Изучение влияния стажа работы в условиях воздействия локальной вибрации на обмен высших жирных кислот при вибрационной болезни

МАРТ № (270 ЗНиСО

7

УДК 616-001.34:612.015

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СТАЖА РАБОТЫ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛОКАЛЬНОЙ ВИБРАЦИИ НА ОБМЕН ВЫСШИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ ПРИ ВИБРАЦИОННОЙ БОЛЕЗНИ

И.А. Потапова, И.В. Федотова

ФБУН «Нижегородский научно-исследовательский институт гигиены и профпатологии» Роспотребнадзора, г. Нижний Новгород, Россия

Изучено влияние длительности вибрационного воздействия на особенности жирно-кислотного состава сыворотки крови при вибрационной болезни. Установлено, что увеличение стажа работы приводит к нарушению метаболических взаимоотношений полиненасыщенных жирных кислот семейств а-6 и а-3, а также отражается на изменении потребления и накопления мононенасыщенных кислот. Наиболее значимые отклонения указанных показателей отмечаются при длительности контакта с вибрацией более 20 лет. Выявлено, что устранение вибрационного воздействия приводит к сдвигу концентрационных уровней только полиненасыщенных кислот семейства а-3. Ключевые слова: вибрационная болезнь, высшие жирные кислоты, стаж работы.

I.A. Potapova, I.V. Fedotova  STUDY ON THE IMPACT OF LENGTH OF SERVICE OF WORKERS EXPOSED TO LOCAL VIBRATION AND SUFFERED FROM VIBRATION DISEASE UPON HIGH FATTY ACID METABOLISM  Nizhny Novgorod Research Institute of Hygiene and Occupational Diseases of Rospotrebnadzor, Nizhny Novgorod, Russia.

The influence of vibration exposure duration upon features of fat-acid composition in blood serum of persons with vibration disease was studied. It was revealed that an increasing of length of service led to disturbances of metabolic interrelations in а-6 and а-3 polyunsaturated fatty acid families, as well as had effect on the changes of consumption and accumulation of monounsaturated acids. The most significant deviations of abovementioned indices were noted when vibration exposure duration was above 20 years. The authors found that removal from vibration exposure led to concentration levels of а-3 polyunsaturated fatty acid family only. Key words: vibration disease, high fatty acids, length of service.

Одной из центральных проблем медицины труда остается проблема вибрационной болезни (ВБ) [6]. Это, в первую очередь, обусловлено малой симптоматичностью данного заболевания на ранних этапах развития [1]. Кроме того, диагностическая процедура осложняется тем, что после временного прекращения контакта с вибрацией проявления ВБ значительно уменьшаются [4].

Нами было установлено, что из наиболее чувствительных к влиянию вибрации биохимических показателей является содержание высших жирных кислот (ВЖК) в сыворотке крови. Данные соединения включаются в формирование патологического процесса на самых ранних этапах вибрационного воздействия. При этом вопрос степени наблюдаемых нарушений концентрационных уровней ВЖК в зависимости от стажа работы в профессии прежде не исследовался.

Цель исследования - изучить влияние стажа работы в условиях воздействия локальной вибрации на жирно-кислотный состав сыворотки крови при вибрационной болезни.

Материалы и методы. Исследование проводилось среди мужчин в трех сформированных группах. Опытная группа была представлена рабочими виброопасных профессий с клинически установленным диагнозом ВБ (п = 60, возраст 56,3 ± 1,7 лет, стаж работы 22,2 ± 2,9 лет). Обследуемые группы сравне-

ния подвергались воздействию локальной вибрации, однако специфических патологических изменений здоровья у них выявлено не было (n = 14, возраст 42,6 ± 4,3 лет, стаж работы 7,9 ± 2,3 лет). В группу контакта вошли практически здоровые лица, не имевшие контакта с вибрацией (n = 9, возраст 40,3 ± 1,3 лет). Критериями исключения для всех обследуемых явились: наличие ишемической болезни сердца, острые заболевания, хронические заболевания в стадии обострения, наличие сахарного диабета, выраженные нарушения ли-пидного обмена, тяжелые нарушения функции печени и почек, артериальная гипертония 3-й степени.

Группа больных дополнительно была разделена на три подгруппы: со стажем работы в условиях контакта с виброинструментом менее 20 лет (n = 26, возраст 55,1 ± 2,1 лет), 2029 лет (n = 21, возраст 55,4 ± 2,5 лет) и более 30 лет (n = 13, возраст 60,5 ± 4,2 лет).

В качестве анализируемого материала использовали высушенную сыворотку крови.

Определение ВЖК проводилось согласно разработанной нами методике на газовом хроматографическом комплексе «Хромос ГХ-1000», снабженном пламенно-ионизационным детектором и капиллярной колонкой с полиэтиленгликолевой фазой, модифицированной нитротерефталевой кислотой, ZB FFAP 50 м х 0,32 м х 0,5 цм - Phenomenex (USA) [3].

8

ЗНиСО МАРТ (270

Изучение жирно-кислотного состава сыворотки крови осуществлялось на основе определения массовой концентрации 14-ти ВЖК:

• четыре насыщенные ВЖК (НЖК): мири-стиновая (С14:0), пальмитиновая (С16:о), маргариновая (С17:0), стеариновая (С18:0);

• три мононенасыщенные ВЖК (МННЖК): пальмитолеиновая (С16:1), олеиновая (С18:1), нервоновая (С24:1);

• четыре полиненасыщенные ВЖК (ПННЖК) семейства ю-6: линолевая (С18:2), у-линоленовая (у-С18:з), эйкозатриеновая (С20:3), арахидоновая (С20:4);

• три полиненасыщенные ВЖК (ПННЖК) семейства ю-3: а-линоленовая (а-С18:3), эйкоза-пентаеновая (С20:5), докозагексаеновая (С22:6).

Количественная оценка ВЖК осуществлялась методом нормирования площадей пиков их метилированных производных. Данные статистически обрабатывались в программе 81аЙ81;юа 6.0. Достоверность результатов оценивалась с использованием непараметрического критерия Манна-Уитни.

Результаты исследования. Полученные значения уровней жирных кислот в выделенных в зависимости от стажа работы подгруппах больных практически не имели достоверных

отклонений (табл. 1). Исключение составила <—[мононенасыщенная нервоновая кислота (С24:1), содержание которой было выше в подгруппе со стажем работы 20-29 лет относительно под- <—[группы со стажем менее 20 лет (р = 0,012). ^

Нервоновая кислота относится к классу МННЖК, которые способны защищать клетки ЁГ от окислительного стресса, выступая в роли эндогенного захватчика активных форм кислорода, и ремодулировать фосфолипидные мембраны после вызванного апоптоза [2]. Как видно из табл. 1, на стадии первичной реакции организма на вибрационное воздействие (группа сравнения) отмечалось значительное снижение уровня нервоновой кислоты относительно нормы, что, вероятно, связано с усиленным ее расходом в ответ на окислительный стресс [5]. Наблюдаемый рост содержания данной кислоты при ВБ в первые 20 лет работы в профессии указывал на процесс адаптации организма к вибрационному воздействию. При стаже работы более 20 лет выработка нервоновой кислоты начинала преобладать над ее потреблением, т. е. длительное влияние вибрации способствовало прогрессированию метаболических нарушений и, как следствие, мобилизации защитных механизмов организма.

Таблица 1. Жирно-кислотный состав сыворотки крови в обследуемых группах

ВЖК Группа контроля Группа сравнения Опытная группа

стаж работы

менее 20 лет от 20 до 30 лет более 30 лет

НЖК

С 14:0 1,02 ± 0,20 0,88 ± 0,27 0,80 ± 0,11 0,77 ± 0,13 0,96 ± 0,25

С 16:0 26,29 ± 2,07 25,41 ± 1,64 24,34 ± 2,26 23,48 ± 3,01 25,36 ± 1,47

С 17:0 0,41 ± 0,16 0,33 ± 0,04 0,32 ± 0,07 0,28 ± 0,04 0,27 ± 0,05

С 18:0 8,82 ± 0,82 9,16 ± 0,53 8,66 ± 0,41 8,53 ± 0,52 8,28 ± 0,61

МННЖК

С16:1 1,54 ± 0,53 1,71 ± 0,49 2,02 ± 0,42 2,23 ± 0,54 2,54 ± 0,51

С18:1 20,67 ± 1,58 20,31 ± 1,38 21,56 ± 1,65 21,63 ± 1,73 21,51 ± 1,34

С24:1 0,36 ± 0,05 0,17 ± 0,05 0,28 ± 0,06 0,45 ± 0,17* 0,38 ± 0,17

ПННЖК ю-6

С 18:2 34,09 ± 2,37 34,35 ± 2,43 33,27 ± 2,09 32,81 ± 2,23 31,28 ± 2,58

У"С18:3 0,39 ± 0,10 0,41 ± 0,10 0,45 ± 0,14 0,47 ± 0,10 0,49 ± 0,15

С20:3 1,01 ± 0,26 0,99 ± 0,17 1,24 ± 0,14 1,50 ± 0,19 1,56 ± 0,25

С20:4 3,69 ± 0,85 4,86 ± 0,97 5,57 ± 0,80 5,82 ± 0,88 5,75 ± 0,86

ПННЖК ю-3

а-С18:3 0,37 ± 0,09 0,17 ± 0,05 0,23 ± 0,05 0,23 ± 0,04 0,31 ± 0,09

С20:5 0,78 ± 0,26 0,42 ± 0,12 0,43 ± 0,09 0,69 ± 0,24 0,55 ± 0,16

С22:6 0,64 ± 0,13 0,81 ± 0,27 1,23 ± 0,22 1,60 ± 0,55 1,22 ± 0,33

Примечание. Жирным шрифтом выделены значения, статистически значимо отличающиеся от показателей группы контроля, подчеркнуты - от показателей группы сравнения, * - от показателей предыдущей группы

МАРТ № (270 ЗНиСО

9

С_Р Содержание других исследуемых ВЖК в сыворотке крови больных ВБ достоверно не изменялось в зависимости от стажа работы в С_Р условиях воздействия вибрации, однако некоторые колебания концентраций отдельных кислот все же присутствовали, что сказалось на ;— значимости их изменения относительно групп контроля и сравнения. В основном, изменения содержания жирных кислот были существеннее при стаже работы 20 лет и более. Так, с ростом стажа отмечена тенденция к накоплению цитопротекторных пальмитолеиновой (С16:1) и нервоновой (С24:1) кислот. При этом содержание С16:1 достоверно увеличивалось относительно группы контроля и сравнения при длительности работы более 30 лет (р = 0,011 и р = 0,026 соответственно), а С24:1 -относительно группы сравнения после 20 лет (р = 0,002). Наблюдаемый рост концентрационных уровней сразу двух МННЖК можно расценивать не только как активацию защитных сил, но и как неспособность организма при длительном воздействии вибрации адекватно реагировать на существующий окислительный стресс - расход С16:1 и С24:1 на нейтрализацию перекисного окисления липидов существенно ниже выработки этих кислот.

Среди ПННЖК увеличение стажа работы в профессии сопровождалось существенным ростом содержания а- и у-линоленовой (а- и у-С18:3) и эйкозатриеновой (С20:3) кислот. При этом у больных ВБ их уровни были достоверно отличными от показателей групп контроля и/или сравнения при действии локальной вибрации более 20 лет: для у-С18:3 - от группы контроля (р = 0,019), а-С18:3 и С20:3 - от группы сравнения (р = 0,030 и р = 0,045 соответственно). Уровни С20:4, С20:3 и С22:6 у больных ВБ оставались равновысокими относительно группы контроля независимо от стажа работы. Концентрация эйкозапентаеновой кислоты (С20:5) значительно отличалась от показателей группы контроля только в первые 20 лет работы (р = 0,043), далее происходило ее нарастание в сторону нормального уровня в сыворотке крови.

Наблюдаемые изменения содержания ПННЖК свидетельствовало о том, что наиболее существенные отклонения в метаболизме жирных кислот проявлялись после 20 лет непрерывной работы в виброопасной профессии. При ВБ концентрация ПННЖК семейства ю-6 является достаточно высокой и имеет тенденцию к увеличению с ростом стажа. Данные ВЖК являются предшественниками простаг-ландинов и лейкотриенов, обладающих имму-

номодулирующим и вазоактивным действием, которые, в свою очередь, принимают участие в генерации свободных радикалов и развитии воспалительной реакции. Тенденция к повышению содержания этих кислот указывала на прогрессирование воспалительных процессов при увеличении стажа работы.

Антагонистами ПННЖК семейства ю-6 являются ПННЖК семейства ю-3. Они, напротив, относятся к источникам эйкозаноидов, способствующих снижению процессов пере-кисного окисления липидов, воспалительной реакции организма, а также защите клеток от апоптоза. Более низкое содержание ПННЖК семейства ю-3 у первой стажевой подгруппы больных, судя по всему, обусловлено значительным их расходом на образование указанных эйкозаноидов. Фиксируемый рост уровней этих кислот после 20 лет работы указывал на срыв защитных реакций организма и, как следствие, нарушение метаболической активности ПННЖК семейства ю-3 (увеличение их содержания) на фоне повышенной продукции ПННЖК семейства ю-6, сопровождающих процессы воспаления.

С целью установления насколько значимо отражается длительное исключение вибрационного воздействия на перестройке метаболизма ВЖК подгруппа больных ВБ со стажем работы менее 20 лет была подразделена на тех, кто продолжал работать в профессии либо не работал менее 10 лет (группа 1а, п = 13, возраст 54,0 ± 3,2 лет), и тех, кто уже более 10 лет не контактировал с виброинструментом (группа 1б, п = 13, возраст 55,8 ± 2,8 лет).

Установлено, что выделенные подгруппы статистически не отличались между собой, но динамика изменения содержания отдельных кислот после исключения воздействия со стороны вибрации все же присутствовала. Так в случае продолжения работы концентрационный уровень а-линоленовой кислоты (а-С18:3) соответствовал показателю группы сравнения и был достоверно ниже контрольной группы (р = 0,024), тогда как после устранения вибрационного фактора отмечалась тенденция к его росту, в результате которой он приближается к норме (рис. 1 а).

Аналогичная динамика наблюдалась для эйкозапентаеновой (С20:5) и докозагексаеновой (С22:6) кислот: в группе 1а их концентрации значимо отличались от показателей контроля (р = 0,049 и р = 0,029 соответственно), в группе 1 б эта разница была недостоверной (рис. 1 б, 1 в).

10

ЗНиСО МАРТ № (270

Опытная rpynna-la

Опытная груш i а-1 б

Рис.

1. Динамика содержания отдельных жирных кислот после исключения вибрационного воздействия у больных вибрационной болезнью со стажем работы менее 20 лет

Тенденция к сдвигу содержания после исключения вибрационного фактора была выявлена только для ПННЖК семейства ю-3, ПННЖК семейства ю-6 оставались на достаточно высоком уровне. Исходя из этого нельзя однозначно расценивать наблюдаемую динамику изменения концентраций жирных кислот семейства ю-3 в сторону группы контроля как нормализацию процессов метаболизма, поскольку высокие уровни полиненасыщенных кислот обоих семейств свидетельствовали о наличии стресса. Фиксируемый отклик в виде изменения содержания ПННЖК семейства ю-3, по-видимому, указывал, что данные кислоты наиболее реактивно реагируют на изменение внешних факторов, тогда как ПННЖК семейства ю-6 являются более устойчивыми к внешним воздействиям метаболитами.

Выводы. У мужчин с ВБ не выявлено значимых изменений количественного состава жирных кислот в зависимости от стажа работы в контакте с источниками вибрации. Однако при увеличении длительности воздействия данного физического фактора на организм больных ВБ установлена тенденция к отклонению содержания жирных кислот в сыворотке крови относительно групп контроля и сравнения. Изменения были значительнее при стаже работы более 20 лет, т. е. длительность вибрационного воздействия все же оказывает усугубляющее влияние на процессы метаболизма ВЖК и, как следствие, на прогрессирование профессиональной патологии.

При длительном исключении вибрационного фактора при общем стаже работы в профессии менее 20 лет наблюдаются некоторые статистически незначимые изменения в обмене

ПННЖК семейства ю-3, уровни которых стремятся к показателям нормы. Содержание ПННЖК семейства ю-6 не претерпевает каких-либо колебаний и остается достоверно выше, чем в группе контроля. Это указывает на то, что жирные кислоты семейства ю-3 активно реагируют на изменение внешних факторов воздействия, тогда как жирные кислоты семейства ю-6 являются более устойчивыми метаболитами, отражающими глубину сформированных нарушений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Косарев В.В. Вибрационная болезнь / В.В. Косарев // Медицинский вестник. 2010. № 22 (527).

2. Людинина А.Ю. Функциональная роль мононенасыщенных жирных кислот плазменных липидов у человека на Европейском Севере: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. Сыктывкар, 2010. 22 с.

3. Петрова И.А. и др. Газохроматографическое определение жирных кислот в сухой сыворотке крови / И.А. Петрова, Л.В. Кузнецова // Клиническая лабораторная диагностика. 2012. № 6. С. 20-22.

4. Профессиональная патология: национальное руководство / Под ред. Н.Ф. Измерова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. 784 с.

5. Burstrom L. et al. Vibrotactile perception and effect of short-term exposure to hand-arm vibration / L. Burstrom, R. Lundstrom, M. Hagberg [et al.] // Annals of Occupational Hygiene. 2009. Vol. 53 (5). P. 539-547.

6. Malchaire J. et al. The SOBANE strategy for the management of isk, as applied to whole-body or hand-arm vibration / J. Malchaire, A. Piette // Annals of Occupational Hygiene. 2006. Vol. 50 (4). P. 411-416.

Контактная информация:

Потапова Ирина Александровна, тел.: +7 (831) 436-35-93, e-mail: yes-ia@mail.ru Contact Information: Potapova Irina, Phone: +7 (831) 436-35-93, e-mail: yes-ia@mail.ru