Комплексный анализ мутагенной и канцерогенной опасности условий труда на Кемеровской ТЭЦ

В связи с увеличивающимся антропогенным загрязнением окружающей среды проблемы здоровья населения становятся все более актуальными. Состояние работоспособности, здоровье человека во многом определяется условиями производственной среды [1]. Анализ существующей литературы по проблемам влияния факторов производственной среды на здоровье рабочих подтверждает актуальность и практическую значимость данных исследований. За большой период использования цитогенетических методов накоплен огромный массив данных о генотоксичности производственных факторов. В то же время известно, что повышение частоты клеток со структурными хромосомными нарушениями является маркером высокого риска развития рака [2]. Было установлено, что мутагенные и канцерогенные эффекты реализуются в производственных условиях согласованно и однонаправленно [3]. Особый интерес представляет изучение данных эффектов у рабочих тепловых электростанций, так как теплоэнергетика остается одной из наиболее неблагоприятных в экологическом отношении отраслей промышленности. На ее долю приходится значительная часть всех промышленных выбросов в атмосферу. Условия труда на тепловых электростанциях не отвечают гигиеническим требованиям и характеризуются неблагоприятным микроклиматом, высоким уровнем шума, вибрации, загазованности, запыленности [4]. Известно, что в

Савченко Яна Александровна.      E-mail:

условиях ТЭЦ рабочие подвергаются действию таких химических веществ, как сернистый ангидрид и окислы азота. Также в энергетическом секторе наиболее значимыми в отношении опасности для здоровья являются неспецифические загрязнители атмосферного воздуха, сажа, металлы, летучие органические соединения. Сжигание энергетического топлива в котлоагрегатах практически всегда сопровождается выделением в атмосферный воздух полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и, в частности, канцерогенного бензо[а]пирена (БП) [5].

Пилотные исследования цитогенетических эффектов у работников ТЭЦ продемонстрировали достоверно значимое повышение уровня хромосомных аберраций у рабочих по сравнению с контрольными донорами [6]. Однако остается неизученным влияние этих кластогенных эффектов на риск развития злокачественных новообразований у рабочих ТЭЦ. Кроме того, в условиях конкретного предприятия реальная мутагенная нагрузка и канцерогенная опасность могут существенно различаться.

Целью нашей работы явилась комплексная оценка интенсивности мутационного процесса и онкологической заболеваемости в условиях предприятий топливно-энергетического комплекса на примере Кемеровской ТЭЦ.

Материалы и методы. В качестве объекта исследования выбрали крупное топливноэнергетическое предприятие Кузбасса - Кемеровскую ТЭЦ. Гигиенические исследования показали, что содержание ПАУ в воздухе на рабочих местах основного производства и на промплощадке значительно превышает таковое в воздухе жилой зоны. Так, концентрация БП в воздухе рабочей зоны производственных помещений ТЭЦ варьировала от 12,2 до 66,7 нг/м³; в воздухе промплощадки от 7,5 до 69,0 нг/м³ (ПДК БП в атмосферном воздухе населенных мест считается 1,0 нг/м³)[7].

Для комплексного анализа мутагенных эффектов в соматических клетках рабочих данного производства было обследовано 104 рабочих и 70 контрольных доноров (когорта I). В группу рабочих вошли работники основных производственных цехов Кемеровской ТЭЦ, а группу контроля составили административные служащие ТЭЦ и Центра здоровья «Энергетик» (внутризаводской контроль), которые профессионально не контактируют с производственными токсикантами. Средний возраст рабочих составил 42,76+0,91, а контрольных доноров 44,54+0,98. В группу рабочих вошло: 71 человек мужчин и 33 женщины, а в группу контроля — 17 мужчин и 51 женщин.

Материалом для исследования послужила цельная периферическая кровь забиравшаяся в период медицинских осмотров. Культивирование клеток крови осуществляли по стандартному полумикрометоду с некоторыми модификациями [8]. Питательную смесь готовили из расчета: среда RPMI-1640 (4,5 мл), сыворотка крупного рогатого скота (1 мл) и 0,1 мл фитогемагглютинина (ПанЭко). Смесь помещали в стерильные культуральные флаконы и добавляли 0,5 мл гепаринизированной крови. Культуральные флаконы выдерживали при 370С в течение 48 ч. За 2 часа до фиксации в культуры вводили колхицин (0,5 мкг/мл). После гипотонической обработки и фиксации клеток суспензию раскапывали на охлажденные чистые предметные стекла и высушивали над пламенем спиртовки. Препараты окрашивали 1% красителем Гимза (Merk) и анализировали под микроскопом Axioskop 2 plus (Carl Zeiss). Для учета хромосомных аберраций у каждого индивида проанализировано по 100 метафаз. Регистрировали аберрации хромосомного и хроматидного типов в соответствии с общепринятыми требованиями [9]. Уровень хромосомных аберраций определяли путем подсчета частоты метафаз c аберрациями хромосом (в процентах от изученного числа клеток).

В группу наблюдения онкологической заболеваемости (когорта II) вошло 1416 человек, проработавших на данном предприятии не менее 3 лет и уволившихся с завода с 1976 по 2004 г г . Из всей когорты была выделена опытная группа из 1025 человек, непосредственно занятых на основных рабочих местах производства. Из них было 745 мужчин и 280 женщин, средний возраст составил 32,38+0,41. Контрольную группу составили 391 человек, 131 человек мужчин и 260 женщин, средний возраст составил 38,95+1,13 лет, которые по роду своей деятельности не связаны с основными технологическими процессами на Кемеровской ТЭЦ. Необходимые сведения о каждом работнике получил из архива отдела кадров Кемеровской ТЭЦ, Кемеровского городского адресного бюро и в Кемеровском областном клиническом онкологическом диспансере.

Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием ППП «STATISTIKA for WINDOWS 6.0».

Результаты и обсуждение. В результате проведенного анализа 11100 метафазных пластинок было показано, что средняя частота хромосомных аберраций у рабочих Кемеровской ТЭЦ составила - 3,27+0,27%, что статистически значимо выше, чем в группе контрольных доноров - 2,14 ± 0,29%. Следовательно, производственная среда на ТЭЦ оказывает выраженное мутагенное воздействие на генотип работающих лиц. В результате анализа частоты хромосомных аберраций у обследованных в зависимости от их пола и возраста достоверных различий обнаружено не было. Также не выявлено значимых отличий при анализе воздействия такого фактора, как курение. У курящих обследованных (n=57) уровень хромосомных аберраций (ХА) составил 2,89+0,37%, а в группе некурящих (n=117) -2,78+0,24% (р>0,05).

В изученной выборке сравнение частоты отдельных типов аберраций в исследуемых выборках показало, что общее увеличение частоты аберраций в группе рабочих по сравнению с контролем достигается за счет одиночных фрагментов: 2,70+0,23 и 1,69+0,23 соответственно (р<0,05). В группе рабочих также наблюдается достоверное увеличение частоты нестабильных обменов хромосомного типа, представленных дицентрическими хромосомами (0,19+0,04) по сравнению с контролем (0,06+0,03, р<0,05). Следует отметить, что увеличение частоты встречаемости маркерных для облучения аберраций является характерным для контингентов работников предприятий, связанных с переработкой каменного угля и других полезных ископаемых [10].

Для выявления взаимосвязи между генотоксической нагрузкой и формированием злокачественных новообразований на втором этапе нашего исследования проводился ретроспективный анализ онкологической заболеваемости в группе из 1416 человек. Было показано, что в группе рабочих, занятых на основных производственных операциях число больных составило 64 человека, тогда как в контрольной группе, состоящей из 391 человека, эта величина составила 9 человек. Детальный анализ показал, что у рабочих основных производственных цехов статистически значимо чаще, чем в контрольной группе возникали злокачественные образования органов желудочнокишечного тракта (19,5%о) и рак легкого (11,7%о) (р<0,05). Хотя для рака кожи различия были не достоверными (вероятность ошибки больше, чем 5%), все же удельный вес больных данной формой ЗНО в группе рабочих значительно (почти в 5 раз) превышал соответствующий показатель в контроле.

В формировании мутагенных и канцерогенных эффектов воздействия производственной среды важное значение имеет продолжительность контакта с мутагенами. Поэтому, на следующем этапе исследования мы анализировали влияние стажа на анализируемые показатели.

Всех обследованных рабочих разделили на три группы: I — от 3 до 15 лет, II - от 16 до 30 лет, III - более 30 лет. На рис. 1 представлено изменение частоты аберрантных метафаз в данных стажевых группах среди мужчин и женщин.

Стаж е вые группы

мужчины женщины

Рис. 1. Частота хромосомных аберраций в группах рабочих, различающихся по продолжительности трудового стажа: по оси абсцисс - стажевые группы, по оси ординат - частота хромосомных аберраций, %

Согласно полученным данным, у лиц, проработавших на Кемеровской ТЭЦ от до 15 лет частота хромосомных аберраций составила 2,56% у мужчин и 3,00% у женщин. В дальнейшем, при увеличении трудового стажа наблюдается повышение уровня аберрантных метафаз как у мужчин, так и у женщин. Рабочие, проработавшие на Кемеровской ТЭЦ более 30 лет, имели самые высокие значения хромосомных нарушений в изучаемой группе. Онкологическая заболеваемость при возрастании стажа изменяется схожим образом (рис. 2). Отчетливо прослеживается тенденция к росту заболеваемости опухолями различной локализации по мере увеличения продолжительности труда на Кемеровской ТЭЦ как у мужчин, так и у женщин. У рабочих со стажем работы от 3 до 15 лет заболеваемость составила: 37,1%о у мужчин и 38,28%о у женщин. Для рабочих со стажем от 16 до 30 лет эта величина составила 64,52% и 108,11% соответственно. При стаже более 30 лет онкологическая заболеваемость возрастает и составляет 135,14% у мужчин и 142,86% у женщин. При этом как у мужчин, так и у женщин стажевые изменения онкозаболеваемости соответствует динамике хромосомных нарушений.

Стаж е вые группы

мужчины женщины

Рис. 2. Онкологическая заболеваемость в группах рабочих, различающихся по продолжительности трудового стажа по оси абсцисс - стажевые группы, по оси ординат - онкологическая заболеваемость, %

Выводы: выявленная согласованность и однонаправленность процессов мутагенеза и канцерогенеза в данных производственных условиях позволяет обсуждать целесообразность использования теста на хромосомные нарушения для оценки индивидуального риска развития онкопатологии. Раннее выявление лиц с повышенной чувствительностью к производственным мутагенам и организация мер по защите генома (перевод на менее опасный участок, использование витаминотерапии и т.д.) позволит существенно снизить существующую канцерогенную опасность производственной среды.