Автореферат и диссертация по медицине (14.00.50) на тему:Токсико-гигиеническая оценка отдаленных эффектов воздействия винилхлорида на нервную систему

На правах рукописи

КАПУСТИНА Екатерина Александровна

ТОКСИКО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОТДАЛЕННЫХ ЭФФЕКТОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВИНИЛХЛОРИДА НА НЕРВНУЮ СИСТЕМУ

14.00.50 - медицина труда

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Работа выполнена в Ангарском филиале Учреждения Российской академии медицинских наук Восточно-Сибирского научного центра экологии человека Сибирского отделения РАМН - Научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук Соседова Лариса Михайловна

Научный консультант:

доктор медицинских наук Шаяхметов Салим Файзиевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

(ГОУ ВПО «ИГМУ Росздрава») доктор медицинских наук (ГОУДПОИГИУВ)

Ведущая организация: Учреждение Российской академии медицинских наук НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО РАМН (г. Новокузнецк)

Защита диссертации состоится «_»_2009 г. в_часов на заседании

диссертационного совета Д. 001.038.01 при Учреждении Российской академии медицинских наук Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН по адресу: 664025, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии медицинских наук Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН.

Автореферат разослан «_»_2009г.

Лемешееская Елизавета Петровна Панков Владимир Анатольевич

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат медицинских наук

Коган В.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Сохранение здоровья работающего населения как важнейшей производительной силы общества является приоритетной социально-экономической проблемой государства. Развитие химической промышленности породило потребность в предупреждении, распознавании и лечении последствий, в том числе и отдаленных, разнообразных химических воздействий (Онищенко Г.Г., 2004; Курляндский Б. А., 2006). В числе приоритетных вопросов изучения неблагоприятного воздействия профессиональных факторов химической природы на организм работающих - исследования отдаленных эффектов нейроинтоксика-ций (Филлипова Ю.В., 2007; Кузьмина Л.П., 2008; ШульгаВ.Я., 2008). Значение данной проблемы определяется высокой частотой первичной инвалидизации лиц, перенесших острую или хроническую нейроинтоксикацию, и обусловлено нередким формированием прогредиентного течения патологического процесса, существенно снижая качество жизни (Sole-Garcia M.D., 2000; Колесов В.Г. с соавт., 2005; Рукавишников B.C. с соавт., 2008).

Среди множества химических токсикантов, имеющих тропность к нервной системе, особое место занимает винилхлорид (ВХ), производство которого во всем мире за последние 20 лет возросло в два раза и составляет 27 млн. тонн в год, а количество человек, имеющих с ним производственный контакт, достигает 1 млн (Simonsen L., 1994; Kielhorn J., 2000). На сегодняшний день хорошо изучены особенности воздействия ВХ на нервную систему работающих в процессе их трудовой деятельности (Langauer-Lewowicka H., 1982; Антоню-женко В.А., 1991; Каляганов П.И., 2002). Вместе с тем в отдельных работах указывалось на возможность развития отдаленных эффектов воздействия ВХ на нервную систему человека (Podoll К., 1990; Быховский В.Х., Дюбанко-ва Э.Н., 1977). До настоящего времени остаются окончательно невыясненными особенности клинических проявлений и характера течения винилхлоридной нейроинтоксикации в отдаленном периоде, а также патогенетические механизмы поражения нервной системы в постконтактный период, что диктует необходимость проведения комплексных исследований - как натурных, так и экспериментальных. Наряду с этим недостаточно изучены уровни распространенности нервно-психических заболеваний у работающих в производстве ВХ, что обусловливает актуальность проведения подобного исследования.

Доказано, что ВХ, наряду с нейротоксичным действием, способен оказывать негативное влияние на мужскую репродуктивную функцию и воздействовать на генетический аппарат клеток, что ставит вопрос о возможности появления нежелательных эффектов в последующих поколениях (Курляндский Б. А., 1978; Саноцкий И.В., 1980; Fucic А., 1990; Kielhorn J., 2000). Анализ литературных данных не дает сведений о состоянии здоровья детей, рожденных от отцов,

контактировавших с ВХ, в связи с чем весьма актуальным является экспериментальное изучение влияния интоксикации ВХ самцов белых крыс на развитие и функционирование нервной системы их потомства.

Диссертация выполнена по основному плану НИР Института (№ гос. регистрации НИР 01200500603) в соответствии с приоритетным направлением СО РАМН «Выявление системных и молекулярных механизмов формирования патологии в регионе Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера» и критической технологией РФ «Снижение риска и уменьшение последствий природных и техногенных катастроф».

Цель работы

Выявить особенности воздействия винилхлорида на нервную систему и характер формирования отдаленных нейротоксических эффектов.

В соответствии с целью поставлены следующие задачи:

1. Дать гигиеническую характеристику загрязнения воздуха рабочей зоны в производстве винилхлорида и поливинилхлорида (ПВХ).

2. Оценить состояние нервной системы работающих в производстве ВХ и ПВХ по результатам их углубленного медицинского обследования.

3. Изучить в эксперименте функциональное состояние нервной системы в постконтактном периоде винилхлоридной интоксикации у белых крыс на основании исследования общей двигательной активности, поведения, биохимических и нейрофизиологических тестов, морфологических изменений нервной ткани.

4. Выявить изменения двигательной активности, поведения, биоэлектрической проводимости периферических нервов и мышц и морфологии нервной ткани у потомства белых крыс-самцов, подвергавшихся длительному ингаляционному воздействию ВХ.

Научная новизна работы

Выявленные высокие показатели частоты нервно-психических заболеваний у работников основных профессий в производстве ВХ и ПВХ ОАО «Са-янскхимпласт» не соответствуют установившимся в последние годы низким значениям концентраций ВХ в рабочей зоне и в большей степени обусловлены экспозиционно-стажевой нагрузкой.

На основании данных экспериментального моделирования установлен характер поражения нервной системы в отдаленном периоде винилхлоридной интоксикации, прогрессирующего с течением времени и сопровождающегося нарастанием в динамике постконтактного периода ориентировочно-исследовательского поведения, общей двигательной активности, внутривидовой агрессивности, снижением способности к образованию условно-рефлекторных связей.

Впервые при динамическом обследовании установлены особенности нарушений биоэлектрической активности головного мозга белых крыс, свидетельствующие о преобладании в отдаленном постконтактном периоде нейроинтоксикации медленноволновой активности 0-диапазона, снижении амплитуды основных диапазонов, появлении патологического (32-ритма, угнетении корковых биопотенциалов, усвоении навязанного ритма в нагрузочных тестах с изменением ведущего диапазона в отдаленном периоде с |31 на 9-ритм. Выявлены изменения биоэлектрической активности мышц задней конечности белых крыс с винилхлоридной интоксикацией, характеризующиеся уменьшением количества функциональных двигательных единиц, участвующих в ответе на стимул, и сохраняющиеся в отдаленном периоде обследования.

Впервые показано влияние интоксикации ВХ самцов белых крыс на изменение поведения потомства, характеризующееся отставанием развития сенсорно-двигательных реакций в первые дни жизни, снижением общей двигательной активности, ориентировочно-исследовательского поведения, развитием морфологических нарушений нервной ткани и нервно-мышечной проводимости у половозрелых особей.

Теоретическая и практическая значимость работы

Результаты проведенных исследований расширяют и углубляют представления об особенностях нейротоксического воздействия ВХ; вносят теоретический вклад в разработку патогенетических механизмов формирования винилхлоридной интоксикации, свидетельствующих о возможности развития и прогрессирования патологического процесса в центральной нервной системе (ЦНС) в отдаленном постконтактном периоде. Научно обоснована необходимость дальнейшего изучения возможного влияния ВХ на состояние здоровья последующих поколений.

Показана важность осуществления мониторинга загрязнения воздуха рабочей зоны и расчетов стажевой химической нагрузки у работников, что позволит объективно оценить степень вредности условий труда, вероятность развития профессиональных и производственно-обусловленных заболеваний. При установлении связи клинических проявлений нейроинтоксикаций, которые могут иметь место в постконтактном периоде, у работающих с предшествующим производственным воздействием ВХ знание величины дозовых нагрузок и характера формирования поражения ЦНС будет способствовать раскрытию клинической картины течения заболевания, разработке профилактических и лечебных мероприятий, решению вопросов трудоспособности и трудоустройства работников.

Результаты исследований представлены в службу охраны труда и медико-санитарную часть ОАО «Саянскхимпласт», используются в учебном процессе на кафедре гигиены труда Иркутского государственного медицинского уни-

верситета, кафедре гигиены и профпатологии Иркутского ГИУВ, в учебно-образовательном центре Ангарского филиала ВСНЦ ЭЧ СО РАМН. Разработано и внедрено в научно-практическую деятельность Института рационализаторское предложение № 574 «Усовершенствование способа электромиографического исследования мышц задних конечностей у белых крыс».

Положения, выносимые на защиту:

1. Воздействие ВХ в производственных условиях оказывает влияние на распространенность нервно-психических заболеваний у работников основных профессий, которая зависит от экспозиционной химической нагрузки и стажа работы.

2. В постконтактном периоде винилхлоридной интоксикации у белых крыс развивается поражение нервной системы, прогрессирующее с течением времени, которое характеризуется нарастанием активации поведения, негативно-эмоциональным состоянием животных, снижением памяти, нейрофизиологическими и морфологическими изменениями.

3. У потомства, полученного от белых крыс-самцов, подвергавшихся длительному ингаляционному воздействию ВХ, выявлены морфо-функциональные нарушения нервной системы: отставание развития сенсорно-двигательных реакций в первые дни жизни и снижение общей двигательной активности, ориентировочно-исследовательского поведения, нейрофизиологические нарушения у половозрелых особей.

Апробация работы

Результаты проведенных исследований были доложены и обсуждены на: Межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 85-летию ГСЭС РФ (Иркутск, 2007); VI Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» (Москва, 2007); 2-м международном форуме «Окружающая среда и здоровье человека-2008» (Санкт-Петербург, 2008); Межрегиональной научно-практической конференции «Современные технологии в системе медико-психологической и медицинской реабилитации лиц опасных профессий» (п. Листвянка, 2008); 3-м Съезде токсикологов России (Москва, 2008); Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 10-летию организации Научных центров ВСНЦ СО РАМН (Иркутск, 2008); Ученом совете Ангарского филиала ВСНЦ ЭЧ СО РАМН (г. Ангарск, 18 марта, 2009).

Личный вклад автора

Автором сформулированы цель и задачи исследований, определены объекты, методы и объем работы. Проведена статистическая обработка и анализ результатов исследования содержания химических веществ в воздухе рабочей зоны и состояния здоровья работников на основании данных медицинского

обследования. Осуществлены экспериментальные исследования, выполнено формирование базы данных и обработка полученных результатов, проведено их обобщение и обсуждение, выполнено оформление диссертации, подготовлены публикации по теме диссертации.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, из них 3 - в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, б глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Содержит 29 рисунков, 28 таблиц, приложения. Изложена на 133 страницах. Список литературы содержит 175 источников (123 отечественных и 52 зарубежных).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

В работе был использован комплекс методов: гигиенические, токсикологические, поведенческие, нейрофизиологические, биохимические, патоморфоло-гические, математико-статистические. Гигиенические исследования проведены на ОАО «Саянскхимпласт» на производстве ВХ и ПВХ.

Для оценки состояния воздушной среды в производстве ВХ и ПВХ проводился анализ выкопировки данных исследований загрязнения воздуха рабочей зоны химическими веществами промышленно-санитарной лаборатории ОАО «Саянскхимпласт» и результатов замеров, проведенных сотрудниками лаборатории физико-химических методов исследования Института (руководитель - д.б.н., профессор В.Б. Дорогова). Всего проанализировано 2500 проб.

При определении экспозиционных нагрузок ВХ были учтены следующие характеристики: средние концентрации вещества в воздухе рабочей зоны, величина потребления воздуха работниками с учетом тяжести труда, время контакта с токсикантом за смену, количество смен в году.

Классификацию условий труда по показателям вредности и опасности химического фактора производственной среды проводили в соответствии с Руководством Р.2.2.2006-05.

Состояние здоровья работников оценивали на основе анализа карт медицинского осмотра, выполненного специалистами клиники Института (главный врач-д.м.н., профессор О.Л. Лахман). Всего обследовано 279 человек, средний возраст работников составлял 38,6 ± 3,7 лет, средний стаж - 10,6 ± 1,9 лет.

Для изучения воздействия ВХ на нервную систему был предпринят эксперимент на 500 белых крысах-самцах, массой 200-260 г, полученных путем собственного воспроизводства в виварии Института. Хроническое ингаляцион-

ное воздействие проводили в зимний период в 200-литровых газовых камерах. Общая продолжительность воздействия ксенобиотика - 8 недель, по четыре часа ежедневно, исключая выходные дни. Средняя концентрация ВХ в период ингаляционного воздействия на животных составляла 1224,0 ± 99,5 мг/м3. Белым крысам контрольной группы в том же режиме в камеры подавался воздух, не содержащий токсиканта. Обследование экспериментальных животных проводили в 2 этапа: непосредственно после окончания ингаляционного воздействия и спустя 9 недель. Для изучения влияния винилхлоридной интоксикации на состояние нервной системы потомства через три месяца после окончания экспозиции ВХ белые крысы-самцы опытной и контрольной групп были подсажены к интактным самкам. Потомство самцов контрольной группы (белые крысы обоего пола - контрольная группа), служило в свою очередь группой сравнения для животных, полученных от самцов, подвергавшихся воздействию ВХ (белые крысы обоего пола - опытная группа). Всего было обследовано 130 особей полученного потомства. Животные содержались в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и пище. Все исследования проводили в соответствии с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных целей (Страсбург, 1986), и требованиями «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к Приказу Минздрава СССР от 12.08.1977 г. № 755).

Для характеристики функций ЦНС половозрелых животных использовали тесты: «открытое поле», «крестообразный лабиринт», «чужак - резидент», «вращающийся стержень», вырабатывали условный рефлекс дифференцировки освещенности (3800 исследований). Изучение ритмической электрической активности коры головного мозга животных проводили на электроэнцефалографе DX-NT 32. V 19 (производитель «DX-Complexes» LTD, г. Харьков) совместно с врачом-неврологом клиники института, к.м.н. Е.В. Катамановой. Для оценки функции периферической нервной системы использовали электро-нейромиограф «Нейро-ЭМГ-Микро» (производитель «Нейрософт», г. Иваново) (выполнено совместно с научным сотрудником лаборатории клинических исследований, к.б.н. Д.В. Русановой). Всего проведено 464 нейрофизиологических исследований.

Морфологическому исследованию подвергали препараты нервной ткани (180 исследований), окрашенные общепринятыми методиками (Коржев-ский Д.Э., 2005). Весь материал исследовали на световых микроскопах МБИ-6 (Россия) и NEOVAR 2 (REICHERT - Jung).

Биохимическими методами определяли уровень оксида азота (NO) в гомогенате мозга и сыворотке крови экспериментальных животных (Голиков П.П., 2004). Содержание в гомогенате мозга восстановленного глутатиона (ВГ) определяли калориметрическим методом с использованием реактива

Элмана (Sedlak J., Lindsay R.H., 1968); содержание серотонина, адреналина, норадреналина и дофамина - при помощи тест-наборов Serotonin EIA и 3Cat EIA соответственно (LDN, Germany). Анализ биохимических показателей был выполнен на основании результатов 224 исследований, полученных лабораторией биохимии Института (руководитель - к.м.н. И.В. Кудаева).

Обследование нервной системы потомства животных (2640 исследований) проводили в соответствии со стадиями развития мозга: первый срок- 1-5-й дни, второй - 6-10-й дни, третий - 10-15-й дни жизни животных (Бордовская Т.Г., 2006). Крысят первых дней жизни обследовали в тестах «открытое поле» и «переворачивание на плоскости». В последующем исследование функции ЦНС осуществляли у потомства в возрасте 3 месяцев с учетом пола в соответствии с программой обследования нервной системы половозрелых животных.

Полученные материалы исследований обработаны с использованием методов параметрической (t- критерий Стьюдента) и непараметрической (критерии Манна-Уитни и Вилкоксона) статистики с использованием пакета прикладных программ Statistica for Windows 5.5. Для принятия решения о виде распределения признаков использовали W-критерий Шапиро-Уилка.

Работа выполнена в Ангарском филиале учреждения Российской академии медицинских наук Восточно-Сибирского научного центра экологии человека Сибирского отделения Российской академии медицинских наук - НИИ медицины труда и экологии человека. Институт соответствует установленным требованиям по разработке санитарно-гигиенических и эпидемиологических нормативных документов и имеет сертификат аккредитации Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия че-, ловека № CA 13.98 от 31.03.2005 г.; аттестат аккредитации испытательной лаборатории № ГСЭН.1Ш.ЦОАЛ49, зарегистрированный в Государственном реестре № POCC.RU.0001.510164 от 27.06.2007 г.; свидетельство об участии в Федеральной системе внешней оценки качества клинических лабораторных исследований (ФСВОК) - 2005 № 00038-01/05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Ретроспективный анализ содержания ВХ в воздухе рабочей зоны цеха получения ВХ ОАО «Саянскхимпласт» показал, что в 1994-2000 гг. наблюдались высокие среднегодовые уровни данного вещества в воздухе производственных помещений, превышающие предельно допустимые концентрации (ПДК) и составляющие от 7,1 ±2,1 до 13,5 ± 1,6 мг/м3 (рис. 1). При этом максимальные разовые концентрации ВХ в воздухе основных производственных помещений в данный период колебались в пределах от 0,4 до 374 мг/м3. В последующие годы отмечалось постепенное снижение среднегодового уровня загрязнения воздуха производственных помещений цеха ВХ до уровня ПДК и ниже, что было обу-

словлено проведением на заводе реконструктивно-ремонтных работ технологического оборудования и систем вентиляции. Вместе с тем максимальные разовые концентрации ВХ в отдельных случаях достигали в этот период 20,0 мг/м3.

16

^ Ю (О со о> о гм со Ю СО Г*-

о>о>сп о о о> о о о о о о о о

СП СТ) СП О) О СП О О О О О ООО 1-ч-т- т- СМ СЧ С\| СМ СЧ <М С\|

Г оды обследования —О— ПДК м.р. - 5 г/мг3 - -О- - мех ВХ -й-цех ПВХ

Рис. 1. Динамика содержания ВХ в воздухе рабочей зоны за 1994-2007 гг.

В цехе получения ПВХ за весь анализируемый период среднегодовые концентрации ВХ в воздухе рабочей зоны превышали гигиенический норматив только в 1995-1998 гг. и в 2006-2007 гг. и колебались от 5,1 ± 1,5 до 6,5 ± 2,0 мг/м3. Максимальные разовые концентрации за весь исследуемый период достигали 44,0 мг/м3. Класс условий труда работников по содержанию ВХ в воздухе рабочей зоны отнесен к вредному (3-й класс) 1-2-й степени. Следует отметить, что, кроме ВХ, в воздухе производственных помещений изучаемого производства регистрировались пары дихлорэтана и хлороводо-рода, а также пыль ПВХ, среднегодовые концентрации которых не превышали предельно допустимых значений.

Для характеристики химической нагрузки работников были определены средние экспозиционные нагрузки ВХ для основных профессий (аппаратчики, слесари-ремонтники, инженерно-технические работники (ИТР)). Оценка результатов исследования в производстве ВХ за 1994-2000 гг. показала, что наибольшую нагрузку имели слесари-ремонтники (11,8 ± 1,3 г) и аппаратчики (11,3 ± 1,2 г), она статистически значимо (р < 0,05) превышала таковую у ИТР (3,2 ± 0,3 г). Между тем, проведенные расчеты стажевой дозовой нагрузки за весь период их работы выявили также некоторые различия средних величин у слесарей-ремонтников (48,5 ± 6,7 г) и аппаратчиков (37,4 ± 2,7 г) (Шаяхме-тов С.Ф., Дьякович М.П., Мещакова Н.М., 2008). Данный факт свидетельствует о необходимости определения стажевой дозовой нагрузки для каждого работника индивидуально.

Анализ данных медицинского осмотра работников показал, что в структуре выявленных заболеваний болезни нервной системы и психические расстройства в основной группе располагались на четвертом ранговом месте, у ИТР - на шестом. Изучение частоты заболеваний данных классов выявило, что нервно-психические заболевания регистрировались у лиц основной группы в 18,8 ± 3,2 случаев на 100 осмотренных, у ИТР - в 12,9 ± 3,7 случаев. Результаты исследования частоты нервно-психических заболеваний у работников основной группы в зависимости от стажа свидетельствовали о влиянии продолжительности работы на динамику данного показателя. Так, при стаже менее 5 лет выявлено 6,7 ± 4,7 случаев данных заболеваний на 100 осмотренных. В дальнейшем, при стаже 5-9 лет произошло статистически значимое увеличение (р < 0,05) показателя до 24,3 ± 5,7. При стаже 10 и более лет частота нервно-психических заболеваний практически осталась на том же уровне - 18,3 ± 4,7 случаев на 100 осмотренных {р > 0,05). Изучение частоты нервно-психических заболеваний у ИТР не выявило статистически значимых колебаний в различных стажевых группах. Следует также отметить, что при стационарном обследовании стажированных работников основных профессий (группа риска) у двух лиц был установлен диагноз профессиональной хронической интоксикации винилхлоридом.

Анализ распространенности нервно-психических заболеваний у лиц основной группы свидетельствует о том, что при более высокой экспозиционной нагрузке данный показатель возрастает с увеличением стажа работы, в то время как при меньших химических нагрузках (у ИТР) данный показатель существенно не изменяется.

Результаты выполненных гигиенических исследований свидетельствуют о наличии загрязнения воздуха рабочей зоны ВХ, динамика которого имеет свои особенности в различные периоды работы изучаемого производства. Вместе с тем рост частоты нервно-психических заболеваний у работников основных профессий в зависимости от стажа указывает на возможность развития отдаленных последствий воздействия высоких концентраций ВХ на нервную систему, несмотря на отсутствие превышения ПДК среднегодовых концентраций ВХ в рабочей зоне в последние годы. Проверить данное предположение представлялось перспективным при экспериментальном исследовании винилхлоридной интоксикации на лабораторных животных, которое позволило оценить нейротоксичный эффект ВХ при изолированном действии в динамике постконтактного периода.

Полученные результаты экспериментального изучения интоксикации на белых беспородных крысах-самцах половозрелого возраста выявили значительное влияние ингаляционного воздействия ВХ на врожденное видоспеци-фическое поведение белых крыс.

Таблица I

Поведение белых крыс в «открытом поле» (Ме и интерквартильный интервал)

Поведенческие акты (кол-во) 1-й срок обследования 2-й срок обследования

Опыт (п = 60) Контроль (п = 44) Опыт (п = 16) Контроль (п = 16)

Локомоции 4,6 (2-10,9)* 2,2 (1-7,2) 8,9(5-11,2)* 4,0 (2-5,9)

Обнюхивания 15,9(11-20,2)* 11,0 (8,9-16) 24,1 (11-30,1) 13,9(9-19,1)

Движения на месте 5,9(4-8,1)* 4,0 (2,9-6) 6,9 (6-13) 5,1 (4,9-7,8)

Стойки 2,9 (2-5)* 2,0 (1-3,2) 7,8(2,7-11,5)* 1,1 (0,9-3,2)

Сидит 5,1 (4-7,5) 5,0(4,1-5,9) 3,9 (2-4)* 5,0 (3,2-5,9)

Сумма всех актов 42,0 (28-51,5)* 26,5(20,5-51) 63,5 (25-73) 33,0 (27-46)

Примечание: * - отличия статистически значимы при сравнении с контролем (р < 0,05); п - количество наблюдений.

При обследовании животных сразу после окончания воздействия ВХ (1-й срок обследования) в «открытом поле» белые крысы опытной группы продемонстрировали повышенную двигательную активность, что выражалось в возрастании количества акта «локомоции» и всех поведенческих актов, а также в значительно меньшем времени, затраченном на выполнение акта «сидит» (в опытной группе - 8,7 (6,4-17) сек, в контрольной - 16,9 (10,2-25,9) сек) (табл. 1). Аналогичные результаты, свидетельствующие о повышении двигательной активности белых крыс при хроническом воздействии ВХ, получены в экспериментах В.И.Глущенко (1980).

Увеличение количества актов «стойки», «обнюхивания», проявленных особями с интоксикацией ВХ, свидетельствовало о повышенном уровне ориентировочно-исследовательской активности у данных животных. Вместе с тем у опытных белых крыс выявлялось негативно-эмоциональное состояние, которое выражалось в возрастании количества акта «движения на месте».

Анализ паттернов целостного поведения белых крыс в отдаленном периоде обследования (2-й срок обследования) показал сохранение активации локомоторной активности у животных опытной группы, что проявлялось в увеличении количества акта «локомоций» с одновременным уменьшением количества акта «сидит», а также повышенной исследовательской активности за счет увеличения количества акта «стойки» (табл. 1).

При сравнении поведения особей с винилхлоридной интоксикацией в динамике постконтактного периода обнаруживалось нарастание общей двигательной активности (уменьшение количества акта «сидит», возрастание суммарного количества актов), усиление ориентировочно-исследовательской деятельности (увеличение количества актов «стойки», «свешивания» с рукавов «крестообраз-

нош лабиринта»), возрастание уровня тревожности (увеличение количества акта «движения на месте») (рис. 2). Следует заметить, что у особей контрольной группы не выявлено статистически значимых изменений в поведении при сравнении изучаемых показателей в оба срока обследования (табл. 1).

3 2,5

I 1,5

Р»

о 0,5 | 0 -0,5 -1 -1,5

Рис. 2. Кратность изменения показателей поведения белых крыс опытной группы при сравнении во 2-й срок относительно 1 -го срока: * - отличия статистически значимы при р < 0,05;«+» - возрастание; «-»- снижение.

Оценивая общую структуру поведения животных опытной группы, было установлено ее нарушение как при обследовании сразу после окончания воздействия ВХ, так и в отдаленном периоде. Наличие переходов «сидит - гру-минг», «локомоция - стойка», «движение на месте - обнюхивание» у белых крыс в 1-й срок обследования свидетельствовало о выраженном негативно-эмоциональном состоянии данных животных (рис. 3). Повышенную двигательную активность данных животных подтверждало большое количество комбинаций различных переходов. Во 2-й срок обследования обращала на себя внимание взаимосвязанная цепь поведенческих актов «сидит» - «движение на месте» - «обнюхивание», называемая «треугольником страха». В поведении животных не регистрировались переходы с актом «норка», что указывало на обедненность и разрушение структуры поведения.

Граф целостной структуры поведения белых крыс, не подвергавшихся воздействию ВХ, выявил в оба срока обследования животных ориентировочно-исследовательское поведение, характерное для нормальной видоспецифи-ческой активности в «открытом поле», в котором присутствовали переходы «стойка - обнюхивание», «норки - обнюхивания», «локомоции - обнюхивания».

2 Ъ 2,4*

> > > > > > ' > > ► > 4 4 4 4 > » > » < 4 4 4 > > > > > »

< < 4 4 4 < 4 4 « « 4 4 4 4 4 > > > » > ► < 1 » » ►

> > > 4 > > 4 » > > < < < ' < 1.2*

> > > > » » 4

V > > < > > < < > > > *

4 > > > У > > ' < < > > » > » ►

> * 4 4 4 »*» 4 4 < < 1 3

--

*

сидит сумма актов стойки свешивания движения на

месте

Рис. 3. Граф поведения животных опытной группы в «открытом поле» в 1 -й (А) и 2-й (Б) сроки обследования.

В отдаленный постконтактный период у белых крыс с винилхлоридной интоксикацией выявлялось снижение рациональности исследовательского поведения, связанного с нарушениями рабочей памяти животных, что выражалось в статистически значимом увеличении количества переходов между рукавами «крестообразного лабиринта» (3,5 (3-7) в опытной группе и 2,5 (2-2,9) - в контрольной). Нарушение процессов обучаемости и памяти у опытных животных подтверждалось и результатами выработки условного пищедобывательного рефлекса в отдаленном периоде (рис. 4). Так, особи опытной группы выполняли меньшее количество правильных пробежек и достигали критерия обученности позднее, чем контрольные животные.

Дни обучения

—О—опыт ——Д— контроль

Рис. 4. Количество правильных пробежек белых крыс при формировании условного пищедобывательного рефлекса (М ± БО).

Важно подчеркнуть, что при анализе литературы нами не обнаружены работы, в которых проводилось исследование памяти у лабораторных животных, подвергавшихся воздействию ВХ. В то же время, по данным В. А. Антошоженко (1980), у лиц в процессе контакта с данным веществом выявлялись нарушения когнитивных функций. Учитывая результаты нашего эксперимента, можно с определенной долей вероятности предположить, что подобные нарушения могут сохраняться у работающих и в постконтактном периоде.

Оценка зоосоциального поведения животных показала значительное нарастание агрессивности в отдаленном постконтактном периоде (рис. 5). Так, количество атак на «чужака» во 2-й срок обследования возросло в 2,5 раза по сравнению с таковыми в 1-й срок.

1

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 о

Опыт

Контроль

1-й срок

Опыт

Контроль

2-й срок

Рис. 5. Показатель агрессивности белых крыс в тесте «чужак - резидент» (М ± БО): отличия статистически значимы при сравнении * - опыт и контроль, ** - опыт 1 -го и 2-го сроков обследования (р < 0,05).

Анализ целостной структуры поведения белых крыс, получивших ингаляции ВХ, свидетельствовал о нарушении высших интегративных функций головного мозга: повышение локомоторной активности, ориентировочно-исследовательских реакций, наличие негативно-эмоционального состояния, страха, нарушение процессов запоминания и обучения. При этом нарушения видоспецифических форм поведения сохранялись длительное время и прогрессировали в отдаленном постконтактном периоде.

Исследование координации и выносливости животных с помощью «вращающегося стержня» не обнаружило статистически значимых отличий во времени удержания на стержне между результатами белых крыс опытной и контрольной групп в оба срока обследования.

При изучении биоэлектрической активности периферической и центральной нервной систем экспериментальных животных установлено неблагопри-

ятное влияние ВХ на исследуемые нейрофизиологические показатели. Так, впервые проведенная в экспериментальных условиях ЭНМГ (электронейро-миография) мышц и нервов задней конечности животных опытной группы показала стойкие изменения М-ответа: уменьшение амплитуды и площади вовлечения (рис. 6). Данные нарушения свидетельствовали о снижении количества функциональных двигательных единиц в исследуемых мышцах животных с интоксикацией ВХ, которое выявлялось в течение длительного периода после прекращения контакта с токсикантом и было характерно для аксональнош типа поражения нервного ствола (Бадалян Л.О., 1986).

16

14

12

£

<5 Ю

х о X

я г е>

Ао Ак во Эк Ао Ак Эо Эк 1-й срок 2-й срок

- средняя [] - интерквартильный интервал I - минимум и максимум

Рис. 6. Показатели ЭНМГ: Ао и Ак - амплитуда опыт и контроль (мВ); во и Бк -площадь вовлечения опыт и контроль (мВ х мс); * - отличия статистически значимы при сравнении с контролем (р < 0,05).

Изменения структуры поведения животных, получивших ингаляции ВХ, подтверждались и результатами регистрации биопотенциалов головного мозга. Выявленные изменения электроэнцефалограммы (ЭЭГ) белых крыс свидетельствовали о преобладании в отдаленном постконтактном периоде нейроинтоксикации при ФС 2 Гц медленноволновой активности б-диапазона, указывающего на угнетение корковых биопотенциалов, а также о появлении патологического р2-ритма при ЗВП. При этом у белых крыс контрольной группы на протяжении всего периода преобладал 01 -диапазон. Вместе с тем в отдаленный период обследования у особей опытной группы наблюдалось снижение амплитуды ритмов в ответ на проведение различных проб при сравнении с контролем (табл. 2), что может служить подтверждением изменений в биоэлектрической активности мозга.

Таблица 2

Сравнение показателей амплитуды основных диапазонов ЭЭГ (мкВ) у белых крыс в динамике постконтактного периода (Ме и интерквартилъный интервал)

Вид ЭЭГ, диапазон Сроки обследования

1-й срок 2-й срок

Опыт Контроль Опыт Контроль

Фоновая

б 140,0 (110-217)* 100,0(93-132) 110,0(100-137) 100,0(89-120)

8 189,0(142-215)* 137,0 (116-170) 104,0 (80-226) 162,0 (131-188)

Р1 78,0 (60-100)* 60,0 (58-70) 73,0 (31-100) 87,0 (72-100)

ß2 60,0 (44-82)* 41,0 (38-53) 41,0(21-69)* 56,0 (54-80)

ФСС

а 100,0 (86-158)* 88,0 (75-100) 99,0 (55-109) 105,0 (97-125)

Р1 76,0 (66-98)* 64,0 (42-75) 63,0 (45-100)* 76,0 (69-98)

ß2 66,0 (45-74)* 43,0 (30-51) 41,0 (30-66) 50,0 (48-75)

ФС 2 Гц

а 127,0 (86-133)* 95,0 (81-97) 56,0(49-100)* 100,0 (93-123)

ß1 78,0 (68-94)* 58,0 (45-76) 44,0 (34-100)* 81,0 (67-100)

ß2 63,0 (48-70)* 41,0 (34-48) 38,0 (22-65) 57,0 (48-86)

ЗВП

ß1 81,0 (76-93) 65,0 (59-73) 52,0 (45-93)* 88,0 (81-100)

ß2 59,0 (48-59) 50,0 (41-51) 37,0 (31-43)* 71,0 (55-81)

Примечание: ФСС - случайная фотостимуляция; ФС 2 Гц - фотостимуляция с частотой 2 Гц; ЗВП - зрительные вызванные потенциалы; * - отличия статистически значимы при сравнении с контролем (р < 0,05); количество наблюдений во всех группах - 8.

Исследование параметров некоторых биохимических показателей позволило выявить изменения содержания в шмогенате головного мозга нейромедиаторов, являющихся одними из основных регуляторов поведения и эмоций (Добрынина З.Б., 1997; Аксенова М.Г., 2006). Установлено, что во 2-й срок обследования статистически значимо возросло содержание дофамина в ткани мозга белых крыс с интоксикацией ВХ при сравнении с 1 -м (табл. 3), что, по-видимому, определяет усиление локомоторной активности животных в динамике постконтакгного периода (Горбунова A.B., 1992). В отдаленный период обнаружено повышение количества серотонина в гомогенате головного мозга особей опытной группы

как по сравнению с контролем, так и относительно результатов 1-го срока обследования. Возрастание активности серотонинергических нейронов может обусловливать у животных опытной группы изменение эмоционального фона, характеризующегося нарастанием тревоги, а также усиливающейся с течением времени внутривидовой агрессивности (Иззате-Заде К.Ф., 2004; Хейфей И.А., 2007). Содержание адреналина и норадреналина в гомогенате мозга при сравнении показателей животных опытной и контрольной групп в оба срока обследования статистически значимо не отличалось.

Таблица 3

Биохимические изменения у белых крыс (Ме и интерквартильный интервал)

Показатель (ед. измерения) 1-й срок обследования 2-й срок обследования

Серотонин (нг/г ткани) 133.1 (100.5-245,5) 175,8 (166,8-214,5) 253.0(132.5-354.4)*** 119,9(82,1-148,3)

Дофамин (нг/г ткани) 0.4 (0.3-0.5) 0,5 (0,2-0,7) 1.2(0.9-1.3)** 0,9 (0,7-1,3)

N0 сыворотки крови (мкМ/л) 24.8 (22.3-29.0) 17,5(11,8-29,5) 10.8 (8.8-13.1)** 10,5 (9,9-11,1)

ВГ в гомогенате мозга (мкМ/г ткани) 1.4 (1.3-1.5)* 1,6(1,4-1,8) 1.3 (0.9-1.4) 1,2 (0,9-1,5)

Примечание: отличия статистически значимы при сравнении * - опыт и контроль; ** - опыт 1 -й и 2-й срок при р < 0,05; над чертой - опыт; под чертой - контроль; количество наблюдений во всех группах - по 8.

Результатами изучения показателей окислительного метаболизма у животных опытной группы установлен меньший уровень ВГ в гомогенате головного мозга (табл. 3). В отдаленный посконтактный период в данной группе выявлено динамическое снижение уровня N0 в сыворотке крови. Полученные нами экспериментальные данные свидетельствовали о нарушении антиоксидантной активности в организме белых крыс и подтверждали результаты исследований, выполненных И.В. Кудаевой и Л.Б. Маснавиевой (2008) у работников ОАО «Саянскхимпласт», контактирующих с ВХ.

Анализ результатов патоморфологических исследований головного мозга белых крыс показал, что сразу после окончания ингаляционного воздействия в препаратах головного мозга животных отмечались перицеллюлярный и периваскулярный отек. Определялась дистрофия единичных клеток нервной ткани, наиболее выраженная в нейронах коры головного мозга без нарушения ее структуры. В отдаленном постконтактном периоде усилились признаки дистрофии нейронов, в процесс вовлекались клетки коры головного мозга и гиппокампа. В препаратах нервной ткани выявлялись реакция глии и разрежение структуры слоев нейронов коры головного мозга и гиппокампа с резким сокращением количества нервных клеток. Следствием нарушений обменных процессов в нервной ткани являлся обширный спонгиоз, наблюдаемый только в отдаленный период обследования. По нашему мнению, развитие и прогресси-18

рование морфологических нарушений в нервной ткани обусловило ухудшение интегративных функций ЦНС у опытных животных, наблюдаемое в отдаленном периоде после воздействия ВХ. Обнаруженные патоморфологические изменения могут свидетельствовать как о стойкости вызванных ВХ изменений, так и о патогенетических механизмах прогрессирования патологического процесса с течением времени.

Полученные результаты эксперимента, характеризующие изменения целостной структуры поведения, двигательной активности, нейрофизиологические показатели у животных, подвергавшихся воздействию ВХ, по нашему мнению, обусловлены и связаны с морфологическими и биохимическими нарушениями в структурах головного мозга: в первую очередь в коре больших полушарий и гиппокампе, ответственных за проявления ВНД, эмоций. Вместе с тем считаем необходимым отметить, что при устранении контакта с изучаемым токсикантом не происходит обратного развития возникших патологических процессов. Наоборот, вероятность формирования нарушений в функционировании ЦНС и тяжесть симптомов нейроинтоксикации нарастает с течением времени постконтактного периода.

Выполнение второй серии экспериментальных исследований предусматривало изучение развития и функционирования нервной системы, которая одна из первых реагирует на изменение функционального состояния организма (Герасименко А.Н., Мусийчук Ю.И., 1997), у потомства белых крыс-самцов, подвергавшихся воздействию ВХ.

Анализ развития сенсорно-двигательных реакций и координации у новорожденных крыс, полученных при спаривании самцов с винилхлоридной интоксикацией с интактными самками, в «открытом поле» позволил установить пониженную спонтанную двигательную активность у животных 6-10 дней жизни (в опытной группе -12,5 (10-20) сек, в контрольной - 45,0 (20-65) сек, р < 0,05). Вместе с тем изучение развития координации в тесте «переворачивание на плоскости» показало, что у потомства опытной группы данные показатели статистически значимо отстают от контрольных. Переворачивание со спинки на живот особей опытной группы занимало достоверно больший период времени, как в возрасте 1-5 дней (соответственно, 6,0 (3-30) сек и 3,0 (3-10) сек,р < 0,05), так и у 6-10-дневных (опыт - 6,0 (4-8) сек, контроль -2,5 (1,5-13) сек,р < 0,05). При обследовании животных на 11-15-й дни после рождения различия в поведенческой активности не обнаруживались.

Среди половозрелого потомства в возрасте 3-х месяцев выраженные изменения целостной структуры поведения выявлялись только у белых крыс-самцов опытной группы (табл. 4). У данных особей наблюдалось снижение локомоторной активности, что проявлялось в уменьшении количества акта «локомоции» и суммарного количества всех поведенческих актов, отмечалось снижение ориентировочно-исследовательской деятельности - уменьшение

количества актов «обнюхивание» и «норки». Поскольку поведение животных отражает их способность адаптироваться к окружающей среде (Гуськова Т. А., 2008), можно предположить, что выявленные нами у потомства первых дней жизни и половозрелых самцов изменения двигательной активности и поведения свидетельствуют о сниженной способности к приспособительным реакциям, обусловленным отставанием в развитии или незрелостью нервной системы.

Таблица 4

Поведение половозрелого потомства (Ме и интерквартильный интервал)

Поведенческие акты (количество) Самцы Самки

Опыт Контроль Опыт Контроль

Локомоции 6,5 (4-11)* 13,0 (10-15,5) 7,0(6-11) 10,5(8-12)

Обнюхивания 20,0 (13-25)* 26,0 (20,5-29) 22,0 (18-25) 21,0(21-27)

Норки 3,0 (2,5-4,2)* 6,0 (3-8) 3,0 (1-3) 3,0 (2-4)

Сумма всех актов 43,5 (37,5-62)* 69,0 (63,5-77,5) 54,0 (42-64) 56,0 (53-59)

Примечание: * - отличия статистически значимы при р < 0,05; количество наблюдений в опытных группах - 30, в контрольных - 25.

При изучении поведения потомства белых крыс опытной группы не выявлены статистически значимые изменения в тестах «крестообразный лабиринт» и «чужак — резидент» при сравнении с контролем. Анализ результатов исследования координации и выносливости также не обнаружил нарушений.

Результаты ЭНМГ-обследования половозрелого потомства опытной группы показали наличие патологических изменений в ответных реакциях нервно-мышечного аппарата, которые выражались в уменьшении количества функциональных двигательных единиц, вовлеченных в ответ на электрические стимулы (площадь вовлечения в опытной группе - 2,7 (2,3-3,4) мВ х мс, в контрольной - 6,0 (3,8-9,5) мВ х мс; р < 0,05).

Исследование препаратов головного мозга у потомства в 3-месячном возрасте обнаружило нарушения структуры нервной ткани: ишемическое поражение нейронов коры больших полушарий, разрежение плотности ее первого слоя, повышенную проницаемость сосудов головного мозга, вакуолизацию клеток глии с уменьшением количества глиальных элементов, выраженный отек лимбической коры, спонгиоз подкоркового вещества.

Полученные нами данные показали, что ВХ способен оказывать опосредованное воздействие на функциональное состояние нервной системы потомства белых крыс-самцов, подвергавшихся воздействию ВХ, характеризующееся изменениями в поведении животных, показателей ЭНМГ и морфологии нервной ткани.

Таким образом, научный анализ выполненных нами гигиенических, токсикологических, нейрофизиологических и биохимических исследований свидетельствует о неблагоприятном воздействии ВХ на состояние центральной 20

и периферической нервной системы и прогрессировании патологического процесса с течением времени. Знание характера формирования поражения ЦНС позволит неврологам в отдаленном постконтактном периоде установить связь клинических синдромов нейроинтоксикации у работающих с предшествующим контактом с ВХ. Представляется крайне важным дальнейшее всестороннее изучение влияния ВХ на состояние здоровья последующих поколений.

ВЫВОДЫ

1. В современном производстве ВХ и ПВХ на ОАО «Саянскхимпласт» основным загрязнителем воздушной среды являются пары ВХ, концентрации которых в воздухе рабочей зоны определяют условия труда работников основных профессий как вредные (3-й класс) 1-2-й степени.

2. По результатам углубленного медицинского осмотра выявлены различия в структуре заболеваемости работников основной группы и ИТР: нервно-психические заболевания занимают 4-е и 6-е ранговые места соответственно. Распространенность нервно-психических заболеваний у работников составляет от 12,9 ± 3,7 до 18,8 ± 3,2 случаев на 100 осмотренных и зависит от экспозиционной химической нагрузки и стажа работы.

3. Нарушения целостной структуры поведения животных с винилх-лоридной нейроинтоксикацией характеризуются нарастанием в динамике постконтактного периода ориентировочно-исследовательского поведения, общей двигательной активности, внутривидовой агрессивности, снижением способности к образованию условно-рефлекторных связей.

4. Выявленные изменения биоэлектрической активности головного мозга белых крыс свидетельствуют о преобладании в отдаленном постконтакгном периоде нейроинтоксикации медленноволновой активности 9-диапазона, снижении амплитуды основных диапазонов, появлении патологического р2-ритма, угнетении корковых биопотенциалов и усвоении навязанного ритма в нагрузочных тестах с изменением ведущего диапазона в отдаленном периоде с Р1 на 0-ритм. В периферической нервной системе регистрируется уменьшение количества функциональных двигательных единиц, участвующих в ответе на стимул, сохраняющееся в отдаленном периоде обследования.

5. Установлено нарастание в динамике постконтактного периода морфологических изменений ткани головного мозга белых крыс, усиление признаков дистрофии нейронов, затрагивающей все слои коры головного мозга и гиппокампа, появление обширного спонгиоза и реакции глии.

6. У потомства первых дней жизни, полученного от белых крыс-самцов с винилхлоридной нейроинтоксикацией, выявлено отставание развития сенсорно-двигательных реакций. У половозрелого потомства (белых крыс-самцов) установлено изменение структуры поведения, характеризующееся снижением двигательной активности, ориентировочно-исследовательских реакций.

7. При электроиейромиографических исследованиях половозрелого потомства белых крыс выявлено уменьшение количества функциональных двигательных единиц, участвующих в ответе на стимул. Морфологические изменения характеризуются поражением нейронов коры головного мозга, повышением проницаемости сосудов, уменьшением количества глиальных элементов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для объективной оценки степени вредности и опасности условий труда и уровня профессионального риска у работников основных профессий производства ВХ и ПВХ необходимо проведение анализа динамики загрязнения воздушной среды и определение стажевой дозовой химической нагрузки.

2. С целью снижения риска возникновения заболеваний нервной системы у работающих в производстве ВХ и ПВХ при проведении периодических медицинских осмотров необходимо углубленное исследование центральной и периферической нервной систем с проведением ЭЭГ с различными нагрузочными тестами, ЭНМГ, нейропсихологического тестирования.

3. В связи с возможностью развития и прогрессирования патологии нервной системы в постконтактном периоде, установленной в эксперименте, необходимо проведение мониторинга состояния здоровья лиц, прекративших производственный контакт с ВХ.

4. Рекомендуется проведение анализа взаимосвязи факторов рабочей среды и трудового процесса с состоянием здоровья, что позволит неврологам в отдаленном постконтактном периоде установить связь клинических синдромов нейроинтоксикации у работающих с предшествующим контактом с ВХ;

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Капустина Е.А. Динамика поведенческого паттерна белых крыс в постконтактном периоде интоксикации винилхлоридом / Е. А. Капустина // Профессия и здоровье: мат. VI Всероссийского конгресса. - М., 2007. - С. 534-536.

2. Капустина Е.А. Отдаленные проявления длительной винилхлоридной интоксикации у белых крыс / Е.А. Капустина, Е.А. Титов // Методологические проблемы изучения и оценки био- и нанотехнологий в экологии человека и окружающей среды: мат. пленума научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН. -2007. - С. 118-120.

3. Капустина Е.А. Электронейромиографические проявления при экспериментальной интоксикации винилхлоридом / Е.А. Капустина, Д.В. Русанова // Бюлл. ВСНЦ СО РАМН. - 2007. - № 6 (58). - С. 78-80.

4. Капустина Е.А. Поведение потомства белых крыс-самцов, подвергавшихся винилхлоридной интоксикации / Е.А. Капустина // Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины: мат. V конференции молодых ученых России с международным участием. - Москва, 2008. - С. 545.

5. Капустина Е.А. Ингаляционное воздействие винилхлорида на нервную систему белых крыс и их потомства / Е.А. Капустина, Д.В. Русанова И Бюлл. ВСНЦ СО РАМН. - 2008. - № 1 (59). - С. 50-53.

6. Рукавишников B.C. Изучение механизмов формирования поражений нервной системы при воздействии производственных токсикантов: клинико-экспериментальные исследования / B.C. Рукавишников, С.Ф. Шаяхметов, JIM. Со-седова, O.JI. Лахман, И.В. Кудаева, Н.Л. Якимова, Е.А. Титов, Е.А. Капустина [и др.] // 3-й съезд токсикологов России: тезисы докладов. - Москва, 2008. - С. 245-247.

7. Соседова Л.М. Влияние ингаляционного воздействия винилхлорида на поведение белых крыс в отдаленном постконтактном периоде / Л.М. Соседова, Е.А. Капустина // Токсикологический вестник. - 2008. - № 5. - С. 17-20.

8. Соседова Л.М. Морфофункциональные нарушения у крыс при воздействии винилхлоридом в отдаленном периоде интоксикации / Л.М. Соседова, Е.А. Капустина, Е.А.Титов // Медицина труда и промышленная экология. - 2008. - № 1. - С. 24-29.

9. Соседова Л.М. Отдаленные эффекты нейротоксичности при экспериментальном моделировании I Л.М. Соседова, B.C. Рукавишников, С.Ф. Шаяхметов, Н.Л. Якимова, Е.А. Титов, Е.А. Капустина II Вестник Российской Военно-медицинской академии. - 2008. - № 3 (23). - С. 34.

10. Соседова Л.М. Экспериментальное моделирование токсической энцефалопатии /Л.М. Соседова, Н.Л. Якимова, Е.А. Титов, Е.А. Капустина // Медицина труда и промышленная экология. - 2008. - № 5. - С. 17-20.

Список сокращений, принятых в работе

ВГ - восстановленный глутатион

вх - винилхлорид

звп - зрительные вызванные потенциалы

ИТР - инженерно-технические работники

ПВХ - поливинилхлорид

пдк - предельно допустимые концентрации

ФС - фотостимуляция

ФСС - случайная фотостимуляция

цне - центральная нервная система

энмг - электронейромиография

ээг - электроэнцефалография

NO - оксид азота

Подписано в печать 1.04.2009. Бумага офсетная. Формат 60x84'/(6. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 108-09.

РИО НЦ PBX СО РАМН (Иркутск, ул. Борцов Революции, 1. Тел 29-03-37. E-mail: arleon@rol.ru)

Сохранение здоровья работающего населения как важнейшей производительной силы общества является приоритетной социально-экономической проблемой государства. Прогрессирующее снижение численности трудовых ресурсов, нарушение состояния здоровья работающих, увеличение их возрастного ценза не могут не сказаться на благополучии страны [55]. Развитие химической промышленности породило потребность в предупреждении, распознавании и лечении последствий, в том числе и отдаленных, разнообразных химических воздействий [48,76]. В числе приоритетных, среди вопросов изучения неблагоприятного воздействия профессиональных факторов химической природы на организм работающих, являются исследования отдаленных эффектов нейроинтоксикаций [80,107,121]. Значение данной проблемы определяется высокой частотой первичной инвалидизации лиц, перенесших острую или хроническую нейроинтоксикациию, и обусловлено нередким формированием прогредиентного течения патологического процесса, существенно снижающего качество жизни. Несмотря на многочисленные исследования, посвященные профессиональным нейроинтоксикациям, остаются недостаточно изученными основные патогенетические звенья формирования и течения токсических поражений нервной системы [3,40,48,166].

Среди множества химических токсикантов, имеющих тропность к нервной системе, особое место занимает винилхлорид, производство которого во всем мире за последние 20 лет возросло в два раза и составляет на современном этапе 27 млн. тонн в год, а количество человек, имеющих с ним производственный контакт, достигает 1 млн [4,5,170]. На сегодняшний день наблюдается значительное отставание в решении вопросов, касающихся отдаленных последствий нейротропного воздействия винилхлорида, по сравнению с эффектами нейротоксичности, выявляемыми в процессе контакта с ним. Возможность развития отдаленных нейротоксических эффектов производственного воздействия винилхлорида указана в отдельных работах

3,12,156]. В то же время до настоящего времени остаются окончательно невыясненными особенности клинических проявлений, характера течения винилхлоридной нейроинтоксикации в отдаленном периоде и патогенетические механизмы поражения нервной системы в постконтактный период.

Необходимо отметить, что отсутствие научно обоснованной оценки нейротоксичности винилхлорида в отдаленном постконтактном периоде диктует необходимость проведения комплексных исследований, посвященных изучению отдаленных последствий воздействия винилхлорида как в натурных условиях, так и в эксперименте. Представляет интерес динамическое изучение патологического процесса для выяснения возможности прогрессирования или нивелирования признаков нейроинтоксикации в постконтактном периоде [3,156]. Недостаточно изучены уровни распространенности нервно-психических заболеваний у работающих в производстве винилхлорида, что обусловливает актуальность и необходимость проведения оценки их заболеваемости.

Современные исследования позволяют утверждать, что интоксикация родителей вызывает нарушения в функционировании различных органов и систем организма у их детей [106,120]. Большинство работ при этом посвящены изучению влияния состояния здоровья матерей, подвергавшихся воздействию токсиканта, как фактора риска развития патологических изменений у потомства. В то же время есть основания полагать, что воздействие токсикантов на отцов также может оказывать негативное влияние на состояние здоровья детей [39].

Анализ литературных данных не дает сведений о состоянии здоровья детей, рожденных от отцов, контактировавших с винилхлоридом. Доказано, что винилхлорид, наряду с нейротоксичным действием, оказывает негативное влияние на мужскую репродуктивную функцию [54,100]. Кроме этого винилхлорид способен оказывать воздействие на генетический аппарат клеток, что ставит вопрос о возможности появления нежелательных эффектов в последующих поколениях [139,170]. В связи с чем, на наш взгляд, весьма актуально экспериментальное изучение влияния интоксикации винилхлоридом самцов белых крыс на развитие и функционирование нервной системы их потомства, которая одна из первых реагирует на изменение функционального состояния организма.

Успешное решение в понимании механизмов патологического процесса в нервной системе занимают экспериментальные модели на животных, позволяющие получить наиболее достоверную и адекватную информацию о токсических поражениях центральной и периферической нервной системы.

Цель работы: выявить особенности воздействия винилхлорида на нервную систему и характер формирования отдаленных нейротоксических эффектов.

В соответствии с целью поставлены следующие задачи:

1. Дать гигиеническую характеристику загрязнения воздуха рабочей зоны в производстве винилхлорида и поливинилхлорида.

2. Оценить состояние нервной системы работающих в производстве винилхлорида и поливинилхлорида по результатам их углубленного медицинского обследования.

3. Изучить в эксперименте функциональное состояние нервной системы в постконтактном периоде винилхлоридной интоксикации у белых крыс на основании исследования общей двигательной активности, поведения, биохимических и нейрофизиологических тестов, морфологических изменений нервной ткани.

4. Выявить изменения двигательной активности, поведения, биоэлектрической проводимости периферических нервов и мышц и морфологии нервной ткани у потомства белых крыс-самцов, подвергавшихся длительному ингаляционному воздействию винилхлорида.

Научная новизна

Выявленные высокие показатели частоты нервно-психических заболеваний у работников основных профессий в производстве винилхлорида и поливинилхлорида ОАО «Саянскхимпласт» не соответствуют установившимся в последние годы низким значениям концентраций винилхлорида в рабочей зоне и в большей степени обусловлены экспозиционно-стажевой нагрузкой.

На основании данных экспериментального моделирования установлен характер поражения нервной системы в отдаленном периоде винилхлоридной интоксикации, прогрессирующего с течением времени и сопровождающегося нарастанием в динамике постконтактного периода ориентировочно-исследовательского поведения, общей двигательной активности, внутривидовой агрессивности, снижением способности к образованию условно-рефлекторных связей.

Впервые при динамическом обследовании установлены особенности нарушений биоэлектрической активности головного мозга белых крыс, свидетельствующие о преобладании в отдаленном постконтактном периоде нейроинтоксикации медленноволновой активности 0-диапазона, снижении амплитуды основных диапазонов, появлении патологического (32-ритма, угнетении корковых биопотенциалов, усвоении навязанного ритма в нагрузочных тестах с изменением ведущего диапазона в отдаленном периоде с pi на 0-ритм. Выявлены изменения биоэлектрической активности мышц задней конечности белых крыс с винилхлоридной интоксикацией, характеризующиеся уменьшением количества функциональных двигательных единиц, участвующих в ответе на стимул, и сохраняющиеся в отдаленном периоде обследования.

Впервые показано влияние интоксикации винилхлоридом самцов белых крыс на изменение поведения потомства, характеризующееся отставанием развития сенсорно-двигательных реакций в первые дни жизни, снижением общей двигательной активности, ориентировочно-исследовательского поведения, развитием морфологических нарушений нервной ткани и нервно-мышечной проводимости у половозрелых особей.

Теоретическая и практическая значимость

Результаты проведенных исследований расширяют и углубляют представления об особенностях нейротоксического воздействия винилхлорида; вносят теоретический вклад в разработку патогенетических механизмов формирования винилхлоридной интоксикации, свидетельствующих о возможности развития и прогрессирования патологического процесса в центральной нервной системе в отдаленном постконтактном периоде. Научно обоснована необходимость дальнейшего изучения возможного влияния винилхлорида на состояние здоровья последующих поколений.

Показана важность осуществления мониторинга загрязнения воздуха рабочей зоны и расчетов стажевой химической нагрузки у работников, что позволит объективно оценить степень вредности условий труда, вероятность развития профессиональных и производственно-обусловленных заболеваний. При установлении связи клинических проявлений нейроинтоксикаций, которые могут иметь место в постконтактном периоде, у работающих с предшествующим производственным воздействием винилхлорида знание величины дозовых нагрузок и характера формирования поражения ЦНС будет способствовать раскрытию клинической картины течения заболевания, разработке профилактических и лечебных мероприятий, решению вопросов трудоспособности и трудоустройства работников.

Результаты исследований представлены в службу охраны труда и медико-санитарную часть ОАО «Саянскхимпласт», используются в учебном процессе на кафедре гигиены труда Иркутского государственного медицинского университета, кафедре гигиены и профпатологии Иркутского ГИУВ, в учебно-образовательном центре Ангарского филиала ВСНЦ ЭЧ СО РАМН. Разработано и внедрено в научно-практическую деятельность Института рационализаторское предложение № 574 «Усовершенствование способа электромиографического исследования мышц задних конечностей у белых крыс».

Апробация работы

Результаты проведенных исследований были доложены и обсуждены на:

- Межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 85-летию ГСЭС РФ, Иркутск, 2007

- VI Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье», Москва, 2007

- 2-м международном форуме «Окружающая среда и здоровье человека-2008», Санкт-Петербург, 2008г

- Межрегиональной научно-практической конференции «Современные технологии в системе медико-психологической и медицинской реабилитации лиц опасных профессий», Листвянка, 2008

- 3-м Съезде токсикологов России, Москва, 2008

- Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 10-летию организации Научных центров ВСНЦ СО РАМН, Иркутск, 2008

- Ученом совете Ангарского филиала ВСНЦ ЭЧ СО РАМН (Ангарск, 18 марта, 2009).

Положения, выносимые на защиту:

1. Воздействие винилхлорида в производственных условиях оказывает влияние на распространенность нервно-психических заболеваний у работников основных профессий, которая зависит от экспозиционной химической нагрузки и стажа работы.

2. В постконтактном периоде винилхлоридной интоксикации у белых крыс развивается поражение нервной системы, прогрессирующее с течением времени, которое характеризуется нарастанием активации поведения, негативно-эмоциональным состоянием животных, снижением памяти, нейрофизиологическими и морфологическими изменениями.

3. У потомства, полученного от белых крыс-самцов, подвергавшихся длительному ингаляционному воздействию винилхлорида, выявлены морфо-функциональные нарушения нервной системы: отставание развития сенсорно-двигательных реакций в первые дни жизни и снижение общей двигательной активности, ориентировочно-исследовательского поведения, нейрофизиологические нарушения у половозрелых особей.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, из них 3 — в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ для публикации основных научных результатов диссертации.

Диссертация выполнена по основному плану НИР Института в соответствии с приоритетным направлением СО РАМН «Выявление системных и молекулярных механизмов формирования патологии в регионе Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера» и критической технологии РФ «Снижение риска и уменьшение последствий природных и техногенных катастроф». Результаты проведенных исследований представлены в отчете «Изучение закономерностей формирования нарушений церебрального гомеостаза в отдаленном периоде профессиональных нейроинтоксикаций работающих» (номер государственной регистрации НИР 01200500603).

выводы

1. В современном производстве винилхлорида и поливинилхлорида на ОАО «Саянскхимпласт» основным загрязнителем воздушной среды являются пары винилхлорида, концентрации которых в воздухе рабочей зоны определяют условия труда работников основных профессий как вредные (3 класс) 1-2 степени.

2. По результатам углубленного медицинского осмотра выявлены различия в структуре заболеваемости работников основной группы и ИТР: нервно-психические заболевания занимают 4-е и 6-е ранговые места соответственно. Распространенность нервно-психических заболеваний у работников составляет от 12,9±3,7 до 18,8±3,2 случаев на 100 осмотренных и зависит от экспозиционной химической нагрузки и стажа работы.

3. Нарушения целостной структуры поведения животных с винилхлоридной нейроинтоксикацией характеризуются нарастанием в динамике постконтактного периода ориентировочно-исследовательского поведения, общей двигательной активности, внутривидовой агрессивности, снижением способности к образованию условно-рефлекторных связей.

4. Выявленные изменения биоэлектрической активности головного мозга белых крыс свидетельствуют о преобладании в отдаленном постконтактном периоде нейроинтоксикации медленноволновой активности 9-диапазона, снижении амплитуды основных диапазонов, появлении патологического |32-ритма, угнетении корковых биопотенциалов и усвоении навязанного ритма в нагрузочных тестах с изменением ведущего диапазона в отдаленном периоде с pi на 0-ритм. В периферической нервной системе регистрируется уменьшение количества функциональных двигательных единиц, участвующих в ответе на стимул, сохраняющееся в отдаленном периоде обследования.

5. Установлено нарастание в динамике постконтактного периода морфологических изменений ткани головного мозга белых крыс, усиление признаков дистрофии нейронов, затрагивающей все слои коры головного мозга и гиппокампа, появление обширного спонгиоза и реакции глии.

6. У потомства первых дней жизни, полученного от белых крыс-самцов с винилхлоридной нейроинтоксикацией, выявлено отставание развития сенсорно-двигательных реакций. У половозрелого потомства (белых крыс-самцов) установлено изменение структуры поведения, характеризующееся снижением двигательной активности, ориентировочно-исследовательских реакций.

7. При электронейромиографических исследованиях половозрелого потомства белых крыс выявлено уменьшение количества функциональных двигательных единиц, участвующих в ответе на стимул. Морфологические изменения характеризуются поражением нейронов коры головного мозга, повышением проницаемости сосудов, уменьшением количества глиальных элементов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для объективной оценки степени вредности и опасности условий труда и уровня профессионального риска у работников основных профессий производства винилхлорида и поливинилхлорида необходимо проведение анализа динамики загрязнения воздушной среды и определение стажевой дозовой химической нагрузки.

2. С целью снижения риска возникновения заболеваний нервной системы у работающих в производстве винилхлорида и поливинилхлорида при проведении периодических медицинских осмотров необходимо углубленное исследование центральной и периферической нервной систем с проведением ЭЭГ с различными нагрузочными тестами, ЭНМГ, нейропсихологического тестирования.

3. В связи с возможностью развития и прогрессирования патологии нервной системы в постконтактном периоде, установленной в эксперименте, необходимо проведение мониторинга за состоянием здоровья лиц, прекративших производственный контакт с винилхлоридом.

4. Рекомендуется проведение анализа взаимосвязи факторов рабочей среды и трудового процесса с состоянием здоровья, что позволит неврологам в отдаленном постконтактном периоде установить связь клинических синдромов нейроинтоксикации у работающих с предшествующим контактом с винилхлоридом.