CC BY
20УДК 613.62:546.16:669.71
Е.П. Жовтяк, А.А. Федоров, Е.И. Лихачева, Е.В. Рябко, А.С. Громов
БИОМАРКЕРЫ ЭКСПОЗИЦИИ И ЭФФЕКТА ДЕЙСТВИЯ ФТОРИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ У РАБОЧИХ АЛЮМИНИЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ФГУН Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий Роспотребнадзора, г. Екатеринбург
По результатам исследований 727 рабочих, контактирующих с неорганическими соединениями фтора, установлена динамика экскреции фтора у них и плотности костной ткани по данным ультразвуковой денситометрии в зависимости от стажа работы в отрасли, с помощью маркеров деструкции и синтеза кости выявлены особенности ее ремоделирования.
Ключевые слова: фтористые соединения, биомаркеры экспозиции, ультразвуковая ден-ситометрия кости.
E.P. Zhovtyak, A A. Fyodorov, E.I. Likhatchyova, E.V. Ryabko, A.S. Gromov. Biologic markers of exposure to and effects of fluorine compounds in workers engaged into aluminium industry. The
study in 727 workers exposed to inorganic fluorine compounds revealed through ultrasound densitometry changes in fluorine excretion and bone tissue density in accordance with the length of service, through markers of bone destruction and synthesis features of bone remodelling were specified.
Key words: fluorine compounds, biomarkers of exposure, ultrasound bone densitometry.
Фтор и его соединения в условиях алюминиевой промышленности вызывают многообразные нарушения обменных процессов в различных органах и системах работающих, а также обладают способностью к материальной кумуляции в организме, причем, в наибольшей мере, в костной ткани. Фтор легко внедряется в гидроксиапатит, составляющий одну из фракций минеральной фазы кости, замещая в ней гидроксил — ионы с образованием устойчивого фторапатита, что приводит к усилению минерализации и, как результат, к увеличению плотности костной ткани. Поражение костной ткани носит генерализованный характер [4].
В соответствии с токсикокинетикой фтора в организме рабочих, подвергающихся воздействию его соединений на производстве, до 80 % поглощенного фтора выделяется почками. В то же время уровень его выведения из организма не может служить показателем тяжести хронической фтористой интоксикации, но может рассматриваться, как показатель экспозиции [5].
Наиболее распространенным и доступным в практике диагностики профессионального флюороза является рентгенографический метод исследования опорно-двигательного аппарата [1]. При этом на рентгенограммах костей голеней и предплечий плотность костной ткани определяется субъективно, визуально при сравнении с алюминиевым клином-эталоном, в связи с чем
становится актуальным разработка критериев диагностики хронической фтористой интоксикации с использованием современных методов оценки костного ремоделирования, как путем изучения возможностей ультразвуковой денситометрии, так и маркеров, характеризующих обмен костной ткани.
Известно, что величина скорости прохождения ультразвука (SOS) зависит от плотности, эластичности и архитектуры костной ткани. С возрастом происходит изменение кости с развитием, как правило, остеопении и остеопороза, при этом SOS уменьшается в связи с уменьшением ее плотности [2].
Следует отметить также, что объективными критериями ремоделирования костной ткани являются маркеры — производные коллагена 1 типа — С1СР (С-терминальный пропептид общего проколлагена 1 типа), отражающего изменения в синтезе коллагена 1 типа, и в-Cross Laps (С-терминальный телопептид), являющегося продуктом деградации коллагена 1 типа [3].
Цель работы: изучение диагностических возможностей ультразвуковой денситометрии, оценка состояния маркеров ремоделирования костной ткани и экскреции фтора с мочой у рабочих, подвергающихся воздействию неорганическими соединениями фтора.
М а т е р и а л ы и м е т о д и к и. Под наблюдением находилось 727 человек (муж-
чины; средний возраст — 53,6 ± 2,9 года), чья трудовая деятельность проходит в контакте с неорганическими соединениями фтора (в среднем — 23,5 ± 2,7 года). Из них 660 были рабочие основных профессий электролитического получения алюминия (стаж работы от 2 до 33 лет) и 67 — производства криолита (стаж работы от 11 до 34 лет), в том числе, с установленным диагнозом хронической профессиональной фтористой интоксикации (ХПФИ; флюороз) было соответственно 16 и 36 человек.
Помимо общепринятых клинико-лаборатор-ных и рентгенологических исследований были проведены:
— определение скорости звука при прохождении ультразвуковой волны по кости на ультразвуковом денситометре OMNISENSE 7000S в следующих стажевых группах: 1-я группа — до 5 лет работы в отрасли; 2-я — со стажем 6—9 лет, 3-я — 10 —19 и 4-я — свыше 20 лет;
— изучение фтора в моче вольтамперометри-ческим методом с помощью фтор-селективного электрода в аналогичных стажевых группах, в том числе до и после рабочей смены;
— оценка процессов ремоделирования костной ткани по маркерам ее деструкции (в-Cross Laps) и синтеза (С1СР) иммуноферментным методом (наборы фирмы BCM Diagnostics, Дания) в двух группах — у лиц с установленным диагнозом флюороз (наиболее стажированные рабочие) и без такового.
Для уточнения региональных норм показателей экскреции фтора с мочой и маркеров ремоде-лирования костной ткани были проведены исследования на 20 относительно здоровых мужчинах (предварительно получив добровольное информированное согласие на эксперимент) той же возрастной группы (средний возраст — 52,5 ± 2,7 года), не имеющих клинико-рентгенологических признаков патологии опорно-двигательного аппарата и каких-либо вредных профессиональных факторов.
Диагноз ХПФИ устанавливали на основании классификации флюороза [1].
Обработка материалов исследований проведена с помощью персонального компьютера и использования пакета статистических программ SPSS 13.0 «Mathematica 5.1». При этом определяли средние значения выборки, ошибку средней и достоверность различий по Стьюденту.
Р е з у л ь т а т ы. При массовом обследовании рабочих (660 человек) алюминиевого производства, подвергающихся воздействию фтора и его соединений, выявлена отчетливая динамика SOS, с увеличением стажа работы на производстве (табл. 1). Полученные данные свидетельствуют о том, что стаж и возраст обследованных лиц находятся в прямой зависимости, а средний возраст, так же как и SOS статистически значимо выше в каждой последующей стажевой группе (р < 0,001).
Проведение ультразвуковой денситометрии у 16 больных с установленным диагнозом профессионального флюороза и рентгенографически установленным повышением плотности костной ткани показало, что у них SOS на лучевой кости правого предплечья составила 4342,62 ± 58,8 м/с и статистически значимо превышала показатели, соответственно, рабочих 1-й группы —
3972,8 ± 22,7 м/с (р < 0,001), 2-й — 4058,6 ± 9,6 м/с (р < 0,001) и 3-й группы — 4135,7 ± 18,3 м/с (р < 0,01).
Экскреция фтора с мочой исследована у 118 электролизников и анодчиков производства алюминия в аналогичных стажевых группах, в том числе до и после рабочей смены, а также у 20 человек контрольной группы, не имевших контакта с фтором и его соединениями. При этом региональная норма экскреции фтора с мочой составила 0,92 ± 0,09 м/гл.
Анализ полученных данных в целом по группам показал, что у рабочих со стажем более 15 лет в исходном состоянии (до смены) содержание фтора в моче превышает показатели контрольной группы в 2,2 раза, составляя 2,00 ± 0,37 мг/л (р < 0,001). Кроме того, до смены наблюдается увеличенное выделение фтора с мочой у групп рабочих со стажем 10 —14 лет и более
Т а б л и ц а 1
Показатели скорости распространения ультразвука по кости у обследованных контингентов в зависимости от стажа работы
Группа обследованных Количество обследованных Возраст, М ± m SOS, м/с, М ± m р
Первая (1) стаж до 5 лет 20 29,4 ± 1,5 3972,8 ± 22,7 1_2 < 0,001
Вторая (2) стаж 6—9 лет 274 32,5 ± 1,1 4058,6 ± 9,6 1—2< 0,001
Третья (3) стаж 10—19 лет 247 40,5 ± 0,9 4135,7 ± 18,3 2—3 < 0,001
Четвертая (4) стаж 20 и > лет 119 50,8 ± 1,0 4268,5 ± 14,4 3—4 < 0,001
15 лет, соответственно — 1,51 ± 0,11 и 2,00 ± 0,37 мг/л, по сравнению с малостажированными рабочими (0,67 ± 0,19 мг/л; р < 0,001).
После смены экскреция фтора с мочой возрастает во всех стажевых группах, кроме первой (с 1,1 до 1,4 раза), достигая в стажевой группе 15 —19 лет — 2,63 ± 0,45 мг/л. Исключение составили лишь лица, проработавшие менее 5 лет, у которых выделение фтора несколько уменьшается (до смены — 0,67 ± 0,19 мг/л, после — 0,62 ± 0,14 мг/л; p > 0,05).
Результаты исследования маркеров ремодели-рования костной ткани у здоровых лиц показали распределение значений С1СР и P-Cross Laps в допустимых пределах, указанных в стандартных наборах реактивов, составляющих для С1СР 72 — 165 нг/мл (региональный контроль) и 69— 163 нг/мл (стандартный набор), а также для P-Cross Laps соответственно — 0,123—0,687 нг/л и 0,116—0,748 нг/мл.
При обследовании лиц, контактирующих с соединениями фтора (67 человек), увеличение содержания С1СР в крови зарегистрировано в 26,9 % случаев, нормальное — в 31,3 % и снижение — в 41,8 % случаев, P-Cross Laps соответственно — в 3,0, в 65,7 и в 31,3 % случаев. Средние их значения составили 115,6 ± 9,8 и 0,522 ± 0,09 нг/мл. При анализе уровня костных маркеров у рабочих, в зависимости от наличия диагноза флюороз (наиболее стажиро-ванная группа) или его отсутствия, в первом случае отмечено преобладание лиц со сниженными значениями С1СР (20 человек из 28) и P-Cross Laps (15 человек из 21), а во втором — повышенной концентрацией в крови С1СР (у 16 из 18 больных, исходно ее имеющую).
Т а б л и ц а 2
Уровень костных маркеров у рабочих криолитового производства
Группа обследованных Показатель
С1СР, нг/мл ß-Cross Laps, нг/мл
Здоровые лица, п = 20 126,3 ± 5,7 0,398 ± 0,04
В целом по группе рабочих, п = 67 115,6 ± 9,8 0,522 ± 0,09
Рабочие с установленным диагнозом флюороз, п = 36 94,3 ± 13,9 0,407 ± 0,07
Рабочие без диагноза флюороз, п = 31 140,2 ±12,4* 0,655 ± 0,09*
Примечание: п — число наблюдений; * — достоверные различия между группами рабочих с установленным диагнозом флюороз и без такового.
В абсолютных цифрах у рабочих с установленным диагнозом ХПФИ зарегистрированы достоверно более низкие значения как С1СР, так и P-Cross Laps, по сравнению с лицами без установленного профессионального флюороза (табл. 2).
В ы в о д ы. 1. Ультразвуковая денсито-метрия, по сравнению с общепринятой визуальной оценкой плотности костной ткани по рентгенографическим снимкам с использованием алюминиевого клина эталона, позволяет получить объективные данные о плотности костной ткани в цифровом выражении, дает возможность отслеживать динамику изменений и может использоваться как информативный критерий для диагностики хронической профессиональной фтористой интоксикации. 2. Денситометрический метод безопасен по сравнению с рентгенографическим и может неоднократно применяться в течение года при необходимости мониторинга состояния костной ткани рабочих. 3.У рабочих, контактирующих с неорганическими соединениями фтора, с увеличением стажа и возраста вместо ожидаемого уменьшения величины скорости прохождения ультразвука, то есть развития остеопении, скорость ультразвука и, следовательно, плотность костной ткани увеличивается, что свидетельствует о постепенном накоплении фтора в костях в зависимости от величины профессиональной фтористой нагрузки. 4. Наличие фтора в моче рабочих может служить биомаркером экспозиции, так как его экскреция после смены у стажированных рабочих существенно увеличивается. 5. Уменьшение экскреции фтора с мочой после смены у менее стажированных рабочих свидетельствует о продолжающемся процессе кумуляции его в тканях организма в еще ненасыщенные депо, в основном в костях. 6. У менее стажированных пациентов, не имеющих в анамнезе профессионального заболевания «флюороз», наблюдается повышение процессов остеосинтеза, а у лиц с установленным диагнозом происходит угнетение метаболизма костной ткани — как его анаболического, так катаболического звена.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Жовтяк Е.П., Одинокая В.А., Семенникова Т.К. и др. Хроническая профессиональная интоксикация фтором и его соединениями — флюороз: Пособие для врачей.
Екатеринбург, 2003.
2. Жовтяк Е.П., Семенникова Т.К., Ярина АЛ. и др. // Мед. труда. 2000. № 3. С. 17—20.
3. Определение костных маркеров с использованием анализаторов Elecsys. Вопросы и ответы / Roche diagnostics. М.: ЗАО «Рош-Москва», 2005.
4. Профессиональные заболевания: Руководство для врачей / Под ред. акад. РАМН, проф. Н.Ф. Измерова. М.: Медицина, 1996. Т. 1.
5. Токарь В.И., Жаворонков А.А., Щербаков В.С. Фтор и эндокринная система. Новосибирск: Наука, 1991.
Поступила2 2.12.09
УДК 613.644:616-084
О.А. Чудинова1, Ю.М. Борзунова1, Г.Н. Самохвалова1, А.А. Федоров1, Д.Л. Венедиктов1,
С.В. Будлянская2
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ОРГАНИЗАЦИИ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ
ВИБРАЦИОННОЙ БОЛЕЗНИ
1ФГУН Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий Роспотребнадзора, г. Екатеринбург; 2ООО «РУСАЛ Медицинский Центр», г. Североуральск
По результатам динамического наблюдения за 2012 горнорабочими, в том числе больными вибрационной болезнью, доказана эффективность системного подхода к организации профилактики и лечения данной категории лиц, выражающаяся в снижении заболеваемости и предотвращении экономического ущерба.
Ключевые слова: вибрационная болезнь, профилактика, лечение, системный подход.
O.A. Tchoudinova, Yu.M. Borzunova, G.N. Samokhvalova, A.A. Fyodorov, D.L. Venedictov, S.V. Boudlianskaya. Systemic approach to organization of prevention and treatment of vibration disease. Results of follow-up in 2012 miners including vibration disease sufferers proved efficiency of systematic approach to prevention and treatment management in those patients — lower morbidity and economic losses prevention were seen.
Key words: vibration disease, prevention, treatment, systemic approach.
Вибрационная болезнь (ВБ) продолжает оставаться важной медико-социальной проблемой в связи с высокой распространенностью, неуклонным ростом заболеваемости, частой утратой трудоспособности и возможностью ин-валидизации [1]. Имеющиеся медикаментозные методы лечения и профилактики ВБ от воздействия локальной вибрации недостаточно эффективны из-за полисистемности поражения организма, гетерогенности и клинического полиморфизма у различных профессиональных групп.
Исходя из сложности патогенеза заболевания, большое значение имеет применение лечебных факторов, обладающих широким спектром физиологического действия и выраженным лечебным и профилактическим действием, к которым, по праву, относятся физиобальнеотерапевтические медицинские технологии [2].
Актуальным является организация лечебно-профилактических мероприятий, охватывающих все уровни практической медицины: центры вос-
становительной медицины, созданные непосредственно на производстве, медико-санитарные части (МСЧ), санатории-профилактории и Медицинские центры профпатологии. Только совместная и скоординированная работа медицинских учреждений может решить проблему профилактики ВБ.
Целью 20-летних ретро- и проспективных исследований было создание системного подхода организации профилактики и лечения вибрационной болезни.
М а т е р и а л ы и м е т о д и к и. Работа строилась совместно с медицинскими учреждениями Североуральского бокситового рудника (СУБР). Под наблюдением находилось 2012 рабочих этого предприятия (проходчики, горнорабочие очистных забоев, машинисты, электрослесари) в возрасте 41—58 лет со стажем работы 18—27 лет, контактирующих с локальной вибрацией, превышающей ПДУ в 2 — 4 раза. Во время работы рабочие подвергались также воздействию шума, превышающего ПДУ на
