К оценке индекса накопления цитогенетических нарушений при воздействии комплекса неблагоприятных производственных факторов на организм металлургов

Власова Наталья Викторовна – кандидат биологических наук, научный сотрудник отдела медицины труда (e-mail: ; тел.: 8 (927) 308-28-49; ORCID: .

Масягутова Ляйля Марселевна – доктор медицинских наук, заведующий отделом медицины труда и экологии человека (e-mail: ; тел.: (347) 255-19-48; ORCID: .

Абдрахманова Елена Рафиловна – кандидат медицинских наук, врач-аллерголог консультативно-поликлинического отделения клиники, доцент кафедры терапии и профессиональных болезней с курсом ИДПО (e-mail: ; тел.: 8 (917) 756-37-79; ORCID: .

Рафикова Линара Альфировна – заведующий клинико-диагностической лабораторией (e-mail: ; тел.: 8 (917) 430-31-85; ORCID: .

Чудновец Гузель Маратовна – врач-отоларинголог (e-mail: ; тел.: 8 (903) 353-73-51; ORCID: .

взрывоопасных и ядовитых веществ, вибрации, ультразвука, электромагнитных излучений, а также большими физическими нагрузками, работой в ночные часы [1, 5–7]. Исследования отечественных авторов подтвердили значительную роль вредных производственных факторов металлургического производства в формировании патологических состояний различных органов и систем [8, 9], в том числе и слизистой верхних дыхательных путей, которые могут протекать латентно и служить фактором развития различных заболеваний системы дыхания [10].

В настоящее время большое значение приобретает поиск наиболее информативных физиологических, биохимических, иммунологических и других критериев оценки действия вредных факторов [11, 12].

Исследование риноцитограммы (РЦГ) при микроскопии мазков-отпечатков со слизистой оболочки носа является простым атравматичным методом оценки состояния слизистой системы дыхания [13, 14]. РЦГ дает представление о состоянии эпителиальной выстилки верхних дыхательных путей, наличии лейкоцитов и ориентировочно оценивает характер микрофлоры [15, 16].

Одним из тестов, позволяющих оценить заболевания и процессы, связанные с индукцией повреждения ДНК, в качестве эффективного биомаркера рассматривается микроядерный тест буккального эпителия [17]. Данный анализ завоевывает популярность среди исследователей, поскольку его минимальная инвазивность сбора клеток, подготовка препаратов и простота хранения делают микроядер-ный тест буккального эпителия идеальным выбором для молекулярно-эпидемиологических исследований [18–20].

В научной литературе освещены исследования микроядерного теста буккального эпителия на предприятиях при воздействии формальдегида, пестицидов, цитостатиков, при производстве железа, хрома, на медеплавильном, швейном производствах, в микробиологической промышленности, при проведении авторемонтных работ и др. [21]. Работ по исследованию микроядерного теста буккального эпителия и мазков-отпечатков со слизистой оболочки носа (ри-ноцитограммы) в металлургической промышленности мы не обнаружили.

Актуальность данного исследования определяется выявлением предпатологических и патологических состояний, позволяющих диагностировать степень тяжести, прогнозировать течение профессиональных и профессионально обусловленных заболеваний.

Цель исследования – проанализировать цитологические лабораторные показатели при воздейст- вии комплекса неблагоприятных производственных факторов на организм металлургов.

Материалы и методы. Для достижения поставленной цели и решения задач настоящей работы проведено клинико-диагностическое обследование работников металлургического комбината на территории Республики Башкортостан в период 2019–2020 гг. Анализ лабораторных показателей осуществлен по результатам периодического медицинского осмотра (ПМО), проведенного согласно Приказу Минтруда России № 988н, Минздрава России № 1420н от 31.12.2020¹. В группу наблюдения вошли работники различных специальностей предприятия, профессиональная деятельность которых не исключает воздействие на организм факторов производственной среды. Критериями включения в основную группу обследования, а также в отборе биоматериала являются: наличие в анамнезе хронических (c обострением в течение года) или острых (двух за год и более) заболеваний органов дыхания, выполнение работ в присутствии аэрозолей преимущественно фиброгенного действия (АПДФ). В контрольную группу вошли работники этого же предприятия, не имеющие контакта с вредными факторами производства. Средний возраст – 53,76 ± 1,26 г., средний стаж на предприятии – 25,66 ± 1,22 г. Все группы сопоставимы по возрасту и полу. Все обследованные являются стажированными работниками.

Проанализированы результаты лабораторноинструментального контроля исследований проб воздуха закрытых помещений, замеров интенсивности шума, производственного микроклимата, искусственной освещенности, которые были проведены испытательным лабораторным центром ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Башкортостан». Гигиеническая оценка условий труда основывалась на результатах материалов аттестации рабочих мест и производственного контроля, собственных наблюдений производственного процесса и должностных инструкций, представленных отделом кадров предприятия.

Материалом цитологического исследования служили образцы многослойного плоского неороговевающего эпителия слизистой оболочки полости рта (буккального эпителия) и слизистой среднего носового хода. Микроядра буккального эпителия идентифицировали согласно стандарту, описанному в работе P.E. Tolbert [22]. Также учитывались двуядерные клетки, кариопикноз, кариорексис, кариолизис. Для оценки клеточности мазка и морфологической картины в целом секрета слизистой среднего носового хода проводили подсчет в тонких местах препарата аналогично подсчету лейкоцитарной формулы крови. Зна- чение порога устанавливалось на уровне 100, результат выражали в %. В подсчет включали эпителий (отдельно цилиндрический, метаплазированный, плоский, с дегенеративными признаками, в том числе в виде голых «ядер»), лейкоциты (нейтрофилы, эозинофилы, моноциты, лимфоциты). В описании препарата отмечали общую клеточность мазка: скудный – единичные клетки в поле зрения, умеренный – небольшие группы до 3–5 клеток в поле зрения, многоклеточный – пласты, десятки клеток в поле зрения. Оценивали расположение эпителия (группы, пласты, одиночные клетки), признаки дегенеративных изменений цилиндрического эпителия, наличие слизи и микрофлоры (кокки, палочки).

Методика позволяет выявить в секрете со слизистой среднего носового хода клеточные изменения, вызванные воздействием физического и химического раздражения [23]. Исследования стеклопре-паратов проводили на микроскопе «Микмед-5» (Россия) при увеличении 10×40; 10×100.

В работе был использован индекс накопления цитогенетических нарушений – Index of accumulation of cytogenetic damage ( Iac ), учитывающий показатели клеточной кинетики [24]. Выделены три группы вероятности риска цитогенетических повреждений: низкая ( Iac ≤ 2), умеренная (2 <  Iac < 4) и высокая ( Iac ≥ 4). Лабораторные исследования осуществлены с информированного согласия обследуемых в соответствии с этическими нормами Хельсинкской декларации 2000 г.

Результаты обработаны с использованием программы Statistiсa 6.0 с определением среднеарифметической ( М ), стандартной ошибки среднего ( m ), показателя достоверности анализа с использованием параметрического критерия Стьюдента ( t ) и уровня значимости ( р ). Возрастная детерминированность нарушений здоровья определена с помощью коэффициента корреляции ( r ).

Результаты и их обсуждение. К группе основных профессий, представленных на предприятии, относятся волочильщик проволоки, огнеупор-щик, калильщик, автоматчик холодновысадочных автоматов, машинист по навивке канатов и др. На протяжении всей рабочей смены в цехах происходят существенные изменения внешней среды: резкое повышение температуры воздуха в теплый период года и снижение ее в холодный, мощное излучение от нагретого и расплавленного металла. На некоторых промышленных участках происходит запыленность воздуха на подготовительных процессах, выделение значительного количества окиси углерода, аэрозолей фиброгенного действия и пр.

Работа волочильщика проволоки сопряжена с воздействием пылей с примесью диоксида кремния, также в воздухе рабочей зоны волочильщика зафиксировано превышение динатрия карбоната. Общая гигиеническая оценка условий труда волочильщика проволоки соответствует классу 3.3.

В процессе работы огнеупорщик подвержен воздействию пылей от огнеупоров, углерода оксида и физического напряжения. В воздухе рабочей зоны зафиксировано превышение ПДК в несколько раз углерода оксида, содержание АПДФ, асбестсодер-жащих пылей. Общая гигиеническая оценка условий труда огнеупорщика, занятого на футеровке термических печей, соответствует классу 3.2.

В течение всей смены основная трудовая деятельность калильщика связана с воздействием диЖелезо триоксида и пылей растительного и животного происхождения с примесью диоксида кремния (до 1,5 ПДК). Общая гигиеническая оценка условий труда калильщика проволоки соответствует классу 3.3.

В своей работе автоматчик холодновысадочных автоматов подвергается значительному воздействию аэрозолей преимущественно фиброгенного действия. Общая гигиеническая оценка условий труда автоматчика холодновысадочных автоматов соответствует классу 3.3.

В рабочей зоне машиниста по навивке канатов пыль растительного и животного происхождения с примесью диоксида кремния превышает норму в несколько раз. Общая гигиеническая оценка условий труда машиниста по навивке канатов соответствует классу 3.2.

Общая гигиеническая оценка условий труда работников металлургического комбината согласно критериям Р 2.2.2006-05 соответствует вредному 3-му классу 2–3 степени (3.2–3.3)2 (таблица).

Результаты исследования выявили цитогенетические нарушения клеток буккального эпителия у рабочих, контактирующих с вредными производственными факторами (рисунок).

Повышение частоты буккальных эпителиоцитов с микроядрами выявлены у 47,61 % рабочих. Это в два раза выше, чем в контрольной группе ( p > 0,05). Морфологические признаки нарушения пролиферации регистрировались у 7,14 % обследованных. Из показателей деструкции ядра статистически значимыми оказались признаки некроза клетки. Результат некротического процесса клеточной деструкции – кариолизис был идентифицирован у 35,71 % работников ( p > 0,05), ему предшествуют появления перинуклеарной вакуоли или вакуолизации ядра. Естественной формой апоптоза клеток буккального эпителия считается кариопикноз, который был выявлен у 11,90 % обследованных лиц. Клетки с признаками кариорексиса обнаружены у 2,38 % работников производства.

Классификация условий труда работников металлургического комбината по степени вредности и опасности

Профессия	Вредные факторы, класс условий труда
	шум	пыль растительного и животного происхождения	химические вещества (найти в СГХ)	тяжесть труда	микроклимат производственных помещений	общая оценка условий труда
Волочильщик проволоки	3.1	3.1	3.1	3.1–3.2	3.1	3.3
Огнеупорщик, занятый на футеровке термических печей	3.1	3.2	3.1	3.1–3.2	3.1	3.2 –3.3
Калильщик	3.1	3.1	3.1	3.2	3.1	3.3
Автоматчик холодновысадочных автоматов	3.1	3.2	3.2	3.2	3.2	3.3
Машинист по навивке канатов	3.1	3.1	3.1	3.1–3.2	3.1	3.2

Рис. Цитогенетические нарушения клеток буккального эпителия у рабочих, контактирующих с вредными производственными факторами (%): * – достоверность различий ( р < 0,05)

С помощью индекса накопления цитогенетических нарушений была рассчитана вероятность возникновения цитологических нарушений. Низкая вероятность цитогенетических нарушений выявлена у 66,67 %; умеренная – у 9,2 %; высокая вероятность – у 23,81 % работников.

При оценке РЦГ у работающих с вредными факторами производства общая клеточность в препаратах была умеренной. Клетки плоского эпителия располагаются группами и пластами, встречаются у 52,38 % обследованных. Признаки неспецифического, возможно микробного, воспаления представлены нейтрофилезом у 85,71 %, увеличением количества цилиндрического эпителия – у 28,57 %, незначительной метаплазией эпителия – у 9,52 % работников. В мазках отмечено наличие скудной, чаще кокковой микрофлоры. У ряда пациентов выявлены признаки аллергического воспаления, которые характеризуются увеличением количества эозинофилов у 28,57 % обследованных лиц. В контрольной группе в цитологических препаратах со слизистой среднего носового хода встречаются клетки цилиндрического эпителия в редких полях зрения у 5,00 %, единичные пласты клеток плоского эпителия и метаплазированные эпителиальные клетки – у 15,00 % рабочих.

Особенностью металлургического производства является присутствие большого комплекса вредных веществ с различным характером действия на орга- низм, применяемых и получаемых в технологических процессах. Промышленные аэрозоли значительно повышают вероятность развития цитогенетических нарушений в клетках буккальных эпителиоцитов слизистой оболочки полости рта, переводя рабочего из группы умеренной вероятности возникновения нарушений в группу высокой вероятности. Цитоморфологически это проявляется в повышении числа клеток с признаками нарушения процесса пролиферации и клеток с признаками деструкции по типу некроза. Анализ индекса накопления цитогенетических нарушений позволил подтвердить цитотоксическое действие промышленных аэрозолей. Повышение частоты клеток с цитогенетическими изменениями в ротовой полости исследователи относят к наиболее ранним проявлениям нарушения цитогенетического гомеостаза и снижения адаптационного резерва организма работников [25]. Дегенеративные (дистрофические) изменения в эпителии назального секрета развиваются за счет цитопатического действия микрофлоры, аллергенов, химических аэрозолей. Также о дегенеративном процессе свидетельствуют потеря ресничек, вакуолизация ядра и цитоплазмы, гипохромия, оксифилия цитоплазмы, нечеткость контуров цитоплазмы вплоть до полного ее разрушения с появлением «голых» ядер [20].

Выводы. Таким образом, проведенный анализ данных лабораторного обследования работников металлургического комбината установил, что при воздействии промышленных аэрозолей значительно повышается вероятность развития цитогенетических нарушений в клетках буккального эпителия и в эпителиальных клетках назального секрета. Полученные результаты подтверждают высокую значимость диагностических методов для разработки алгоритма скрининговых обследований работающего населения, а также в качестве индикаторов нарушений здоровья в условиях воздействия вредных факторов производственной среды.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.