CC BY
31
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016 УДК 613.6:622.874
С. А. Ибраев, Г. С. Жумабекова
ХРОМОСОМНЫЕ АБЕРРАЦИИ У РАБОЧИХ ХРИЗОТИЛОВОГО ПРОИЗВОДСТВА
Кафедра скорой и неотложной медицинской помощи №2,
Научно-исследовательский центр Карагандинского государственного медицинского университета
Изучен характер хромосомных аберраций у рабочих обогатительного комплекса хризотилового производства. Установлено развитие цитогенетических повреждений в стажевых группах, не имеющих специфических признаков. Результаты проведенных исследований показали отсутствие прямой зависимости между уровнем цитогенетических нарушений и стажем работы рабочих по отношению к неблагоприятным факторам хризо-тилового производства. Авторами выявлено достоверное увеличение частоты хромосомных аберраций у рабочих, занятых на хризотиловом производстве, в стажевой группе 15-20 лет, что связано с изменением адаптационных механизмов организма на воздействие неблагоприятных факторов хризотилового производства при увеличении стажа работы.
Ключевые слова: хромосомные аберрации, цитогенетические изменения, индуцированный мутагенез, обогатительный комплекс, хризотиловое производство
Воздействие техногенных факторов на человека и окружающую среду приобретает все большую роль и часто связано с появлением нежелательных генетических последствий. Учитывая канцерогенность хризотила [10], согласно данным Британского торакального общества по обследованию больных асбесто-зом, который обычно выявляется в первые 20 лет после воздействия асбеста, дозозависимая выраженность асбестоза с меньшим латентным периодом выше [2, 5]. Помимо радикальных мер по запрету асбеста, есть необходимость разработки программы устойчивой, доступной реабилитации с компонентом интенсивного паллиативного ухода до 30-40 лет [2].
Вопрос использования хризотила остается дискуссионным, хотя в мировой литературе все больше данных о том, что хризотиловый асбест является мало агрессивным и при контролируемом применении менее опасен для человека, чем его синтетические заменители [8]. В то же время в трудах имеются ссылки на экспериментальные работы, где выявлено, что хризотиловый асбест может вызывать хромосомные аберрации [6, 11].
Мониторинг цитогенетических эффектов в контингентах работников предприятий осуществляется с использованием единого методического подхода - метода учета хромосомных аберраций (ХА), который является высокочувствительным методом биологической индикации воздействия на человека производственных мутагенов и факторов окружающей среды [1, 3, 11, 12]. Метод позволяет оценить общие закономерности и возможную специфику хромосомного мутагенеза в условиях разных производств.
В некоторых странах учет ХА используется как метод контроля мутагенов при ограничении профессий по генетическим показаниям. Американские исследователи выявили, что мутагенные эффекты в низких дозах имеют большое значение при оценке канцероген-ности веществ [11, 12]. Известна мутагенная активность солей тяжелых металлов, с которыми контактировали рабочие кобальтового и вольфрамового производства, проявлявшаяся значительным повышением уровня ХА у рабочих данных цехов по сравнению с контрольной группой [7, 9]. У рабочих свинцовых заводов частота ХА превышала спонтанный уровень, связанное с тем, что ионы металлов обладали мутагенностью из-за разрушения или связывания естественных антимутагенов клеток [5, 9].
Таким образом, изучению мутагенов химической природы ученые уделяют значительное внимание, что подтверждает необходимость дальнейшего изучения состояния генетического статуса лиц, занятых на производстве. Именно в производственных условиях организм на протяжении большого временного интервала может находиться под максимальным прессингом мутагенных факторов. Анализ литературы показал перспективность использования метода учета ХА в лимфоцитах периферической крови для выявления цитогенети-ческих нарушений.
Цель работы - изучить цитогенетиче-ский статус рабочих обогатительного комплекса хризотилового производства методом учета хромосомных аберраций в периферической крови в зависимости от стажа работы.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В связи с тем, что на обогатительном комплексе (ОК) технологический процесс, свя-
занный с дроблением, сушкой, транспортировкой по конвейерным лентам, расфасовкой хризотил-асбеста, сопровождается выделением в воздушную среду пыли, содержащей хризотил, и учитывая ее канцерогенное действие, проведено исследование цитогенетического статуса методом учета ХА в периферической крови у 72 рабочих мужского пола в возрасте 24-64 лет. В зависимости от стажа работники обогатительного комплекса были разделены на 6 групп с интервалом работы в 5 лет, средний стаж составил 27,4±0,82 г. В контрольную группу вошли 12 человек мужского пола, работающие в непроизводственной сфере, средний возраст которых составил 42,8±2,01 г., средний стаж работы - 24,8±0,96 г.
Все обследуемые к моменту забора крови не принимали химио- и гормонотерапию и не подвергались рентгенологическому обследованию в последние 3 мес. Для учета частоты и типов ХА в лимфоцитах периферической крови человека использовали модифицированный метод культивирования лимфоцитов периферической крови по D. A. Hungerford et al. [10]. Учет хромосомных аберраций проводили с использованием микроскопа «Nikon Eclips 400» (Япония, 2005 г.) и кариотипирующей системы LUCIA Cytogenetics KARYO. Критерий отбора метафаз соответствовал общепринятым рекомендациям (Н. П. Бочков, 1989 г.) [1]. От каждого индивидуума анализировали по 200 метафаз.
Все результаты цитогенетического анализа аберраций вносили в единые по образцу протоколы, утвержденные Локальной этической комиссией в Национальном центре гигиены труда и профессиональных заболеваний Министерства здравоохранения РК (Протокол №4 от 16.05.2008 г.).
Статистическая обработка материала проводилась с применением пакета программ STATISTICA 5.5, рассчитывали среднее арифметическое, ошибку среднего (M±m), различия с контрольной группой проведены по тесту Стъюдента для независимых групп.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты гигиенических исследований в цехе обогащения показали, что запыленность воздуха на рабочих местах превышала действующее ПДК до 4 раз (8 мг/м3), показатели шума - более 110 дБА.
Результаты исследований цитогенетического статуса методом учета хромосомных аберраций показали в лимфоцитах периферической крови рабочих основной группы хризотил-асбестового производства достоверное повышение частоты хромосомных аберраций (2,87± 0,16%) по сравнению с таковым у лиц контрольной группы (1,16± 0,21%), и это превышение составило 2,4 раза.
Исследование крови на содержание типов ХА позволило установить, что повреждения хромосом в основном представляется аберрациями хроматидного типа в 53,1%, при этом среди аберраций хроматидного типа преобладали хроматидные разрывы, которые составили 27,3% от всего количества хромосомных повреждений. Также были отмечены хроматидные обмены (4,9%), средняя частота которых на 100 изученных клеток составила 0,15± 0,06%.
Частота аберраций хромосомного типа в основной группе составила 1,19± 0,10%, хроматидного - 1,68± 0,12%, в контрольной группе - 0,58 ± 0,15% и 0,58± 0,15% соответственно, разница показателей достоверна при р<0,01 (табл. 1). Аберрации хромосомного типа составили 41,5% от общего числа хромосомных поломок в основных группах и, соответственно, 58,5% составили поломки хрома-тидного типа. Данное соотношение типов хромосомных аберраций может свидетельствовать о химической природе мутагенеза [3].
Мониторинг цитогенетических изменений лимфоцитов периферической крови у рабочих, постоянно контактирующих с неблагоприятными факторами производства, предусматривал систематический анализ выявлен-
Группа Всего изучено метафаз Всего ХА Частота ХА
типы
хромосомного хр зоматидного
абс. абс. % абс. % абс. %
Основная 10 000 287 2,87±0,16* 119 1,19±0,10* 68 1,68±0,12*
Контроль 2 400 28 1,16±0,21 14 0,58±0,15 4 0,58±0,15
Таблица 1. Частота и типы ХА у лиц основной и контрольной групп (М+т)
* р<0,01 по сравнению с контрольной группой Медицина и экология, 2016, 2
ных изменении в зависимости от продолжительности контакта с кластогенами, то есть сравнительный анализ по стажу работы. Так, в ряде работ авторы наблюдали зависимость выхода ХА от длительности экспозиции к хри-зотиловому асбесту [6]. В то же время имеется немало работ, где учеными не было получено убедительных доказательств относительно связи цитогенетических эффектов с продолжительностью экспозиции с хризотилом [11].
В проведенном исследовании имелась возможность сопоставления результатов исследований и значимости работы в условиях изучаемого производства по шести стажевым группам обследуемых рабочих (I-VI) c интервалом в 5 лет (рис. 2).
Анализ частоты встречаемости ХА в лимфоцитах периферической крови рабочих в зависимости от стажа работы показал, что минимальное значение числа аберрантных метафаз встречалось среди рабочих II стажевой группы, а самое высокое - у рабочих IV группы. При этом в последующих стажевых группах рабочих (V, VI группа) отмечалось снижение уровня ХА.
Рисунок 1 - Влияние стажа работы на частоту ХА аберраций у рабочих хризотилового производства (I - 0-5 лет, II - 5-10 лет, III - 10-15 лет, IV - 15-20 лет, V - 21-30 лет, VI - свыше 30 лет)
Таким образом, сравнительный анализ частоты выявления ХА у рабочих показал, что при 5-летнем стаже работы в контакте с производственными факторами происходил постепенный рост числа цитогенетических повреждений, при стаже 5-10 лет, 10-15 лет отмечалось снижение уровня ХА. Интерес представили рабочие со стажем работы 15-20 лет, когда происходил скачок уровня ХА до максимальных значений, затем при стаже работы 21-30 лет, 30 лет и выше отмечалось значительное снижение уровня ХА.
Итак, полученные различия в частоте встречаемости хА по стажевым группам согласовались с мнением ученых по поводу токсико-
логии волокон асбеста в Великобритании [7], о том, что «существует пороговый уровень экспозиции, ниже которого не будет радиологических и клинических проявлений фиброза легких (асбестоза). Это означает, что экспозиции, недостаточные для возникновения хронического воспаления клеток, не могут стать источником повышенного риска развития рака легкого.
Экспозиция к высоким уровням асбестсо-держащей пыли любого типа может вызвать развитие асбестоза - заболевания, являющегося следствием профессиональной пылевой экспозиции. Имеются чрезвычайно веские доказательства того, что наличие асбестоза обязательно предшествует развитию рака легкого. Признается существование порога, при котором развивается эта патология, однако сложно оценить уровни экспозиции, поскольку в последнее время смерть непосредственно от асбестоза стала редкостью. Очевидно, что ас-бестобусловленные заболевания в настоящее время являются наследием неконтролируемого и нерегулируемого использования всех типов минеральных волокон [9], и там, где создано контролируемое использование - намного ниже распространенность пыли асбеста [5].
Таким образом, результаты проведенных исследований показали отсутствие прямой зависимости между уровнем цитогенетических нарушений и стажем работы рабочих по отношению к неблагоприятным факторам хризоти-лового производства.
ВЫВОДЫ
1. Выявлено достоверное увеличение уровня хромосомных аберраций у рабочих хри-зотилового производства. Структурные нарушения хромосом представлены аберрациями хромосомного и хроматидного типов, что может свидетельствовать в пользу химического мутагенеза.
2. Наблюдается непрямая зависимость между частотой цитогенетических нарушений и длительностью трудового стажа у рабочих хризотилового производства.
3. Выявлено достоверное увеличение частоты хромосомных аберраций у рабочих, занятых на хризотиловом производстве, в стажевой группе 15-20 лет, что связано с изменением адаптационных механизмов организма на воздействие неблагоприятных факторов хри-зотилового производства при увеличении стажа работы.
ЛИТЕРАТУРА
1 База данных для анализа количественных характеристик частоты хромосомных аберраций в культуре лимфоцитов перифериче-
ской крови человека /Н. В. Бочков, А. Н. Чеботарев, Л. Д. Катосова, В. И. Платонова // Генетика. - 2001. - Т. 37, № 4. - С. 549-557.
2 Маскелл Н. А. Рекомендации Британского Торакального общества по обследованию взрослых больных с односторонним плевральным выпотом /Н. А. Маскелл, Р. Д. А. Бутланд // Пульмонология. - 2006. - №2. - С. 13-26.
3 Чеботарев А. Н. Закономерности хромосомной изменчивости соматических клеток человека //Вестник РАМН. - 2001. - №10. - С. 64-69.
4 Bellagamba S. The advantages of using a geographic information system to evaluate risk in highly contaminated sites /S. Bellagamba, F. Pa-glietti, B. C. D. Staffa //Conference Paper of the 8th International Conference on Simulation in Risk Analysis and Hazard Mitigation. - Croatia, 2012. -Pp. 163-173.
5 Berman D. A meta-analysis of asbestos-related cancer risk that addresses fiber size and mineral type /D. Berman, S. Kenny //Critical Reviews In Toxicology. - 2008. - V. 38, No. 1. - Pp. 49-73.
6 Carel R. Occupational exposute to asbestos and man-made vitreous fibres and risk of lung cancer: a multicenter case-control study in Europe /R. Carel, A. C. Olsson, D. Zaridze // Occupational And Environmental Medicine. -2007. - V.64. - Pp. 502-508.
7 Dotan Y. Asbestosis /Y. Dotan, D. Lichtenberg, I. Pinchuk //Prog. Lipid. Res. - 2004. - No. 43. - Рp. 200-227.
8 Jadhav A. Asbestosis: Past voices from the Mumbai factory floor /A. Jadhav, N. Roy // Indian J. of Occup. and Environ. Med. - 2012. -No. 3. - Pp. 131-136.
9 Hoskins J. A. A survey of the health problems associated with the production and use of high density chrysotile products /J. A. Hoskins, J. A. Lange. - Montreal: The Chrysotile Institute, 2006. - P. 44.
10 Hunderford D. A. Leikocytes cultured from smoll inocula of wrole blood and the preparation of metaplase chromosomes by treatment with hypotonic KCl //Stain Technology. - 1965. -V. 40, No. 6. - Pp. 333-338.
11 Yoshida N. Toxicity and mutagenesis of chrysotile asbestos to Agrobacterium radiobac-ter /N. Yoshida, T. Naka, T. Sengoku //Current Microbiology. - 2001 - V. 42. - No. 6. - Pp. 398402.
12 Xu A. New insight into intrachromo-sornal deletions induced by chrysotile in the gpt delta transgenic mutation assay /Xu A., B. Lubo-mir, P. He //Environmental Health Perspectives. -2007 - V. 115. - No. 1. - Pp. 87-92.
REFERENCES
1 Database for the analysis of quantitative characteristics of the frequency of chromosomal aberrations in human lymphocyte culture of peripheral blood /N. V. Bochkov, A. N. Chebotarev, L. D. Katosova, V. I. Platonova //Genetics. -2001. - V. 37, No. 4. - Pp. 549-557.
2 Maskell N. A. British Thoracic Society recommendations for the survey of adult patients with unilateral pleural effusion /N. A. Maskell, R. D. A. Butland //Pulmonology. - 2006. - No. 2. -Pp. 13-26.
3 Chebotarev A. N. Patterns of chromosomal variability of human somatic cells //Herald of RAMS. - 2001. - No. 10. - Pp. 64-69.
4 Bellagamba S. The advantages of using a geographic information system to evaluate risk in highly contaminated sites /S. Bellagamba, F. Pa-glietti, B. C. D. Staffa //Conference Paper of the 8th International Conference on Simulation in Risk Analysis and Hazard Mitigation. - Croatia, 2012. -Pp. 163-173.
5 Berman D. A meta-analysis of asbestos-related cancer risk that addresses fiber size and mineral type /D. Berman, S. Kenny //Critical Reviews In Toxicology. - 2008. - V. 38, No. 1. - Pp. 49-73.
6 Carel R. Occupational exposute to asbestos and man-made vitreous fibres and risk of lung cancer: a multicenter case-control study in Europe /R. Carel, A. C. Olsson, D. Zaridze // Occupational And Environmental Medicine. -2007. - V.64. - Pp. 502-508.
7 Dotan Y. Asbestosis /Y. Dotan, D. Lichtenberg, I. Pinchuk //Prog. Lipid. Res. - 2004. - No. 43. - Рp. 200-227.
8 Jadhav A. Asbestosis: Past voices from the Mumbai factory floor /A. Jadhav, N. Roy // Indian J. of Occup. and Environ. Med. - 2012. -No. 3. - Pp. 131-136.
9 Hoskins J. A. A survey of the health problems associated with the production and use of high density chrysotile products /J. A. Hoskins, J. A. Lange. - Montreal: The Chrysotile Institute, 2006. - P. 44.
10 Hunderford D. A. Leikocytes cultured from smoll inocula of wrole blood and the preparation of metaplase chromosomes by treatment with hypotonic KCl //Stain Technology. - 1965. -V. 40, No. 6. - Pp. 333-338.
11 Yoshida N. Toxicity and mutagenesis of chrysotile asbestos to Agrobacterium radiobacter / N. Yoshida, T. Naka, T. Sengoku //Current Microbiology. - 2001 - V. 42. - No. 6. - Pp. 398-402.
12 Xu A. New insight into intrachromo-sornal deletions induced by chrysotile in the gpt delta transgenic mutation assay /Xu A., B. Lubo-mir, P. He //Environmental Health Perspectives. -2007 - V. 115. - No. 1. - Pp. 87-92.
Поступила 15.03.2016 г.
Медицина и экология, 2016, 2
73
S. A Ibrayev, G. S. Zhumabekova
CHROMOSOMAL ABERRATIONS IN WORKERS OF CHRYSOTILE PRODUCTION Department of ambulance and emergency medical care No. 2, Scientific research center of Karaganda state medical university
The character of chromosomal aberrations in workers of processing complex of chrysotile production is studied. The development of cytogenetic damages in pensionable groups not having specific signs is established. The results of these studies showed the no direct correlation between the level of cytogenetic damages and years of experience of workers in relation to unfavorable factors of chrysotile production. The authors found a significant increase in the frequency of chromosomal aberrations in workers employed in the manufacture of chrysotile in pensionable group of 1520 years, which is associated with a change in the body's mechanisms of adaptation to the impact of unfavorable factors of chrysotile production with increasing the experience.
Key words: chromosome aberrations, cytogenetic changes, induced mutagenesis, enrichment complex, the production of chrysotile
С. А. Ибраев, Г. С. Жумабекова
ХРИЗОТИЛД1К ОНДШС Ж¥МЫСШЫЛАРЫН^Ы ХРОМОСОМДЫ АБЕРРАЦИЯЛАР
И|араFанды мемлекеттк медицина университетнн №2 жедел жэне шупыл медициналык жэрдем кафедрасы, Fылыми-зерттеу орталыFынын ужымдык пайдалану зертханасы
Хризотилдк енд1р1ст1н байыту кешенн жумысшыларынын хромосомдык аберрация сипаты зерттелген. Спецификалык белгiлерi жок еттдк топтардагы цитогенетикалык закымданулардын дамуы аныкталган. ЖYргiзiлген зерттеулердщ нэтижелерi цитогенетикалык бузылушылыктар мен жумысшылардын жумыс етшнН хризотилдк енд1р1ст1н колайсыз факторларына катысты денгейдщ арасына ткелей байланыстын жоктыгын керсетл. Авторлар хризотилдк ендiрiсте 15-20 жылдык етт тобындагы жумысшыларда хромосомдык аберрация жишПнщ анык артуын аныктаган, бул жумыс етшмщ артуы кезiнде хризотилдiк енд1р1^1н колайсыз факторларынын эсерiне агзанын бейiмделу тепктермщ езгеруiне байланысты.
Клт сездер: хромосомды аберрациялар, цитогенетикалык езгерiстер, индуцияланган мутагенез, байыту кешеы, хризотилдiк енд1р1с
