 Обследуемая группа, п=50 1 Р

М т М т

Гемоглобин г/л 124,0 2,4 147,92 1,94 7,19 < 0,001

Эритроциты 10^/л 4,47 0,08 4,68 0,07 1,92 >0,05

Гематокрит % 45,2 1,42 46,65 0,73 0,92 >0,05

Среднее содержание гемоглобина пг 28,85 0,79 30,84 0,42 2,22 <0,01

Средняя концентрация гемоглобина г/дл 31,25 0,9 36,53 0,49 5,0 <0,001

Объёмная часть гемоглобина % 34,56 1,4 40,08 0,29 3,86 < 0,001

Средний эритроцитарный объём куб.нм 101,1 1,6 84,08 0,62 9,92 < 0,001

ЦП 0,98 0,03 0,95 0,07 0,9 >0,05

Ретикулоциты % 3,53 0,35 2,46 0,25 2,49 <0,05

Методы осмотической и кислотной резистентности позволили установить наличие популяционной перестройки эритрона. Анализ осмотических эритрограмм показал, что 97% работающих имеют 2-3 популяции эритроцитов с разным отношением площадь/объём и, следовательно, разной устойчивостью к осмотическому шоку. Данный феномен подтверждают и кислотные эритрограммы. Более того, изменение кислотных эритрограмм согласно характера их сдвига показало угнетение эритропоэза, более выраженного у аппаратчиков и мужчин.

Следует отметить факт однотипной реакции всех клеток крови. Так, количество тромбоцитов выше, чем в контроле, но не выходит за пределы физиологических величин. Наиболее высокое содержание тромбоцитов при стаже работы до 6 лет.

Общее количество лейкоцитов выше по сравнению с контролем. Индивидуальный анализ показал, что у 30% работающих лейкоцитоз, а у 18%- лейкопения. С увеличением стажа работы на производстве возрастает процент отклонений, как в

большую, так и в меньшую сторону. Наибольший разброс данных при стаже 6-10 лет с преобладанием высоких цифр.

В лейкоцитарной формуле в общей группе работающих имеется возрастание палочкоядерных нейтрофилов, базофилов и снижение моноцитов. Интересны данные по изменению числа базофильных лейкоцитов. У аппаратчиков количество базофилов в 2 раз ниже по сравнению с другими профессиями. У них же в 1,3 раза повышено содержание эозинофилов. Значительное снижение базофилов в 5 раз происходит после 10 лет работы.

Более достоверную информацию дает перевод относительных величин в абсолютные. Во всех анализируемых группах по отношению к контролю и стандартным нормам повышены все клетки, кроме моноцитов (табл.2). При стаже 6-10 лет снижаются лимфоциты и становятся выше первоначального уровня после 10 лет работы в цехе. Базофильные лейкоциты снижаются в 4,5 раза, а моноциты повышаются после 10 лет работы на производстве, т.е. и в этом случае мы имеем реакцию, аналогичную реакции эритрона.

Таблица 2

Показатели лейкоцитарной формулы в абсолютных числах

(общая группа)

Клетки в 1 мкл Контрольная группа, п=50 Обследуемая группа, п=50 1 Р

М т М т

Базофилы 8,67 3,84 29,96 5,17 3,31 <0,01

Эозинофилы 90,49 5,44 140,0 16,68 2,18 <0,05

Палочкоядер-ные 135,76 13,99 329,6 25,32 6,7 <0,001

Сегментоя-дерные 3231,0 95,79 4332,0 97,14 8,0 <0,001

Лимфоциты 1836,0 75,15 2233,0 91,06 3,36 <0,01

Моноциты 481,4 42,38 420,0 21,97 1,29 >0,05

Количественные и качественные изменения клеток крови, с одной стороны, могут быть результатом первичных экзогенных ксенобиотических нагрузок, а с другой, развитием эндогенной интоксикации и вторичной реакцией клеток крови на эндотоксины. При анализе выраженности эндогенной интоксикации все

исследуемые показатели, кроме сорбционной способности эритроцитов, которая выше у мужчин, отличаются от контроля (табл.3). В 2 раза выше индекс Кальф- Калифа. Высокий уровень эндотоксемии, в 3 раза выше контроля и в первые 6 лет работы, обеспечивается в основном за счет пептидов средней и низкой молекулярной массы.

Таблица 3

Показатели эндотоксемии в крови (общая группа)

Показатели Контрольная группа, п=50 Обследуемая группа, п=50 1 Р

М т М т

Сорбционная способность эритроцитов у.е. 6,28 0,43 5,43 0,63 1,12 >0,05

ЛИИ Кальф- Калифа у.е. 0,59 0,08 0,93 0,08 3,01 <0,01

Олигопептиды крови мг/л 31,58 5,62 62,89 6,84 3,54 < 0,001

Степень интоксикации у.е. 31,17 0,67 39,83 1,28 5,98 < 0,001

Индекс эндотоксемии у.е. 9,84 1,75 25,05 2,95 4,44 < 0,001

Согласно спектральной характеристики (при длинах волн от 238 до 302.нм, ширине шага 4 нм), установлено с высокой степенью достоверности увеличение концентрации в крови пептидов средней и низкой молекулярной массы на всех длинах

длина волны в нм

Рис.1.Спектрограмма веществ с низкой и средней

молекулярной массой в крови (общая группа).

Количество пептидов средней и низкой молекулярной массы у женщин достоверно выше, чем у мужчин, с преобладанием веществ катаболического пула, ксенобиотиков (длина волны 238-270 нм). Вещества катаболического происхождения, ксенобиотики возрастают в первые 6 лет работы на производстве. При стаже от 6 до 10 лет их содержание снижается и вновь растёт при стаже более 10 лет, возвращаясь к цифрам начала работы на производстве. Таким образом, дезинтоксикационные защитные системы тренируемы, но это требует достаточно длительного периода времени.

Расчётный индекс - степень интоксикации - в общей группе обследуемых выше, чем в контроле, выше у женщин, независим от профессии, выше и примерно одинаков в первые 6 лет и после 10 лет работы на производстве.

Накопление эндогенных метаболитов, относимых к токсическим, с одной стороны, обусловлено повышенным их образованием, с другой, нарушением их элиминацией через-почки (табл.4).

Таблица 4

Показатели эндотоксемии в моче (общая группа)

Показатели Контрольная группа, п=50 Обследуемая группа, п=50 1 Р

М т М т

Степень интоксикации у.е. 38,61 1,73 33,23 1,74 2,6 <0,05

Олигопептиды мочи мг/л 17,53 3,58 38,24 3,77 3,99 < 0,001

Индекс эндотоксемии у.е. 6,77 1,46 12,73 1.8 2,58 <0,01

Индекс элиминации у.е. 1,29 0,07 0,77 0,08 4,95 < 0,001

Действительно, при повышении индекса эндотоксемии в моче практически в 2 раза индекс элиминации в 1,7 раза ниже. Снижение элиминации токсических метаболитов из организма наиболее выражено при стаже до 6 и более 10 лет.

Анализ пептидного спектра показал снижение выделения с мочой веществ катаболического пула и ксенобиотиков, наиболее выраженное при стаже до 6 лет и после 10 лет (рис.2).

Метод хемилюминесценции мочи подтвердил снижение функции почек (табл.5), более выраженное у мужчин и аппаратчиков.

ш >»

ш

2 1,5 1

0,5

— —Обследуемая группа

\\ д

\\

—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—1—

238 250 262 274 286 298 длина волны в нм

Рис.2.Спектрограмма веществ с низкой и средней молекулярной массой в моче (общая группа).

Таблица 5

Хемилюминесценция мочи (общая группа)

Показатели Контрольная группа, п=50 Обследуемая группа, п=50 1 Р

М т М т

1 0,43 0,07 0,38 0,03 0,79 >0,05

2 22,3 1,58 25,99 1,53 1,68 >0,05

3 6,49 0,51 4,52 0,27 3,45 <0,001

4 17,69 1,37 14,06 0,81 2,27 <0,01

5 5,01 0,53 4,05 0,65 1,15 >0,05

1- спонтанное свечение в у.е.

2- амплитуда быстрой вспышки в у.е.

3- максимальная амплитуда медленной вспышки в у.е.

4- светосумма в у.е.

5- угол наклона медленной вспышки в у.е.

Естественной защитой организма от ксенобиотиков является активация процессов СРО, но при повышении активации формируется порочный круг. С высокой степенью достоверности установлено повышение интенсивности СРО с увеличенным образованием первичных, вторичных и конечных продуктов ПОЛ (табл.6).

Таблица 6

Перекисное окисление липидов (общая группа)

Показатели Контрольная группа, п=50 Обследуемая группа, п=50 1 Р

М т М т

Шиффовы основания мкмоль/л 0 0 0,35 0,07 4,99 < 0,001

МДА нмоль/мл 3,69 0,14 4,13 0,17 2,02 <0,05

^220 ед/мл 5,18 0,49 11,3 0,58 8,09 <0,001

^233 ед/мл 5,25 0,7 8,0 0,45 3,3 <0,01

^278 ед/мл 2,05 0,29 2,9 0,18 2,53 <0,05

233/220 0,36 0,02 0,7 0,01 15,38 <0,001

278/220 0,24 0,02 0,26 0,01 0,79 >0,05

Имеются различия по полу. У мужчин выше содержание продуктов ПОЛ. Не выявлено зависимости выраженности окси-дативного стресса от профессии. Более значимая активация образования продуктов ПОЛ отмечается при стаже работы до 6 лет, чем после 10 лет.

Установлено снижение активности антиокислительных ферментов и их чрезвычайная вариабельность (табл.7,8). Активность глутатион- редуктазы снижена в 2 раза, а СОД- в 3,5 раза. У женщин в процентном отношении снижение или отсутствие активности ферментов более выражено. Так, у мужчин в 59% имеется снижение пероксидазы, гпутатион-редуктазы и СОД. У женщин снижена активность пероксидазы в 75%, глута-тион-редуктазы- в 62%, СОД не определяется- в 50%. С возрастанием стажа достоверно растёт лишь активность каталазы в эритроцитах и становится выше при стаже работы более 10 лет в сравнении с первыми 6 годами работы на производстве.

Таблица 7

Антиокислительная активность (общая группа)

Показатели Контрольная группа, п=50 Обследуемая группа, п=50 1 Р

М пл М т

Пероксидаза мКат/л 4,21 0,1 3,82 0,35 1,07 >0,05

Глутатион-редуктаза мкм/мл/мин 125,62 16,17 62,96 8,57 3,42 < 0,001

СОД ед/мл 62,15 2,85 18,02 2,24 12,17 < 0,001

Каталаза сыворотки мКат/л 16,8 6,16 22,89 1,0 0,98 >0,05

Каталаза эритроцитов мКат/млн эр 2,3 0,57 2,68 0,16 0,63 >0,05

Таблица 8

Антиокислительная активность ферментов в % отношении (общая группа)

Показатели В пределах нормы Выше нормы Не определялась вообще Ниже нормы

Пероксидаза мКат/л 2 33 9 56

Глутатион-редуктаза мкм/мл/мин 13 7 21 59

СОД ед/мл 0 0 30 70

Каталаза сыворотки мКат/л 44 52 2 2

Каталаза эритроцитов мКат/млн эр 70 30

Оценивая выраженность оксидативного стресса по слюне, мы выявили картину, аналогичную изменениям в сыворотке крови: повышение содержания первичных продуктов ПОЛ, более выраженное у мужчин, и снижение антиокислительной активности (табл.9).

Слюна обследуемой группы отличается по содержанию муцина, белка, кальция и магния. Белок и муцин повышены, а кальций и магний значительно понижены. Понижение макроэлементов в слюне может быть отражением их количественного

присутствия в воде. У женщин и у аппаратчиков содержание муцина снижено.

Таблица 9

Показатели слюны (общая группа)

Показатели Контрольная группа, п=50 Обследуемая группа, п=50 1 Р

М т М т

^220 ед/мл 3,02 0,3 3,33 0,16 0,92 >0,05

Егзз ед/мл 1,35 0,14 1,52 0,08 1,05 >0,05

2-278 ед/мл 0,65 0,05 0,92 0,04 4,25 < 0,001

2400 ед/мл 0,03 0,01 0,06 0,01 1,58 >0,05

233/220 0,45 0,01 0,56 0,1 1,03 >0,05

278/220 0,22 0,02 0,28 0,01 3,52 < 0,001

400/220 0,01 0,05 0,03 0,01 0,3 >0,05

Каталаза мКат/л 17,7 1,75 12,13 0,58 3,02 <0,01

Белок г/л 2,64 0,19 3,5 0,26 2,69 <0,01

Муцин г/л 0,83 0,12 1,64 0,21 3,46 <0,01

Са мг% 6,3 0,41 2,59 0,08 8,89 < 0,001

Мд мг% 1,3 0,02 0,86 0,03 11,31 < 0,001

На основании данных литературы и собственных исследований предложена схема патогенеза эндогенной интоксикации (рис.3).

Из предложенной схемы следует рекомендовать профилактические медицинские мероприятия.

1. Ингибиция ПОЛ- лекарственные и естественные пищевые ан-тиоксиданты, витамины.

2. Улучшение выведения МНиСМ- мочегонные травяные чаи, баня, сауна и т.п.

3. Антигипоксические мероприятия- кислородные коктейли, ле-со-воздухотерапия и т.п.

Рис.3. Схема патогенеза метаболических и гематологических нарушений при действии экотоксикантов.

ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований и полученных результатов можно сделать следующие выводы.

1. Действие промышленных химических экотоксикантов на организм в предельно-допустимых концентрациях проявляется общими однотипными изменениями со стороны всех ростков крови и формированием эндогенной интоксикации, не сопровождающимися клиническими проявлениями.

2. Общими изменениями в крови работающих в цехе по производству пластификаторов являются повышение содержания гемоглобина, изменение эритроцитарных индексов: повышение среднего содержания гемоглобина в эритроците, средней концентрации гемоглобина, объёмной части гемоглобина, снижение среднего эритроцитарного объема.

3. Наиболее выраженные количественные изменения со стороны периферического звена эритрона отмечены при стаже работы менее 6 лет; при стаже 6-10 лет изменяются эритроци-тарные индексы. В крови работающих присутствуют 2-3 популяции эритроцитов, различающихся по осмотической и кислотной устойчивости.

4. Общее количество лейкоцитов приближается к верхней границе нормы и выше относительно контроля. У 30% работающих - лейкоцитоз, у 18%- лейкопения. Наибольший разброс данных при стаже 6-10 лет с преобладанием высоких цифр.

5. Повышены в абсолютных значениях нейтрофильные и базофильные лейкоциты. При стаже 6-10 лет снижаются лимфоциты, после 10 лет работы на производстве повышается количество моноцитов.

6. Установлено повышение интенсивности свободно-радикального окисления с увеличением образования первичных, вторичных и конечных продуктов перекисного окисления липидов. Содержание шиффовых оснований возрастает более чем в 5 раз. Более значимая активация перекисного окисления липидов отмечается при стаже до 6 лет.

7. Установлено снижение активности антиокислительных ферментов и высокая степень вариабельности их активности в крови и слюне. Активность глутатион-редуктазы в сыворотке снижена в 2 раза, супероксиддисмутазы- в 3,5 раза. Особенно выражено снижение активности супероксиддисмутазы: у 70%

обследованных активность сывороточного фермента снижена, у 30%- не определяется.

8. Установлено наличие эндогенной интоксикации. Индекс Кальф -Калифа в 2 раза выше относительно контроля. Индекс эндотоксемии в крови в 3 раза выше контроля. В крови высоко содержание пептидов средней и низкой молекулярной массы с преобладанием веществ катаболического происхождения и ксенобиотиков. Вещества катаболического происхождения и ксенобиотики в крови возрастают при стаже менее 6 лет и более 10 лет.

9. В моче повышено содержание токсических пептидов в 2,2 раза при снижении индекса элиминации в 1,7 раза. Снижена хемилюминесценция мочи, что свидетельствует о снижении функциональной способности почек к выделению токсических метаболитов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кантюков С Д Кривохижина J1 .В., Деревянных Е.В. и др. Адаптация человека к действию агреосивных факторов химического производства // Тезисы докладов III Всероссийского международного симпозиума «Физиологические механизмы природных адагттаций».- Иваново.-1999 - С.78.

2 Деревянных Е.В., Кривохижина Л.В. Реакция эритрона на действие агрессивных факторов нефтехимического производства // Сборник материалов III Медицинского конгресса «Труды молсдых учёных России».- Ижевск-

2000.-С.15-16.

3. Кантюков С Д Кривохижина Л .В., Деревянных ЕВ. и др. Реактивные изменения в организме на действие химических факторов производства // Материалы мелщународной научнснтрактической конференции «Загрязнение окружающей среды и здоровья населения».- Смоленск,-2000.- С27-28.

4. Кривохижина Л.В., Кантюков С А, Деревянных Е.В. Биохимические критерии эндогенной интоксикации у работающих в нефтехимическом производстве//Сборник научных трудов (Выпуск ГП) Мин. Образования РФ ЮУрГУ «Прогрессивные технологии здравостроения». -Чепябинск-

2001.-С285-288.

5. Кривохижина Л.В., Кантюков С А, Деревянных Е.В. Выраженность оксцда-■швного стресса у работающих в нефтехимическом производстве//Сборник научных труд ов (Выпуск Ш) Мин. Образования РФ ЮУрГУ «Прогрессивные технологии здравостроения».- Челябинск.-2001.- С288-293.

6. Кривохижина Л.В., Кантюков С А, Деревянных ЕВ. Изменения химического состава слюны у работающих в нефтехимическом производстве// Сборник научных трудов (Выпуск Ш) Мин. Образования РФ ЮУрГУ «Прогрессивные технологии здравостроения»,- Челябинск-2001.- С293-297.

7. Кривохижина Л.В., Кантюков С А, Деревянных ЕВ. Хемилюминесценция мечи у работающих в нефтехимическом производстве // Сборник научных трудов (Выпуск Ш) Мин. Образования РФ ЮУрГУ «Прогрессивные технологии здравостроения»,- Челябинск,- 2001.- С297-299.

8. Деревянных ЕВ., Кривохижина Л.В., Кантюков СД и др. Наличие оксцда-тивного стресса у работающих по производству пластификаторов//Материалы Российской научной конференции «Фундаментальные науки -практике здравоохранения»,- Омск-2001.- С.133-135.

Деревянных Елена Васильевна

ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ОБЩИХ ИЗМЕНЕНИЙ В КРОВИ ПРИ ДЕЙСТВИИ

ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПРОИЗВОДСТВА ПЛАСТИФИКАТОРОВ

14.00.16 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Челябинск- 2002

Набрано и отпечатано в издательстве "Челябинская государственная медицинская академия". Лицензия № 01906. Принято в печать 16.01.2002г. Объём 1 п.л. Формат 64x84. Гарнитура "Arial". Бумага белая, 80мг/м2. Тираж 100 экз.

Актуальность исследования

В связи с развитием новых производственных технологий и загрязнением окружающей среды возрастает количество мало изученных воздействий на организм, отличающихся по характеру, механизму, степени вредного влияния с непредсказуемыми отдаленными последствиями Кроме того, ограничено число публикаций, в которых даны результаты патофизиологических последствий влияния химических веществ на организм человека, особенно с учетом пола, возраста, времени контакта и т п , и тем более недостаточно сведений о совместном и одновременном их воздействии на организм человека До недавнего времени многие химические производства были закрытой зоной и не было доступа к медицинской информации по их негативному влиянию на организм работающего и проживающего в данном регионе населения Существующий подход к оценке техногенных влияний основанный на изучении заболеваемости, также как и оказание лечебно-профилактической помощи при наличии уже явной формы патологии, становится недостаточным с точки зрения сохранения здоровья и предупреждения неблагоприятных воздействий среды обитания Это одна из актуальных медико-биологических проблем современности Нарушение здоровья человека является «барометром» экологии и социального неблагополучия [39,43,65,66,108,119,129,166]

В этой связи представляется актуальным выяснение общих и частных закономерностей наиболее ранних механизмов повреждающего действия различных экотоксикантов, выявление нарушений защитно-приспособительных реакций организма, приводящих к развитию различных патологических процессов Это определяет необходимость разработки профилактических рекомендаций, направленных на предупреждение развития начальных проявлений патологии и отдалённых последствий техногенного влияния на организм.

Согласно современным представлениям, факторы химического производства могут вызывать общие неспецифические реактивные изменения в организме, которые при начале воздействия и хорошей реактивности организма могут не иметь клинических проявлений, но в дальнейшем при снижении резистентности организма могут явиться причиной целого ряда патологий, в том числе не относимых к профессиональным. Они становятся явными в запущенных случаях, трудно подвергаются коррекции и лечению, становятся одними из причин утраты трудоспособности и инвалидизации населения.

К таким общим реактивным изменениям доклинического характера можно отнести формирование и выраженность эндогенной интоксикации, наличие окислительного стресса, изменение функций систем де-токсикации, кровяного клеточного гомеостазиса.

Исходя из вышеизложенного, цель исследования - изучение общих, доклинических, изменений в крови при действии смеси химических факторов производства пластификаторов диалкилфталатов (ДАФ).

Задачи исследования

1. Исследовать состояние «красной крови» у работающих на производстве пластификаторов.

2. Изучить реактивные изменения «белой крови» и тромбоцитарно-го ростка.

3. Исследовать выраженность окислительного стресса и состояние антиокислительной защиты в крови.

4. Исследовать биохимические показатели слюны (белок, муцин, макроэлементы кальций и магний, гидроперекиси и каталазу).

5. Оценить выраженность эндогенной интоксикации.

6. Исследовать функциональное состояние почек методом хеми-люминесценции.

7. Провести градацию выявленных изменений в зависимости от пола, профессии и стажа работы.

Научная новизна

Впервые установлено, что у работающих на производстве пластификаторов и имеющих контакт с озоном, фталевым ангидридом (ФА), ортоксилолом, ДАФ в предельно-допустимых концентрациях (ПДК) при отсутствии клинических проявлений имеет место наличие эндогенной интоксикации. Высокий уровень эндотоксемии обеспечивается за счет пептидов средней и низкой молекулярной массы (МНиСМ) при преобладании пептидов катабопического происхождения и ксенобиотиков. Инте-гративный показатель "индекс эндотоксемии" в группе обследуемых почти в 3 раза выше относительно группы контроля. Накопление эндогенных токсических метаболитов обусловлено как их повышенным образованием, так и снижением их элиминации через почки. Наиболее значимые изменения указанных параметров имеют место при стаже работы на производстве пластификаторов менее 6 лет. В сыворотке и слюне регистрируется увеличение первичных, вторичных и конечных продуктов перекисного окисления лилидов (ПОЛ).

Производственная ксенобиотическая нагрузка приводит к количественным и морфофункциональным изменениям клеток периферической крови. Наиболее выраженные количественные изменения периферического звена эритрона отмечены при стаже работы менее 6 лет, при стаже 6-10 лет изменяются эритроцитарные индексы. Имеет место абсолютный нейтрофильный и базофильный лейкоцитоз.

Теоретическая и практическая значимость

На основе комплексного подхода определены общие реактивные изменения в организме работающих в нефтехимическом производстве.

Установлено наличие эндогенной интоксикации, проявления оксидатив-ного стресса, изменения кровяного клеточного гомеостазиса при действии промышленных ксенобиотиков (озона, ортоксилола, ФА, ДАФ) в ПДК. Исследована зависимость данных изменений от пола, профессии, стажа работы на данном производстве. Разработан неинвазивный метод лабораторной диагностики выраженности оксидативного стресса с помощью определения первичных и вторичных продуктов ПОЛ, активности свободно-радикального окисления (СРО) и антиокислительной защиты в слюне.

Результаты работ внедрены в преподавание патофизиологии, в раздел «Общие реакции организма на действие вредных факторов окружающей среды». В результате обследования сделаны рекомендации с учётом выявленных нарушений, которые внедрены в практику МСЧ ОАО «СНОС». Выпущено информационное письмо «Химические свойства и медико-биологические эффекты веществ, применяемых в производстве пластификаторов». По результатам работы были сделаны сообщения.

1 Для администрации завода и цеха - «Результаты исследования состояния здоровья работников нефтехимического производства»

2 Для работников цеха - «Индивидуальные профилактические и санитарно-гигиенические мероприятия в цехе по производству пластификаторов ДАФ»

3. В МСЧ ОАО «СНОС» «Экспресс-методы диагностики эндогенной интоксикации и их эффективность для оценки состояния здоровья работников нефтехимического производства», «Медико-биологические эффекты веществ, применяемых в производстве пластификаторов», «Анализ заболеваемости цеха по производству пластификаторов»

Основные положения, выносимые на защиту

1.В условиях химического предприятия, производящего пластификаторы ДАФ длительное действие неблагоприятных факторов на организм работающих в ПДК приводит к общим однотипным изменениям со стороны всех ростков крови, формированию эндогенной интоксикации, которые не имеют клинической манифестации

2. Общими изменениями периферического звена эритрона у работающих в цехе по производству пластификаторов являются повышение содержания гемоглобина, наличие разных популяций эритроцитов, изменение эритроцитарных индексов, которые можно оценить как компенсаторные. При стаже работы менее 6 лет характерны количественные изменения эритрона. При стаже 6-10 лет изменены эритроцитарные индексы.

3. На основе характера изменения клеток «белой крови», интенсивности СРО, представительства МНиСМ установлено наличие эндогенной интоксикации при сниженной элиминации токсических соединений через почки. Наиболее значимые изменения указанных параметров имеют место при стаже работы на производстве пластификаторов менее 6 лет

4. Предложена схема патогенеза выявленных метаболических и гематологических нарушений у лиц, подвергающихся действию экоток-сикантов i

ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований и полученных результатов можно сделать следующие выводы.

1. Действие промышленных химических экотоксикантов на организм в предельно-допустимых концентрациях проявляется общими однотипными изменениями со стороны всех ростков крови и формированием эндогенной интоксикации, не сопровождающимися клиническими проявлениями.

2. Общими изменениями в крови работающих в цехе по производству пластификаторов являются повышение содержания гемоглобина, изменение эритроцитарных индексов: повышение среднего содержания гемоглобина в эритроците, средней концентрации гемоглобина, объёмной части гемоглобина, снижение среднего эритроцитарного объёма.

3. Наиболее выраженные количественные изменения со стороны периферического звена эритрона отмечены при стаже работы менее 6 лет; при стаже 6-10 лет изменяются эритроцитарные индексы. В крови работающих присутствуют 2-3 популяции эритроцитов, различающихся по осмотической и кислотной устойчивости.

4. Общее количество лейкоцитов приближается к верхней границе нормы и выше относительно контроля. У 30% работающих- лейкоцитоз, у 18%- лейкопения. Наибольший разброс данных при стаже 6-10 лет с преобладанием высоких цифр.

5. Повышены в абсолютных значениях нейтрофильные и базо-фильные лейкоциты. При стаже 6-10 лет снижаются лимфоциты, после 10 лет работы на производстве повышаются моноциты.

6. Установлено повышение интенсивности свободно-радикального окисления с увеличением образования первичных, вторичных и конечных продуктов перекисного окисления липидов. Содержание шиффовых оснований возрастает более чем в 5 раз. Более значимая активация пе-рекисного окисления липидов отмечается при стаже до 6 лет.

7. Установлено снижение активности антиокислительных ферментов и высокая степень вариабельности их активности в крови и слюне. Активность глютатин-редуктазы в сыворотке снижена в 2 раза, суперок-сиддисмутазы -в 3,5 раза. Особенно выражено снижение активности су-пероксиддисмутазы: у 70% обследованных активность сывороточного фермента снижена, у 30% -не определяется.

8. Установлено наличие эндогенной интоксикации. Индекс Кальф-Калифа в 2 раза выше относительно контроля. Индекс эндотоксемии в 3 раза выше контроля. В крови высоко содержание пептидов средней и низкой молекулярной массы с преобладанием веществ катаболического происхождения и ксенобиотиков. Вещества катаболического происхождения и ксенобиотики в крови возрастают при стаже менее 6 лет и более 10 лет.

9. В моче повышено содержание токсических пептидов в 2,2 раза при снижении индекса элиминации в 1,7 раза Снижена хемилюминесценция мочи, что свидетельствует о снижении функциональной способности почек к выделению токсических метаболитов

Практические рекомендации

Мы не коснулись индивидуальных особенностей (конституциональных, возрастных, наследственных, занятий спортом и др.) каждого человека, не рассматривали ответные индивидуальные реакции на внешнее воздействие и индивидуальные способности к адаптации, поэтому рекомендации носят общий характер.

Подчёркивая разнообразие индивидуальной сопротивляемости людей к токсическим веществам, следует помнить, что благоприятные условия труда и соблюдение правил личной гигиены на производстве и в быту являются решающими факторами, которые определяют эффективность борьбы с профессиональной интоксикацией [39]. В связи с этим даются практические рекомендации:

1. Меры профилактики при работе с химическими веществами цеха по производству пластификаторов [35,36,37].

-соблюдение правил техники безопасности работающими, -строгий контроль за эксплуатацией оборудования, за соблюдением правил техники безопасности и производственной санитарии со стороны органов санитарно-эпидемиологического надзора и администрации предприятия (укрытие и аспирация оборудования, строгое соблюдение технологических регламентов, вентиляция помещения, соблюдение надлежащей герметизации оборудования, вытяжные укрытия, контроль за температурой воды и растворителей и т д ),

-своевременный ремонт и замена вышедшего из строя оборудования;

-усовершенствование технологий, ликвидация открытого транспортного сырья, замена ручных операций;

-постоянный контроль за концентрацией токсикантов в воздухе производственных помещений;

-соблюдение мер личной гигиены, защита кожи, применение ожи-ряющих и защитных кремов, мазей, паст; спецодежда из хлопчатобумажных тканей с хлорвиниловым или силикатно-казеиновым покрытием, или со съёмными накладками из непроницаемого для растворителей материала; обязательная частая смена спецодежды, мытьё после работы в душе;

-специальный рацион питания №4;

-индивидуальная защита от вдыхания паров: использование противогаза с поглотителями из KJ и натронной извести, универсальные фильтрующие респираторы или изолирующие шланговые аппараты с принудительной подачей воздуха в зону дыхания, защитная одежда;

-периодические медицинские осмотры 1 раз в 12 месяцев в соответствии с Приказом № 90 МЗ РФ.

2. Лечебная профилактика и медикаментозная коррекция: -введение антиоксидантов с лечебной и профилактической целью во многих случаях оказывает благоприятный эффект: обеспечивает сохранность энергетических ресурсов и транспортных систем, предотвращает активацию лизосомальных ферментов, тормозит развитие необратимых изменений и, наоборот, ускоряет регенеративные и репаративные процессы и др. [20,34,55,106,141,155]. К примеру, облигатными алиментарными биоантиоксидантами являются витамины Е,С, ретинол, цисте-ин, никотиновая кислота, метионин, микроэлементы (селен, медь, цинк, марганец) [21,33,35,38,101,106,127,155,250];

-приём препаратов кальция и магния, витамина Д, препаратов йода;

-антигипоксические мероприятия: лесо-воздухотерапия, кислородные коктейли и т.п.;

-улучшение выведения экотоксикантов из организма: мочегонные травяные чаи, посещение бани, сауны и т.п. i

3. Диета:

-суточная доза потребления кальция для взрослого человека составляет 0,8-1,1 г, магния -0,3-0,5 г и удовлетворяется полностью при правильном рационе. Оптимальные соотношения кальция и магния

1:0,5; г

-приём продуктов, богатых кальцием: молока и молочных продуктов, яичного желтка, чернослива, урюка, кураги, сушёных персиков, груш, ромашки, петрушки, крапивы, одуванчика, перца, мяты перечной, подорожника, шиповника, капусты, сои, фасоли, репчатого лука;

-приём продуктов, богатых магнием: из муки грубого помола, круп, бобовых, орех, семян тыквы и подсолнечника, цветной капусты, абрикос, яблок, персиков, грейпфруктов, фасоли, сои, бананов, чеснока, ромашки, солодки, хвоща;

-приём продуктов, богатых витаминами, особенно Е,С;

-питьё воды, соответствующей по жёсткости санитарным нормам согласно СанПиН 2.1.4.559-96 и минеральных вод, содержащих в достаточном количестве минеральные вещества;

-исключение жирной, жареной, солёной пищи, консервированных продуктов и газированных напитков, кофе и т.п.; алкоголя, курение.

4. Организация режима труда и отдыха. Производственная гимнастика и занятие спортом, так как существует прямая зависимость уровня окислительных процессов от степени развития мускулатуры [25,61]. Избегать нервно-эмоциональные перегрузки и стрессы.

5. Определение общего анализа мочи, ультразвуковое исследование почек, осмотр уролога 1 раз в год. Осмотр стоматолога 2 раза в год. Осмотр эндокринолога 1раз в год.