CC BY
24
DOI: 10.18454/IRJ.2016.54.134 Кузьмина Л.П.1, Безрукавникова Л.М.2, Анохин Н.Н. 3
1ORCID: 0000-0001-6334-9814, доктор биологических наук, профессор, ФГБНУ «Научно -исследовательский
институт медицины труда»
2ORCID: 0000-0002-0430-4154, кандидат биологических наук,ведущий научный сотрудник, ФГБНУ «Научно-
исследовательский институт медицины труда» 3ORCID: 0000-0002-9891-2790, аспирант, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда» БИОМАРКЕРЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ СВИНЦА У РАБОТНИКОВ ЗАВОДА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ
СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
Аннотация
С целью оценки значимости биомаркеров токсического действия свинца обследовано 155 человек, работающих на предприятии по переработке свинцовых аккумуляторов, в динамике через 3, 6 и 9 месяцев. Установлен значительный разброс содержания свинца в крови и д-АЛК в моче с преобладанием повышенных уровней у лиц основных профессий при отсутствии значимых специфических гематологических сдвигов и клинической картины интоксикации. Выявлена положительная корреляционная связь между повышением д-АЛК мочи и увеличением Fe сыворотки крови, что подтверждает значимость изучения микроэлементного гомеостаза у лиц, подвергающихся воздействию свинца.
Ключевые слова: свинец, биомаркеры, токсическое действие, 5-АЛК, железо.
Kuzmina L.P.1, Bezrukavnikova L.M.2, Anokhin N.N.3
1ORCID: 0000-0001-6334-9814, PhD in Biology, professor, FSBSI «Research Institute of Occupational Health» 2ORCID: 0000-0002-0430-4154, PhD in Biology, FSBSI«Research Institute of Occupational Health» 3ORCID: 0000-0002-9891-2790, postgraduate student, FSBSI «Research Institute of Occupational Health» BIOMARKERS OF LEAD EXPOSURE IN WORKERS OF A PLANT FOR RECYCLING OF LEAD
BATTERIES
Abstract
To assess the significance of the biomarkers of lead toxic effect, it was surveyed 155 workers of _recycling lead-acid batteries factory in the dynamics after 3, 6 and 9 months. It was established a considerable variation of lead in blood and д-ALA in urine with the prevalence of high levels in persons offirst line professions without any specific hematological changes or clinical picture of intoxication. It was found a positive correlation between the increase of д-ALA level in urine and Fe level in blood serum, that confirms the importance of studying of microelement homeostasis in lead exposed individual.
Keywords: lead, biomarkers, toxicity, 5-ALA , iron.
В современных условиях труда особо важное значение имеет практическое отсутствие первичных источников получения свинца в России. На первый план выступает вторичная переплавка изделий, содержащих свинец, прежде всего «свинцовых аккумуляторов». В общей структуре вторичного сырья амортизационные отходы составляют 78,8%, из них на долю аккумуляторов приходится 70%.
Актуальными вопросами в проблеме «свинец и его влияние на здоровье человека» [1] являются: наличие либо отсутствие токсического воздействия металла в низких концентрациях на организм человека; роль свинца в поддержании микроэлементного гомеостаза, особенно при сочетанном воздействии с железом, кальцием и другими.
Pb обладает кумулятивным действием, для развития свинцового отравления нет необходимости в массированном контакте со свинцом. Организм накапливает его в течение всей жизни, и даже малые ежесуточные дозы со временем могут вызвать интоксикацию.
Для выделения групп повышенного риска можно использовать определение Pb и другие информативные диагностические критерии. Согласно результатам про- и ретроспективных эпидемиологических исследований, 5-АЛК [2, P. 156] информативно отражает метаболическую активность обмениваемой фракции Pb в организме и коррелирует с уровнем Pb в воздухе рабочей зоны. При комбинации Pb с другими металлами - корреляция не столь отчетлива.
Целью работы явилось изучение содержания свинца, меди, железа, кальция и 5-АЛК в биосредах рабочих завода по переработке свинцовых аккумуляторов.
Материалы и методы исследований
По результатам оценки воздушной среды основных цехов содержание свинца составляло от 0.05 мг/м3 ( ПДК) до 0.3-0.5 мг/м3.
Основанием для проведения исследований биомаркеров воздействия послужило повышенное содержание свинца в крови и АЛК в моче при отсутствии клинических проявлений, выявленное при проведении периодических медицинских осмотров.
В работе было обследовано 155 человек, работающих на предприятии по переработке свинцовых аккумуляторов, в динамике через 3, 6 и 9 месяцев. Все обследованные имели стаж работы в контакте со свинцом не более 6 лет с момента введения предприятия в действие и проживали в экологически неблагополучном городе.
Обследованные были разделены на четыре группы:
I группу (основную) составили 50 человек, работающих в непосредственном контакте со свинцом. Во II группу вошли работники вспомогательных специальностей - 25 человек. В III группу вошли инженерно-технические работники (ИТР) - 29 человек, не подвергающихся прямому воздействию свинца на рабочем месте. IV группу (группа сравнения) составили 50 человек, проживающих в экологически неблагополучном городе, работавшие на различных предприятиях, не связанных с воздействием Pb.
Массовую долю Pb и меди в биосредах определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии. 5-АЛК в моче определяли по реакции образования пиролла с ацетилацетоном при нагревании.
Расширенное клинико-лабораторное исследование включало клинический анализ крови (39 показателей), подсчет ретикулоцитов и эритроцитов с базофильной зернистостью, определение железа и кальция в крови.
Анализ результатов исследований показал широкий разброс данных показателей Pb и 5-АЛК с увеличением средних величин (таблица 1). Отсутствие клинических симптомов воздействия Pb позволило сделать вывод о необходимости определения показателей в динамике с целью выяснения корреляций со стажем, профессией, показателями микроэлементного гомеостаза (железо, кальций, медь).
При первичном обследовании у 75% лиц выявлено повышение уровня Pb крови, при этом максимальный уровень составил 184 мкг/дл, а минимальный - 45 мкг/дл. Данные коррелируют с повышением 5-АЛК в моче, выявленным в 71% случаев (при максимальном уровне - 98,6 мкмоль/гКР и минимальном - 20 мкмоль/гКР соответственно) (табл. 1).
Таблица 1 - Показатели состояния порфиринованного обмена и содержания Pb в биосредах
Группы обследованных 5-AЛK мочи Pb крови Pb мочи
лиц ВСЕГО 155 человек мкноль/ЖР Мкг/дл мкг/л
I (50 человек) 47 7±7* ** О 88,8±9*,**,О 71,5±5*,**,О
II (25 человек) 32,1±8*,О 57,2±9*,О 43,75±4*,О
III (30 человек) 26,6±3* 19,3±2* 13,1±7*
Щ(50 человек) 14,4±5 8,9±7 3,8±8
Примечание: * - достоверное различие с группой IVр<0,01 ** - достоверное различие с группой IIр<0,01 ◊ - достоверное различие с группой IIIр<0,01
Среди обследованных лиц наибольшее число отклонений Pb и 5-AЛK от нормы выявлено у работников I группы. В III исследуемой группе (ИТР) отклонения в лабораторных показателях Pb и 5-AЛK выявлено лишь у 10% обследованных, имеющих производственный контакт с Pb. Максимальные уровни Pb индивидуально не превышали 78 мгк/дл, а 5-AЛK - 52.5 ми^ол^гСТ. В IV исследуемой группе данные показатели находились в пределах референсных значений.
На протяжении 3-6 месяцев изучали динамику биомаркеров у обследованных в стационаре лиц (58 человек). Выявлена отчетливая тенденция к снижению (в 2 раза) ранее повышенных биомаркеров воздействия ( Pb и 5-AЛK) у половины обследованных. Полная нормализация показателей отмечена только у 20% лиц. В связи с тем, что все рабочие продолжали работать на прежнем месте, а показатель 5-AЛK отражает метаболическую активность Pb в организме, можно предположить активность текущих процессов синтеза порфиринов.
У лиц I и II исследуемых групп выявлены незначительные изменения показателей периферической крови, характеризующих воздействие Pb (повышение количества ретикулоцитов, эритроцитов с базофильной зернистостью), при отсутствии анемии, которые нормализовались в динамике. У 14% лиц I группы выявлен ретикулоцитоз до 34%, у 12% - базофильная зернистость эритроцитов до 26%о, у лиц II группы изменения данных показателей наблюдалось у 8 % рабочих.
Значительный интерес представляли результаты анализа микроэлементного гомеостаза - определение содержания железа, кальция, меди в крови. Роль их при комбинированном действии с Pb трактуется неоднозначно. Оптимальный метаболизм в организме человека требует присутствия, как минимум, 10 микроэлементов.
Kонцентрация меди в крови и моче всех обследованных находилась в пределах референсных значений (от 0,66 до 1,41мг/л в крови, от 0,9 до 21,9 мкг/л для мочи) и существенно не изменялась в динамике.
Показана отчетливая тенденция к увеличению содержания железа крови. Выявлена положительная корреляционная связь между повышением 5-AЛK мочи и увеличением Fe сыворотки крови (r = +0,75), что подтверждает значимость изучения микроэлементного гомеостаза у лиц, подвергающихся воздействию свинца. Так, у 52% лиц с уровнем Fe от 20,1 ммоль/л до 47 ммоль/л, показатели 5-AЛK превышают норму у 40% обследованных.
В отношении содержания кальция крови отчетливой тенденции выявлено не было. У 9% лиц рабочих основной и вспомогательной групп отмечено незначительное снижение средних величин Ca, Ca++, параллельно с увеличением Pb в крови.
Полученные результаты представляются актуальными, т.к. свинец, железо, кальций играют ведущую роль в патологии опорно-двигательного аппарата, а указанная патология в 28% регистрировалась у работников обследуемого предприятия.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлен значительный разброс содержания Pb в крови и 5-AЛK в моче с преобладанием повышенных уровней у лиц основных профессий при отсутствии значимых специфических гематологических сдвигов и клинической картины интоксикации. Изучение нарушений микроэлементного гомеостаза по мере увеличения стажа работы может рассматриваться как дополнительный объективный критерий токсического воздействия свинца.
Список литературы I References
1. ATSDR. Case studies in environmental medicine (CSEM). Lead toxicity. How are people exposed to lead? U.S. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. [Electronic resource] URL: http:// www.atsdr.cdc.gov/csem/lead/docs/lead.pdf (accessed: 20.09.2016)
2. Bergdahl I.A. Lead binding to 5-aminolevulinic acid dehydratase (ALAD) in human erythrocytes / I.A. Bergdahl, A. Grubb, A. Schutz et al. // S.Pharmacol. Toxicol. - 1997. - 81. P. 153-158.
