Эколого-биохимические аспекты влияния техногенного пылевого загрязнения на организм человека и животных
На правах рукописи
ОЛЕСОВА ЛЮБОВЬ ДЫГЫНОВНА
ЭКОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОГЕННОГО ПЫЛЕВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ
Специальность 03.02.08 – экология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Якутск, 2010
Работа выполнена в Учреждении РАМН «Якутский научный центр
комплексных медицинских проблем Сибирского отделения Российской
академии медицинских наук»
Научный руководитель: доктор биологических наук
Миронова Галина Егоровна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор
Кузьмина Людмила Павловна
Институт медицины труда РАМН,
г. Москва
доктор биологических наук
Сазонов Николай Никитич
Северо-Восточный
федеральный университет, г. Якутск
Ведущая организация: Институт биологических проблем
криолитозоны СО РАН, г. Якутск
Защита диссертации состоится 24 декабря 2010 года в 10.00 часов
на заседании диссертационного совета Д 212.306.03 при ФГАОУ ВПО
«Северо – Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова»,
по адресу: 677000, г. Якутск, ул. Белинского, д. 58, факс (412 2) 32 19 81,
e - mail: [email protected]
С диссертацией можно ознакомиться библиотеке ФГАОУ ВПО
«Северо – Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова»,
по адресу: 677000, г. Якутск, ул. Белинского, д. 58.
Автореферат разослан «24 » ноября 2010 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Н.C. Данилова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы определяется интенсивным развитием промышленного потенциала республики, изменением качества окружающей среды и угрозой нарушения экологической безопасности жизни человека. В условиях Севера, где низкая экологическая емкость экосистем не выдерживает стремительного развития горнодобывающей, гидроэнергетической и лесоперерабатывающей промышленности индикатором состояния окружающей среды является здоровье населения (Петрова, Колосова, 2000). В 70-х годах развитие алмазодобывающего комплекса и строительство Вилюйской ГЭС в Западной Якутии, оказали негативное влияние не только на экосистемы, но и на здоровье населения, прилегающих к промышленному району территорий. Техногенная вода, поступающая в речную сеть, ускорила процесс миграции химических элементов в экологической системе: производство речная вода речные биоты животные и человек. Образовались зоны с высоким показателем суммарного загрязнения почвенного и снежного покрова, водной экосистемы с нанесением ущерба рыбному хозяйству (Макаров, 1990; Экология бассейна..., 1992; Экология реки.., 1993; Копылов и др., 1993; Нюкканов, 1996; Саввинов и др., 1996, 2005; Саввинов, Сазонов, 2006), произошла техногенная трансформация растительности, изменился состав и структура мелких млекопитающих (Мордосов, 2008; Вольперт, 2010).
Медико-экологическими исследованиями, проводимыми с 90-х годов установлена зависимость ухудшения состояния здоровья населения от экологической ситуации (Кривошапкин, Тимофеев, 1993; Петрова и др., 1993, 1996, 1999; Тихонов, 1995; Алексеев и др., 2000; Миронова и др., 2003; Петрова, 1996; Д.Д. Саввинов и др, 1996, 2005; Г.Н. Саввинов и др., 2006; Егорова Г.А, 2007; Проблемы..., 2008). В последние годы наблюдается рост экологически обусловленных заболеваний (злокачественные новообразования), также связанный с развитием промышленно-урбанистического вида природопользования (Иванов, 1999; Лазебник и др, 2004; Бурцева, 2006; Иванов и др., 2009).
В связи с этим, первостепенное значение приобретают вопросы охраны здоровья населения и определения факторов, влияющих на него. Вплоть до настоящего времени малоизученным остается биологическое действие пыли алмазных карьеров и ее роль в развитии патологии органов дыхания, так как уровень загрязнения атмосферы в городах алмазодобывающего района оценивается как очень высокий (Среда..., 2009). Кроме того, пылевые частицы различных месторождений могут отличаться составом и своей биологической активностью (Lagercrantz, 1996; Величковский, 2003). Установлено, что чужеродные вещества (поллютанты) усиливают реакции свободно-радикального окисления (Churg, Cherukupalli, 1984). Активные формы кислорода обусловливают развитие морфологических, патофизиологических, иммунологических и биохимических изменений, лежащих в основе клинических проявлений многих заболеваний, в том числе патологии легких (Величковский, 1995, 1997, Гольденберг с соавт., 1991; Новоженов с соавт., 1996; Bast, 1996; Forman, 1990, Меньщикова, 2008). До настоящего времени не изучена адаптивная реакция организма на действие пыли, образуемой при обработке алмазов.
В условиях потенциального техногенного загрязнения окружающей среды адаптивные механизмы человеческой популяции могут быть менее устойчивы к действию определенных природных и техногенных факторов (Агаджанян, 1998). Срыв адаптации лежит в основе развития патологических состояний, причиной которого являются биохимические нарушения функционирования регуляторных и защитных систем организма (Казначеев, 1980; Агаджанян, 1998). Ряд важных вопросов, касающихся характера изменения биохимических показателей белкового, углеводного, липидного и минерального обмена жителей алмазных провинций Якутии в условиях техногенной нагрузки, изучены недостаточно.
Дальнейшее развитие промышленности и предстоящее освоение новых территорий Якутии по мегапроектам с привлечением огромных трудовых ресурсов с других климато-географических регионов, несомненно, усугубит проблему охраны окружающей среды и здоровья коренного и пришлого населения.
Цель исследования: исследовать эколого-биохимические последствия, адаптивного и патогенного характера, влияния алмазодобывающей деятельности в условиях экстремального климата на обмен веществ в организме человека и профессиональную заболеваемость. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
- Выявить различия биохимических параметров (состояние белкового, углеводного и липидного обмена) жителей алмазной провинции (г. Удачный Мирнинского района, с учетом занятости в алмазодобывающей промышленности), и жителей, занятых в сельском хозяйстве (с. Сюльдюкар Мирнинского района и с. Тит-Ары Хангаласского района).
- Определить содержание макро-микроэлементов в волосах жителей алмазной провинции (г. Удачный Мирнинского района, с учетом занятости в алмазодобывающей промышленности), и жителей, занятых в сельском хозяйстве (с. Тит-Ары Хангаласского района).
3. Оценить влияние техногенного пылевого загрязнения на развитие экспериментального пневмофиброза.
4. Изучить цитотоксичность и влияние пыли, образующейся при обработке алмазов на организм экспериментальных животных.
Научная новизна. Показано влияние неблагоприятных факторов алмазодобывающей промышленности на показатели липидного, углеводного и белкового обмена жителей алмазной провинции Республики Саха (Якутия); получены данные о содержании макро- микроэлементов в волосах жителей г. Удачный и села Тит - Ары Хангаласского улуса, особенности которого отражают долговременный элементный статус, зависящий от факторов окружающей среды алмазной провинции; в условиях длительного эксперимента показано, что пыль, образующаяся в карьере трубки «Удачная» вызывает развитие медленно прогрессирующего пневмофиброза; выявлено прооксидантное свойство пыли, образующейся при огранке алмазов.
Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая значимость заключается в том, что показатели белкового, липидного и минерального обмена зависят от негативного влияния алмазодобывающей отрасли на окружающую среду. Практическая ценность работы состоит в том, что ее результаты могут быть использованы для организации и ведения систем медико-экологического мониторинга и коррекции микроэлементного состава с учетом индивидуальных особенностей организма человека. Полученные результаты по прооксидантному механизму действия пыли, образующейся при обработке алмазов, обосновывают применение антиоксидантов в целях профилактики заболеваний.
Материалы диссертации используются в учебном процессе кафедры высокомолекулярных соединений, органической и биологической химии Северо-восточного федерального университета им. М.К. Аммосова.
Защищаемые положения:
1. Сочетание влияния экстремальных климатических условий и алмазодобывающей деятельности приводит к формированию измененного гомеостаза на уровне энергетического и белкового обмена. Дисбаланс микроэлементов у горнорабочих и жителей г. Удачный, не занятых в алмазодобывающей промышленности обусловлен воздействием техногенных факторов алмазодобывающего производства.
2. Пыль, образующаяся в карьере трубки «Удачная» является патогенетическим фактором развития медленно прогрессирующего пневмофиброза. Повреждающий характер пыли, образующейся при обработке алмазов, обусловлен их прооксидантным влиянием.
Апробация работы. Основные положения и материалы исследования были доложены на II Всероссийской научно-практической конференции «Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные, экологические и клинические аспекты» (Новосибирск, 2004г); на итоговой научно-практической конференции ГУ НИИ медицинских проблем Севера СО РАМН «Вопросы сохранения и развития здоровья населения Севера и Сибири» (Красноярск, 2005); межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы охраны труда в Республике Саха (Якутия)» (Якутск, 2006); 13 Международном конгрессе по приполярной медицине 12-16 июня 2006; 14 интернациональном конгрессе Циркумполярного здоровья (Канада, 2009); международной научно-практической конференции «Здоровье и окружающая среда» (Минск, 2009).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 25 работ, из них 5 статей опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, обсуждения результатов, выводов, списка литературы, включающего 240 отечественных и 48 зарубежных источников. Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 13 таблиц, 16 рисунков и 2 приложения.
Глава 1. Обзор литературы
В обзоре литературы рассматриваются вопросы о метаболической адаптации организма к сложным климатоэкологическим условиям Севера, о влиянии техногенных факторов алмазодобывающей промышленности в Западной Якутии на экосистемы и здоровье населения.
Глава 2. Методы и объем исследований
Выбор методических приемов и объем исследований определялись целью и задачами работы. Набор материала для исследования был проведен во время комплексных экспедиций и профилактических осмотров 712 человек (353 мужчин и 353 женщин) в возрасте от 20 до 75 лет. Согласно комплексной эколого-экономической оценке состояния окружающей среды Якутии по Е. И. Бурцевой (2006) 62,3 % обследованных лиц проживали на территории, где состояние окружающей среды оценивалось как напряженное. Это промышленный город Удачный Мирнинского района, где обследовано 497 человек пришлого населения (среди них 200 женщин). Основным загрязнителем ОС является ГОК «Удачный». В качестве контрольной территории выбран поселок Тит-Ары Хангаласского района с относительно удовлетворительным состоянием окружающей среды, где было обследовано 215 человек (153 женщин).
Все лица обследовались с учетом результатов клинического осмотра, данных ФВД, ЭКГ, анализа морфологического состава периферической крови, биохимических тестов, отражающих некоторые стороны белкового и липидного обмена, и антиоксидантного статуса организма.
Биохимические анализы производились на автоматическом биохимическом анализаторе Cobas mira plus фирмы La Roche с использованием стандартных коммерческих наборов «Biocon» (Германия). В сыворотке крови определяли активность АСТ, АЛТ, ГГТ, уровень глюкозы, мочевины, мочевой кислоты, креатинина. Липидный профиль плазмы крови оценивали по уровню содержания общего холестерина (ОХС), триглицеридов (ТГ), холестерина липопротеидов высокой плотности (ХС-ЛПВП). Уровень холестерина липопротеидов низкой плотности (ХС-ЛПНП) рассчитывался по формуле: ХС-ЛПНП (ммоль/л) – ТГ/2,18 – ХС ЛПВП. Индекс атерогенности рассчитывали по формуле, предложенной А.В. Климовым (1990). Состояние перекисного окисления липидов определяли по концентрации малонового диальдегида (МДА) (Стальная, Гаришвили, 1977), антиоксидантную защиту организма оценивали по уровню низкомолекулярных антиоксидантов (НМАО) (Рогожин, 1999), по активности супероксиддизмутазы (СОД) (Constantinе et. al., 1977) и глутатионредуктазы (ГР) (Beutler,1975) на спектрофотометре BECKMAN 602.
Элементный состав волос определяли у 62 жителей г. Удачный (из них 42 горнорабочих) и у 132 жителей с. Тит Ары от 20 до 70 лет. Образцы волос получали путем состригания с 3-5 мест на затылочной части головы, ближе к шее, помещали их в специальные пакеты, затем в конверты с идентификационными записями. В пробах волос определялись концентрации 15 химических элементов: серебра, алюминия, бария, кальция, кадмия кобальта, хрома, меди, магния, натрия, никеля, свинца, сурьмы, стронция, цинка методом атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии с индукционно-связанной плазмой (АЭС-ИСП, МС- ИСП) на приборе Optima 3100 RL фирмы «Perkin-Elmer» в ГУП «Центргеоланалитика Госкомгеологии РС (Я) по методике утвержденной Министерством Здравоохранения России (МУК 4.1.1482-03, МУК 4.1.1483-03). Полученные данные сравнивались с реферетными значениями содержания химических элементов в волосах по (А. В. Скальный, 2000; Р. Bertram, 1992).
Химический состав пыли карьера трубки «Удачная» был определен рентгено-флуоресцентным методом на квантометре СРМ-I. Фиброгенность пыли, образующейся при добыче алмазов, оценивалась по образцу породы – известняк слабоглинистый в условиях эксперимента на 96 животных (крысах-самцах). Из них 48 были запылены пылью трубки «Удачная», 24 - пылью люберецкого кварца. Контрольную группу интактных животных составили 24 крысы. Биологическое действие пыли определяли по следующим показателям: массе легких (сырых и сухих), трахеобронхиальных лимфоузлов и содержанию в сухом остатке легких суммарного оксипролина (Stegemann, 1975) (биохимического маркера коллагена) и общих липидов (Вознесенская Т.А. и др., 1986).
Образцы пыли, выделяемой при обдирке и огранке алмазов, были взяты на гранильном заводе г. Якутска «Аврора – Диамант» методом «пылесметов» (Янин, 2003). Цитотоксичность пыли, образуемой при обдирке и огранке алмазов, определялась методами in vitro по гемолизу эритроцитов, хемилюминесценции, НСТ – теста (Величковский и др., 2003). Эксперименты активности пыли были проведены на 16 крысах, которые были помещены в цеха огранки алмазов алмазогранильного завода ЗАО «Аврора-Диамант» г. Якутска РС(Я). Контрольную группу составили 6 интактных животных.
Статистическая обработка результатов исследований проводилась с использованием пакета программ «SРSS 11.5» для Windows 2000 и «STATISTICA 6.0» (Statsoft Ink, 2001). Она включала параметрические методы описательной статистики, оценку достоверности различий средних значений по t-критерию Стьюдента при нулевой гипотезе и непараметрические методы сравнения средних величин при ненормальности распределения. Корреляционный анализ с оценкой достоверности коэффициентов корреляции проводилась параметрическим и непараметрическим методами. Различия средних величин считались значимыми при коэффициенте достоверности р < 0,05.
Глава 3. Результаты исследований и их обсуждение
Состояние белкового, углеводного и липидного обмена жителей г. Удачный, с. Сюльдюкар и с. Тит-Ары. Для того, чтобы оценить влияние неблагоприятных техногенных факторов на состояние биохимического статуса нами проведена оценка белкового, углеводного и липидного обмена у 264 жителей г. Удачный (в том числе 200 женщин), из них 148 горнорабочих ГОКа «Удачный» (в том числе 80 женщин) и 116 человек, не занятых в алмазодобывающей промышленности. Кроме того, было обследовано 70 жителей с. Сюльдюкар и 215 жителей с. Тит-Ары Хангаласского района, где состояние окружающей среды оценивается как относительно удовлетворительное (Бурцева, 2006).
Сравнительный анализ показателей, характеризующих состояние белкового обмена у жителей алмазной провинции (г. Удачный и с. Сюльдюкар) показал тенденцию к повышению активности трансаминаз и гамма-глутамилтрансферазы, при этом активность аланинаминотрансферазы (34,0±1,96МЕ/л) и аспартатаминотранферазы (28±1,73МЕ/л) были на 12- 13% выше, чем у лиц, не контактирующих с пылью, и на 30 % выше, чем у жителей села Тит-Ары (p<0,05). Средний показатель активности гамма - глутамилтранспептидазы (ГГТ) у жителей г. Удачный был равен 34,40±2,06 МЕ/л, что в 1,35 раза выше (р<0,001), чем у жителей с. Тит-Ары (26,10±1,68МЕ/л). У горнорабочих активность ГГТ, равная 42,0±2,05МЕ/л была на 22% выше, чем у лиц, не занятых в алмазодобывающей промышленности и значимо выше (на 30%), чем у жителей с. Тит-Ары (p<0,05). Следует заметить, что у сельских жителей, проживающих в Мирнинском районе (с.Сюльдюкар) активность -ГТ была также высокой.
Достоверное повышение активности -ГТ и тенденция к повышению активности трансаминаз у горнорабочих, по сравнению с жителями с. Тит-Ары, вероятно, является отражением изменения скорости течения метаболических процессов, связанных не только с белковым, но и с энергетическим обменом. Нельзя исключить, что указанные изменения в активности ферментов являются признаком напряжения функции гепатобилиарной системы. Следует отметить, что среди обследованных нами горнорабочих болезни гепатобилиарной системы в структуре заболеваний желудочно-кишечного тракта занимают первое место. А хроническим холециститом страдает каждый 4 горнорабочий. Результаты наших исследований не противоречат литературным данным (Захарова, Петрова, 2004, Сосина, 2006).
Концентрация глюкозы в сыворотке крови у всех обследованных нами контингентов находилась в пределах нормальных величин. Однако, у горнорабочих средний уровень глюкозы в крови был более высоким, чем у жителей г. Удачный, с. Сюльдюкар и с. Тит-Ары и повышался в зависимости от возраста. Среднее содержание глюкозы у женщин г. Удачный в возрасте старше 45 лет соответствовало верхней границе нормы.
Мочевая кислота является конечным продуктом распада пуриновых оснований и выполняет функции эндогенного антиоксиданта. Уровень мочевой кислоты в крови у обследованного населения г. Удачный был на 29% выше, чем у жителей с. Тит-Ары (Р<0,05) и зависел от пола и возраста. Среди мужчин с. Тит-Ары и горнорабочих разница в содержании мочевой кислоты достигала 45%, а среди женщин - 13%. С возрастом концентрация мочевой кислоты у женщин увеличивалась, а у мужчин снижалась, оставаясь при этом в пределах общепринятых нормативов.
Высокий уровень мочевой кислоты у горнорабочих, вероятно, связан с тем, что этот эндогенный низкомолекулярный антиоксидант играет важную роль в компенсаторных процессах, направленных на усиление мощности антиоксидантной системы организма с целью сдерживания свободно-радикального окисления.
Анализ состояния липидного обмена показал, что у жителей г. Удачный имеются признаки дислипидемии, особенно выраженные у горнорабочих. Несмотря на то, что содержание общего холестерина в этих группах имела тенденцию к понижению по сравнению с таковым у сельских жителей, коэффициент атерогенности у них был выше на 20-30% за счет высокого содержания холестерина липопротеидов низкой плотности и более высокого уровня триглицеридов. Содержание антиатерогенного холестерина липопротеидов высокой плотности у жителей г. Удачный было на 26% ниже, чем у жителей с. Тит-Ары (Р<0,05). Самый низкий ХС ЛПВП, равный 1,57±0,05 ммоль/л выявлен у горнорабочих, что достоверно ниже на 15%, чем у жителей г. Удачный и на 26% ниже, чем у жителей с. Тит-Ары (р<0,05). При определении холестерина липопротеидов низкой плотности (ХС ЛПНП) выявлено обратное распределение: у горнорабочих средний уровень ХС ЛПНП, равный 4,47±0,10 ммоль/л был на 5% и 20% выше, чем у жителей г. Удачный и с. Тит-Ары соответственно.
Результаты исследований, отражающие состояние перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты свидетельствуют о том, что у горнорабочих скорость перекисного окисления липидов была выше, чем у лиц не занятых в алмазодобывающей промышленности. Содержание малонового диальдегида в сыворотке крови у горнорабочих, равное 1,65 ± 0,04 нмоль/мл было на 16% выше, чем у лиц, не занятых в алмазодобывающей промышленности (1,42 ± 0,03 нмоль/мл).
Базальный уровень ПОЛ определяется функционированием сложной антиоксидантной системы (АОС), которая представляет собой совокупность высокомолекулярных (ВМАО) и низкомолекулярных (НМАО) соединений, защищающих клетки от токсического действия свободных радикалов и перекисей (Меньшикова, Зенков, 1993). К высокомолекулярным антиоксидантам относятся супероксиддисмутаза, пероксидаза, каталаза, ферритин, трансферрин и др. Антиоксидантная защита организма населения в условиях Якутии характеризуется низким содержанием витаминов и низкомолекулярных антиоксидантов (Безродных, Березина,1987; Миронова и др, 2001; 2003; Олесова, 2003), как и у всего населения Севера (Спиричев, 1999).
Состояние антоксидантной системы оценивали по активности супероксиддизмутазы и каталазы. У горнорабочих активность этих ферментов была выше, чем у лиц, не занятых в алмазодобывающей промышленности ().
Рис.1. Уровень МДА в сыворотке крови и активность СОД и каталазы в мембранах
эритроцитов горнорабочих.
Так, активность супероксиддизмутазы в мембранах эритроцитов горнорабочих (1,61 ± 0,04) была на 15% выше, чем у жителей г. Удачный. Активность каталазы у горнорабочих, увеличивалась незначительно (7,58 ± 0,08 мг/гHb). Достоверное увеличение уровня малонового диальдегида в крови горнорабочих, свидетельствующее об интенсификации процессов перекисного окисления липидов, сопровождалось повышением эндогенных антиоксидантов активности каталазы и супероксиддизмутазы (p<0,05), что свидетельствует о дисбалансе про и – антиоксидантного равновесия.
Для оценки состояния равновесия между системами ПОЛ и АОС у горнорабочих определен коэффициент про-антиоксидантного равновесия – КАОС/ПОЛ, который вычисляется по формуле:
КАОС/ПОЛ = (СОД+НМАО)
МДА
Согласно полученным данным КАОС/ПОЛ у горнорабочих составил 0,89, что показывает смещение про-антиоксидантного равновесия в сторону интенсификации перекисного окисления липидов.
Таким образом, более высокие показатели активности трансаминаз и - ГТ, глюкозы, мочевой кислоты, дислипидемия, и изменение про- антиоксидантного равновесия у жителей промышленного города по сравнению с таковыми у сельских жителей свидетельствует о напряжении адаптационных механизмов и является подтверждением того, что сочетание влияния экстремальных климатических условий и алмазодобывающей деятельности приводит к формированию измененного гомеостаза на уровне энергетического и белкового обмена.
Микроэлементный статус жителей г. Удачный и с. Тит-Ары
Анализ химического состава волос жителей г. Удачный выявил значительный избыток таких эссенциальных микроэлементов, как Cr, Ni и токсичных микроэлементов Ba, Al , Sr, Sb. Превышение физиологического уровня Cr, Ba, Sb выявлено у 100% обследованных. Кроме того, у 62% обследованных выявлено превышение допустимой концентрации алюминия (>20 мкг/л), у 59 % - повышенное содержание макроэлемента Mg. Дисбаланс микроэлементного статуса среди обследованных лиц проявлялся не только в избытке вышеуказанных элементов, но и в недостатке таких эссенциальных микроэлементов, как Cu и Co. Дефицит Cu был отмечен у 35% обследованных, при этом больше всего у женщин, недостаток Co выявлен у 15% мужчин и у 11% женщин.
Ранжированный ряд встречаемости избытка химических элементов в пробах волос жителей г. Удачный можно представить в следующей последовательности:
Cr – Sb – Ba – Al – Ni – Mg – Sr – Na – Pb
При этом, более выраженный дисбаланс макро-микроэлементов наблюдался у горнорабочих (рис.1).
Рис. 1. Уровень микроэлементов в волосах у горнорабочих и лиц, не занятых в алмазодобывающей промышленности (жители г. Удачный)
Так, значимые различия средних величин выявлены по cодержанию Co (в 1,33 раза), Ni (в 1,69 раза), Sb (в 1,50 раза) Ва (1,92 раза) по сравнению с жителями г. Удачный, не занятых в алмазодобывающей отрасли. Средняя концентрация (50,90±6,67 мкг/г) эссенциального элемента Cr у горнорабочих превышала допустимый уровень в 10 раз. Содержание таких элементов как Са, Сd, Pb соответствовали реферетным значениям и были более низкими, чем у жителей г. Удачный. Анализ содержания токсичных элементов в волосах жителей г. Удачный в зависимости от срока проживания на территории с напряженным состоянием окружающей среды показал, что имеет место тенденция накопления в волосах токсичных металлов Ba, Ni, Cu, Pb, Ag, Cd, Co. Дисбаланс микроэлементов у горнорабочих зависел от специальности. Так, в пробах волос слесарей содержание алюминия, хрома, сурьмы превышали допустимое содержание в 6, 20, 33 раза соответственно и были выше, чем у водителей, машинистов и рабочих цеха (рис.2).
Рис.2. Содержание элементов в пробах волос горнорабочих в зависимости от специализации, мкг/г.
Избыточное содержание микроэлементов в волосах жителей г. Удачный связано с неблагоприятной экологической ситуацией в Мирнинском промышленном районе, где находятся объекты Удачнинского ГОКа. Территория и водные объекты загрязнены микроэлементами (алюминий, хром, марганец, бор, никель, серебро, титан и др.), входящими в состав кимберлитовых пород, высокоминерализованных природных подземных водоносных комплексов и хвостохранилищ. Засоленные породы из отвалов трубки «Удачная», использованные при отсыпке дорог привели к загрязнению вод ручья Дъяха аномальными для региона концентрациями макро- и микроэлементов: Na, K, Ca, Mg, Cl, Cu, Sr, Li, Mn, Br. Донные осадки загрязнены солями NaCl, CaCl2, MgSO4 и токсичными элементами: Cu, Hg, Pb, Ni, Li, Br, Sr, B (Маршинцев и др, 1989; Саввинов, 1992, 2006; Ягнышев, 1995, 2005; Данилов, 2005).
У жителей с. Тит-Ары выявлено превышение физиологического уровня микроэлементов Al, Sb, Ba, Sr, Ag в 2 - 4 раза, а Са - в 1,2 раза. Следует подчеркнуть, что превышение допустимого содержания элементов в волосах жителей с. Тит-Ары не выявлено (рис. 3, 4).
Рис. 3. Встречаемость превышения (в %)
физиологического уровня микроэлементов
в пробах волос у горнорабочих
и жителей с. Тит-Ары
Рис. 4. Встречаемость превышения
допустимого уровня микроэлементов
в пробах волос у горнорабочих
и жителей с.Тит-Ары
Сравнительный анализ полученных нами данных по месту жительства показал, что дисбаланс микроэлементов был более выражен у жителей г. Удачный. Так как содержание Ba, Al, Sr, Sb в волосах у жителей промышленного города превышало допустимые значения, а у сельских жителей – физиологические уровни (рис. 4, 5).
Уровень Cr в пробах волос жителей г. Удачный был в 9,2 раза, Sb - в 4,3 раза, Ni в 3,5 раза, Al в 2 раза, выше, чем в пробах волос жителей села Тит – Ары Хангаласского района. В пределах нормального физиологического уровня выявлены небольшие различия по Co, Na, Zn, средние содержания которых у удачнинцев были выше, чем у сельских жителей в 4, в 2 и 1,1 раза соответственно. Средние уровни трех элементов были ниже, чем у сельских жителей: Ca в 2,2 раза, Sr в 2,4 раза, Ag в 3,9 раза. Относительно равные концентрации в двух анализируемых группах выявлены только по четырем элементам: Pb, Ba, Cd и Mg.
Результаты, полученные после стандартизации по возрасту, полу и месту жительства показали, что у женщин г. Удачный среднее содержание Cr было в 19,4 раза выше, Ni- в 3,7 раза (Р<0,01), а содержание Sb - 5,7 раза (Р<0,05), чем у женщин с. Тит-Ары. У мужчин не выявлены различия только по трем элементам: Al, Ba и Na (табл. 1).
Таблица 1
Содержание химических элементов в пробах волос жителей
г. Удачный и с. Тит-Ары, стандартизованные по возрасту и полу (мкг/г)
| Элемент | Нормальное содержание элементов в волосах волос (по: P.Bertram,1992; А.В. Скальный, 2000) | Женщины | Мужчины | ||
| Удачный n=10 | Тит-Ары n =10 | г. Удачный n =10 | с. Тит-Ары n =10 | ||
| Ag | 0,005-0,2 (2) | 0,033±0,011 | 0,173±0,097 | 0,037±0,012* | 0,129±0,038* |
| Al | 1-10 (20) | 29,641±6,44 | 19,373±5,97 | 36,199±7,30 | 28,169±5,84 |
| Ba | 0,20-1,0 | 3,329±0,31 | 3,499±1,46 | 5,399±2,62 | 2,062±0,35 |
| Ca | 200-2000 | 1184±377 | 2390±132 | 669,±70,39* | 495±47,09* |
| Cd | 0,05-0,25 (0,50) | 0,067±0,016 | 0,070±0,007 | 0,090±0,012* | 0,663±0,35* |
| Co | (0,01),05-0,5 (1,0) | 0,126±0,033* | 0,026±0,012* | 0,168±0,037** | 0,039±0,24** |
| Cr | 0,1-2,0 (5,0) | 42,110±7,26** | 2,171±1,05** | 52,866±11,59** | 5,724±2,14** |
| Cu | (5,0) 7,5-80 | 8,110±0,70 | 9,156±0,85 | 7,668±0,37** | 9,9120±0,34** |
| Mg | 19-163 | 221±53,8 | 312±18 | 168 ±13,41** | 61,0±7,19** |
| Na | 18-1720 | 1228±277,8 | 872±373,0 | 1332±232,9 | 954±204,80 |
| Ni | 0,1-2,0 (5,0) | 3,120±0,55** | 0,840±0,28** | 4,037±0,80** | 1,540±0,93** |
| Pb | (0,05) 0,1-5,0 (15) | 1,308±0,35 | 1,128±0,21 | 2,681±0,48** | 6,923±1,38** |
| Sb | 0,005-1,0 | 15,68±6,75* | 4,59±1,91* | 4,12±1,87* | 18,24±7,79* |
| Sr | 0,50-5,0 (15) | 4,35±0,59* | 2,14±1,18* | 5,93±0,68** | 1,74±1,18** |
| Zn | 100-250 | 159,24±12,19 | 153,40±24,38 | 141,9±14,07 | 115,65±24,38 |
Примечание: в скобках приведены допустимые показатели содержания элементов
в волосах; * - Р<0,05; ** - Р<0,01
Уровень Cr, Sr, Ni у мужчин г. Удачный был выше, чем у мужчин с. Тит-Ары в 9,2, в 3,8 и 2,6 раз соответственно (Р<0,01).
Выявленные отклонения в содержании макро-микроэлементов в пробах волос у жителей г. Удачного связаны с риском развития болезней костно-мышечной и нервной системы, сердечно-сосудистой патологии, а также гастоэнтерологических заболеваний. По данным комплексной медико-биологической экспедиции ЯНЦ СО РАМН заболеваниями опорно-двигательного аппарата и нервной системы страдают 75% горнорабочих ГОКа «Удачный». Увеличение уровня кальция в пробах волос у жителей с. Тит-Ары, вероятно, связано с питьевой водой. Жители этого поселка пьют воду из реки Лена с высоким содержанием кальция, который вымывается из известняковых пород. Известно, что высокий уровень кальция в организме способствует образованию нерастворимых солей – карбонатов и фосфатов. Возможно, это является одной из причин высокой заболеваемости (4%) желчекаменной болезнью среди жителей с. Тит-Ары по сравнению с горнорабочими г. Удачный (0,4%).
Таким образом, у жителей г. Удачный концентрации Cr, Sb, Al, Ba в пробах волос превышают допустимые уровни, а концентрации Mg, Ni превышают физиологические уровни. У 38% обследованных лиц обнаружен недостаток меди, у 19% - кобальта. У жителей с.Тит-Ары концентрации Al, Sb, Ba, Sr, Ag, Са превышают физиологические уровни. У 81% обследованных сельских жителей обнаружен недостаток кобальта. Дисбаланс макро-микроэлементов более выражен у горнорабочих. Стандартизация по возрасту, полу и месту жительства выявила, что среди мужчин имеются достоверные различия по 12 элементам, а среди женщин - по 4, при этом наиболее высокая разница наблюдается по Cr, Sb и Ni. Дисбаланс элементов у жителей г. Удачный объясняется, вероятно, не только спецификой питания, скоростью метаболических процессов, сочетанным влиянием неблагоприятных экологических и геохимических факторов Западной Якутии, но и воздействием производственных факторов алмазодобывающего производства (Экология бассейна..., 1992; Экология реки.., 1993; Легостаева, 2004; Данилов, 2005; Саввинов, 2006; Егорова, 2007).
Влияние пыли карьера трубки «Удачная» на развитие пневмофиброза.
В соответствии с поставленной в работе задачей изучены биологические свойства пыли вскрышной породы из трубки «Удачная». Согласно полученным данным, качественный состав пыли породы (известняк слабоглинистый) состоит из 10 оксидов: SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5.
Химический состав стандартного образца кварца люберецкого карьера, использованного для сравнения, характеризовался высоким до 97,78% содержанием оксида кремния. Основное отличие состава породы из трубки «Удачная» заключается в низком процентном содержании двуокиси кремния (30,15%) и большем содержании оксидов металлов: Fe, Mg, Mn, которых нет в составе люберецкого кварца.
Пыль вводилась интратрахеально в количестве 20 мг и 50 мг в 1 мл физиологического раствора. Развитие силикоза у крыс оценивалось в сроки 3 недели, 3 месяца и 6 месяцев после введения пыли. Учитывались следующие показатели: масса легких (сырых и сухих), трахеобронхиальных лимфоузлов и содержание в сухом остатке легких суммарного оксипролина и общих липидов.
Содержание суммарного оксипролина – маркера интенсивности развития пневмофиброза, при введении 20 мг пыли в зависимости от срока увеличивалось от 3,92±0,06 до 7,85±0,49 мг/г ткани. При введении 50 мг – от 4,07±0,36 до 7,96±0,35 мг/г ткани. Динамика изменения общих липидов в тканях легких экспериментальных животных имела сходный характер: содержание общих липидов в тканях легких экспериментальных животных увеличивалось в зависимости от сроков, и к 6 месяцам имело наиболее высокое значение (рис.1).
Рис.1. Содержание общих липидов и суммарного оксипролина (мг/г) в тканях легких крыс
Масса легких в группах крыс, запыленных различными дозами пыли на сроке 6 месяцев была повышенной по сравнению с предыдущим сроками. Нарастание массы легких в группе крыс, запыленных 50 мг пыли, было более выраженным (р<0,05), чем в группе животных, запыленных 20 мг. Это свидетельствует о наличии фиброзирующих процессов в легких, интенсивность которых возрастала к 6 месяцам от начала эксперимента.
Введение пыли люберецкого кварца вызывало резкое увеличение суммарного оксипролина от 5,58±0,23мг/г до 15,0±0,36мг/г, что в 2 раза выше показателей опытной пыли (Р<0,05). Содержание общих липидов в тканях легких также увеличилось в зависимости от срока с 75,40±9,59 до 126,3±9,72мг/г ткани (Р<0,05).
Результаты биохимических исследований были подтверждены морфологическими данными. В легких крыс, запыленных слабо-глинистым известняком из карьера трубки «Удачная» признаки пневмосклероза наблюдались на сроке 6 месяцев в виде округлых гранулем и тонких коллагеновых волокон. В отличие от пыли из карьера «Удачный» люберецкий кварц вызывал формирование выраженного пневмофиброза. В гистологических препаратах легких этих крыс содержались многочисленные, толстые коллагеновые волокна.
Умеренная фиброгенность пыли карьера трубки «Удачная» является одной из причин относительно низкой заболеваемости горнорабочих пылевым бронхитом. По данным медико-биологических экспедиций ЯНЦ СО РАМН заболеваемость бронхо-легочными болезнями среди рабочих ГОК «Удачный» ниже, чем заболеваемость болезнями желудочно-кишечного тракта, нервной системы, и опорно-двигательного аппарата (Отчет..., 2004). При этом, заболевания органов дыхания у горнорабочих ГОКа «Удачный» чаще встречаются у высокостажированных рабочих, имеющих северный стаж более 15 лет, что соответствует литературным данным (Безродных, 1981; Дордина, 1983). Вместе с тем, высокая запыленность рабочей зоны является причиной того, что заболевания верхних дыхательных путей по обращаемости среди горнорабочих занимают первое место (18,3%). С 1979 по 2007 год в ГОКе «Удачный» зарегистрировано 31 больных с впервые установленным диагнозом профессионального заболевания, при этом 74% приходится на вибрационную болезнь, 16% - заболевания легких (пневмокониозы и пылевые бронхиты), 10% - нейросенсорную тугоухость.
Таким образом, техногенное пылевое загрязнение открытых карьеров алмазодобывающей промышленности вызывает развитие пневмофиброза. Химический состав пыли открытых карьеров алмазодобывающей промышленности Севера (на примере карьера трубки «Удачная») характеризуется относительно низким содержанием двуокиси кремния (30,15%). Экспериментальный пневмофиброз, обусловленный введением пыли известняка слабоглинистого, характеризуется относительно мягким течением, медленным прогрессированием.
Цитотоксичность пыли, образующейся при обдирке и огранке алмазов. Цитотоксичность пыли оценивалась in vitro методами хемилюминесценции, с помощью НСТ – теста и гемолитической активности, а также в эксперименте. Люминолзависимую хемилюминесценцию пылевых частиц, образующихся при обдирке и огранке алмазов, определяли на спектролюминометре фирмы Perkins Elmer в термостатируемой кювете.
Атомно-эмиссионный анализ показал, что в состав пыли, образующейся при обработке алмазов, входит 18 химических элементов, наибольшую долю в составе пыли занимают тяжелые металлы: железо, хром, никель, марганец, медь и цинк. Поскольку алмазная пыль должна состоять из углерода, то присутствие этих металлов обусловлено выделением их из шлифовальных кругов в процессе обработки алмазов. Согласно литературным данным высокопрочный слой на шлифовальные круги для огранки алмазов наносится методом плазменного покрытия при 1500С, при этом агломерат твердого сплава образуется из частиц карбидов металлов.
Стимулированная хемилюминесценция клеток в присутствии люминола - информативный показатель функционального состояния фагоцитов крови и тканей, их способности генерировать активные формы кислорода, то есть выполнять свою защитную функцию. Добавление пыли, образующейся при огранке алмазов (2мг/мл) в термостатируемую кювету с взвесью лейкоцитов (106 в 1 мл) вызывало их активацию. Увеличение хемилюминесценции регистрировалось при длине волны 555 нм в виде острого пика. Пыль, образуемая при огранке алмазов, вызывала быстрый тип хемилюминесцетного ответа интенсивностью 3,799 единиц (рис. 2).
Рис. 2. Спектролюминограмма ХЛ - ответа лейкоцитов на воздействие пыли, образующейся при огранки алмазов. 1- активность лейкоцитов при запылении; 2 - фоновая активность лейкоцитов
Добавление пыли, образующейся при обдирке алмазов вызывало хемилюминесцетный ответ в диапазоне 545 -560 нм с тремя пиками (3,810, 3,815 и 3,818 единиц) (рис.3).
Рис. 3. Спектролюминограмма ХЛ - ответа лейкоцитов на воздействие пыли, образующейся при обдирке алмазов.
Характер хемилюминесцентного ответа лейкоцитов, стимулированных пылью, образующейся при огранке и обдирке алмазов свидетельствует о том, что они обладают высоким дзета - потенциалом. Электростатистическое связывание обусловлено составом исследуемой пыли, содержащей железо, стронций, свинец, медь, цинк, которые вызывают неравномерное распределение электронной плотности на поверхности этих видов пыли и вызывают быструю активацию фагоцитов. Пыль, стимулирующая быстрый тип ХЛ-ответа отличается высокой биологической агрессивностью и формирует пневмокониоз типа экзогенного фиброзирующего альвеолита (Величковский, 1980; 1995; 2001; Кудряшова, 1993; Снегова, 1990). Поэтому, можно предположить, что цитотоксичные свойства пыли, образуемой при обработке алмазов, обусловлены углеродом, а металлами, выделяемыми шлифовальными дисками.
Анализ полученных нами результатов показывает, что пыль, образующаяся при обдирке и пыль, образующаяся при огранке алмазов, обладают высокой цитотоксичностью, так как для них характерен быстрый тип ХЛ-ответа.
Цитотоксичность алмазной пыли, установленную ХЛ–методом, подтверждает НСТ-тест – определение образования лейкоцитами активных радикальных продуктов по восстановлению нитросинего тетразолия, который отражает состояние кислородзависимых бактерицидных систем фагоцитов. Метод основан на восстановлении НСТ в капле крови и подсчете под микроскопом числа нейтрофилов с положительным результатом. Увеличение числа фагоцитирующих нейтрофилов после стимуляции зимозаном связано с расходованием метаболических резервов клеток. Процент фагоцитирующих клеток, стимулированных пылью, образующейся при огранке алмазов, возрастает по сравнению со спонтанным (35,4±1,81%), характеризующим степень функциональной активности лейкоцитов. Процент НСТ-положительных клеток тем выше, чем больше концентрация пылевых частиц.
При концентрации пыли 10 мг/мл он составляет 41,9%, а при концентрации 20 мг/мл - 52,9%. Пыль, образующаяся при обдирке алмазов, увеличивает количество фагоцитирующих клеток на 35%. Эти данные дают основание полагать, что пыль огранки активирует НАДФН – зависимую оксидазу мембран нейтрофилов, которая начинает выделять супероксид - анион в целях борьбы с чужеродными соединениями. Эта активация тем сильнее, чем большее количество пыли воздействует на макрофаги.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что пыль, образующаяся при огранке и обдирке алмазов обладает прооксидантными свойствами и вызывает активацию кислородзависимой антибактериальной системы фагоцитов.
Оценка гемолитической активности пыли. Пыль, образующаяся при огранке алмазов, вызывает гемолиз эритроцитов в 6,5 раз превышающий показатель контроля (3,96%). Разрушение эритроцитов при инкубации с пылью, образуемой при обдирке алмазов, носит более выраженный характер (в 18 раз превышает показатель контроля), что показывает ее высокую гемолитическую активность.
Таким образом, полученные нами данные in vitro свидетельствуют о том, что пыль, образующаяся при обработке алмазов, является цитотоксичной. Она обладает высокой гемолитической активностью и, обладая прооксидантным свойством, вызывает быструю активацию фагоцитов. Высокая цитотоксичность алмазной пыли обусловлена тем, что она состоит не только из углерода, но и из металлов, входящих в состав шлифовальных кругов и выделяющихся в процессе обработки алмазов.
Влияние «алмазной пыли» на состояние антиоксидантной системы и перекисного окисления липидов организма животных.
В экспериментальной оценке цитотоксичности пыли, образуемой при огранке алмазов, в качестве опытных животных были использованы 16 крыс-самцов линии «Wistar», массой тела 200 – 240 гр., в возрасте 3 – 4 месяца. Опытные животные были помещены на рабочие столы цеха огранки алмазогранильного завода г. Якутска РС(Я). Забор материала осуществляли на 30-е сутки эксперимента. Согласно полученным нами данным, средний уровень малонового диальдегида (МДА) в крови крыс, экспонированных в течение месяца в цехе огранки алмазов, в 1,7 раз превышал среднее значение МДА у интактных крыс (Р<0,05). Наблюдаемое увеличение концентрации МДА в крови крыс является свидетельством интенсификации процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ). Активность СОД у крыс, экспонированных в цехах, была на 19,5% (P>0,05) выше, чем у контрольных крыс. Под воздействием алмазной пыли наблюдалась тенденция к повышению низкомолекулярных антиоксидантов в крови.
Для оценки состояния равновесия между системами ПОЛ и АОС при формировании адаптации экспериментальных животных к влиянию «алмазной пыли» вычислен коэффициент про- антиоксидантного равновесия – КАОС/ПОЛ, который вычисляется по формуле:
КАОС/ПОЛ = (СОД+НМАО)
МДА
Согласно полученным данным в крови экспериментальных животных КАОС/ПОЛ составил 0,0500±0,0018, что было на 32,5% ниже, чем в контрольной группе животных, у которых коэффициент КАОС/ПОЛ составил 0,0740±0,0021. Отношение коэффициента КАОС/ПОЛ опытной группы животных к коэффициенту КАОС/ПОЛ контрольной группы животных составил 0,67. Понижение коэффициента про-антиоксидантного равновесия является свидетельством того, что воздействие «алмазной пыли» на организм животных сопровождается выраженной интенсификацией прооксидантных процессов.
Полученные нами данные подтверждаются многочисленными работами других исследователей (Морозов, 1970; Винарик, 1978; Dinarello, 1985; Halliwell, Gutteridge, 1986; Коркина, 1987; Новак, Пронченко, 1983; Визир, 1995; Величковский и др., 1988, 2003). Повышение активности ПОЛ в макрофагах и в легочной ткани может быть обусловлено, как минимум тремя причинами. Во–первых, изменением концентрации активаторов перекисного окисления, прежде всего негеминового железа; во–вторых, изменением количества и степени ненасыщенности липидов, накапливающихся в клетке, и, наконец, снижением содержания антиоксидантов. В нормальных условиях в клетках и мембранных структурах процессы ПОЛ протекают на низком уровне, сдерживаемые многокомпонентной системой антиоксидантов.
Таким образом, активацию ПОЛ и повышение активности СОД усиление синтеза НМАО можно оценить как результат адаптивной компенсаторной реакции организма на негативное влияние алмазной пыли. Определение функциональной активности фагоцитов с помощью НСТ-теста, как наиболее объективного метода оценки функционального состояния фагоцитов, отражающего состояние их кислородзависимых бактероцидных систем показало, что иммунная система животных под влиянием алмазной пыли ослабевает. У крыс, экспонированных в течение месяца в цехе огранки, процент НСТ-положительных лейкоцитов уменьшался в спонтанном варианте почти в 1,4 раза, а при стимуляции зимозаном – в 1,2 раза по сравнению с интактными крысами. Морфологические исследования, проведенные Д.К Гармаевой (2010), подтверждают результаты биохимических исследований. Количественные и качественные изменения иммунных структур в стенках трахеи и бронхов при длительном воздействии алмазной пыли, выделяемой на этапе ручной огранки алмазов, свидетельствуют о повреждающем характере данной пыли, подавлении защитных механизмов слизистой оболочки органов дыхания.
Выводы
- Эколого – биохимическими последствиями действия техногенных факторов алмазодобывающей промышленности на фоне экстремального климата является формирование нового уровня гомеостаза в части энергетического и белкового обмена. А именно, у жителей г. Удачный отмечены более высокие показатели активности трансаминаз (на 10-20%), гамма-глютамилтрансферазы (на 30%, p<0,05), мочевой кислоты (на 29%), глюкозы (на 31%), чем у лиц, проживающих на территории с удовлетворительным состоянием окружающей среды (с. Тит-Ары Хангаласского района РС(Я)). При этом, более выраженное изменение параметров белкового и энергетического обмена отмечено у горнорабочих.
- Установлено, что дислипидемия более выражена среди населения, проживающего в промышленном районе с напряженным состоянием окружающей среды. У горнорабочих и лиц, не занятых в алмазодобывающей промышленности выявлено изменение показателей липидного обмена, которое выражается в снижении уровня холестерина липопротеидов высокой плотности, повышении уровня холестерина липопротеидов низкой плотности и триглицеридов в сыворотке крови по сравнению с таковыми у сельских жителей. Риск развития атеросклероза особенно выражен у горнорабочих, т. к. коэффициент атерогенности (3,56±0,15) у них был в 1,36 раза выше, чем у жителей с. Тит-Ары (2,6±0,17).
- Избыточное содержание в пробах волос жителей г. Удачный Cr, Sb и Ba (у 100% из числа обследованных), Al и Ni (у 64%), недостаток Cu (у 38%) и Со (у 19%) объясняется не только спецификой питания, скоростью метаболических процессов, но и сочетанным влиянием неблагоприятных экологических, геохимических и производственных факторов алмазодобывающего региона. При этом у горнорабочих средний уровень Cr (63,70±6,55 мкг/г), Sb(18,46±2,43 мкг/г), Ba (5,92±1,29 мкг/г), Al (37,41±4,23 мкг/г) превышал аналогичные показатели у лиц, не занятых в алмазодобывающем производстве в 1,67, 2,05 и 1,46 раз соответственно. Дисбаланс элементов у горнорабочих зависит от специализации: у слесарей концентрация Al, Cr, Sb в пробах волос были выше, чем у водителей, машинистов и рабочих цеха.
- Накопление тяжелых металлов в волосах зависит от места жительства, возраста и срока проживания на территории с напряженным состоянием окружающей среды. Стандартизация по полу, возрасту и места жительства обследованных лиц (жители г. Удачный и с. Тит-Ары) выявила значимое различие среди мужчин в содержании 12 элементов (Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Sb, Sr, Ca, Ba), а среди женщин 4 элементов (Co, Cr, Ni, Sr). При этом у жителей промышленного города концентрации Cr, Sb и Ni превышали аналогичные показатели жителей села в 9,2, 3,8 и 2,6 раза соответственно (p<0,05). У жителей с. Тит-Ары концентрации Al, Sb, Ba, Sr, Ag, Са превышали физиологические уровни в 2-3 раза, у 81% обследованных лиц обнаружен недостаток кобальта.
- Химический состав пыли открытых карьеров алмазодобывающей промышленности Севера (на примере карьера трубки «Удачная») характеризуется относительно низким содержанием двуокиси кремния (30,15%). Экспериментальный пневмофиброз, обусловленный интратрахеальным введением пыли, образующейся в карьере трубки «Удачная», характеризуется относительно мягким течением и медленным прогрессированием.
- Пыль, образующаяся при обдирке и огранке алмазов, обладает высокой цитотоксичностью. Она имеет высокую гемолитическую активность (процент гемолиза пыли, образующейся при обдирке алмазов, составляет 71%) и вызывает быструю активацию фагоцитов (для них характерен быстрый тип хемилюминесцетного ответа), что, вероятно, обусловлено присутствием металлов, выделяемых шлифовальными дисками в процессе обработки алмазов. Она обладает также прооксидантным действием, что проявляется в статистически достоверном увеличении уровня малонового диальдегида в мембранах эритроцитов экспериментальных животных (в 1,7 раз по сравнению с интактными крысами) и смещении про- антиоксидантного равновесия в сторону усиления перекисного окисления липидов (КАОС/ПОЛ= 0,67).
Список работ, опубликованных по теме диссертации
- Олесова, Л.Д. Микроэлементный статус населения села Тит-Ары [Текст] / Л.Д. Олесова // Якутский медицинский журнал. – 2007. – №3 (19) – С. 47 – 49.
- Олесова, Л.Д. Биохимическая и морфологическая оценка воздействия пыли, выделяемой при ручной огранке алмазов, на организм [Текст] /Л.Д. Олесова, Г.Е. Миронова, Д.К. Гармаева // Якутский медицинский журнал. – 2008. – №2(22). – С. 7 – 10.
- Олесова, Л.Д. Состояние антиоксидантной защиты мембран эритроцитов у рабочих алмазогранильных заводов [Текст] /Л.Д. Олесова, Г.Е. Миронова, В.М. Николаев, Д.К. Гармаева // Дальневосточный медицинский журнал. – 2009. – №4. – С. 16 – 18.
- Олесова, Л.Д. Изменение микроэлементного состава волос жителей алмазодобывающего города Республики Саха (Якутия) [Текст] /Л.Д. Олесова, З.Н. Кривошапкина, Г.Е. Миронова // Здоровье и окружающая среда: Сб. тр. /Респ. науч. – практ. центр гигиены. – Мн., 2009. – Вып. 13. – С. 395 – 399.
- Некоторые параметры пищевого статуса коренного населения Крайнего Севера [Текст] /Г.Е. Миронова, З.Н. Кривошапкина, Л.Д. Олесова // Вопросы питания. – 2001. – Т.70. – № 1. – С. 3 – 6.
- Частота дислипидемий среди населения Якутии [Текст] / З.Н. Кривошапкина, Г.Е. Миронова, Л.Д. Олесова [и др.] // Якутский медицинский журнал. – 2007. – №3 (19). – С. 24 – 26.
- Психоэмоциональные факторы и их связь с дислипидемией у трудоспособного населения [Текст] /А.Г. Егорова, З.Н. Кривошапкина, З.Н. Горохова, Е.И.Семенова, А.И Яковлева, Л.Д. Олесова //Якутский медицинский журнал. – 2009. – №4 (28).– С.57 – 60.
- Олесова, Л.Д. Химический состав волос как индикатор здоровья человека [Текст] /Л.Д. Олесова, Б.Н. Ягнышев // Якутский медицинский журнал. – Якутск, 2005. – №2 (10). – С.25 – 27.
- Миронова, Г.Е. Влияние антропогенных факторов на демографические показатели населения, проживающего в долине реки Лена [Текст] / О.Н. Толстихин, Л. Д. Олесова // Якутский медицинский журнал. – Якутск, 2005. – №4 (12). – С. 15 – 18.
- Атерогенная дислипидемия у коренного населения [Текст] / Г.Е.Миронова, З.Н. Кривошапкина, Л.Г. Чибыева, Л.Д. Олесова // Медицинские проблемы Севера: сб.тр. – Якутск, 1998г. – С. 20 – 21.
- Миронова, Г.Е. Влияние факторов риска на состояние антиоксидантной защиты горнорабочих [Текст] /Г.Е. Миронова, Л.Д. Олесова, З.Н. Кривошапкина // Вопросы формирования здоровья и патологии на Севере: факты, проблемы и перспективы: материалы науч. – практ. конф., Якутск, 2002. – С. 51-52.
- Атерогенные факторы риска у рабочих алмазодобывающей отрасли Якутии [Текст] / Г.Е. Миронова, Е.С. Кылбанова, З.Н. Кривошапкина, Л.Д. Олесова // Тезисы Х Российско – Японского международного медицинского симпозиума, Якутск, 2003.– С. 36.
- Кривошапкина, З.Н. Обмен липидов и защитные системы организма жителей Республики Саха [Текст] /Г.Е. Миронова Г.Е, Л.Д. Олесова // Тезисы Х Российско-Японского международного медицинского симпозиума, Якутск, 2003. – С. 673.
- Олесова, Л.Д. Влияние экологических факторов на макро – микроэлементный состав волос [Текст] /Л.Д. Олесова, Г.Е. Миронова // Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные, экологические и клинические аспекты: материалы II Всероссийской науч. – практ. конф. – Новосибирск, 2004.– С.
- Олесова, Л.Д. Некоторые вопросы детской заболеваемости в сельской местности: патогенез, пути профилактики [Текст] /Л.Д.Олесова, Г.Е.Миронова, З.Н. Кривошапкина [и др.] // Актуальные проблемы курортологии. Профилактика, реабилитация и восстановительное лечение на Крайнем Севере: материалы межрегиональной науч. – практ. конф. – Якутск, 2005.– С. 121.
- Олесова, Л.Д. Влияние техногенного загрязнения на заболеваемость рабочих алмазодобывающей промышленности [Текст] /Л.Д. Олесова // Вопросы сохранения и развития здоровья населения Севера и Сибири: материалы итоговой науч.–практ. конф. ГУ НИИ медицинских проблем Севера СО РАМН. – Красноярск, 2005. – Вып. 4. – С. 445.
- Миронова, Г.Е., Биохимические аспекты профилактики хронических холециститов [Текст] / Г.Е. Миронова, Л.Д. Олесова //Актуальные проблемы курортологии. Профилактика, реабилитация и восстановительное лечение на Крайнем Севере: материалы Межрегиональной науч.– практ. конф. – Якутск, 2005.– С. 121.
- Метаболические нарушения при сердечно-сосудистых заболеваниях в условиях Крайнего Севера [Текст] / Г.Е.Миронова, З.Н.Кривошапкина, Л.Д. Олесова [и др.] // Современные проблемы сердечно-сосудистой патологии на Крайнем Севере: материалы науч. – практ. конф. – Якутск, 2004. – С. 40 – 42.
- Олесова, Л.Д. Оценка обеспеченности организма спортсменов макронутриентами [Текст] / Л.Д. Олесова, Е.Д. Охлопкова // Якутский медицинский журнал. – Якутск, 2006. – №4(16) – С. 16 – 18.
- Профилактика дислипидемий среди работающего населения Республики Саха (Якутия) [Текст] / З.Н. Кривошапкина, Г.Е. Миронова, Л.Д. Олесова [и др.] //Актуальные проблемы курортологии. Профилактика, реабилитация и восстановительное лечение на Крайнем Севере: материалы межрегиональной науч. – практ. конф. – Якутск, 2005.– С. 121.
- Олесова, Л.Д. Влияние экологических факторов на состояние здоровья рабочих ГОКа «Удачный» [Текст] /Л.Д. Олесова // Преканцерогенные состояния органов пищеварения в условиях Крайнего Севера: материалы науч.-практ. конф. – Якутск, 2006. – С. 14 –16.
- Олесова, Л.Д. Влияние экологических факторов на состояние здоровья рабочих ГОКа «Удачный» [Текст] /Л.Д. Олесова // Актуальные проблемы охраны труда в Республике Саха (Якутия): материалы межрегиональной науч. – прак. конф. – Якутск, 2006. – С. 19 –161.
- Олесова, Л.Д. Содержание химических элементов в волосах детей, проживающих в сельской местности Республики Саха (Якутия) [Текст] /Л.Д. Олесова // Материалы 13 Международного конгресса по приполярной медицине. 12 – 16 июня 2006 года. – C. 145.
- Состояние биохимического статуса горнорабочих ГОКа «Удачный» [Текст] / Л.Д. Олесова, А.В. Ефремова, Л.И. Константинова [и др.] // Профессия и здоровье: сб. материалов VIII Всероссийского конгресса. – Москва, 2009.– С. 365 – 367.
- Олесова, Л.Д. Цитотоксичность промышленных аэрозолей, образующихся при обработке алмазов [Текст] /Л.Д. Олесова, Г.Е. Миронова // Сборник 14 интернационального конгресса Циркумполярного здоровья. Канада, 2009. – С.144.
Список используемых сокращений
ХЭ – химические элементы
МЭ – микроэлементы
ПДК – предельно-допустимая концентрация
АЛТ – аланинаминотрансфераза
АСТ – аспартатаминотрансфераза
ГГТ – гамма - глутамилтранспептидаза
ЩФ – щелочная фосфатаза
ХС – холестерин
ХС ЛПВП – холестерин липопротеидов высокой плотности
ХС ЛПНП – холестерин липопротеидов низкой плотности
ХС ЛПОНП – холестерин липопротеидов очень низкой плотности
ТГ – триглицериды
КА – коэффициент атерогенности
ПОЛ – перекисное окисление липидов
АОС – антитоксидантная система
ХМ – хемилюминесценция
НСТ – нитросиний тетразолий
СОД – супероксиддизмутаза
НМАО – низкомолекулярные антиоксиданты
КАОС/ПОЛ – коэффициент, характеризующий
про- антиоксидантное равновесие
