Оценка дополнительного риска здоровью мужчин, обусловленного дисрегуляцией гипофизарно-гонадной оси при длительном комбинированном аэрогенном воздействии металлов в составе мелко- и ультрадисперсных частиц (РМ2.5 и менее)
Автор: М.А. Землянова, Ю.В. Кольдибекова, О.В. Пустовалова, Н.В. Зайцева
Журнал: Анализ риска здоровью @journal-fcrisk
Рубрика: Оценка риска в гигиене
Статья в выпуске: 2 (53), 2026 года.
Бесплатный доступ
Длительное аэрогенное воздействие комбинации металлов (свинец, хром, кобальт, никель, медь и др.) в составе частиц РМ2.5 и менее формирует устойчивую экспозицию в жилой застройке вблизи промышленных предприятий. Ее влияние на гипофизарно-гонадную ось (ГГ-ось) – ключевой регулятор сперматогенеза – у мужчин изучено фрагментарно. Анализ патогенеза дестабилизации оси под действием данных частиц с учетом их состава необходим для количественной оценки дополнительного репродуктивного риска и повышения эффективности мер профилактики мужского бесплодия. Обследовано 255 мужчин: 139 – из зоны выбросов металлургического предприятия с экспозицией металлов в составе частиц РМ2.5 и менее (кобальт, марганец, никель, свинец, хром, медь), 116 человек – вне зоны экспозиции. Металлы и мелкодисперсные частицы определяли в атмосферном воздухе, цельной крови, супернатанте и твердом осадке (ICP-MS); гормоны ГГ-оси – в сыворотке крови. Статистический анализ (Statistica 12.5) включал логистическую регрессию и расчет дополнительного риска. В зоне влияния выбросов металлургического предприятия (2023–2025) доля РМ2.5 и менее достигала 71,3 %, суммарно превышая норматив в 2,1 раза, показатель сравнения – в 3,3 раза (р = 0,0001). В частицах идентифицированы Ni, Pb, Mn, Cr, Cu, Со (в РМ1.0 до 73 % массы – Cu, Ni; в РМ2.5 до 27 % – Ni, Cr). Экспозиция суммой частиц РМ2.5 и менее составила 0,022 мг/(кг∙сут) (65 % от общей экспозиции взвешенными веществами). Содержание металлов в крови и ее фракциях превышало показатели группы сравнения и референтные уровни до 7,0 раза (р = 0,0001–0,011). Выявлены гиперсекреция лютеинизирующего гормона (до 1,4 раза, р = 0,038), ассоциированная с Cr, Cu, Со в твердом осадке крови, и снижение тестостерона свободного (в 1,5 раза, р = 0,015), связанное с Ni и Cr. Дополнительный репродуктивный риск, индуцированный дисрегуляцией ГГ-оси, превысил приемлемый уровень в 25,5 раза («высокий»). Длительная экспозиция Ni, Cr, Mn, Cu, Co в составе частиц РМ2.5 и менее дестабилизирует ГГ-ось, создавая высокий дополнительный риск мужского бесплодия через нарушение гормонального контроля сперматогенеза. Для объективизации оценки рисков и повышения эффективности мер по их минимизации целесообразно включить детальный элементный анализ мелкои ультрадисперсных частиц атмосферного воздуха селитебных зон в программы мониторинговых наблюдений и биомониторинга.
Металлы в составе частиц PM2.5 и менее, атмосферный воздух, мужское население, дисрегуляция гипофизарно-гонадной оси, бесплодие, патогенетические механизмы, дополнительный риск, биомониторинг
Короткий адрес: https://sciup.org/142248002
IDR: 142248002 | УДК: 613.97 | DOI: 10.21668/health.risk/2026.2.04
Assessment of additional health risk for men caused by the pituitary-gonadal axis deregulation under long-term combined exposure to airborne metals in fine- and ultradispersed particles (PM2.5 and smaller)
Long-term exposure to a mixture of airborne metals (lead, chromium, cobalt, nickel, copper, and others) in PM2.5 and smaller creates persistent exposure in residential areas in close proximity to industrial enterprises. Its effects on the pituitary- gonadal (PG) axis, the key spermatogenesis regulatorin men, have been studied only fragmentarily. It is necessary to analyze pathogenesis of the axis destabilization upon exposure to these particles considering their composition in order to quantify the additional reproductive risk and raise effectiveness of male infertility prevention. We examined 255 men; among them, 139 lived in an area exposed to industrial emissions with metals in PM2.5and smaller (cobalt, manganese, nickel, lead, chromium, and copper) and 116 were unexposed. Metals and fin-dispersed particles were identified in ambient air, whole blood, supernatant, and solid residue (ICP-MS); the PG axis hormones, in blood serum. Statistical analysis (Statistica 12.5) included logistic regression and additional risk calculation. The PM2.5 and smaller particles accounted for 71.3 % in the analyzed area exposed to emission form a metallurgical plant (2023–2025). Overall, their proportion exceeded the safe level by 2.1 times and the reference group indicator by 3.3 times (р = 0.0001). Ni, Pb, Mn, Cr, Cu, and Со were identified in the analyzed particles (Cu, Ni, up to 73 % of the РМ1 mass; Ni, Cr, up to 27 % of the РМ2.5 mass). Exposure to the sum of РМ2.5 and smaller particles amounted to 0.022 mg/(kg∙day) (65 % of the total exposure to suspended particles). Levels of the analyzed metals in blood and its fractions were higherin the exposed men against the reference group and the reference levels by up to 7.0 times (р = 0.0001–0.011). We found hypersecretion of the luteinizing hormone (up to 1.4 times, р = 0.038), associated with Cr, Cu, Со in solid blood residue, and a decline in free testosterone (by 1.5 times, р = 0.015), associated with Ni and Cr. The additional reproductive risk induced by the PG axis deregulation was 25.5 times higher than the permissible level (‘high’ risk). Long-term exposure to Ni, Cr, Mn, Cu, Co in РМ2.5 and smaller destabilizes the PG axis creating a high additional risk of male infertility by disrupting hormonal control of spermatogenesis. To objectively assess these risks and raise effectiveness of measures aimed at their mitigation, it is advisable to include detailed elemental analysis of fine- and ultradispersed ambient particles in residential areas in monitoring and biomonitoring programs.
