Оценка риска развития структурно-функциональных сосудистых нарушений у работников, занятых подземной добычей хромовой руды

фессионального долголетия трудящихся [Афанасова и др., 2007; Stein et al., 2008]. В то же время данные многоцентровых исследований свидетельствуют о том, что более 40% всех случаев нетрудоспособности на производстве обусловлены заболеваниями, связанными с неудовлетворительными условиями труда [Афанасова и др., 2007; Синода, 2015; Бакиров и др., 2017; Бухтияров, 2018].

В Российской Федерации горнодобывающая промышленность является одной из наиболее экономически успешных отраслей производства, где сохранение трудовых ресурсов имеет решающее значение в обеспечении высокой производительности труда, конкурентоспособности и финансовой стабильности предприятий [Панев и др., 2016]. Важнейшим направлением деятельности отрасли является добыча хромовой руды [Stein et al., 2008; Мамырбаев и др., 2012; Узбеков и др., 2014; Бакиров и др., 2017]. Вредные/опасные условия труда, характерные для горнодобывающей промышленности, создают значимый риск для здоровья трудящихся [Афанасова и др., 2007; Митьковская и др., 2007; Бакиров и др., 2017; Бухтияров и др., 2018;]. Во время трудового процесса работники, занятые подземной добычей хромовой руды, подвергаются сочетанному воздействию комплекса неблагоприятных производственных факторов, как общих для всех видов шахтной добычи (нервнопсихическое напряжение, чрезмерная мышечная нагрузка, вынужденное положение тела, повышенная запыленность воздуха на рабочем месте, неблагоприятный микроклимат, повышенный радиоактивный фон и электромагнитное излучение, производственный шум, вибрация и т.д.), так и связанных с составом добываемой руды [Афанасова и др., 2007; Митьковская и др., 2007; Мамырбаев и др., 2012; Узбеков и др., 2014; Титова и др., 2017]. Согласно литературным данным, сочетанное действие производственных факторов, в том числе и химических, приводит к развитию у шахтеров ангиодистонии, нарушений микроциркуляции на фоне гиперкоагуляции, изменению адгезивноагрегационных свойств тромбоцитов, ухудшению реологических свойств и кислород-транспортной функции крови, формированию циркуляторной гипоксии, активации перекисного окисления липидов и истощению антиоксидантной системы защиты [Афанасова и др., 2007; Митьковская и др., 2007; Мамырбаев, 2012; Узбеков и др., 2014; Панев и др., 2016]. Установлено, что длительная аэрогенная экспозиция соединений хрома является причиной нарушений регуляции сосудистого тонуса и сердечной деятельности, развития патоморфологи-ческих и гистохимических изменений стенок сосудов, дистрофии и энергетического дисбаланса кардиомиоцитов [Митьковская и др., 2007; Мамырба-ев, 2012; Узбеков и др., 2014; Панев и др., 2016]. Результаты эпидемиологических и клинических исследований свидетельствуют о том, что сердечно-сосудистая патология у шахтеров развивается в более молодом возрасте, чем в популяции в целом, а частота развития жизнеугрожающих ситуаций и инвалидизации, связанных с этой патологией – выше [Митьковская и др., 2007; Панев и др., 2016]. Оценка риска, установление морфофункциональных и патогенетических особенностей развития сердечно-сосудистой патологии у шахтеров, занятых подземной добычей хромовой руды, являются основой разработки целенаправленных программ ранней диагностики и профилактики этой группы заболеваний, реализация которых позволит стабилизировать состав трудовых коллективов и повысить экономическую эффективность отрасли.

Цель настоящего исследования – оценка риска и изучение морфофункциональных особенностей развития сосудистых нарушений у шахтеров, занятых подземной добычей хромовой руды.

Материалы и методы исследования

Проведена санитарно-гигиеническая оценка условий труда, а также клинико-функциональное обследование 135 работников хромовой шахты. Группу наблюдения составили 88 шахтеров (горнорабочий, проходчик, машинист буровой установки, крепильщик, машинист скреперной лебедки, бурильщик шпуров, горный мастер), подвергающихся в течение рабочей смены синергетическому воздействию комплекса негативных производственных факторов. В группу сравнения вошли 47 работников шахты, осуществляющих трудовую деятельность на поверхности и не имеющих производственного контакта с вредными факторами, связанными с добычей хромовой руды. Все обследованные – лица мужского пола. Средний возраст работников группы наблюдения – 43.7±8.5 года (в группе сравнения – 38.9±8.4 года, p>0.05), средний стаж работы – 19.6±6.1 лет (в группе сравнения – 17.3±4.7 года, p>0.05). Группы сопоставимы по социально-экономическому положению и основным факторам образа жизни (питание, курение, употребление алкоголя, двигательная активность) (p>0.05). Исследование носило проспективный характер (2015–2017 гг).

Санитарно-гигиеническая оценка условий труда проводилась по результатам анализа актов специальной оценки условий труда (СОУТ) и данным натурных исследований воздуха рабочей зоны в соответствии с действующими нормативными до-кументами1.

Отбор пыли для определения фракционного состава производили на фильтры АФА-ВП-20-2. Определение взвешенных веществ выполнялось гра- виметрическим методом2. Отбор проб для измерения массовой концентрации хрома в воздухе рабочей зоны (ВРЗ) проводили на фильтры АФА-ХП-20.

Подготовку проб для анализа осуществляли методом «сухой» минерализации в муфельной печи и последующим растворением образовавшейся золы в азотной кислоте. Содержание хрома в пробах определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии (спектрофотометр Aanalyst-400, Perkin Elmer, США) в пламени «ацетилен-воздух» по стандартной методике³. Содержание хрома в крови определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ISP-MS)⁴. Содержание химических элементов измеряли с помощью масс-спектрометра Agilent 7500 сх («Agilent Technologies Inc.», США). Оценка априорного профессионального риска для здоровья работников, занятых подземной добычей хромовой руды, осуществлялась на основании санитарно-гигиенической оценки условий труда в соответствии с Р2.2.1766-03⁵.

В ходе углубленного клинического обследования изучался профессиональный маршрут, данные анамнеза с оценкой факторов образа жизни (наследственность, табакокурение, физическая активность), результаты функционального обследования работников групп наблюдения и сравнения. Оценка вазомоторной функции эндотелия плечевой артерии в пробе эндотелий-зависимой вазодилатации проводилась по модифицированной методике D.S. Celermajer с cоавт. [1992], а оценка состояния экстракраниальных отделов брахиоцефальных артерий – по стандартной методике [Stein et al., 2008]. Оба исследования выполнены на ультразвуковом сканере экспертного класса «Vivid q» с использованием линейного датчика (4.0–13.0 МГц). Программа санитарно-гигиенических и клиникофункциональных исследований была одобрена Этическим комитетом ФБУН «ФНЦ медико- профилактических технологий управления рисками здоровью населения» (протокол № 2, 2015 г). Комплекс медико-биологических исследований проводился с соблюдением этических принципов, изложенных в Хельсинской Декларации (1983 г). Для проведения социологических, клиникофункциональных и лабораторных исследований у всех обследованных пациентов было получено предварительное добровольное информированное согласие.

Анализ информации выполнялся с помощью программы Statistica 6 и специальных программных продуктов с приложениями MS-Office. Проверка на нормальность распределения измеряемых переменных осуществлялась на основе теста Колмогорова-Смирнова.

Для количественной характеристики исследуемых показателей использовали значения средней (М) и ее ошибки (m). Достоверность различий изучаемых показателей в сравниваемых группах (M n ± m n против M k ± m k) устанавливали по критерию Стьюдента (t>2.0; р≤0.05).

Результаты и их обсуждение

Анализ данных СОУТ группы наблюдения показал, что уровень эквивалентного шума на рабочих местах шахтеров составлял от 65.3–70.9 дБА (горнорабочий, горный мастер – 2 класс условий труда) до 108,2–114,9 дБА (проходчик, бурильщик шпуров, машинист буровой установки – класс 3.4). Локальная вибрация на рабочих местах проходчика и бурильщика шпуров превышала предельно допустимый уровень (ПДУ – 126 дБ) и достигала 135 дБ, а общая вибрация – 127 дБ (ПДУ – 115 дБ – класс 3.3). На рабочем месте машиниста скреперной лебедки уровень локальной вибрации составлял 127 дБ, общей вибрации – 116 дБ (класс 3.1). На всех рабочих местах шахтеров имела место пониженная температура воздуха (9 ° С - класс 3.3). Региональная/общая физическая нагрузка и частое нахождение в неудобной (фиксированной) позе позволили отнести условия труда у проходчика, бурильщика шпуров, машиниста скреперной лебедки к классу 3.3, у горнорабочего, крепильщика, машиниста буровой установки – к классу 3.2, а у горного мастера – к классу 3.1. В целом, условия труда на рабочих местах основных шахтерских профессий были квалифицированы как «вредные» и отнесены к классам 3.3 – 3.4 (табл. 1).

Результаты натурных исследований показали, что содержание взвешенных веществ (пыли) в ВРЗ проходчика, бурильщика шпуров, машиниста буровой установки, машиниста скреперной лебедки соответствовало классу условий труда 3.1, в то время как запыленность на рабочих местах горнорабочего, крепильщика и горного мастера не превышала 2 класса (табл. 2).

Одновременно содержание хрома на рабочих   0.5 мг/м3; ПДУ – 1.0 мг/м3), что также соответст- местах группы наблюдения не превышало 0.002–  вовало 2 классу (табл. 2, 3).

0.012 мг/м3 (среднесменная концентрация – менее

Таблица 1

Общая оценка условий труда работников основных профессий, занятых шахтной добычей хромовой руды

Класс условий труда по степени вредности и (или) опасности

Профессия	Химический фактор	Шум (Lэкв.)	Вибрация (общ)	Вибрация (лок)	Микроклимат	Тяжесть труда	Напряженность труда	Общая оценка
Горнорабочий	2	2	-	-	3.3	3.2	1	3.3
Проходчик	2	3.4	3.2	3.3	3.3	3.3	1	3.4
Крепильщик	2	3.2	-	2	3.3	3.2	1	3.3
Бурильщик шпуров	2	3,4	3.2	3.3	3.3	3.3	1	3.4
Горный мастер	-	2	-	-	3.3	3.1	2	3.3
Машинист скреперной лебедки	2	3.3	3.1	3.1	3.3	3.3	1	3.4
Машинист буровой установки	2	3.4	2	2	3.3	3.2	1	3.4

Таблица 2

Результаты натурных исследований содержания взвешенных веществ и хрома в воздухе рабочей зоны работников основных профессий, занятых шахтной добычей хромовой руды

Точка отбора – рабочее место	Взвешенные вещества, мг/м3	Хром, мг/м3	Примечание: измерения проводились
бурильщика шпуров, проходчика, машиниста скреперной лебедки, машиниста буровой установки	4.007 ± 0.962	< 0.0015	после выполнения основных производственных операций: бурения, проходки, скреперования
горнорабочего	2.016 ± 0.484	0.012± 0.003	после загрузки вагонов
крепильщика	0.704 ± 0.169	0.0034 ± 0.0008	при выполнении основных производственных операций
горного мастера	0.443± 0.106	0.0020 ± 0.0005	при выполнении основных производственных операций

Таблица 3

Оценка класса условий труда по степени вредности и (или) опасности химического фактора работников основных профессий, занятых шахтной добычей хромовой руды

Профессия	Среднесменная концентрация хрома на рабочих местах (мг/м3 )	ПДУ	Общая оценка класса условий труда по степени вредности и (или) опасности химического фактора
Горнорабочий	Менее 0.5	1.0	2
Проходчик	Менее 0.5	1.0	2
Крепильщик	Менее 0.5	1.0	2
Бурильщик шпуров	Менее 0.5	1.0	2
Горный мастер	-	1.0	1
Машинист скреперной лебедки	Менее 0.5	1.0	2
Машинист буровой установки	Менее 0.5	1.0	2

Содержание хрома в крови работников группы наблюдения достигало 0.0061±0.0022 мкг/см3, в то время как в группе сравнения было существенно ниже и не превышало 0.0003±0.0001 мкг/см3 (р=0.006). Следует отметить, что содержание хрома в крови в группе наблюдения существенно превышало референтный уровень (0.0001 мкг/см3, р<0.001), что может быть связано с кумулирую- щим эффектом хрома, свойственным большинству металлов [Мамырбаев, 2012].

Изучение вклада различных вредных производственных факторов на рабочих местах шахтеров, проведенное согласно действующим нормативным документам, показало ведущую роль физических факторов трудового процесса (производственный шум, вибрация в сочетании с пониженной темпе- ратурой воздуха и тяжестью трудового процесса). На рабочих местах проходчика, бурильщика шпуров, машинистов буровой установки и скреперной лебедки дополнительным вредным фактором трудового процесса является воздействие пыли в сочетании с соединениями хрома, обладающими эффектом суммации негативных эффектов на уровне органов-мишеней.

На всех рабочих местах представителей группы сравнения условия труда являлись допустимыми и соответствовали 2 классу.

В ходе ультразвукового исследования функционального состояния эндотелия сосудов было установлено, что в группе наблюдения количество шахтеров с низкой вазодилатацией периферических артерий более чем в 5 раз превышало показатель группы сравнения (54.8 против 10.5%, р<0.001), при этом среднегрупповой прирост диаметра плечевой артерии был на 25% меньше (9.9±1.7 против 13.7±1.3%, р=0.001), а коэффициент чувствительности артерий имел в 2.5 раза более низкие значения (0.08±0.02 и 0.20±0.06 у.е. соответственно, р<0.001) (табл. 4).

Таблица 4

Результаты исследования эндотелий-зависимой вазодилатации у работников сравниваемых групп

Реакция плечевой артерии	Группа наблюдения	Группа сравнения	Достоверность различий (р<0.05)
Прирост диаметра ≥ 10%	45.24	89.47	<0.001
Прирост диаметра < 10%	54.76	10.53	0.001
Относительный прирост диаметра плечевой артерии, %	9.9±1.7	13.7±1.3	0.001
Коэффициент чувствительности плечевой артерии, у.е.	0.08±0.02	0.20±0.06	<0.001

При сопоставлении результатов оценки функционального состояния эндотелия у шахтеров, имеющих различный стаж работы, выявленные тенденции сохранялись: в группе наблюдения число лиц с неудовлетворительными результатами пробы при любом стаже работы было больше (48.3 и 69.2% против 8.7 и 13.3%; р=0.002–0.003), а степень функциональной несостоятельности эндотелия – выше (р=0.004–0.01) (табл. 5). Кроме того, обращало на себя внимание, что в группе наблюдения число лиц, имеющих неудовлетворительный показатель вазодилатации, при увеличении стажа работы возрастало более чем на 20% (48.3% – до 10 лет и 69.2% – более 10 лет, р=0.02), а в группе сравнения – менее чем на 5% (8.7% – до 10 лет и 13.3% – более 10 лет, р=0.22). В целом, относительный риск развития функциональной несостоятельности эндотелия у шахтеров, имеющих стаж менее 10 лет, был более, чем в 8 раз выше, чем в аналогичной группе сравнения (OR=8.6; DI=4.69– 11.32; р=0.02); при увеличении стажа подземной работы более 10 лет – он увеличивался практически еще в 2 раза (OR=14.7; DI=8.13–21.71; р=0.04). Установлена зависимость снижения показателей функциональной активности эндотелия – от концентрации в крови хрома (b0=2.67–4.16; b1=894.33–1129.87; R2=0.47–0.53; p≤0.001).

Таблица 5

Результаты исследования эндотелий-зависимой вазодилатации у работников сравниваемых групп, имеющих различный стаж работы

Реакция плечевой артерии	Стаж менее 10 лет		Достоверность различий между группами (р<0,05)	Стаж более 10 лет		Достоверность различий между группами (р<0,05)
	Группа наблюдения	Группа сравнения		Группа наблюдения	Группа сравнения
Прирост диаметра ≥10%	51.7%	91.3%	0.002	30.8%	86.7%	0.003
Прирост диаметра <10%	48.3%	8.7%	0.002	69.2%	13.3%	0.003
Относительный прирост диаметра плечевой артерии	10.7±2.0%	14.9±1.7%	0.002	8.2±3.2%	11.9±1.8%	0.04
Коэффициент чувствительности плечевой артерии, (у.е.)	0.10±0.02	0.20±0.07	0.01	0.06±0.04	0.22±0.10	0.004

Результаты проведенного исследования свиде- ности эндотелий-зависимых механизмов регуля-тельствуют о более выраженном снижении актив- ции сосудистого тонуса у ⅔ шахтеров уже через 10

лет работы по специальности и являются основанием для неблагоприятного прогноза раннего ремоделирования сосудистой стенки и последующего развития сердечно-сосудистой патологии [Евсеева и др., 2005].

По данным ультразвукового исследования экстракраниальных брахиоцефальных артерий установлено, что атеросклеротические изменения сосудистой стенки у работников группы наблюдения регистрировались в 2 раза чаще, чем в группе сравнения (46.5 против 23.7%, р=0.03), а толщина комплекса интима-медиа была достоверно больше (0.74±0.05 против 0.63±0.05 мм, р=0.003) (табл. 6).

Следует отметить, что относительный риск развития атеросклеротических изменений сосудистой стенки у шахтеров, имеющих различный стаж работы, в 3.5–3.8 раза превышал аналогичный в группе сравнения (OR=3.5–3.8; DI=1.44–9.89; р=0.002–0.03) (табл. 7).

Таблица 6

Результаты ультразвукового исследования экстракраниальных брахиоцефальных артерий у работников сравниваемых групп

Состояние экстракраниальных брахиоцефальных артерий	Группа наблюдения	Группа сравнения	Достоверность различий (р<0,05)
Отсутствие признаков атеросклероза (%)	53.5	76.3	0.03
Признаки атеросклероза (%)	46.5	23.7	0.03
Толщина комплекса интима-медиа (мм)	0.74±0.05	0.63±0.05	0.003

Таблица 7

Результаты ультразвукового исследования экстракраниальных брахиоцефальных артерий у шахтеров, имеющих различный стаж работы

Состояние экстракраниальных брахиоцефальных артерий	Стаж менее 10 лет		Достоверность различий между группами (р<0.05)	Стаж более 10 лет		Достоверность различий между группами (р<0.05)
	Группа наблюдения	Группа сравнения		Группа наблюдения	Группа сравнения
Отсутствие признаков атеросклероза (%)	54.8	82.6	0.004	48.8	76.7	0.04
Признаки атеросклероза (%)	45.2	17.4	0.02	51.2	23.3	0.04
Толщина комплекса интима-медиа (мм)	0.75±0.06	0.59±0.04	<0.001	0.79±0.09	0.61±0.09	0.01

Выводы

• 1.    Существующие подходы к оценке условий труда работников, занятых подземной добычей хромовой руды, основаны преимущественно на изучении комплекса физических факторов трудового процесса и мало учитывают химическое воздействие.

• 2.    У половины шахтеров, имеющих стаж работы по добыче хромовой руды менее 10 лет, определяется ранняя несостоятельность функциональной активности эндотелия, одного из ведущих промоутеров сердечно-сосудистой патологии, а относительный риск ее развития до 8 раз превышает аналогичный у работников, не связанных с подземными условиями труда. У 10% шахтеров, занятых подземной добычей хромовой руды и имеющих стаж профессиональной деятельности более 10 лет, наблюдается существенное снижение функциональных резервов кардиореспираторной системы.

• 3.    Установлена прямая связь снижения функциональной активности эндотелия с повышенным содержанием в крови шахтеров хрома.

• 4.    Относительный риск развития атеросклеротических изменений сосудистой стенки, морфологической перестройки миокарда и клапанного аппарата у шахтеров, занятых подземной добычей хромовой руды, от 3.5 до 12 раз превышает аналогичный у персонала, не связанного с подземными условиями труда.