Способ выявления высокой степени экзогенной интоксикации организма работников молибденового производства оксидом молибдена, поступающим из воздуха рабочей зоны
METHOD FOR DETECTING A HIGH DEGREE OF EXOGENOUS INTOXICATION OF THE BODY OF MOLYBDENUM PRODUCTION WORKERS WITH MOLYBDENUM OXIDE COMING FROM THE AIR OF THE WORKING AREA

Изобретение относится к области медицины, токсикологии, профпатологии и гигиены труда, а именно к лабораторным способам диагностики выявления высокой степени экзогенной интоксикации как работников молибденового производства оксидом молибдена, поступающим в организм из воздуха рабочей зоны, так и населения, проживающего в зоне воздействия подобных вредных примесей, и может быть использовано в клинической лабораторной практике для установления наличия указанной экзогенной интоксикации. Задачей изобретения является расширение диапазона медицинского контроля за функциональным состоянием работников молибденовых производств, в целях повышения эффективности мероприятий, направленных на сохранение здоровья этих работников, угрожаемых по развитию болезней, обусловленных воздействием вредных производственных факторов.
Интоксикация - патологическое состояние, возникающее в результате воздействия на организм токсических веществ эндогенного или экзогенного происхождения. Соответственно различают экзогенные и эндогенные интоксикации.
Экзогенную интоксикацию могут вызвать многие вещества, относящиеся как к отдельным химическим элементам (например, тяжелые металлы, мышьяк, ароматические соединения), так и к различным классам химических соединений; токсины микроорганизмов, растений и животных.
Эндогенная интоксикация вызывается ядовитыми продуктами, образующимися при повреждении тканей (травмах, ожогах, лучевых поражениях), обширных воспалительных процессах различной этиологии, инфекционных болезнях, злокачественных новообразованиях и др.
Важной проблемой современности являются последствия неблагоприятного влияния на здоровье людей промышленного загрязнения, особенно для работников металлургических производств. Установлено, что из числа опасных загрязнителей среды особое значение имеют тяжелые металлы, обладающие высокими мутагенными свойствами, нарушающими целостность наследственных структур и «разрушающими» механизмы важнейших метаболических процессов организма. В результате ухудшается качество здоровья людей нынешнего поколения и возрастает угроза нарушений здоровья у будущих поколений.
В контексте сказанного вызывает интерес изучение токсической и мутагенной активности соединений молибдена - одного из типичных загрязнителей производственной среды, в том числе, воздушной. Данные многолетних медицинских наблюдений за состоянием здоровья людей, занятых в молибденовом производстве, констатируют токсические явления, классифицирующиеся как молибденозы, которые появляются при избыточных концентрациях молибденовых соединений в атмосфере и в почвах. По симптоматике молибденозы напоминают подагру и сопровождаются повышением содержания в крови мочевой кислоты, наблюдаются артрозы, полиартралгии, снижается активность каталазы и количества глобулинов, увеличивается общее содержание глутатиона. У рабочих молибденовых цехов фиксируются гипотонии, лабильность кровяного давления, функциональное нарушение нервной системы, нарушение обменных процессов.
Вышеуказанное объясняет актуальность существующей проблемы по установлению интоксикации организма человека соединениями молибдена, в частности, оксидом молибдена, который может находиться в атмосферном воздухе среды обитания, в частности, в воздухе рабочей зоны.
Следует указать, что ранее интоксикацию соединениями молибдена устанавливали по его содержанию в моче (https://helix.ru/kb/item/06-121 статья «Определение концентрации молибдена в моче, используемое для диагностики нарушений баланса этого микроэлемента в организме»), в крови (https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1122; Журнал «Научное обозрение. Биологические науки. - 2018. - №6 - С. 10-14; Дата публикации 04.02.2019 «Изучение мутагенных свойств соединений молибдена в лимфоцитах человека») в сравнении с референсным (безопасным) уровнем. При этом в моче содержание молибдена определяют методом атомно-адсорбционной спектрометрии, а в крови - исследование проводят путем анализа хромосомных аберраций (ХА): лимфоциты периферической крови человека культивировали макрометодом общепринятой методики Moorcheda P.S. et al (1960); последующего учета сестринских хроматидных обменов (СХО) и скорости прохождения генерации (СНГ) лимфоцитов периферической крови человека (препараты окрашивали по модифицированной ФПГ-технике, предложенной Лазутка, Лекявичус, 1984); путем последующего определения выживаемости клеток при индуцированном влиянии исследуемых агентов (подсчет живых (неокрашенных) и мертвых (окрашенных в синий цвет) клеток проводили в камере Горяева); и математической обработки полученных результатов.
Однако все указанные известные способы являются трудоемкими, требуют наличия дорогостоящего оборудования и реактивов, предполагают дополнительную профессиональную подготовку персонала, а также требуют большое количество исследуемого материала (мочи и сыворотки или плазмы крови).
Из уровня техники известен другой метод исследования интоксикации в биологической жидкости (моча, кровь, слюна и т.п.) (далее - БЖ) с использованием более современного, по сравнению с вышеуказанными традиционными методами, способ клиновидной дегидратации БЖ и последующего анализа ее структурного макропортрета (фации).
Однако было установлено, что указанным методом исследуются только эндогенные интоксикации, в то время как при экзогенных интоксикациях этот метод не применялся.
Ниже приведен для иллюстрации ряд патентных документов, касающихся определения эндогенной интоксикации методом клиновидной дегидратации БЖ.
Из патента РФ №2642270 известен Способ диагностики эндогенной интоксикации криопротекторного генеза у лабораторных мышей, включающий внутрибрюшинное введение испытуемого антифриза, забор крови, высушивание капель сыворотки крови объемом 4 мкл при +37°С, анализ структурности фации дегидратированных капель под микроскопом по показателям: индекс структурности, кристаллизуемость, степень деструкции фации и выраженность краевой зоны фации, при этом фации испытуемых веществ сравнивают с паттерном эндогенной интоксикации низкой выраженности, и вещества, у которых структурность фации аналогична паттерну с высокой выраженностью, относят к высокотоксичным и неперспективным, а вещества, у которых структурность фации аналогична паттерну с низкой выраженностью, относят к малотоксичным и перспективным для разработки криопротектора.
Недостатком указанного известного способа является то, что сушка биологической жидкости проходит в достаточно интенсивном режиме при высокой температуре и за короткий период времени, что приводит к неравновесным условиям кристаллизации, поэтому степень деструкции фации может быть обусловлена не изменением состава жидкости, а эффектом термических напряжений.
Имеется ряд способов по установлению эндогенной интоксикации, в которых при анализе картины фации используются только качественные критерии, что влечет за собой субъективизм оператора, который обусловлен степенью его квалификации, опытом, усталостью и т.д. При массовых профилактических обследованиях требуется быстро проанализировать большое количество изображений. Даже при оцифровке изображения, полученного с помощью микроскопа, и выведения его на экран монитора, человеческий фактор остается недостатком метода визуального анализа изображений фаций. Описание структуры фаций остается в основном качественным. Этот недостаток характерен для следующих известных технических решений, например:
- способ неинвазивной диагностики эндогенной интоксикации и степень ее выраженности по морфологической картине смешанной слюны (Патент РФ №2395087). У обследуемых натощак после тщательного полоскания ротовой полости забирают смешанную слюну путем сплевывания в пробирку, затем ее отстаивают в холодильнике в течение суток и надосадочную жидкость исследуют методом клиновидной дегидратации, при этом каплю слюны предварительно высушивают на предметном стекле и затем анализируют структуру полученной фации под микроскопом, и при отсутствии темной пигментации в центральной зоне фации делается заключение об отсутствии ЭИ, при наличии в самом центре центральной зоны фации пигментированного агломерата диагностируется низкая степень выраженности ЭИ, при наличии пигментированного кольца по краю центральной зоны фации - средняя степень выраженности ЭИ, а при наличии темной пигментации по всей центральной зоне фации диагностируется высокая степень выраженности ЭИ,
- способ дифференциальной диагностики язвенного колита и болезни крона (патент РФ №2251694), согласно которому сыворотку крови наносят на обезжиренное стекло в количестве 0,01-0,02 мл в форме капли и высушивают при температуре 18-30°С в течение 18-24 ч, и при выявлении на поверхности высушенной капли хаотично расположенных, соединенных между собой широких, ломаных трещин и отходящих от них в разных направлениях, мелких тупиковых трещин диагностируют язвенный колит, а при выявлении радиальных трещин, ровных, практически одинаковой ширины, диагностируют болезнь Крона. Недостатком описанного способа является отсутствие количественных критериев трещин, как диагностического признака,
- способ диагностики рассеянного склероза (патент РФ №2242759), при этом каплю плазмы предварительно высушивают на предметном стекле и затем анализируют структуру полученной фации под микроскопом и при наличии в центральной зоне фации аномальных структур типа «ковров Серпинского» диагностируют рассеянный склероз. Недостатком описанного способа также является отсутствие количественных критериев трещин, как диагностического признака.
Также известны способы установления степени эндогенной интоксикации методом клиновидной дегидратации БЖ, в которых, в отличие от вышеуказанных способов, используют количественные диагностические критерии:
- известный Способ автоматизированной диагностики эндогенной интоксикации (патент РФ №2719588). Согласно этому способу у пациента натощак забирают смешанную слюну в пробирку. Центрифугируют ее на скорости не более 2000 об/мин в течение 10 минут. После чего надосадочную жидкость высушивают 1 час на чистом сухом предметном стекле при комнатной температуре. Затем получают цифровое изображение фации слюны, на котором программными средствами вычисляют интегральное потемнение всей фации, интегральное потемнение центральной зоны фации, интегральное потемнение периферической зоны фации. На основании полученных значений вычисляют значение степени выраженности эндогенной интоксикации (М). При значении М меньше или равно 70 ед. программой выдается заключение об отсутствии эндогенной интоксикации. При значении величины М от 70 до 80 ед. выдается заключение о первой (низкой) степени эндогенной интоксикации. При М от 80 до 105 ед. - о второй (средней) степени эндогенной интоксикации. При М от 105 до 125 ед. - о третьей (высокой) степени эндогенной интоксикации. При значении М больше 125 ед. - о четвертой (очень высокой) степени эндогенной интоксикации; Недостаток данного способа заключается в том, что потемнение фации в значительной степени зависит от оптического прибора, используемого для получения изображения,
- в известном Способе оценки степени тяжести эндогенной интоксикации организма (патент РФ №2378991) сыворотку (плазму) крови исследуют методом клиновидной дегидратации, при этом каплю сыворотки (плазму) крови высушивают на горизонтально расположенном стекле при комнатной температуре в течение 18-24 часов, затем анализируют структурный макропортрет дегидратированной капли с помощью светового микроскопа и степень тяжести эндогенной интоксикации определяют по наличию совокупности характерных особенностей в структурном макропортрете по десятибалльной шкале и по размеру площади, занимаемой указанными особенностями, при этом первую стадию эндогенной интоксикации определяют при наличии совокупности характерных особенностей в виде штриховых, концентрических, многолучевых, закругленных, круглых трещин, трещин в виде черной сети, в виде рыбьей чешуи, составляющих 3,79±0,83 баллов и занимающих не более 1/30 общей площади капли, вторую стадию устанавливают по наличию совокупности характерных особенностей в виде штриховых, параллельных, концентрических, многолучевых, закругленных, круглых трещин, трещин в виде рыбьей чешуи, в виде черной сети, составляющих 5,84±0,52 баллов и занимающих не более 1/20 общей площади дегидратированной капли, третью стадию определяют при наличии совокупности характерных особенностей в виде штриховых, параллельных, концентрических, многолучевых, закругленных, круглых трещин, трещин в виде черной сети, в виде рыбьей чешуи, составляющих 7,4±0,48 баллов и занимающих не более 1/10 общей площади капли, и четвертую стадию определяют по совокупности характерных особенностей, превышающих 8 баллов, и появлении в структурном макропортрете дегидратированной капли морщин, линий Валнера и языков Арнольда. Недостатком этого способа является то, что для идентификации указанных геометрических узоров, образованных кристаллами из БЖ, оператор должен набраться опыта при многократном изучении материала пациентов, кроме того бальная система оценки в данном случае не основана на прямых измерениях, а также имеет частично описательный характер,
- известный Способ прижизненной диагностики трихинеллеза свиней (Патент РФ №2423700) предполагает получение количественных характеристик картины фации. Согласно этому способу образцы сыворотки крови в нативном виде (собственная кристаллоскопия) и с внесенным 0,9%-ным раствором хлорида натрия (инициированная тезиграфия) наносят в виде капли в объеме 0,1 мл на обезжиренное, сухое предметное стекло в горизонтальном положении и высушивают в горизонтальном потоке теплого воздуха. Затем при суммарном увеличении ×56 микроскопируют, полученную совокупность значений и сами образцы сопоставляют с тезиокристаллоскопическим паттерном. При диагностической оценке фаций сывороток используют одновременно данные кристаллоскопии и тезиграфии с применением количественных показателей по 9 параметрам, не менее 6 из которых раздельно для кристаллоскопии и тезиграфии должны находиться в диапазоне установленных допустимых значений: индекс структурности 0-0,5, кристаллизуемость 0-0,5, тип взаимодействия кристаллов и аморфных тел - налипание, степень деструкции фации 2-2,5, равномерность распределения элементов 1,5-2, выраженность ячеистости 2,5-3, выраженность зон фации 1-1,5, четкость краевой зоны 4-4,5, выраженность текстуры фации 0,5-1; тезиграфия - основной тезиграфический коэффициент 0,538±0,067, коэффициент поясности 1,411±0,052, степень деструкции фации 2,5-3, кристалличность 0-0,5, равномерность распределения элементов 1,5-2, выраженность ячеистости 3-3,5, выраженность зон фации 0,5-1, четкость краевой зоны 4-4,5, выраженность текстуры фации 1-1,5. При совпадении с паттерном не менее 6 показателей кристаллоскопии и не менее 6 показателей тезиграфии констатируют наличие трихинеллеза.
Недостатком этих известных способов является то, что количественные показатели оценки основаны на качественной оценке, не имеющей точной инвариантной трактовки, кроме того, необходим этап инициированной кристаллизации, что увеличивает время диагностики.
При этом из уровня техники не были выявлены известные способы оценки диагностики именно экзогенной интоксикации организма работника молибденового производства оксидом молибдена, поэтому сделать выбор ближайшего аналога к заявляемому объекту не представляется возможным.
Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в создании информативного и доказательного способа выявления высокой степени экзогенной интоксикации организма работника оксидом молибдена, поступающим в организм из воздуха рабочей зоны, для обеспечения максимально раннего выявления признаков такой интоксикации.
2
Поставленный технический результат достигается предлагаемым способом выявления высокой степени экзогенной интоксикации организма работников молибденового производства оксидом молибдена, поступающим из воздуха рабочей зоны, согласно которому пробу сыворотки крови у работника в объеме 5 мкл помещают на горизонтально расположенное стекло, предварительно обработанное этиловым или изопропиловым спиртом, осуществляют ее гидратацию путем высушивания на воздухе при температуре 22°С в течение 8 часов, выполняют анализ структурности полученной при высушивании фации под микроскопом при суммарном увеличении ×100 по установлению следующих диагностических показателей: общая степень кристаллизации; средняя длина трещин в периферическом кольце; толщина зоны переходного кольца и средняя величина площади кристаллита центральной зоны, и при величине указанных диагностических показателей: общая степень кристаллизации более 0,17; средняя длина трещин в периферическом кольце более 0,1 мм; толщина зоны переходного кольца более 0,46 мм; средняя величина площади кристаллита центральной зоны меньше 0,01 мм, диагностируют молибденовую интоксикацию организма работника в высокой степени.
Указанный технический результат достигается за счет следующего.
Следует пояснить, что биологические жидкости (БЖ) человека (кровь, сыворотка крови, плазма крови, слюна, носовой секрет, смыв с полости легкого и т.д.) по своей сути являются многокомпонентными неоднородными субстанциями, в состав которых входят белки, органические соединения небелковой природы (например, глюкоза), растворенные и взвешенные неорганические соединения (например, хлориды) в воде. Компоненты БЖ находятся в состоянии динамического взаимодействия, поэтому их можно рассматривать, как неравновесные среды, что указывает на то, что они являются носителями интегральной информации об уровне анаболизма и катаболизма, гормональном статусе, функциональном состоянии различных органов и систем. Следовательно, присутствие компонентов, указывающих на патологические процессы, на наличие ксенобиотиков, а также редких токсинов в составе БЖ влияет на процессы, протекающие в ней, даже в том случае, если ее отдельные физические свойства (плотность, прозрачность и т.д.) не меняются или меняются в диапазоне физиологической нормы.
Современные методы клинической лабораторной диагностики, прежде всего, направлены на определение отдельных количественных показателей состава и свойств БЖ, тогда как показатели, характеризующие взаимодействие и взаимосвязи компонентов практически не определяются. В результате чего редкие патогены, патологические белки, ксенобиотики и токсины в дозах, не приводящих к явным отклонениям основных показателей, могут быть длительное время не обнаружены, что приведет к тому, что интоксикация будет выявлено на стадиях, трудно поддающихся коррекции или терапии. В связи с чем, проблема интегральной диагностики физиологического состояния остается актуальной, в особенности при диагностике интоксикации токсинами из окружающей среды, такими как металлы и их соединения.
Среди антропогенных токсинов особое место занимает молибден и его соединения. Ежегодно в Российской Федерации предприятия сбрасывают около 70 млн. куб. м отработанных вод, содержащих молибден и его соединения, в частности, оксиды, в концентрации превышающей 1 ПДК. При этом молибден обладает повышенной миграционной способностью, что приводит к образованию значительных по протяженности гидрохимических потоков загрязнения.
3
3
3
3
В воздушной среде цехов молибденового производства обнаруживается высокодисперсионная пыль, содержащая молибден в концентрации 9,6-72,3 мг/м, при этом у рабочих появляются жалобы на частый кашель, сухость в носу, першение в горле, появляются фарингиты, гастриты, сердечно-сосудистая дистония. По своим токсическим характеристикам молибден и его соединения внесены во 2-й класс опасности химических элементов, содержащихся в выбросах и почвах промышленных предприятий, уступая лишь свинцу, цинку, кадмию, мышьяку и меди. Предельно допустимые концентрации для растворимых соединений молибдена в виде комплекса аэрозолей конденсации 2 мг/м, в виде пыли - 4 мг/м, для нерастворимых соединений молибдена - 6 мг/м, которые по данным справок о средних концентрациях вредных веществ в воздухе рабочих помещений молибденового цеха могут превышаться вдвое.
Исследования по оценке мутагенной активности соединений молибдена выявили их высокую генотоксическую активность. Приведенные данные свидетельствует о потенциальной генетической опасности воздействия молибдена и его соединений для людей, занятых в молибденовом производстве, а также обуславливает необходимость поиска средств по снижению и защите генома человека от вредного влияния данного мутагена.
О превышении нормального уровня молибдена в организме сигнализирует повышение активности ксантиноксидазы и уровня мочевой кислоты в моче. Если излишек молибдена поступает в организм на протяжении длительного времени, это может привести к подагре, мочекаменной болезни, пневмокониозу и угнетению кроветворения (анемия, лейкопения) (Хантурина Г.Р., Коноваленко Ю.А., Туменбаева Ж. Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова, Средняя школа «Дарын», г. Караганда, Казахстан «Оценка токсического действия соединений молибдена»).
Благодаря использованию в заявляемом способе метода клиновидной дегидратации с последующим анализом структурности полученной картины фации под микроскопом при суммарном увеличении ×100 (т.е. при увеличении в сто раз) с установлением следующих предлагаемых и именно количественных диагностических критериев экзогенной интоксикации оксидом молибдена: общая степень кристаллизации; средняя длина трещин в периферическом кольце; толщина зоны переходного кольца и средняя величина площади кристаллита центральной зоны, обеспечивается информативность и доказательность способа.
Причем указанные показатели фации и их количественные значения оценивались методом корреляционного анализа. Зависимость считалась статистически достоверной при коэффициенте корреляции больше 0,5. В высохших каплях плазмы крови контрольной группы (группы сравнения) наличия особенностей выявлено не было.
Также было установлено, что реализация предлагаемого способа возможна только при осуществлении заявленных режимов и операций, а именно: при предварительной обработке стекла этиловым или изопропиловым спиртом (преимущественно, в концентрации 70-99 мас. %) и при осуществлении гидратации сыворотки крови путем высушивания на воздухе при температуре 22°С в течение 8 часов. В процессе исследования были опробованы также другие растворы (муравьиный спирт, перекись водорода, спиртовой раствор салициловой кислоты) для обработки предметного стекла, однако их использование показало недостаточную точность исследования.
Кроме того, было установлено, что при температуре ниже 22°С и времени сушки менее 8 часов, не обеспечиваются достаточно равновесные условия кристаллизации компонентов сыворотки крови, что не позволяет четко и определенно установить структурность полученной картины фации. При температуре более 22°С и времени более 8 часов возникает вероятность перекристаллизации не белковых компонентов, что может привести к недостоверному результату.
Выбор объема используемой пробы сыворотки крови 5 мкл обусловлен тем, что при большем объеме крови на изображении фации возникают затемнения, обусловленные большой разницей высот кристаллического осадка в центре и на периферии фации, а при меньшем объеме есть риск, что процесс кристаллизации может иметь неравновесный характер, несмотря на соблюдение предлагаемого температурно-временного режима.
Выполнение оценки приготовленных предлагаемым способом микропрепаратов фации с помощью микроскопа при суммарном увеличении именно ×100 (в сто раз), обусловлено тем, что при меньшем сложно идентифицировать отдельные кристаллиты, а при большем увеличивается время оценки и осложняется процесс подсчета параметров фации. Выбор микроскопа более высокого увеличения экономически нецелесообразен, а выбор микроскопа более низкого увеличения не позволяет достоверно установить параметры кристаллитов.
2
И с использованием вышеуказанных режимов и операций предлагаемого способа диагностируется достаточно высокая точность выявления высокой степени интоксикации организма оксидом молибдена при следующем уровне диагностических показателей: общая степень кристаллизации более 0,17; средняя длина трещин в периферическом кольце более 0,1 мм; толщина зоны переходного кольца более 0,46 мм; средняя величина площади кристаллита центральной зоны меньше 0,01 мм. И при этом врачом делается заключение, что пациенту, например, работнику молибденового производства, необходимо дальнейшее специализированное обследование для подтверждения данного диагноза и/или лечения.
Следует указать, что референсные значения молибдена в сыворотке крови составляют 0,5-3 мкг/л. И интоксикацией организма признается его содержание в крови более 3 мкг/л, т.е. более его референсного значения.
Предполагаемый способ не требует специального оборудования или реактивов и может осуществляться в любом медицинском учреждении, в котором есть лаборатория для исследования крови, и при этом результаты носят однозначный количественный характер и могут быть получены как при визуальной оценке (более длительный процесс), так и автоматизированным способом анализа изображений, даже средним медицинским персоналом после недлительного освоения метода.
Таким образом, причинно-следственная связь всех отличительных признаков заявляемого способа и технического результата доказана, что подтверждает существенность этих отличительных признаков.
При реализации предлагаемого способа осуществляют определенные операции в следующей последовательности (на примере конкретного выполнения):
1. Для реализации предлагаемого способа необходимо следующее оборудование: предметные стекла, пипеточный микродозатор, световой микроскоп, например, марки Микромед Р-1, с возможностью увеличения от ×40 до ×100 и выше, центрифуга для отделения сыворотки крови.
На предметное стекло, обработанное, например, 97%-ным этиловым спиртом и высушенное затем на воздухе, микродозатором помещают образец сыворотки крови пациента в объеме 5 мкл. При этом учитывая, что объем исследуемого материала небольшой, то пробу крови у пациента берут из пальца.
2. Высушивают полученный микропрепарат при температуре 22°С в течение 8 часов. При этом соблюдают строго горизонтальное положение предметного стекла.
3. Помещают предметное стекло с высушенным микропрепаратом (при этом образовалась высушенная пленка - фация) в микроскоп. С помощью микроскопа при суммарном увеличении ×100 устанавливают структурные характеристики полученной фации.
Известно, что фации сыворотки крови имеют характерное строение. Можно выделить три зоны (Рис. 1): 1 - периферическое кольцо; 2 - переходное кольцо; 3 - центральная зона (приведено для иллюстрации).
Из уровня техники известно, что кристаллические образования фации имеют характерную локализацию: так солевые компоненты кристаллизуются в центральной зоне, а белковые - в зоне переходного кольца, зона периферического кольца содержит трещины (Spinei A., Picos A., Romanciuc I., Berar A., Mihailescu A. The Study of Oral Liquid Microcrystallization in Children with Gastro-Esophageal Reflux Disease//Clujul Medical. - 2014, №87. - pp. 269-276. DOI: 10.15386/cjmed-387.).
Определяют следующие характеристики паттерна - картины, фации:
- общая степень кристаллизации. Диагностический признак «общая степень кристаллизации» - определяется следующим образом. Площадь паттерна кристаллитов периферического кольца суммируется с площадью паттерна кристаллитов центральной зоне, полученное значение соотносится с общей площадью всей фации.
- средняя длина трещин периферического кольца.
- толщина зоны переходного кольца.
- размер кристаллитов центральной зоны. Диагностический признак «размер кристаллитов центральной зоны» определяется как диаметр Ферета (максимальное расстояние между краями частицы).
4. При исследовании были использованы образцы крови работников цехов молибденового производства (15 работников - группа наблюдения) с превышением содержания молибдена в крови по сравнению с референтным уровнем, и образцы крови пациентов (25 чел. - группа сравнения), проживающие на территории вне влияния этого производства, у которых содержание молибдена в крови соответствовало физиологической норме.
3
3
Содержание в атмосферном воздухе окиси молибдена рабочей зоны работников группы наблюдения составляло 2,8-3,3 мг/м, группы сравнения - 0,3-1,2 мг/м. Указанные данные были получены по результатам анализа осадка фильтров воздухозаборного устройства методом рентгенофазового анализа. Указанные данные в полной мере коррелируются с данными, указанными в «Паспорте безопасности оксида молибдена»: https: //www.carlroth.com/medias/SDB-0142-RU-RU.pdf?context=bWFzdGVyfH N1Y3VyaXR5RGF0YXNoZWV0c3wyMTg0NTV8YXBwbGljYXRpb24vcGRmfHN1Y3VyaXR5R GF0YXNoZWV0cy9oY2UvaGE4Lzg5Njc5NjkxNzc2MzAucGRmfGJhZWZlMzJhOTViN2I2ZTk0N GRkNGJhNDZkOTA1YjFhNDI1NDI2YThhZTdiNjY4NGRkMTE4ZGRjMDM5MzAzNzI.
Данные о содержании молибдена в пробах сыворотки крови в группах приведены в таблице 1.
При этом следует отметить, что в пробе крови оксид молибдена в чистом виде присутствовать не может, т.к. он, при попадании в кровь частично связывается компонентами крови, а потому, например, методом масс-спектрометрии определяют содержание молибдена в крови. Но учитывая, что в воздухе рабочей зоны группы наблюдения преобладала именно окись молибдена, а потому именно это соединение и являлось источником интоксикации, то именно это соединение обусловило присутствие молибдена в пробе крови работников. Для работников группы сравнения также устанавливали наличие оксида молибдена в воздухе. Т.е. сравнительная характеристика по молибдену этих групп была правомерной.
Учитывая, что согласно предлагаемому способу исследовали картину высушенной фации пробы сыворотки крови работников, то ниже приведены для иллюстрации сравнительные картинки фации работника группы наблюдения и пациента группы сравнения.
На Рис. 2 представлены фрагменты паттерна фации сыворотки крови для работника группы сравнения с показателями, соответствующими физиологической норме (с концентрацией в сыворотке крови молибдена 0,49 мкг/л), а именно: а - периферическое кольцо, б - переходное кольцо, в - центральная зона.
На Рис. 3 представлены аналогичные фрагменты паттерна фации сыворотки крови для работника группы наблюдения (с концентрацией в сыворотке крови молибдена 3,3 мкг/л), а именно: а - периферическое кольцо, б - переходное кольцо, в - центральная зона.
Визуально фации пациентов различных групп отличаются между собой следующим образом: в целом фации для работников группы наблюдения с завышенным содержанием оксида молибдена в воздухе рабочей зоны и молибдена в крови имеют более выраженную кристаллизацию в целом и более мелкий размер кристаллитов небелковых компонентов в центре фации. Но это только субъективные качественные отличия. Заявляемый же способ позволяет устанавливать именно объективные количественные диагностические критерии интоксикации организма окисью молибдена, поступающего в организм ингаляционным путем, наличие которые в совокупности (одновременность наличия диагностических критериев) позволит поставить диагноз о высокой степени экзогенной интоксикации организма оксидом молибдена.
В таблице 2 приведены количественные характеристики, устанавливаемых показателей предлагаемого способа.
Обработку изображений паттерна фации проводили с применением универсального программного обеспечения ImageJ-FiJi (программное обеспечение с открытым кодом, разработчик Wayne Rasband, National Institutes of Health, USA). Однако, можно применить подсчет и на основе визуальных наблюдений, в этом случае следует сделать вывод по пяти полям зрения, также может использоваться любой другой анализатор изображений с доказанной достоверностью.
Достоверность различий между показателями в группах сравнения и наблюдения, приведенными в таблице 2, была подтверждена методом определения F - критерия Фишера при заданном уровне значимости 0,05.
2
При этом, исходя из результатов исследования и принимая во внимание максимальные количественные значения показателей группы сравнения, за пределами которых уже наступает интоксикация, установлены следующие диагностические критерии выявления высокой степени интоксикации организма работников оксидом молибдена, поступающим при аэрогенном воздействии, а именно: общая степень кристаллизации более 0,17; средняя длина трещин в периферическом кольце более 0,1 мм; толщина зоны переходного кольца более 0,46 мм; средняя величина площади кристаллита центральной зоны меньше 0,01 мм.
Таким образом, диагностика высокой степени интоксикации работника оксидом молибдена подтверждается только в том случае, если указанные диагностические критерии присутствуют одновременно.
Для доказательства точности и достоверности предлагаемого способа ниже приведены примеры на конкретных пациентах.
3
2
9
Пример 1. Пациент - работник цеха молибденового производства, возраст 36 лет, стаж работы 10 лет. На рабочем месте концентрация оксида молибдена в воздухе составляла воздухе 3,1±0,09 мг/м (данные анализа осадка фильтров воздухозаборного устройства). В сыворотке крови данного пациента методом масс-спектрометрии установлено содержание молибдена в концентрации 3,3 мкг/л. Сыворотка крови данного работника была исследована предлагаемым способом, а именно: пробу сыворотки крови в объеме 5 мкл помещали на строго расположенное горизонтально расположенное стекло, предварительно обработанное 75%-ным изопропиловым спиртом и высушенное, высушивали на воздухе при температуре 22°С в течение 8 часов, выполняли анализ структурности полученной фации под микроскопом при суммарном увеличении ×100. Были получены следующие результаты паттерна фации: общая степень кристаллизации 0,21; средняя длина трещин в периферическом кольце 0,15 мм; толщина зоны переходного кольца 0,55 мм; средняя величина площади кристаллита центральной зоны 0,008 мм. Была диагностирована молибденовая интоксикация организма. Дополнительным косвенным подтверждением этой интоксикации стал совокупный диагноз у этого пациента признаков мочекаменной болезни (кристаллурия в анализе мочи) и угнетение кроветворения (анемия - показатель гемоглобина 102 г/л, и лейкопения - показатель 3⋅10/л). Совокупность этих диагнозов, согласно источнику информации: Хантурина Г.Р., Коноваленко Ю.А., Туменбаева Ж. Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова, Средняя школа «Дарын», г. Караганда, Казахстан «Оценка токсического действия соединений молибдена», может свидетельствовать об интоксикации именно оксидом молибдена.
3
2
Пример 2. Пациент - инженерно-технический работник молибденового производства, место работы - офисное помещение, возраст 40 лет, стаж работы 15 лет. На рабочем месте концентрация оксида молибдена в воздухе составляла 2,5±0,06 мг/м (данные анализа осадка фильтров воздухозаборного устройства). В сыворотке крови данного пациента методом масс-спектрометрии установлено содержание молибдена в концентрации 3,1 мкг/л. Сыворотка крови данного работника была исследована предлагаемым способом (см. пример 1. Отличие в том, что стекло обрабатывали 98%-ным этиловым спиртом). Были получены следующие результаты паттерна фации: общая степень кристаллизации 0,18; средняя длина трещин в периферическом кольце 0,08 мм; толщина зоны переходного кольца 0,32 мм; средняя величина площади кристаллита центральной зоны 0,09 мм. Таким образом, было установлено, что, несмотря на повышенное содержание молибдена в крови, отсутствовали в совокупности все диагностические критерии заявляемого способа. Молибденовая интоксикация организма не была диагностирована. Кристаллурии и других признаков мочекаменной болезни не выявлено, показатель гемоглобина чуть ниже нормы 115 г/л, лейкопении не выявлено.
3
2
Пример 3. Обследованный - работник торговли, место работы - закрытое помещение магазина, возраст 42 года, стаж работы 20 лет. В районе проживания и работы концентрация оксида молибдена в воздухе составляла составляет 0,4±0,07 мг/м (данные анализа осадка фильтров воздухозаборного устройства). В сыворотке крови данного пациента методом масс-спектрометрии установлено содержание молибдена в концентрации 1,6 мкг/л. Сыворотка крови данного работника была исследована предлагаемым способом (см. пример 1. Отличие в том, что предметное стекло обрабатывали 70%-ным этиловым спиртом). Были получены следующие результаты паттерна фации: общая степень кристаллизации 0,13; средняя длина трещин в периферическом кольце 0,06 мм; толщина зоны переходного кольца 0,30 мм; средняя величина площади кристаллита центральной зоны 0,031 мм. Молибденовая интоксикация организма не была диагностирована. Кристаллурии и других признаков мочекаменной болезни не выявлено, показатель гемоглобина в нормы 130 г/л, лейкопении не выявлено.
Предлагаемый способ прост в исполнении, не требует дорогостоящего оборудования и реактивов, большого количества исследуемого материала (сыворотки или плазмы крови), что дает возможность в дальнейшем проводить другие виды общепринятых лабораторных исследований. Все это позволяет в течение небольшого отрезка времени объективно подтвердить заподозренное наличие высокой степени интоксикации организма оксидом молибдена, выделить работников высокого риска здоровью, обусловленного вероятностью развития молибденоза, для проведения медико-профилактических мероприятий для минимизации риска и сохранения профессиональной трудоспособности.