CC BY
49
УДК [612.616.31.017.2:616.43-057-055.1](470.1/.2)
СПЕЦИФИКА ЭНДОКРИННОГО ПРОФИЛЯ
у работников целлюлозно-бумажного
ПРОИЗВОДСТВА г. АРХАНГЕЛЬСКА*
© 2009 г. В. А. Попкова, Е. В. Типисова, Ю. Ю. Юрьев
Институт физиологии природных адаптаций УрО РАН, г. Архангельск
Исследовались адаптивные реакции эндокринной системы у мужского населения г. Архангельска, работающего (65 человек) и не работающего (90 человек) на целлюлознобумажном комбинате (ЦБК), в период увеличения продолжительности светового дня. Содержание гормонов в сыворотке крови определяли методом радиоиммунологического in vitro анализа. Полученные данные обработаны с использованием непараметрических критериев статистического анализа. Выявлено, что повышение уровня кортизола, соматотропина и инсулина у работников ЦБК относительно группы сравнения сочетается с дисбалансом со стороны гормонов щитовидной железы, когда уровень тироксина повышается, а содержание трийодтиронина смещено в сторону нижних границ нормы. Кроме того, уровни тиронинсвя-зывающего глобулина и прогестерона у работников ЦБК ниже их содержания у не работающих на комбинате мужчин. В корреляционных взаимосвязях системообразующим фактором у работников ЦБК выступает уровень соматотропного гормона, у не работающих на комбинате - гормоны щитовидной железы.
Ключевые слова: гормоны, мужчины, целлюлозно-бумажное производство, Европейский Север, условия труда.
В современной науке экология человека, адаптация его к изменяющимся условиям и охрана окружающей среды неразрывно связаны между собой и выдвигаются на одно из первых мест среди общечеловеческих глобальных проблем [1].
В настоящее время влияние и интенсивность воздействия антропогенных факторов производственной среды на здоровье человека приобретают все более выраженный характер. С одной стороны, этот процесс связан с повсеместным ухудшением экологической обстановки, в результате чего человек становится все более уязвимым на производстве. С другой — развитие науки и техники, внедрение новых современных технологий опережают научные исследования по их влиянию на организм работников, что затрудняет современную разработку лечебно-профилактических мероприятий в этой сфере [2].
В процессе труда наиболее важными факторами, активирующими адаптационные процессы и приводящими тем самым к изменениям в гормональной сфере, являются наличие элементов физического труда, утомление, влияние психической напряженности, температуры и давления среды, химические факторы производства [7, 8]. Профессиональный труд может привести к усилению активности ряда эндокринных желез в связи с наличием мышечной работы или эмоционально-умственного напряжения. Эти изменения, в свою очередь, подвергаются воздействиям со стороны внешних условий труда [7].
Особенностью производства сульфатной небеленой целлюлозы является неблагоприятное воздействие производственных факторов, к которым относятся как химические (соединения серы, амины жирного ряда, углеродные аэрозоли, силикатосодержащие аэрозоли, хлор и его соединения), так и физические (повышенная температура, шум, вибрация) факторы, а также влияние психологической напряженности и физических перегрузок на организм рабочих.
Комплексное воздействие всех этих факторов не может не отразиться на изменении функциональной активности эндокринной системы у лиц, работающих на целлюлозно-бумажном производстве. В то же время в литературе ограничены сведения, касающиеся оценки условий труда и состояния здоровья рабочих сульфатно-целлюлозных производств [3, 10, 11], особенно со стороны эндокринных функций организма. В этой связи целью настоящих исследований явилось выявление адаптивных реакций эндокринной системы у мужчин, работающих на целлюлознобумажном комбинате.
*Работа поддержана грантом Администрации Архангельской области, проект № 0347, 2008 г., и грантом Президиума УрО РАН, постановление № 2-3, 2008 г.
Экология человека 2GG9.G3 Экология труда
Материалы и методы исследования
Было обследовано 155 мужчин в возрасте от 22 до 50 лет, проживающих в г. Архангельске (64—65° с. ш. Европейского Севера). Из них 65 человек — работающие на целлюлозно-бумажном комбинате (ЦБК) и 90 — практически здоровые мужчины, проживающие в районах города вдали от комбината и не работающие на нем (группа сравнения). Все лица были обследованы в период увеличения продолжительности светового дня, когда напряжение эндокринной системы у жителей Архангельской области менее выражено [9].
Забор крови проводили натощак с 8 до 9 часов утра из локтевой вены. Перед забором крови испытуемые находились в покое не менее 30 минут. Методом радиоиммунологического in vitro анализа на установке «Гамма-800, НАРКОТЕСТ» с использованием коммерческих тест-наборов УП ХОП ИБОХ (Беларусь) для определения уровней кортизола, тиронинсвязывающего глобулина (ТСГ), тироксина (Т4,) трийодтиронина (Т3), эстрадиола, прогестерона, тестостерона, инсулина и тест-наборов «Immunotech» (Чехия) для определения содержания соматотропного гормона (СТГ) в сыворотке крови.
Обработка полученных данных проведена с использованием пакета прикладных программ Statistica. Для описания количественных признаков использовали описательные статистики, то есть параметры распределения. При проверке полученных данных на нормальность распределения выборок выяснилось, что в большинстве случаев существуют отличия распределения признака от нормального вида, поэтому
применяли непараметрические критерии, которые в этой ситуации оказываются часто более мощными [4]. В данном анализе пороговое (критическое) значение уровня значимости принято равным 0,05. Для сопоставления двух групп по количественным признакам использован и-критерий Манна — Уитни, который проверяет гипотезу о равенстве функций распределений двух независимых выборок [6]. Вычислены медианы и процентили интервалом 10—90 %, для того чтобы исключить более редкие и выпадающие из общей массы значения концентраций гормонов. Определен процент отклонений значений гормонов от общепринятой нормы [5]. Был проведен корреляционный анализ, при котором использовался коэффициент Спирмена. При анализе связи признаков проверялась нулевая статистическая гипотеза об отсутствии линейной связи признаков [6, 12].
Результаты исследования и обсуждение
Оценка уровней гормонов в периферической крови по медиане (таблица) показала, что концентрация кортизола у работников ЦБК выше, чем у не работающих на комбинате мужчин (группы сравнения). Относительно содержания гормонов щитовидной железы выявлено, что у работающих на комбинате лиц концентрация Т4 выше, а уровень Т3 и ТСГ ниже, чем у группы сравнения. Концентрация прогестерона в сыворотке крови у работников ЦБК намного ниже, а уровень инсулина и соматотропина выше, чем у группы сравнения.
Оценка диапазона колебаний уровней гормонов размером 10—90 процентилей (см. таблицу) выявила, что концентрация кортизола в этом интервале пре-
Количественные показатели уровней гормонов в сыворотке
комбинате мужчин -
крови у работающих и не работающих на целлюлозно-бумажном жителей г. Архангельска
Показатель Число наблюдений Медиана i0 процентилей 90 процентилей р-уровень
Кортизол, Не работающие 90 523,53 369,00 78i,50 р=0,002
нмоль/л Работающие 65 589,63 435,59 848,7i
Т4, нмоль/л Не работающие 89 ii5,00 78,00 i40,00 р=0,016
Работающие 65 i2i,73 96,52 i44,3i
Т3, нмоль/л Не работающие 89 i,80 i,20 2,40 р<0,001
Работающие 65 i,39 i,i4 i,87
ТСГ, мкг/мл Не работающие 79 23,00 i7,60 29,00 р<0,001
Работающие 65 i8,87 i5,37 25,67
Эстрадиол, Не работающие ii 0,i0 0,04 0,27 р>0,05
нмоль/л Работающие 63 0,08 0,04 0,27
Прогестерон, Не работающие i2 3,85 i,20 7,20 р<0,001
нмоль/л Работающие 59 0,98 0,47 3,09
Тестостерон, Не работающие 53 22,84 ii,42 32,80 р>0,05
нмоль/л Работающие 65 23,ii ii,28 35,00
Инсулин, Не работающие 34 9,85 2,50 24,i8 р<0,001
мкЕд/мл Работающие 64 i6,53 9,76 47,92
СТГ, нг/мл Не работающие 74 0,2i 0,i2 i,06 р<0,00!
Работающие 45 3,i0 0,29 6,70
вышает верхнюю границу нормы у работающих и не работающих на комбинате мужчин. Однако у сотрудников комбината данный диапазон смещен в сторону увеличения значений по сравнению с не работающими на ЦБК. Рассматривая процент значений, превышающих верхнюю границу нормы (рис. 1), можно отметить, что у сотрудников комбината этот процент также увеличивается (22,0) относительно лиц группы сравнения, у которых он составляет 12,2.
Рис. 1. Процент отклонений от общепринятой нормы уровней гормонов у работающих и не работающих на целлюлозно-бумажном комбинате мужчин
Примечание. Отклонения выше нормы — с положительным знаком, ниже нормы — с отрицательным I I — не работающе на комбинате мужчины — работающие на комбинате
мужчины
Диапазон колебаний концентрации Т4 в интервале 10—90 процентилей у сотрудников ЦБК и мужчин группы сравнения смещены в сторону больших значений относительно общепринятых норм. Однако у не работающих на комбинате лиц интервал содержания гормона не выходит за пределы нормы, в то время как у работников комбината он превышает верхнюю границу нормы и смещен в сторону больших величин относительно лиц группы сравнения за счет уменьшения более низких значений. Количество отклонений значений Т4 выше границы нормы больше у сотрудников комбината — 15,4 %, тогда как у группы сравнения — 7,8 %. Кроме того, у работающих на комбинате мужчин отсутствуют концентрации Т4, выходящие за нижние границы нормы, в то время как у лиц группы сравнения регистрируется 1,1 % его значений ниже нормы.
Уровень содержания Т3 в диапазоне колебаний существенно снижается у работников комбината по сравнению с мужчинами группы сравнения, у которых анализируемый интервал выходит за верхнюю границу нормы и совпадает с нижней границей, в то время как у сотрудников ЦБК данный диапазон существенно смещен в сторону меньших значений и выходит за нижнюю границу предела норм. Количество отклонений значений Т3 выше нормы снижается у работников комбината (1,5 % против 23,6 у лиц группы сравнения), в свою очередь, повышается
количество отклонений концентраций ниже нормы (13,8 % против 8,9 в группе сравнения).
Диапазон колебаний содержания ТСГ у сотрудников ЦБК расширен и выходит за обе стороны общепринятой нормы, в то время как у мужчин группы сравнения данный диапазон расширен только в сторону больших значений и медиана располагается выше общепринятой нормы. У работников комбината понижается количество отклонений значений ТСГ выше нормы (20,0 % против 53,2 % в группе сравнения) и в то же время увеличивается количество значений ТСГ ниже общепринятой нормы (22,0 % против 7,6 в группе сравнения).
Концентрация эстрадиола в диапазоне колебаний у работающих и не работающих на комбинате мужчин расширена за верхнюю и нижнюю границу предела норм. Количество отклонений значений за верхний предел нормы у обеих групп обследованных практически одинаков: 19,0 % у сотрудников комбината и 18,2 в группе сравнения, в то время как отклонений ниже нормы больше у работников комбината — 43,0 % против 18,2 в группе сравнения.
Интервал 10—90 процентилей содержания прогестерона у работников комбината находится в пределах нормы, в то же время у не работающих на ЦБК лиц анализируемый диапазон смещен в сторону больших величин и значение медианы превышает верхнюю границу нормы. Количество отклонений значений прогестерона выше нормы у мужчин группы сравнения
— 58,3 %, у сотрудников комбината он понижается до 8,5 %.
Уровень тестостерона у работников комбината в диапазоне колебаний расширен со смещением в сторону больших величин относительно группы сравнения. Количество отклонений значений тестостерона выше нормы у сотрудников ЦБК повышается до 9,2 % против 5,6 % в группе сравнения, также наблюдается 1,5 % отклонений ниже нормы.
Содержание инсулина в диапазоне колебаний у работников ЦБК смещено в сторону больших значений и выходит за верхнюю границу нормы, у лиц группы сравнения этот интервал смещен в меньшую сторону и выходит за пределы нижних границ нормы. У 22,0 % сотрудников комбината регистрируются значения инсулина, превышающие верхнюю границу нормы, тогда как в группе сравнения они наблюдаются только у 2,9 %, в то же время 17,6 % мужчин группы сравнения имеют значения инсулина ниже общепринятых пределов.
Содержание СТГ в диапазоне колебаний у сотрудников комбината расширено, смещено в сторону больших значений и выходит за верхнюю границу нормы, в то время как у лиц группы сравнения анализируемый интервал находится в норме у нижней границы предела. Количество отклонений значений СТГ выше нормы у сотрудников комбината составляет 12,0 %.
Корреляционный анализ (рис. 2) в группе не работающих на ЦБК мужчин обнаружил отрицательные связи умеренной силы между содержанием инсулина
____________прямая связь______________обратная связь
Рис. 2. Корреляционная модель взаимосвязей между звеньями эндокринной системы у работающих и не работающих на целлюлозно-бумажном комбинате мужчин
Примечание. F — кортизол; T4 — тироксин, T3 — трийодти-ронин, ТСГ — тиронинсвязывающий глобулин, Е2 — эстрадиол, Прог — прогестерон, Test — тестостерон, ИРИ — инсулин, СТГ — соматотропин; результаты статистически значимы при величине порогового значения р менее 0,05 (ошибка менее 5 %).
и гормонами щитовидной железы: тироксином (г = —0,35, р = 0,04) и трийодтиронином (г = —0,36, р = 0,03), что подтверждается наличием смещения уровня инсулина в сторону меньших значений на фоне активации щитовидной железы у жителей Севера [5]. Наличие прямой связи между уровнями тестостерона и Т3 (г = 0,3, р = 0,006), тестостерона и ТСГ (г = 0,36, р = 0,014) подчеркивает имеющее место смещение уровней тестостерона, ТСГ и Т3 в сторону больших значений относительно общепринятых норм. Следует подчеркнуть, что данные результаты характерны для периода увеличения продолжительности светового дня, когда уровень тестостерона достигает максимальных величин по отношению к другим периодам года. Имеющиеся связи между уровнями ТСГ и Т4 (г = 0,47, р < 0,001) физиологически обоснованы как связи между уровнями белка-носителя и связанного с ним гормона.
В группе работников ЦБК наблюдается усиление корреляционной связи между уровнями Т4 и ТСГ (г = 0,58, р < 0,001) по сравнению с группой не работающих на комбинате мужчин. Корреляционная связь между величинами тестостерона и Т3 (г = —0,28, р = 0,019) становится отрицательной и менее сильной, что подтверждается снижением уровней Т3 на фоне тенденции нарастания концентраций тестостерона у работников ЦБК. Обнаружены отрицательная связь умеренной силы между уровнями эстрадиола и СТГ (г = —0,33, р = 0,025), так как значения СТГ у работающих на комбинате увеличиваются на фоне значительного числа низких значений эстрадиола. Выявлена положительная корреляционная связь между уровнями СТГ и инсулина (г = 0,35, р = 0,018), что обосновано их повышением у работников ЦБК. Обнаружена положительная корреляционная связь между уровнями СТГ и прогестерона (г = 0,31, р = 0,04).
Таким образом, повышенный уровень активности коры надпочечников и увеличение уровня соматотро-пина у работников целлюлозно-бумажного комбината на фоне повышения концентрации инсулина в крови связан с дисбалансом со стороны гормонов щитовидной железы, когда уровень тироксина повышается, а содержание трийодтиронина смещено в сторону нижних границ нормы. Уровни ТСГ у работников ЦБК ниже их содержания у не работающих на комбинате мужчин. Более низкие значения прогестерона могут быть связаны с повышенным его расходованием на процессы синтеза стероидов корой надпочечников. У работников ЦБК по сравнению с не работающими на комбинате мужчинами исчезают корреляционные связи между уровнями гормонов щитовидной железы и содержанием инсулина и прогестерона, а также между концентрациями тиронинсвязывающего глобулина и тестостерона, изменяется характер взаимоотношений между уровнями гормонов щитовидной железы и тестостерона. В то же время появляются связи между уровнем соматотропина и содержанием эстрадиола, прогестерона, инсулина, что свидетельствует об изменении гормональных механизмов адаптации.
Выводы
1. У сотрудников целлюлозно-бумажного комбината содержание кортизола, тироксина, инсулина и соматотропного гормона в сыворотке крови выше, чем у не работающих на комбинате мужчин, а уровни трийодтиронина, тиронинсвязывающего глобулина, прогестерона — ниже.
2. У сотрудников комбината по сравнению с не работающими на нем мужчинами увеличивается процент значений выше нормы в содержании кортизола, тироксина, инсулина, соматотропина. Относительно содержания трийодтиронина, тиронинсвязывающего глобулина, прогестерона у сотрудников комбината регистрируется снижение процента значений, превышающих норму, и увеличение процента низких значений содержания Т3 ТСГ и эстрадиола.
3. У не работающих на комбинате мужчин интервал 10—90 процентилей содержания гормонов выходит за верхнюю границу нормы или приближается к ней относительно кортизола, тироксина, трийодтиронина, тиронинсвязывающего глобулина, эстрадиола и прогестерона, а у сотрудников комбината — относительно кортизола, Т4, ТСГ, эстрадиола, инсулина и соматотропина.
4. У не работающих на комбинате мужчин интервал 10—90 процентилей содержания гормонов выходит за нижнюю границу нормы или приближается к ней относительно трийодтиронина, эстрадиола, инсулина, соматотропина, а у сотрудников ЦБК — относительно Т3, ТСГ, эстрадиола.
5. У работников ЦБК системообразующим фактором в корреляционных взаимосвязях выступает уровень соматотропного гормона, у мужчин г. Архангельска, не работающих на комбинате — гормоны щитовидной железы.
Список литературы
1. Агаджанян Н. А. Адаптация человека к условиям Крайнего Севера. Эколого-физиологические механизмы / Н. А. Агаджанян, Н. Ф. Жвавый, В. Н. Ананьев. — М., 1998. - 354 с.
2. Балунов В. Д. Клинико-функциональная оценка состояния здоровья работающих в условиях воздействия инфразвука, шума и общей вибрации / В. Д. Балунов,
А. Ф. Барсуков, В. Г. Артамонова // Медицина труда и промышленная экология. — 1998. — № 5. — С. 22-26
3. Здоровье населения Европейского Севера России на рубеже XXI века / под науч. ред. Р. В. Банниковой, Н. И. Кондаковой, Ю. Р Теддера. — Архангельск : СГМУ, 2002. — 580 с.
4. Лакин Г. Ф. Биометрия : учеб. пособие для биол. спец. / Г. Ф. Лакин. — М. : Высшая школа, 1990. — 352 с.
5. Пределы содержания гормонов в сыворотке крови у мужчин / Е. В. Типисова, А., Ткачев, Л. В. Поскотинова и др. // Пределы физиологического колебания в периферической крови метаболитов, гормонов, лимфоцитов, цитокинов и иммуноглобулинов у жителей Архангельской области : инфор. материалы. — Архангельск, 2005. — С. 19—24.
6. Реброва О. Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA / О. Ю. Реброва. — М. : Медиа Сфера, 2006. — 310 с.
7. Руководство по физиологии труда / под ред.
З. М. Золиной, Н. Ф. Измерова. — М. : Медицина, 1983.
— 527 с.
8. Соколова Л. А. Здоровье работающих в лесопильнодеревообрабатывающей промышленности / Л. А. Соколова, Ю. Р. Теддер. — Архангельск : СГМУ, 2005. — 192 с.
9. Типисова Е. В. Реактивность коры надпочечников у жителей Европейского Севера в динамике АКТГ-теста в различные световые периоды года / Е. В. Типисова // Вестн. Поморского государственного университета. Сер. «Физиологические и психолого-педагогические науки». — 2006. — № 2 (10) — С. 32—38.
10. Чубарь Н. В. Гигиеническая оценка производственных факторов и состояния здоровья работающих ОАО «Соломбальский ЦБК» в городе Архангельске / под ред. Р В. Банниковой, Н. И. Кондаковой, Ю. Р Теддера // Здоровье населения Европейского Севера России на рубеже
XXI века. — Архангельск : Изд. центр СГМУ, 2002. -С. 404-409.
11. Эпидемиологическая структура временной нетрудоспособности на Соломбальском ЦБК / Е. Н. Шацова,
B. Г Плакидин, Ю. А. Хабарова, Л. О. Головань // Экология Северной Двины. — Архангельск, 1999. — С. 217-219.
12. Юнкеров В. И. Математико-статистическая обработка данных медицинских исследований / В. И.Юнкеров,
C. Г. Григорьев. — СПб., 2002. — 268 с.
ENDOCRINE PROFILE SPECIFIC AT PULP AND PAPER INDUSTRY WORKERS IN ARKHANGELSK
V. A. Popkova, E. V. Tipisova, Yu. Yu. Yuriev
Institute of Environmental Physiology Ural Branch RAS, Arkhangelsk
The aim of study is revealing of endocrine system adaptive reactions at pulp and paper industry workers in Archangelsk. The 65 workers and 90 non worker men (control group) were investigated. The ages of men were 22-50 years. The study was provided in spring. The serum hormonal profile was determined by radioimmunoassay. The received data were processed with nonparametric statistics. It’s revealed that cortisol, somatotropin and insulin levels at workers are higher than control group. This one combines with thyroid hormones dysbalance when thyroxin level increases but triiodthyronin decreases. Furthermore, the thyroxin binding globulin and progesterone at workers are lower than in control group. Under the correlation analyses the backbone factor at workers are somatotropin but in control group is thyroid hormones.
Key words: hormones, pulp and paper industry workers, European North, conditions of work.
Контактная информация:
Попкова Виктория Анатольевна — аспирант, младший научный сотрудник Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН
Адрес: 163001, г. Архангельск, пр. Ломоносова, д. 249 Тел. (8182) 20-09-27, факс (8182) 65-29-95 E-mail: [email protected]
Статья поступила 11.06.2008 г.
