Введение к работе
Актуальность проблемы. За последние 30 лет доля сердечно-сосудистых заболеваний в структуре смертности взрослого населения в России остается чрезвычайно высокой и составляет в разные периоды свыше 50% от всех случаев смерти [Е.И. Чазов, 2002; Р.Г. Оганов, Г.Я. Масленникова, 2005; В.И. Харченко и соавт., 2005]. Смертность трудоспособного населения от сердечно-сосудистых заболеваний в РФ превышает аналогичную по Европе в 4,5 раза, причём, смертность среди мужчин трудоспособного возраста превышает смертность среди женщин того же возраста в 5-7 раз [Н.Ф. Измеров, 2002, 2003,2005,2006; В.И. Стародубов, 2005].
В возникновении сердечно-сосудистой патологии все возрастающая роль принадлежит производственной среде, что определяет актуальность этой проблемы в медицине труда [Н.Ф. Измеров и соавт., 2003, 2004, 2005; А.М. Монаенкова 1993, 1996]. Химические загрязнители, вибрация и шум при изолированном воздействии оказывают неблагоприятное действие на сердечно-сосудистую систему работающих. Однако на производстве часто встречается сочетание химических и физических факторов, которые могут оказывать отрицательное воздействие на организм работающих, не смотря на то, что экспозиция каждого из них незначительно превышает гигиенические нормы. К таким производствам относятся цеха окраски в автомобилестроении, где основными неблагоприятными факторами являются химические вещества (главным образом, ароматические углеводороды), шум и локальная вибрация. Аналогичному комплексу факторов подвергаются работники деревообработки, нефтехимии, машиностроения.
Для выявления скрытых (компенсированных) нарушений гомеостаза в эксперименте используются провоцирующие тесты, в том числе - физические факторы и стресс. В медицине труда такие агенты, являясь типичными факторами рабочей среды, имеют преимущество перед модельными экспериментальными нагрузками. Перспективно исследование этого вопроса и подбор адекватных характеристик указанных факторов для этих целей.
Известно, что шум и вибрация являются факторами стресса, вызывающими изменение регуляции сосудов [В.Г. Артамонова и соавт.1996; Г.А. Суворов и соавт., 2002; Н.С. Давыдова и соавт., 2003; Н.Ф. Измеров и соавт. 2006] и могут модифицировать вредное действие химических веществ. Однако проблема совместного действия указанных производственных факторов на сердечно-сосудистую систему остается недостаточно исследованной. Особенно вышесказанное касается характера сочетанного действия химических и физических факторов на низких уровнях, близких к соответствующим гигиеническим нормативам.
Цель работы: совершенствование методологии гигиенического нормирования и оценки риска сочетанного воздействия химических и физических производственных факторов с учетом их влияния на сердечно-сосудистую систему.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Проанализировать естественную возрастную и половую динамику комплекса функциональных, биохимических и морфометрических показателей состояния сердечно-сосудистой системы (ССС) у интактных лабораторных животных, выявить среди них наиболее значимые, информативные и связанные между собой показатели старения, обосновать на их основе новые критерии биологического возраста.
2. При изолированном воздействии химических (ксилол, толуол) и физических (общая вибрация и шум) факторов рабочей среды определить изменения функциональных, биохимических и морфологических показателей основных органов и систем, выявить нарушение состояния организма и признаки ускоренного старения сердца и сосудов у лабораторных животных.
3. В эксперименте с использованием широкого набора традиционных токсикологических показателей и параметров биологического возраста исследовать в динамике характер сочетанного воздействия органических растворителей (в разных концентрациях), вибрации и шума, оценить возможность ускоренного прогнозирования опасности развития отдалённых неспецифических (геронтогенных) вредных эффектов на ССС.
4. Изучить особенности технологического процесса, условия и характер труда основных профессиональных групп работников цеха окраски ОАО «АВТОВАЗ», подвергающихся сочетанному воздействию химических и физических факторов, дать качественную и количественную санитарно-гигиеническую характеристику факторов производственной среды и трудового процесса.
5. Выявить патогенетические особенности изменений у работников ССС и их зависимость от интенсивности и длительности воздействия факторов производственной среды с последующим обоснованием мер профилактики.
6. По данным экспериментальных и клинических исследований провести поиск и обосновать новые гигиенически значимые биомаркеры вредного эффекта на ССС при изолированном и сочетанном воздействии химических (органические растворители) и физических (общая и локальная вибрация, шум) производственных факторов.
7. Обосновать возможность использования модели повреждения мембран эритроцитов in vitro для оценки и прогнозирования риска изолированного и сочетанного действия химических веществ и вибрации разной степени интенсивности.
Научная новизна и теоретическая значимость работы. Обоснованы критерии биологического возраста и новые биомаркеры старения для животных, пригодные для прогнозирования опасности развития отдалённых последствий влияния химических соединений на ССС в аспекте её ускоренного старения.
Выявлены общие закономерности ускорения необратимых процессов старения ССС; для экспериментальных и клинических исследований разработаны новые физиологические и биохимические (патогенетические) биомаркеры поражения сердца и сосудов, которые являются научной базой для совершенствования системы гигиенического нормирования, оценки вредного эффекта сочетанного действия различных факторов рабочей среды малой интенсивности.
Установлено, что действие ароматических углеводородов (ксилол, толуол) в эксперименте сопоставимо с наблюдаемыми изменениями при естественном старении животных. Показано усиление этого действия при сочетанном воздействии ксилола и толуола (на уровне ПДКр.з.) и общей вибрации с сопутствующим ей шумом (на уровне, не превышающем ПДУ). Обнаруженные закономерности ускоренного старения соединительной ткани миокарда и аорты, носящие необратимый характер и усиливающиеся в период восстановления, являются научной основой гигиенического нормирования химических соединений с учётом отдаленных эффектов на ССС.
Разработанная адекватная задачам гигиенического нормирования модель нагрузки вибрацией (с сопутствующим ей шумом) может быть использована для раннего выявления развития непосредственных и прогнозирования отдалённых эффектов сочетанного воздействия химических и физических факторов на ССС.
При экспериментальном и клиническом исследованиях выявлено отрицательное влияние сочетанного действия химических веществ (главным образом, ароматических углеводородов), шума, локальной вибрации умеренной и низкой интенсивности и тяжести трудового процесса (класс 3.3 согласно Р. 2.2.2006-05) на деятельность ССС. Доказана прямая связь изменений ССС с условиями труда и стажем работы. Обнаружено, что сочетанное действие химических, физических факторов производственной среды и тяжелого труда (класса 3.3 согласно Р. 2.2.2006-05) через 10-15 лет вызывает у маляров цеха окраски кузовов стойкую артериальную гипертонию, нарушения липидного обмена и ускорение старения организма (на 7 лет).
Новизна работы подтверждена на уровне государственной патентной экспертизы (получено 7 авторских свидетельств на изобретения и 1 патент РФ).
Практическая значимость работы и внедрения в практику. Полученные результаты использованы при составлении пособия для врачей «Постановка экспериментальных исследований по оценке сочетанного действия химических веществ, общей вибрации и шума на сердечно-сосудистую систему» (утверждёно Секцией "Гигиена" Ученого совета МЗ и СР РФ, 2005) и методических рекомендаций «Показатели жизнедеятельности крыс для целей гигиенического нормирования» (утверждены Научным советом 47 "Медико-экологические проблемы здоровья работающих" РАМН и МЗ СР РФ, 2007).
Результаты работы нашли отражение в авторских свидетельствах (А.с. № 1553053, А.с. № 1590867, А.с. № 1591972, А.с. № 1628997, А.с. № 1644839, А.с. № 1664304, А.с. №1697784) и патенте РФ на изобретение (№ 2060722).
В модельных опытах in vitro обоснован и апробирован на 5 веществах в сочетании с вибрацией экспресс-метод выявления химических соединений, способных нарушать липидный обмен.
Полученные данные используются в образовательном процессе ТГУ.
Положения, выносимые на защиту:
Обоснование критериально значимых маркеров возрастных изменений сердца и сосудов и маркеров нарушения липидного обмена при естественном старении и при воздействии вредных производственных факторов на лабораторных животных по комплексу функциональных, биохимических и морфологических параметров.
Острое, подострое и хроническое сочетанное воздействие органических растворителей с вибрацией и шумом усиливает выраженность нарушений различных систем организма и изменений морфо-функциональных показателей сердца и сосудов в эксперименте на животных.
Сочетанное воздействие химических (главным образом, ароматических углеводородов) и физических (шум, локальная вибрация) факторов производственной среды и тяжелого труда приводит к развитию нейроциркуляторной дистонии, дистрофии миокарда, артериальной гипертонии, нарушений липидного обмена и ускоренного старения организма работающих в цехе окраски автозавода. Нарушения подчиняются зависимости «доза-эффект» и «время-эффект».
Общие для человека и животных закономерности ускорения необратимых процессов старения ССС и неспецифических изменений липидного обмена как значимый элемент системы гигиенического нормирования и оценки вредного эффекта при изолированном и сочетанном воздействии факторов рабочей среды малой интенсивности.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на: научных конференциях Куйбышевского мединститута (Куйбышев, 1990, 1991); научно-практической конференции «Новые приложения морфометрии и математическое моделирование в медико-биологических исследованиях» (Харьков, 1990); областной научно-технической конференции «Молодые ученые и специалисты – производству» (Куйбышев, 1990); Международном симпозиуме «Автодорожная медицина» (Нижний Новгород, 1991); II Всероссийской научно-практической конференции «Социальные, медико-биологические и гигиенические аспекты здоровья человека» (Пенза, 2004); IV Международном симпозиуме «Контроль и реабилитация окружающей среды» (Томск, 2004); IX Всероссийском конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2004); VII, VIII и IX Международных научно-практических конференциях «Экология и жизнь» (Пенза, 2004, 2005, 2006); IX Международной научно-практической конференции «Промышленные и бытовые отходы: проблемы захоронения, утилизации, контроля» (Пенза, 2005); III и IV Всероссийских научно-методических конференциях «Современный Российский менеджмент: состояние, проблемы, развитие» (Пенза, 2005, 2006); IV и V Международных научно-практических конференциях «Медицинская экология» (Пенза, 2005, 2006); Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда и здоровье» (Суздаль, 2005); V и VI Всероссийских конгрессах «Профессия и здоровье» (Москва, 2006, 2007); I Международном экологическом конгрессе ELPIT-2007 (Тольятти, 2007); заседании Учёного Совета СамГМУ (Самара, 2006) и Подкомиссии №1 «Профессиональные риски и здоровье работающих при воздействии химических повреждающих факторов и промышленных аэрозолей» Проблемной комиссии «Научные основы медицины труда» Научного Совета РАМН МЗ и СР РФ «Медико-экологические проблемы здоровья работающих» (Москва, 2006).
Личный вклад автора. Материалы, использованные в диссертации, получены в результате исследований, в которых автор являлся ответственным исполнителем или исполнителем НИР по основному плану работ института (номера регистрации отчётов НИР № 01850052980; 028600283389; 918500552980; 1826008650; 1826006650; 01860000020).
Автор принимал непосредственное участие в постановке и проведении экспериментально-токсикологических и клинико-физиологических исследований. Во всех исследованиях, включённых в диссертацию, автором выполнены следующие виды работ: обоснование актуальности, научной и практической значимости, определение цели и задач исследования; выбор научно-методических подходов, освоение, апробация и применение необходимых методов исследований; планирование, организация и координация исследований, получение первичного материала и формирование исходных баз данных во всех экспериментальных работах; обоснование и формулировка исходных научных гипотез и их анализ на основе результатов исследований; обобщение результатов исследований, формулировка выводов, теоретических положений и концепций; разработка рекомендаций, написание научных отчётов.
По теме диссертации опубликовано 55 работ; из них 24 в рекомендованных ВАК РФ журналах и изданиях.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 350 источников отечественных и 166 зарубежных авторов, приложения. Работа изложена на 440 страницах машинописного текста, иллюстрирована 109 таблицами и 29 рисунками.
