ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ НЕСТАБИЛЬНОСТЬ ПРИ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ СВИНЦА НА ОРГАНИЗМ РАБОЧИХ СВИНЦОВОГО ПРОИЗВОДСТВА Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

УДК 613.62-034.4:669.4

Н.И. Шушкевич

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ НЕСТАБИЛЬНОСТЬ ПРИ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ СВИНЦА НА ОРГАНИЗМ РАБОЧИХ СВИНЦОВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Владимирский государственный университет, Учебно-научный медицинский центр, г. Владимир

Комплекс производственных факторов, характерных для свинцового производства, оказывает цитогенетический эффект разной степени выраженности, оцениваемый по тесту хромосомных аберраций в соматических клетках. Установлено, что частота хромосомных аберраций у рабочих свинцового производства превышает спонтанный уровень.

Ключевые слова: хромосомные аберрации, мутагены, хроматидный обмен, хромосомный обмен, дицентрик, ДНК, ацентрические фрагменты.

N.I. Shoushkevitch. Cytogenetic instability under longstanding exporure to lead in workers engaged into lead production. Complex of occupational factors characteristic for lead production induces cytogenetic effect variable in intensity, assessed through chromosomal aberrations test in somatic cells. Occurrence of chromosomal aberrations in lead production workers appeared to exceed spontaneous level.

Key words: chromosomal aberrations, mutagens, chromatid and chromosomal interchange, dicentric, DNA, acentric fragments.

Повреждение генетического аппарата клетки лежит в основе нарушений биологических реакций. По мнению Н.П. Бочкова с соавт., хромосомные аберрации являются одним из первых индикаторов неблагоприятного воздействия на организм до того, как разовьются патологические процессы. Изучение аберраций хромосом остается одним из важнейших критериев загрязнения окружающей среды мутагенами. Появление мутаций детерминируется изменениями молекулы ДНК, возникшими на основе нарушений метаболизма под прямым влиянием факторов внешней среды [1, 2].

Актуальным с этих позиций является изучение мутагенности тяжелых металлов, в частности свинца, концентрации которого в воздушной среде свинцовых заводов в десятки и сотни раз превышают предельно допустимые.

Так, по данным некоторых авторов, содержание свинца на ряде участков свинцовых заводов достигало 0,41—4,11 мг/м3 [3, 5].

На весьма высоком уровне оказалась и заболеваемость с временной утратой трудоспособности работающих (130,77 случая и 1709,2 дня).

По данным некоторых авторов, у рабочих свинцовых заводов, испытывающих большое влияние на организм свинца, все более прослеживается рост патологии, в основе которой

немаловажное значение имеет накопление неблагоприятного генетического груза, а также отмечают, что ионы металлов обладают мутагенной активностью за счет разрушения или связывания естественных антимутагенов клетки. Снижение стабильности ДНК за счет частичной денатурации может быть одной из причин усиления мутагенной активности химических веществ [7, 9]. Действие ионов тяжелых металлов на хромосому происходит, по-видимому, следующим образом: ионы металлов могут атаковать хромосому по всей ее длине, однако наиболее доступны для них слабые места — с менее устойчивыми белками или с меньшим количеством какого-либо белка. Еще более сильное действие мутагена может проявляться в местах, лишенных белка, депрессивных локусах. Восстановления мутационных поражений в депрессивных локусах не происходит [8].

Цель работы — изучение хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови у рабочих свинцового производства для оценки мутагенной активности свинца.

М а т е р и а л и м е т о д и к и. С целью выявления мутагенного эффекта свинца было проведено цитогенетическое исследование у рабочих свинцового производства (42 человека) и рабочих машиностроительного за-

вода (13 человек), которые составили контрольную группу. Учитывался стаж работы на данном производстве, подробный анамнез, вредные привычки.

В изучаемые группы вошли лица от 19 до 54 лет со стажем работы на производстве 5 лет и более. Средний возраст рабочих в основных цехах составил 42 ± 1,9 года, в контрольной группе — 38 ± 1,2 года, средний стаж работы — 18,2 ± 2,1 и 17,8 ± 3,0 соответственно.

В контроле — 10 мужчин, из них курящих 7, среди женщин курящих не было.

Цитогенетическое обследование проводилось с помощью метода хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови. Лимфоциты культивировали по стандартному полумик-рометоду в течение 52 ч. Для более объективного учета аберраций хромосом перед анализом препараты шифровали.

Отбор метафазных пластинок, классификация и учет хромосомных аберраций соответствовали общепринятым методикам. От каждого обследованного анализировали от 150 до 300 клеток на стадии метафазы.

Р е з у л ь т а т ы и о б с у ж д е-н и е. Как видно из представленных данных в табл. 1, частота аберрантных метафаз в контрольной группе составила в среднем 1,1 ± 0,15 (0,011 аберраций на одну клетку). Спектр хро-

мосомных нарушений представлен в основном аберрациями хроматидного типа, они составили в среднем среди которых преобладали

ацентрические фрагменты. Доля аберраций хромосомного типа составила лишь и была представлена парными фрагментами.

Полученные количественные параметры почти не отличались от известных данных по изучению спонтанных хромосомных аберраций в культуре лимфоцитов здоровых индивидов (Бочков Н.П. с соавт., 1981, Сус-ков И. И. с соавт., 1983). Сравнения профессиональных групп свинцового производства по показателям общей частоты аберрантных метафаз и типов хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови рабочих проведено относительно этой контрольной группы.

Результаты распределения хромосомных аберраций в лимфоцитах у рабочих плавильного цеха представлены в табл. 2. Проведенный цитогенетический анализ показывает, что в условиях производства у людей, имевших контакт со свинцом, частота клеток с аберрациями хромосом колеблется от 3,63 ± 0,46 до 5,56 ± 0,38 %. Цитогенетический анализ, проведенный у 43 рабочих основных профессий — плавильщиков и печевых, показал, что у 9,9 % рабочих в лимфоцитах не отмечено аберрантных метафаз, у — частота их

Т а б л и ц а 1

Качественный анализ хромосомных аберраций у рабочих Востокмашзавода (контрольная группа)

Профессия Обследовано лиц Изучено метафаз Частота аберрантных метафаз, % Тип хромосомных аберраций на 100 клеток

Хроматидный тип Хромосомный тип

Одиночные фрагменты Обмены Парные фрагменты Обмены

1 Основные 16 3200 1,18 ± 0,19 0,63 ± 0,09 0,3 ± 0,001 0,15 ± 0,07 0,1 ± 0,01

2 Вспомогательные 11 1800 1,02 ± 0,25 0,4 ± 0,12 0,4 ± 0,08 0,15 ± 0,03 0,07 ± 0,02

Итого 27 5000 1,1 ± 0,15 0,51 ± 0,06 0,13 ± 0,1 0,15 ± 0,05 0,04 ± 0,015

Т а б л и ц а 2

Качественный спектр хромосомных аберраций у рабочих плавильного цеха

Частота аберрантных метафаз, % Типы хромосомных аберраций на 100 клеток

Профессия Обследо- Изучено Хроматидный тип Хромосомный тип

вано лиц метафаз Одиночные фрагменты Обмены Парные фрагменты Обмены

1 Плавильщики 15 3000 5,56 ± 0,38 4,0 ± 0,26 0,04 ± 0,01 0,42 ± 0,06 0,69 ± 0,05

2 Печевые 10 2000 5,05 ± 0,43 4,02 ± 0,24 0,25 ± 0,09 0,38 ± 0,08 0,4 ± 0,02

3 Вспомогательные 18 1600 3,63 ± 0,46 2,6 ± 0,14 0,6 ± 0,09 0,27 ± 0,07 0,16 ± 0,06

4 Контроль 27 5000 1,1 ± 0,15 0,51 ± 0,06 0,13 ± 0,01 0,15 ± 0,05 0,04 ± 0,015

составила до 3 %, а в 36,4 % — частота аберрантных метафаз колебалась в пределах от 4 до 5 %. В среднем по группам основных профессий частота хромосомных нарушений составила 5,35 ± 0,41, что в 5 раз выше, чем у лиц контрольной группы. Наиболее высокий процент хромосомных аберраций отмечается у плавильщиков — что указывало на наиболее продолжительное и стабильное воздействие свинца на организм работающих. У рабочих — печевых, где содержание свинца было примерно идентично, но время экспозиции нахождения непосредственно у оборудования менее продолжительно, число аберрантных метафаз оказалось несколько ниже — 5,05 ± 0,43 %. Различия между изучаемыми группами статистически высоко достоверны (р < 0,001). Распределение аберраций по типам в целом соответствует спектру хромосомных нарушений, при изучении популяций, подвергающихся воздействию химических мутагенов.

Основным типом хромосомных нарушений среди основных профессий представлены хро-матидными аберрациями в виде одиночных фрагментов, а также межхромосомных и внутрихромосомных обменов, что составило 87,7 %. Среди аберраций хромосомного типа преобладали парные фрагменты и единичные дицентрические хромосомы 12,3 % (табл. 2).

При цитогенетическом исследовании рабочих вспомогательных профессий (женщин) оказалось, что у частота аберрант-

ных метафаз не превышала спонтанного уровня (1,1 ± 0,15 %). Среднее количество частоты хромосомных аберраций у вспомогательной группы составило 3,63 ± 0,46 %. Повреждения хромосом в этой группе рабочих (так же, как и у основной группы) были представлены в основном аберрациями хроматидного типа, среди которого преобладали одиночные фрагменты, составляющие 72,4 %, обмены со-

ставляли хромосомный тип аберраций

составил 12,1 % (табл. 3). Это объясняется менее значительными концентрациями свинца в зоне дыхания работающих и периодичностью нахождения их в очагах пыле-газовыделений ориентировочно 20—25 % в течение рабочей смены. Исходя из наших данных следует, что у рабочих плавильного цеха наблюдается явное преобладание нарушения хромосом в основном хроматидного типа, что не различается с известными данными К.С. Седова (1988) и А.В. Чопикошвили [8].

Таким образом, в результате исследования спектра аберраций обнаружено явное смещение соотношения нарушения хроматидного и хромосомного типа в сторону увеличения доли хроматидного типа аберраций, что и позволяет заключить, что у рабочих плавильного цеха наблюдаются изменения хромосом разной степени выраженности, выявленные у большинства рабочих этого цеха.

Результаты цитогенетического исследования рабочих агломерационного цеха (см. табл. 3), средний уровень аберрантных клеток у агломератчиков оказался равен 5,36 ± 0,13 %, у транспортировщиков 5,0 ± 0,46 %, а у рабочих вспомогательных профессий (женщины)

3,55 ± 0,50 %.

Из 49 обследованных рабочих агломерационного цеха 79,1% — уровень аберрантных метафаз достигал 4—5 %; 31,2 % — частота аберрантных метафаз составляла 2—3 % и лишь у 2 человек (6,3 %) частота аберрантных метафаз не превышала спонтанный уровень (1—2 %, р < 0,001). У рабочих ведущих профессий средние показатели хромосомных аберраций составляли что указывало на выполнение физических операций в наиболее неблагоприятных условиях, в то же время несколько пониженное число аберрантных метафаз у рабочих транспортировщиков, очевидно, объяснялось тем обстоятель-

Т а б л и ц а 3

Качественный спектр хромосомных аберраций у рабочих агломерационного цеха

Частота аберрантных метафаз, % Типы хромосомных аберраций на 100 клеток

Профессия Обследо- Изучено Хроматидный тип Хромосомный тип

вано лиц метафаз Одиночные фрагменты Обмены Парные фрагменты Обмены

1 Агломератчики 12 2400 5,36 ± 0,15 4,5 ± 0,11 0,15 ± 0,01 0,71 ± 0,03 —

2 Транспортировщики 18 2200 5,0 ± 0,46 3,8 ± 0,25 0,4 ± 0,12 0,7 ± 0,01 0,1 ± 0,08

3 Вспомогательные 19 1800 3,55 ± 0,50 2,48 ± 0,29 0,59 ± 0,09 0,36 ± 0,12 0,36 ± 0,12

4 Контроль 27 5000 1,1 ± 0,15 0,51 ± 0,06 0,13 ± 0,01 0,15 ± 0,05 0,04 ± 0,015

ством, что на основных рабочих местах они находились менее значительное количество времени рабочей смены. Что касается рабочих вспомогательных профессий, то данная группа работающих фактически занималась подсобными работами по всему цеху (складские помещения, мастерские, подготовка оборудования и т. д.), где содержание свинца находилось на менее значительном уровне. В связи с чем и число аберрантных метафаз оказалось значительно ниже — 3,85 ± 0,50 %. По сравнению же с контрольной группой эти показатели оказались значительно выше. Данные наших исследований не различаются с показателями [6, 7].

Как видно из представленных данных, средние показатели в основных подгруппах рабочих составили в среднем что достоверно (р < 0,001) превышает уровень хромосомных нарушений в контрольной группе (1,1 ± 0,15 %) в 4 раза.

Необходимо отметить, что основную долю хромосомных нарушений у основных профессий представляет хроматидный тип аберраций (85,3 %) от общего числа нарушений, среди которых преобладали одиночные фрагменты (79,2 %), хроматидные обмены (5,4 %); хромосомный тип представляет парными фрагментами (13,7 %), хромосомными обменами (1,7 %).

Таким образом, данные позволяют заключить, что у рабочих наблюдаются структурные изменения хромосом, которые сопровождаются снижением репаративной системы клетки. Превышение частоты хромосомных аберраций у работников агломерационного цеха по сравнению с контрольной группой также свидетельствует о неблагоприятном воздействии комплекса факторов на генетический аппарат работающих.

При гигиенической оценке условий труда оказалось, что на большинстве рабочих мест

в воздухе рафинировочного цеха концентрации свинца были несколько ниже, чем в остальных цехах.

В рафинировочном цехе также отмечалась повышенная температура воздуха и теплоизлучения, однако их величины были незначительными и не могли оказывать существенного влияния на организм работающих. В течение рабочей смены на ряде технологических операций используется интенсивный физический труд, он связан с ремонтом и чисткой оборудования, на выполнение которых затрачивается 10—15 % времени. Однако рабочие рафинировщики вынуждены находиться непосредственно на рабочих местах у рафинировочных котлов значительно более продолжительное время рабочей смены.

Результаты цитогенетического анализа (табл. 4) показали, что средний уровень аберрантных клеток у купиляторщиков по сравнению с ведущими профессиями других цехов оказался ниже и был равен 3,65 ± 0,10 %, а у рафинировщиков 3,18 ± 0,34 %. Пр и этом из 39 обследованных рабочих только купеля-торщиков и рафинировщиков слабо выраженный мутагенный эффект наблюдался у 5,7 %, количество хромосомных аберраций в пределах 1,4 % составляет 42,8 %. У 3 человек хромосомные аберрации в клетках отсутствовали. Среднее количество клеток с хромосомны -ми аберрациями составило что вполне согласовалось с данными гигиенических исследований, показавших менее высокое содержание свинца и его соединений в зоне дыханий работающих рафинировочного цеха.

Количественный состав частоты хромосомных аберраций показал, что на 5000 клеток изученных метафаз 161 клетка имела хромосомные нарушения и составила Хроматидный тип аберрации составил а хромосомный — 24,1 %, в основном это

Т а б л и ц а 4

Качественный спектр хромосомных аберраций у рабочих рафинировочного цеха

Частота аберрантных метафаз, % Типы хромосомных аберраций на 100 клеток

Профессия Обследо- Изучено Хроматидный тип Хромосомный тип

вано лиц метафаз Одиночные фрагменты Обмены Парные фрагменты Обмены

1 Купиляторщики 12 2400 3,65 ± 0,10 2,9 ± 0,09 0,28 ± 0,01 0,47 ± 0,01 —

2 Рафинировщики 12 1600 3,18 ± 0,34 1,9 ± 0,17 0,31 ± 0,09 0,79 ± 0,02 0,24 ± 0,08

3 Вспомогательные 15 1000 2,31 ± 0,31 1,22 ± 0,12 0,42 ± 0,09 0,49 ± 0,01 0,18 ± 0,09

4 Контроль 27 5000 1,1 ± 0,15 0,51 ± 0,06 0,13 ± 0,01 0,15 ± 0,05 0,04 ± 0,015

одиночные фрагменты, обмены, а также парные фрагменты. Сравнение же результатов цитогенетического исследования у рабочих рафинировочного цеха с контрольной группой достоверно показало (р < 0,001) превышение в 2,5 раза аберрантных метафаз. Исходя из наших данных следует, что у рабочих рафинировочного цеха количество клеток с нарушением хромосом составляет В то же время обращает на себя внимание обстоятельство, что концентрации свинца в воздухе рафинировочного цеха оказались незначительно ниже, чем в плавильном и агломерационном цехах, а количество аберрантных метафаз снизилось от 3,18 до 3,65 %.

Таким образом, комплекс неблагоприятных мутагенных факторов вызывает существенное увеличение числа разрывов хромосом, что свидетельствует о наличии мутагенного фактора, а также о снижении адаптационной возможности репаративных систем организма.

СПИСОК АИТЕРАТУРЫ

1. Бочков Н.П. //М.,1982. — С. 158.

2. Бочков Н.П., Чеботарев А.Н. // М., 1989.

— С. 251—255.

3. Дубинин Н.П., Панин Ю.В. // М.: Наука,

1978. — С. 127.

4. Свинец и здоровье. Гигиенический и медико-биологический мониторинг / Под ред. акад. РАМН Н.Ф.Из-мерова. — М.: НИИ медицины труда РАМН, 2000.

5. Седова Н.С. // Цитология и генетика. — 1989.

— № 8. — С. 34—36.

6. Сусков И.И., Сазонова Л.А. // Доклады АН

СССР, 1983. — Т. 273. — С. 1495—1499.

7. Тарасов В.А. // Успехи современной генетики.

— 1979. — № 8. — С. 113—146.

8. Чопикашвили Л.В. с соавт. // Цитология и генетика. — 1991. — Т. 24, № 3. — С. 35—38.

9. Шепитько А.О. // Гиг. и сан. — 1993. — № 8. — С. 70—73.

Поступила 20.02.07

УДК 613.63:576.3:577.121.7

Р.Н. Яппаров, Р.Ф. Камилов, Д.Ф. Шакиров, О.В. Сидорчева

СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ У РАБОТНИКОВ НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ГОУ ВПО Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и CP РФ, г. Уфа

Представлены результаты исследований состояния свободнорадикального и перекисного окисления в эритроцитах, плазме крови, слюне и моче у работников нефтехимической промышленности. Установлено, что у лиц, контактирующих в процессе производства резиновых, шинных и резинотехнических изделий с химическими загрязнителями, показатели свободнора-дикального окисления в эритроцитах, плазме крови, слюне и моче существенно выражены.

Ключевые слова: свободнорадикальное окисление, хемилюминесценция, нефтехимическая промы1шленность.

R.N. Yapparov, R.F. Kamilov, D.F. Shakirov, O.V. Sidortcheva. Free radical oxidation in workers engaged into petrochemistry. The article deals with results of studies covering free radical oxidation and peroxidation in RBC , serum , saliva and urine of petrochemistry workers. Individuals exposed to chemical pollutants in production of rubber , tyre and mechanical rubber goods appeared to have considerably increased free radical oxidation parameters in RBC, serum, saliva and urine.

Key words: free radical oxidation, chemiluminescence.

Известно, что различные химические загрязнители окружающей среды при поступлении в организм могут способствовать нарушению процессов свободнорадикального окисле-

ния (СРО), являющегося неспецифической ответной реакцией организма, направленной на поддержание гомеостаза и приспособление к меняющимся условиям. Оно обычно предшес-