БИОМАРКЕРЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ СВИНЦА У РАБОТНИКОВ ЗАВОДА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Кузьмина Л.П.¹,  Безрукавникова Л.М.²,  Анохин Н.Н.³

¹ORCID: 0000-0001-6334-9814, доктор биологических  наук, профессор, ²ORCID: 0000-0002-0430-4154, кандидат биологических  наук, ведущий научный сотрудник, ³ORCID: 0000-0002-9891-2790, аспирант, ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда»

БИОМАРКЕРЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ СВИНЦА У РАБОТНИКОВ ЗАВОДА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Аннотация

 С целью оценки значимости биомаркеров токсического действия свинца обследовано 155 человек, работающих на предприятии по переработке свинцовых аккумуляторов, в динамике через 3, 6 и 9 месяцев. Установлен значительный разброс содержания свинца в крови и δ-АЛК в моче  с преобладанием повышенных уровней  у лиц основных  профессий при отсутствии значимых специфических гематологических сдвигов и  клинической картины интоксикации. Выявлена положительная корреляционная связь между повышением δ-АЛК мочи и увеличением Fe сыворотки крови, что подтверждает значимость изучения микроэлементного   гомеостаза у лиц, подвергающихся воздействию свинца.

Ключевые слова: свинец, биомаркеры, токсическое действие, δ-АЛК, железо.

Kuzmina L.P.¹, Bezrukavnikova L.M.², Anokhin N.N.³

¹ORCID: 0000-0001-6334-9814, PhD in Biology, professor, ²ORCID: 0000-0002-0430-4154, PhD in Biology, ³ORCID: 0000-0002-9891-2790, postgraduate student, FSBSI «Research Institute of Occupational Health»

BIOMARKERS OF LEAD EXPOSURE IN WORKERS OF A PLANT FOR RECYCLING OF LEAD BATTERIES

Abstract

To assess the significance of the biomarkers of lead toxic effect, it was surveyed 155 workers of recycling lead-acid batteries factory in the dynamics after 3, 6 and 9 months. It was established a considerable variation of lead in blood and δ-ALA in urine with the prevalence of high levels in persons of first line professions without any specific hematological changes or clinical picture of intoxication. It was found a positive correlation between the increase of δ-ALA level in urine and Fe level in blood serum, that confirms the importance of studying of microelement homeostasis in lead exposed individual.

Keywords: lead, biomarkers, toxicity, δ-ALA, iron.

В современных условиях труда особо  важное значение имеет практическое отсутствие первичных источников получения свинца в России. На первый план выступает вторичная переплавка изделий, содержащих свинец, прежде всего «свинцовых аккумуляторов».  В общей структуре вторичного сырья амортизационные отходы составляют 78,8%, из них на долю аккумуляторов приходится 70%.

Актуальными вопросами в проблеме «свинец и его влияние на здоровье человека» [1]  являются: наличие либо отсутствие токсического воздействия металла в низких концентрациях на организм человека; роль свинца в поддержании микроэлементного гомеостаза, особенно при сочетанном воздействии с железом, кальцием и другими.

Pb обладает кумулятивным действием, для развития свинцового отравления нет необходимости в массированном контакте со свинцом. Организм накапливает его в течение всей жизни, и даже малые ежесуточные дозы со временем могут вызвать интоксикацию.

Для выделения групп повышенного риска можно использовать определение Pb и другие информативные диагностические критерии. Согласно результатам про- и ретроспективных эпидемиологических исследований, δ-АЛК [2, P. 156] информативно отражает метаболическую активность обмениваемой фракции Pb в организме и коррелирует с уровнем Pb в воздухе рабочей зоны. При комбинации Pb с другими металлами – корреляция не столь отчетлива.

Целью работы явилось изучение содержания свинца, меди, железа, кальция и δ-АЛК в биосредах рабочих завода по переработке свинцовых аккумуляторов.

Материалы и методы исследований

По результатам оценки воздушной среды основных цехов содержание свинца составляло от 0.05 мг/м³ ( ПДК)   до 0.3-0.5 мг/м³.

Основанием для проведения исследований биомаркеров воздействия послужило повышенное содержание свинца в крови и АЛК в моче при отсутствии клинических проявлений, выявленное при проведении периодических медицинских осмотров.

В работе было обследовано 155 человек, работающих на предприятии по переработке свинцовых аккумуляторов, в динамике через 3, 6 и 9 месяцев. Все обследованные имели стаж работы в контакте со свинцом не более 6 лет с момента введения предприятия в действие и проживали в экологически неблагополучном городе.

Обследованные были разделены на четыре группы:

I группу (основную) составили 50 человек, работающих в непосредственном контакте со свинцом. Во II группу вошли работники вспомогательных специальностей - 25 человек. В III группу вошли инженерно-технические работники (ИТР) – 29 человек, не подвергающихся прямому воздействию свинца на рабочем месте. IV группу (группа сравнения) составили 50 человек, проживающих в экологически неблагополучном  городе,  работавшие на  различных предприятиях, не связанных с воздействием Pb.

Массовую долю Pb и меди в биосредах определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии. δ-АЛК в моче определяли по реакции образования пиролла с ацетилацетоном при нагревании.

Расширенное клинико-лабораторное исследование включало клинический анализ крови (39 показателей), подсчет ретикулоцитов и эритроцитов с базофильной зернистостью, определение железа и кальция в крови.

Анализ результатов исследований показал широкий разброс данных показателей Pb и δ-АЛК с увеличением средних величин (таблица 1). Отсутствие клинических симптомов воздействия Pb позволило сделать вывод о необходимости определения показателей в динамике с целью выяснения корреляций со стажем, профессией, показателями микроэлементного гомеостаза (железо, кальций, медь).

При первичном обследовании у 75% лиц выявлено повышение уровня Pb крови, при этом максимальный уровень составил 184 мкг/дл, а минимальный - 45 мкг/дл. Данные коррелируют с повышением δ-АЛК в моче, выявленным в 71% случаев (при максимальном уровне - 98,6 мкмоль/гКР и минимальном – 20 мкмоль/гКР соответственно) (табл. 1).

 

Таблица 1 - Показатели состояния порфиринованного обмена и содержания Pb в биосредах

Группы обследованных лиц ВСЕГО 155 человек	δ-АЛК мочи мкмоль/гКР	Pb крови Мкг/дл	Pb мочи мкг/л
I (50 человек)	47,7±7*,**,◊	88,8±9*,**,◊	71,5±5*,**,◊
II (25 человек)	32,1±8*,◊	57,2±9*,◊	43,75±4*,◊
III (30 человек)	26,6±3*	19,3±2*	13,1±7*
IV(50 человек)	14,4±5	8,9±7	3,8±8

Примечание: * - достоверное различие с группой IV p<0,01                        ** - достоверное различие с группой II p<0,01                        ◊ - достоверное различие с группой III p<0,01  

Среди обследованных лиц наибольшее число отклонений Pb и δ-АЛК от нормы выявлено у работников I группы. В III исследуемой группе (ИТР) отклонения в лабораторных показателях Pb и δ-АЛК выявлено лишь у 10% обследованных, имеющих производственный контакт с Pb. Максимальные уровни Pb индивидуально не превышали 78 мгк/дл, а δ-АЛК - 52.5 мкмоль/гКР. В IV исследуемой группе данные показатели находились в пределах референсных значений.

На протяжении 3-6 месяцев изучали динамику биомаркеров у обследованных в стационаре лиц (58 человек).   Выявлена  отчетливая  тенденция к снижению (в 2 раза) ранее повышенных биомаркеров воздействия (Pb и δ-АЛК) у половины обследованных. Полная нормализация показателей отмечена только у 20% лиц.  В связи с тем, что  все рабочие продолжали работать на прежнем месте, а показатель δ-АЛК отражает метаболическую активность Pb в организме, можно предположить активность текущих процессов синтеза порфиринов.

У лиц I и II исследуемых групп выявлены незначительные изменения показателей периферической крови, характеризующих воздействие Pb (повышение количества ретикулоцитов, эритроцитов с базофильной зернистостью), при отсутствии анемии, которые нормализовались в динамике. У 14% лиц I группы выявлен ретикулоцитоз до 34%, у 12% - базофильная зернистость эритроцитов до 26‰, у лиц II группы изменения данных показателей наблюдалось у 8 % рабочих.

Значительный интерес представляли результаты анализа микроэлементного гомеостаза – определение содержания железа, кальция, меди в крови. Роль их при комбинированном действии с Pb трактуется неоднозначно. Оптимальный метаболизм в организме человека требует присутствия, как минимум, 10 микроэлементов.

Концентрация меди в крови и моче всех обследованных находилась в пределах референсных значений (от 0,66 до 1,41мг/л в крови, от 0,9 до 21,9 мкг/л для мочи) и существенно не изменялась в динамике.

Показана отчетливая тенденция к увеличению содержания железа крови. Выявлена положительная корреляционная связь между повышением δ-АЛК мочи и увеличением Fe сыворотки крови (r = +0,75), что подтверждает  значимость изучения микроэлементного   гомеостаза у лиц, подвергающихся воздействию свинца.  Так, у 52% лиц с уровнем Fe от 20,1 ммоль/л до 47 ммоль/л, показатели δ-АЛК превышают норму у 40% обследованных.

В отношении содержания кальция крови отчетливой тенденции выявлено не было. У 9% лиц рабочих основной и вспомогательной групп отмечено незначительное снижение средних величин Ca, Ca++, параллельно с увеличением Pb в крови.

Полученные результаты представляются актуальными, т.к. свинец, железо, кальций играют ведущую роль в патологии опорно-двигательного аппарата, а указанная патология в 28% регистрировалась у работников обследуемого предприятия.

Таким образом, в  результате проведенных исследований   установлен значительный разброс содержания Pb в крови и δ-АЛК в моче  с преобладанием повышенных уровней  у лиц основных  профессий при отсутствии значимых специфических гематологических сдвигов и  клинической картины интоксикации. Изучение нарушений микроэлементного гомеостаза по мере увеличения стажа работы  может рассматриваться как дополнительный  объективный критерий токсического воздействия  свинца.

Список литературы / References

1. Case studies in environmental medicine (CSEM). Lead toxicity. How are people exposed to lead? U.S. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. [Electronic resource] URL: http:// www.atsdr.cdc.gov/csem/lead/docs/lead.pdf (accessed: 20.09.2016)
2. Bergdahl I.A. Lead binding to δ-aminolevulinic acid dehydratase (ALAD) in human erythrocytes / I.A. Bergdahl, A. Grubb, A. Schutz et al. // S.Pharmacol. Toxicol. – 1997. – 81. P. 153–158.