Оценка внутриклеточного метаболизма у работников химического производства

социальная медицина

УДК 616-076.5:616.155:665.71

оценка внутриклеточного метаболизма у работников химического производства

Г. В. Тимашева, Э. Т. Валеева, Г. Г. Бадамшина, Г. Г. Гимранова, Л. К. Каримова

Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека,

г. Уфа

Проведены цитохимические исследования клеток периферической крови у работников химического производства на содержание гликогена, активности миелопероксидазы, кислой и щелочной фосфатаз. Выявлены изменения показателей энергетического обмена, окислительно-восстановительных процессов и антиоксидантной защиты. Установленные метаболические нарушения в периферической крови отражают снижение резистентности клеток в ответ на воздействие неблагоприятных факторов производства и могут быть использованы для ранней диагностики цитотоксического действия химических веществ.

Ключевые слова: метаболизм, химическое производство, цитохимические исследования, лейкоциты.

Введение

В последние годы ведется интенсивный поиск информативных методов оценки ранних изменений в организме при воздействии химических загрязнителей среды, что позволит разработать систему тестов для своевременной диагностики и профилактики функциональных нарушений в организме человека. Известно, что повреждающее действие химических веществ, присутствующих в воздухе рабочей зоны химических предприятий, связано с взаимодействием их со структурными компонентами клеток и мембранами клеточных органелл [3, 6], что влечет за собой нарушения метаболических процессов в клетках и лежит в основе формирования патологических процессов в организме.

Важнейшим предприятием химической промышленности Республики Башкортостан

является завод «Стеклонит», продукция которого — стекловолокно — находит широкое применение в строительстве, нефтедобывающей и других отраслях промышленности. Среди вредных веществ, загрязняющих воздух рабочей зоны в производстве стекловолокна, наиболее опасными являются химические соединения второго — четвертого классов опасности, обладающие раздражающим, общетоксическим, наркотическим и др. действиями. В связи с этим исследование метаболических процессов в клетках периферической крови у работников химического производства весьма актуально для донозологической диагностики нарушений в организме.

В ранее выполненных исследованиях было установлено, что изменения активности внутриклеточных ферментов крови, выявленные цитохимическими исследованиями,

Пермский медицинский журнал

2011 том XXVIII № 6

позволяют характеризовать состояние метаболизма на уровне клеток и внутриклеточных органелл, определить интенсивность и направленность структурных и функциональных нарушений в клетке [1, 5].

Цель работы — исследование внутриклеточных функционально-метаболических процессов у работников химического производства.

Материалы и методы

ИССЛЕДОВАНИЯ

Для оценки ранних признаков нарушений метаболических процессов на уровне клетки и внутриклеточных органелл у 156 работников завода «Стеклонит» были проведены цитохимические исследования, которые основаны на использовании специфических химических реакций для выявления активности ферментов и гликогена. Проводилось определение гликогена, миелопе-роксидазы, кислой и щелочной фосфатаз в нейтрофилах, определение гликогена и кислой фосфатазы в лимфоцитах.

Гликоген лейкоцитов, характеризующий энергетические процессы, был определен по методу А. А. Шабадаша [3]. Выявление мие-лопероксидазы, маркера пероксидазосом

проводилось бензидиновым методом по Грэхему — Кноллю [2]. Оценка активности миелопероксидазы и содержания гликогена произведена с использованием среднего цитохимического коэффициента, который рассчитан по формуле Астальди и Вергау [2]. Активность кислой (КФ) и щелочной (ЩФ) фосфатаз, характеризующая функциональное состояние клеточных органелл, выражена в процентах клеток, содержащих продукт реакции [2].

Группу сравнения составили 80 работников химического производства, не связанные с вредными факторами, которые на основании результатов периодических медицинских осмотров составили группу практически здоровых людей.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты цитохимических исследований активности ферментов, проведенные у работников химического производства, выявили как увеличение, так и снижение активности внутриклеточных ферментов и содержания гликогена (табл. 1).

В лейкоцитах крови у работников отмечалось статистически значимое повышение среднего содержания гликогена в нейтрофи-

Таблица 1

Цитохимические показатели у работников завода «Стеклонит»

Показатели Обследованные работники

основная группа группа сравнения

Кислая фосфатаза в нейтрофилах, % 53,0±1,4 * 35,1±5,4

Щелочная фосфатаза в нейтрофилах, % 42,3±1,8 31,6±5,2

Миелопероксидаза в нейтрофилах, у. е. 2,09±0,03 ** 2,25±0,002

гликоген в нейтрофилах, у. е. 2,19±0,02 ** 1,92±0,003

Кислая фосфатаза в лимфоцитах, % 73,0±2,3 * 56,0±5,6

гликоген в лимфоцитах, у. е. 0,21±0,02 * 0,11±0,001

Примечание. * — достоверность различий с группой сравнения (р<0,01); ** — достоверность различий с группой сравнения (р<0,001).

СОЦИАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА

лах по сравнению с показателями группы сравнения (2,19±0,02 против 1,92±0,003; р<0,001) и лимфоцитах (0,21±0,02 против 0,11±0,001; р<0,01), что свидетельствует об активации энергетических процессов. Выявлена положительная корреляционная связь уровня гликогена в лимфоцитах и нейтро-филах у работников со стажем работы на производстве (г=0,87; р<0,05). Данные результаты, вероятно, обусловлены усилением анаболических процессов у работников вследствие накопления макроэргических компонентов, а также связаны с изменением метаболических процессов в результате ускорения обмена веществ и стимуляции распада гликогена. Увеличение среднего содержания гликогена, наряду со статистически значимым повышением активности КФ в лимфоцитах (73,0±2,3), характеризуют изменения функциональной активности лимфоцитов вследствие активации лизосомального аппарата клетки и накопления энергетического материала в организме у обследованных, происходящих, вероятно, под воздействием токсических продуктов производства.

Установленное статистически значимое увеличение активности КФ в нейтрофилах у работников основной группы по сравнению с данными группы сравнения (53,0±1,4 против 35,1±5,4; р<0,01) характеризует дестабилизацию лизосомальных мембран. Выявлена сильная положительная корреляционная зависимость увеличения активности кислой фосфатазы в нейтрофилах у работников со стажем работы (г=0,92), что подтверждает мембраноповреждающее действие факторов производства, а также позволяет судить о напряжении функций нейтрофилов, развивающихся в связи с гипоксией и мобилизацией компенсаторных механизмов у вы-сокостажированных работников.

Выявлено достоверное уменьшение активности миелопероксидазы в нейтрофилах у работников основной группы по сравнению с данными группы сравнения. Установлено (табл. 2), что по мере увеличения стажа работы у обследуемых химического производства происходит постепенное снижение активности пероксидазосомального фермента в нейтрофилах (г=-0,88), что может быть обусловлено угнетением функции лизосом,

Таблица 2

Цитохимические показатели у работников основной группы завода «Стеклонит» в зависимости от стажа работы

Показатели Отклонения от нормальных величин Стаж работы, лет

0-5 6-10 11-15 более 15

Кислая фосфатаза в нейтрофилах, % >35,1 53,0±3,3 52,1±1,3 47,5±1,7 37,5±8,2

Щелочная фосфатаза в нейтро-филах, % >31,6 43,7±1,4 41,7±1,2 44,5±1,4 42,0±0,4

Миелопероксидаза в нейтрофилах, у. е. <2,23 2,28±0,03 2,15±0,05 2,17±0,04 2,10±0,08

гликоген в нейтрофилах, у. е. >2,04 2,04±0,06 2,20±0,03 2,17±0,05 —

Кислая фосфатаза в лимфоцитах, % >56,0 65,0±5,5 80,7±0,99 82,0±2,0 44,0±0,8

гликоген в лимфоцитах, у. е. >0,52 0,18±0,01 0,22±0,02 0,21±0,02 —

Пермский медицинский журнал

2011 том XXVIII № 6

а также является признаком окислительного стресса вследствие уменьшения активности миелопероксидазы и снижения антиокси-дантной защиты организма при воздействии токсических веществ производственных процессов. В ряде исследований показано, что снижение активности миелоперо-ксидазы является наиболее чувствительным показателем токсического воздействия химических веществ и появляется раньше изменения других цитохимических показателей [5].

Анализ активности ШФ у работников основной группы не выявил статистически значимых изменений по сравнению с группой сравнения.

Вывод

Сравнительный анализ полученных результатов установил разнонаправленные изменения активности маркерных ферментов лизосом и пероксидазосом, свидетельствующие о ферментной дезорганизации в клетках периферической крови у работников основной группы, что является одним из проявлений цитотоксического действия вредных химических веществ, проявляющихся на субклеточном уровне. Установленные цитохимические сдвиги в клетках характеризуют изменения окислительно-восстановительных процессов, напряжение энергетических функций, снижение антиоксидантных резервов и являются следствием истощения защитных механизмов и компенсаторного напряжения системы метаболизма на клеточном уровне. Изменения функционально-метаболической активности нейтрофильных гранулоцитов носят неспецифический характер, тем не менее являются объективным критерием для оценки состояния резистентности организма, а также могут служить

диагностическими и прогностическими критериями.

Библиографический список

1. Абсолютные и относительные ошибки индивидуального распределения цитохимических индексов в клинической практике/ Э. А. Петросян, А. А. Евглевский, Л. В. Горбов и др.//Клиническая лабораторная диагностика.— 2007.— № 12.— С. 34—36.

2. Биохимические и цитохимические методы определения активности ферментов и фермент-субстратных систем различной клеточной локализации: метод. рекоменд./ Р. В. Меркурьева, Г. Л. Билич, Р. П. Нарциссов.— М., 1982.— С. 19—21.

3. Газалиева М. А. Цитохимические показатели в клетках слизистой оболочки носа и периферической крови у рабочих берил-лиевого производства/М. А. Газалиева//Ги-гиена и санитария.— 2010.— № 1.— С. 69— 70.

4. Гимранова Г. Г. Гигиеническая характеристика современного производства окиси пропилена, изучение некоторых механизмов ее действия и обоснование профилактических мероприятий: автореф. дис. ... канд. мед. наук/Г. Г. Гимранова.— М., 1991.— 18 с.

5. Иванова Л. А. Цитохимия ферментов клеток крови в диагностике, оценка характера течения и эффективности в терапии некоторых профессиональных заболеваний: автореф. дис. ... докт. мед. наук/Л. А. Иванова,— М., 1991.— 47 с.

6. Метаболические процессы в организме при воздействии химических загрязнителей/А И. Савлуков, Р. Ф. Камилов,

B. М. Самсонов и др.//Клиническая лабораторная диагностика.— 2010.— № 7.—

C. 33—39.

социальная медицина

G. V. Timasheva, E. T. Valeeva, G. G. Badamshina, G. G. Gimranova, L. K. Karimova

ASSESSMENT OF INTRACELLULAR METABOLISM IN CHEMICAL PRODUCTION WORKERS

Cytochemical investigations of peripheral blood cells for glycogen content, myeloperoxidase, acid and alkaline phosphatase in the workers of chemical production were carried out. Changes in the energy metabolism, oxidation-reduction processes and antioxidant protection indices were detected. The established metabolic peripheral blood disturbances

reflect reduction of the cell resistance in response to unfavorable production factors and can be used for early diagnosis of chemical cytotoxic effect.

Keywords: metabolism, chemical production, cytochemical investigations, leukocytes.

Контактная информация: Тимашева Гульнара Вильевна, канд. биол. наук, доцент, врач клинико-диагностической лаборатории Уфимского научно-исследовательского института медицины труда и экологии человека, 450106, г. Уфа, ул. С. Кувыкина, 94, тел. 8 (347) 255-19-48

Материал поступил в редакцию 10.08.2011