CC BY
1125. Friedman-Jimenez G. et al. // Amer. J. industr. Med. — 2000. — Vol. 37. — P. 121—141.
26. ILO. Recording and notification of occupational accidents and diseases. An ILO code of practice. — Geneva: International Labour Office, 1996.
27. WHO EUROPE. Good practice in occupational health services: a contribution to workplace health. EUR/ 02/5041181. — Copenhagen: WHO ROE, 2002.
Поступила 17.04.07
УДК 613.62:622.831.3:546.3
В.П. Чащин, З.Ф. Аскарова, Т.К. Ларионова, А.Р. Кудашева
ЭЛЕМЕНТНЫЙ СТАТУС РАБОТНИКОВ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Северо-западный научный центр гигиены и общественного здоровья, Санкт-Петербург, ГОУ ВПО Башкирский государственный медицинский университет,
ФГУН УфНИИ медицины труда и экологии человека Роспотребнадзора, г. Уфа
Представлены результаты изучения элементного состава волос и минеральной плотности костной ткани у рабочих Учалинского горно-обогатительного предприятия (г. Учалы, Республика Башкортостан) и жителей медно-цинковой геохимической провинции. Выявлен дисбаланс между уровнем эссенциальных и токсичных элементов в волосах, формирующийся под воздействием факторов среды обитания и трудового процесса. Анализ состояния элементного гомеостаза и минеральной плотности костной ткани может быть рекомендован для выявления остеопороза на ранних стадиях развития заболевания.
Ключевые слова: медно-цинковая геохимическая провинция, работники горно-обогатительного предприятия, элементный статус, анализ волос, денситометрия.
V.P. Tchashin, Z.F. Askarova, T.K. Larionova, A.R. Kudasheva. Elements in ore-dressing and processing enterprise workers. The article presents results of studies covering elements content of hair and mineral bone density among workers engaged into Utchalinsky ore-dressing and processing enterprise (Utchaly town, Bashkortostan Republic) and among residents of copper-zinc geochemical province. Finding is dysbalance between levels of essential and toxic elements in hair , that is due to environmental and occupational factors. Analysis of elements homeostasis and mineral bone density could be recommended for early diagnosis of osteoporosis.
Key words: copper-zinc geochemical province, ore-dressing and processing enterprise workers, elements content, analysis of hair, densitometry.
Необходимость и актуальность изучения состояния здоровья работающего населения на стадии, предшествующей или способствующей патологии, не вызывает сомнения [3]. В настоящее время для целей гигиенической до-нозологической диагностики широкое распространение получил анализ биологических сред человека, в частности, волос, которые отражают элементный статус организма в целом и являются наиболее информативным биологическим субстратом [5]. С одной стороны, твердые биологические субстраты (волосы, ногти) являются депонирующей тканью для металлов, с другой — отражают процесс их элиминации из организма [6].
В течение длительного времени производственная деятельность Учалинского горно-
обогатительного комбината (УГОК) по добыче и переработке медно-цинково-колчедан-ных руд сопровождалась интенсивным загрязнением объектов окружающей среды токсичными металлами. В настоящее время уровень загрязнения воздуха и почвенного покрова селитебной зоны УГОК металлами может быть оценен как чрезвычайно высокий, что привело к накоплению Cu, Zn, Pb, Cd, Se не только в сельскохозяйственной продукции, но и биологических средах человека [1]. Суммарная техногенная нагрузка на рабочих горнорудных предприятий в экологически неблагоприятном регионе значительно превышает таковую для населения, в связи с этим они являются приоритетной группой риска.
В процессе исследований установлено, что в структуре заболеваемости работников УГОК первое место занимают заболевания костно-мышечной системы. Целью настоящей работы явилось изучение возможности ранней диагностики остеопороза по результатам анализа элементного состава волос и минеральной плотности костной ткани.
М а т е р и а л ы и м е т о д и к и. Проведено изучение элементного состава волос у 93 рабочих УГОК. Первую группу обследованных (56 человек, мужчины) составили подземные рабочие (проходчики, крепильщики, взрывники, машинисты ПДМ, горнорабочие очистного забоя). Во вторую (37 человек — 21 мужчина и 16 женщин) вошли рабочие обогатительной фабрики (флотаторы, фильтровальщики, сушильщики, растворщики реагентов, дробильщики, машинисты питателя, мельниц). Возраст обследованных от 30 до 52 лет при стаже работы в данной профессии от 10 до 30 лет. В качестве группы сравнения обследованы жители г. Учалы (14 человек — 7 мужчин и 7 женщин), профессиональная деятельность которых не связана с основным производством. Денситометрическое определение минеральной плотности костной ткани (МПКТ) и содержания кальция и фосфора в крови выполнено у 24 рабочих подземного рудника. Для оценки результатов денситомет-рии сформирована группа сравнения, состоящая из 10 рабочих — слесарей ремонтно-механи-ческого цеха.
Анализ проб на содержания металлов (Си, 7п, РЬ, Са, N1, Сг, Мп, Ре, Са, Ме, Лв, проводили в ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в РБ » (Цыглинцева Е.^Э.) методом атомно-абсорбционной спектрометрии на приборе «Брейг АА 110» по общепринятым методикам. Контроль точности и воспроизводимости исследований осуществляли с помощью анализа референтных образцов биологического материала.
Оценку МПКТ выполняли на аппаратном комплексе ЭЕХЛ-200. Метод ОЕХЛ считается одним из неинвазивных и высокоинформативных методов оценки состояния скелета [7, 8]. В соответствии с рекомендациями при оценке результатов учитывают показатели МПКТ, выраженные в стандартных отклонениях от пиковой костной массы (когда минеральная плотность скелета достигает пика, то есть к 30—35 годам), значения Т-критерия —количество стандартных отклонений (БО) от показателя МПКТ молодых здоровых лиц
(20—35 лет). Колебания Т-критерия в диапазоне от +1 до —1 SD соответствуют норме. Если этот показатель находится в пределах от —1,0 до —2,5 SD от пиковой костной массы, это расценивается как остеопения, если более чем 2,5 SD — как остеопороз.
Статистическую обработку материала проводили с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel XP и Statistica 5.0.
Р е з у л ь т а т ы. В процессе эволюционного развития живые организмы приспосабливаются к определенному элементному составу среды обитания, считается, что для адаптации организма человеку достаточно пяти лет проживания на территории. Элементный состав волос жителей медно-цинковой геохимической провинции в целом укладывается в среднестатистические данные (Преображенский В.Н., 2003), хотя и имеет некоторые особенности (таблица).
Так, выявлен повышенный уровень железа в волосах мужчин и женщин, который может быть связан с некоторыми хроническими заболеваниями печени, селезенки, нарушением обмена веществ, избыточным поступлением в организм или сверхнормативным выведением. Женское население геохимической провинции более подвержено влиянию факторов среды обитания, что выразилось в отклонении от нормы по ряду элементов: установлено повышенное относительно среднего физиологического уровня содержание в волосах женщин Ca, Mg, Fe и Mn. Содержание Ca в волосах женщин группы сравнения достоверно выше (p < 0,05), чем у женщин, занятых на обогатительной фабрике, и более чем в 3 раза выше верхней границы среднего физиологического уровня. Повышенный уровень Ca в организме может быть связан с нарушением его метаболизма и длительным избыточным поступлением, например, с питьевой водой. Кроме того, волосы можно рассматривать как путь выведения металла, таким образом, повышенный уровень того или иного элемента в волосах может свидетельствовать и о преддефици-те в организме. Концентрация магния в волосах женщин группы сравнения в 2,2 раза выше среднестатистических данных. Основные причины повышенного содержания магния в организме могут быть связаны с нарушением его обмена при ряде заболеваний (щитовидной железы, артрите). Содержание марганца как у мужчин, так и у женщин в группе сравнения превышает средний физиологический уровень. Марганец как стойкий мутаген вы-
Содержание химических элементов в волосах у работников Учалинского горно-обогатительного комбината и жителей г. Учалы, мкг/г (М + т)
Элемент Содержание химических элементов в волосах, мкг/г
Подземная добыча руды Обогатительная фабрика Группа сравнения Средний физиологический уровень [4]
Мужчины, п = 57 Мужчины, n = 21 Женщины, n = 16 Мужчины, n = 7 Женщины, n = 6
Си 15,0 ± 3,0 12,7 ± 1,3 13,1 ± 1,9 9,4 ± 0,9 10,6 ± 0,9 (5,0) 7,5—80 (150)
Zn 156,8 ± 10,7*** 221,7 ± 50,7* 168,9 ± 22,2* 128,1 ± 14,2 84,8 ± 12,1 (54) 100—250 (400)
РЬ 1,98 ± 0,40*** 2,73 ± 0,50 1,40 ± 0,50 3,89 ± 1,90 1,24 ± 0,60 (0,05) 0,1—5,0 (15)
Са 0,14 ± 0,02*** 0,22 ± 0,03 0,14 ± 0,10 0,10 ± 0,06 0,06 ± 0,04 (0,02) 0,05—0,25 (0,50)
N1 0,43 ± 0,06 0,36 ± 0,04 0,32 ± 0,07 0,59 ± 0,35 1,22 ± 0,89 (< 0,05) 0,1—2,0 (5,0)
Сг 0,78 ± 0,07* 0,99 ± 0,15 0,72 ± 0,08* 1,26 ± 0,30 1,39 ± 0,50 (0,01) 0,1—2,0 (5,0)
Мп 1,27 ± 0,20 1,59 ± 0,19 1,04 ± 0,19 2,08 ± 0,44 2,59 ± 1,43 (0,05) 0,1—1,0 (2,0)
Ре 58,7 ± 10,9* 69,8 ± 16,2 35,6 ± 6,8 142,5 ± 55,0 53,7 ± 21,1 (3) 5—25 (75)
Са 1079 ± 117 1227 ± 213 3346 ± 688* 527 ± 114 6434 ±1680 200—2000
Mg 62,6 ± 7,3*** 107,8 ± 12,2 157,0 ± 31,3* 77,9 ± 15,6 363,2 ± 136,9 19—163
Дв 0,045*** ± 0,004 0,063 ± 0,008** 0,051 ± 0,007* 0,022 ± 0,009 0,025 ± 0,004 0,005—0,1 (0,50)
^ 0,296 ± 0,033 0,182 ± 0,030 0,134 ± 0,020 0,256 ± 0,083 0,169 ± 0,038 (< 0,01) 0,05—2,0 (5,0)
* Различия с группой сравнения достоверны: р < 0,05. ** р < 0,01. *** Различия по обогатительной фабрике и подземному руднику достоверны: р < 0,05, в скобках — отклонения от среднего диапазона.
зывает ошибки при синтезе ДНК, замещая магний, а также инициирует возникновение онкологических и сердечных заболеваний. Основные пути поступления марганца в организм
— дыхательный и желудочно-кишечный тракт, ведущим источником поступления являются пищевые продукты.
Влияние производственной деятельности на элементный статус организма более значимо
— установлено достоверно высокое относительно группы сравнения содержание Си, Zn, С^ Дв в волосах рабочих обогатительной фабрики (как мужчин, так и женщин) и рабочих, занятых на подземных работах (рис. 1, 2). При этом содержание Сг, Мп, Ре в волосах рабочих УГОК ниже, чем в группе сравнения. Основными причинами избытка Си, Zn, С^ Дв в организме человека может служить повышенное их поступление в производственных условиях и с пищевыми продуктами, что подтверждается данными по загряз -нению продуктов питания местного производства и воздуха рабочей зоны на предприятии. Уровень цинка, свинца, мышьяка в волосах рабочих обогатительной фабрики в 1,4 раза, кадмия в 1,6 раза, магния в 1,7 раза выше, чем у подземных рабочих. Ртути в 1,6 раза, меди в 1,2 раза больше накапливается в волосах рабочих, занятых на подземных работах. Содержание токсичных элементов РЬ и
С^ Hg в волосах мужчин в 1,5—2 раза выше, чем в волосах женщин.
Как было сказано выше, в волосах жителей города и работников УГОК установлено высокое содержание железа (максимальное содержание достигает 544,8 мкг/г у рабочих подземного рудника). Высокая распространенность анемий среди работников УГОК (выявлен повышенный риск заболеваний системы крови —относительный риск —4,25) может быть обусловлена, по нашему мнению, усиленным выведением железа под влиянием накопления свинца, цинка и кадмия —физиологических антагонистов железа.
У мужчин, работающих на подземном руднике и обогатительной фабрике, обнаружено повышенное в среднем в 2,2 раза содержание Са в волосах по сравнению с группой сравнения. Как было отмечено ранее, повышение содержания Са в волосах обычно рассматривается как показатель усиленного обмена элемента в организме, что свидетель-ствует о риске возникновения его дефицита [2]. На фоне накопления Са в волосах определяется низкий уровень содержания фосфора в крови (р < 0,0001).
Достоверных различий в уровнях накопления остальных металлов в волосах рабочих, занятых подземной добычей руды и работающих на обогатительной фабрике, не установлено.
Подземные рабочие
Рабочие обогатительной фабрики
Си 250 200-
Группа сравнения
Рис. 1. «Элементный портрет» рабочих (мужчин) УГОК и группы сравнения (содержание металлов в волосах, мкг/г)
Подземные
Обогатительная фабрика Группасравнения
Обогатительная фабрика Группасравнения
Рис. 2. Содержание микроэлементов Мп, Сг, N1, С< РЬ в волосах мужчин и женщин — работников УГОК и группы сравнения, мкг/г
В целом нарушение элементного состава волос наиболее выражено у рабочих обогатительной фабрики по сравнению с рабочими, занятыми подземной добычей руды.
В волосах всех обследованных только среднее содержание Си, Zn близко к медиане, то есть носит характер нормального распределения. Отношение среднего содержания к его медиане для других элементов различно в обследуемых группах.
Для оценки элементного баланса в организме человека большое значение имеет не только определение абсолютного содержания того или иного элемента в биологическом субстрате, но и их соотношение. Так, в норме соот-
ношение Си : Ре : Zn для мужчин имеет вид 1 : 5 : 15, для женщин — 1 : 2 : 15. Для
женщин группы сравнения установлено соотношение 1 : 5 : 9, для мужчин — 1 : 15 : 14. Соотношение элементов в волосах у рабочих подземного рудника имеет вид 1 : 5 : 14, у рабочих обогатительной фабрики: у мужчин 1 : 6 : 20, у женщин — 1 : 4 : 14. Очевидно, что имеет место нарушение микроэлементного баланса в организме как у рабочих, так и жителей города, что влечет за собой возникновение ряда заболеваний.
Соотношение Си : Zn : Са в группе сравнения для мужчин имеет вид для женщин — 1 : 8 : 607. Для мужчин, рабо-
тающих в подземном руднике, — 1 : 10 : 72, на обогатительной фабрике — 1 : 17 : 97, для женщин — работниц обогатительной фабрики соотношение Си : Zn : Са = 1 : 13 : 255. Как видно из приведенных данных, баланс элементов в различных группах и по отношению к контролю имеет значительные различия.
Существует гипотеза о том, что остеопороз представляет собой необратимую эндогенную деминерализацию, главной особенностью которой является потеря кальция и фосфора. При изучении минеральной плотности костной ткани выявлено ее снижение почти у каждого второго обследованного (различия с группой сравнения достоверны, р < 0,05) По данным денситометрии (Т и Z), снижение МПКТ по Т-критерию составляет —1,5 ± 0,2 БО, то есть выявлены признаки остеопении. Кроме того, обнаружена обратная корреляционная связь средней силы между уровнями кальция и данными ОЕХЛ (г = -0,45).
Полученные данные о высоком уровне кальция в волосах рабочих УГОК (мужчины) по сравнению с группой сравнения также могут свидетельствовать об усиленном его выведении из организма. Элементный анализ волос в сочетании с определением МПКТ могут служить критерием ранней диагностики заболеваний опорно-двигательного аппарата.
В ы в о д ы. 1. Элементный гомео-стаз организма человека, формирующийся при проживании в условиях медно-цинко-вой геохимической провинции, характеризуется повыгшенныгм относительно среднего физиологического уровня содержанием Са, Мц, Ге и Мп в волосах. 2. Профессиональное воздействие тяжелыгх металлов на организм работающих является ведущим
УДК 616.71-003.84:616-001.26/.27
фактором риска формирования дисэлемен-тозов: установлено повышенное накопление в волосах рабочих Учалинского горнообогатительного предприятия Cu, Zn, Cd, As при пониженном содержании Cr, Mn, Fe. 3. Определение элементного состава волос в сочетании с оценкой плотности костной ткани позволяет осуществить раннюю диагностику остеопороза.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Белан Л.Н. Геоэкологические основы природно-техногенных экосистем горнорудных районов Башкортостана: Автореф. ... дис. докт. мед. наук. — М., 2007.
2. Медико-экологическая оценка риска гипермик-роэлементозов у населения мегаполиса / А.В. Скальный, А.Т. Быков, Е.П. Серебрянский, М.Г. Скальная. — Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2003.
3. Онищенко Г.Г. // Бюл. научного совета «Медико-экологические проблемы работающих». — 2004.
— № 1. — С. 3—8.
4. Преображенский В.Н. Активационная терапия в системе медицинской реабилитации лиц опасных профессий / В.Н. Преображенский, И.Б. Ушаков, К.В. Лядов. — М., 2000.
5. Скальный А.В. // Токсикол. вестн. — 1996.
— № 6. — С. 16—23.
6. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. — М., 2004.
7. Baran D.T., Faulkner K.G., Genant H.K. et al. / / Остеопороз и остеопатии. — 1998. — № 3. — С. 10—16.
8. Karlsson M.K., Obrant K.J., Nilsson B.E., Joh-nell O. // Ada Orthop Scand. — 1998. — 69. — P. 189—193.
Поступила 06.06.07
В.Н. Дружинин
РЕНТГЕНОМЕТРИЯ В КОМПЛЕКСНОЙ ДИАГНОСТИКЕ ФТОРИСТЫХ ОСТЕОПАТИЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ГЕНЕЗА
ГУ НИИ медициныы труда РАМН, Москва
Показано, что рентгенометрические методы позволили объективизировать выраженность перестройки костной структуры как остеосклеротической, так и остеопоротической направленности работающих в условиях воздействия фтора и его соединений, а также разработать объективные критерии костного флюороза.
Ключевые слова: фтор, костныге изменения, количественны1е методыг, рентгенодиагностика.
