АВТОРЕФЕРАТ
ІНСТИТУТ УРОЛОГІЇ АМН УКРАЇНИ
БЕРЕСТЕНКО СЕРГІЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ
УДК: 616.64/.69:669.17:669.822]-036.1-092.9
КОМПЛЕКСНА ОЦІНКА ВПЛИВУ ШКІДЛИВИХ ФАКТОРІВ РЕГІОНУ З РОЗВИНУТОЮ ЗАЛІЗОУРАНОДОБУВНОЮ ПРОМИСЛОВІСТЮ
НА РЕПРОДУКТИВНУ СИСТЕМУ ЧОЛОВІКІВ
(клініко-експериментальне дослідження)
14.01.06 –УРОЛОГІЯ
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата медичних наук
Київ-2004
Дисертація є рукопис.
Робота виконана на кафедрі урології Дніпропетровської державної медичної академії МОЗ України
Науковий керівник: член-кореспондент АМН України, доктор медичних наук, професор
Люлько Олексій Володимирович, Дніпропетровська державна медична академія, завідувач кафедри урології
Офіційні опоненти:
1. Доктор медичних наук, професор Горпинченко Ігор Іванович,
завідувач відділом сексології та андрології Інституту урології АМН України
2. Доктор медичних наук, професор Ухаль Михайло Іванович,
Одеський державний медичний університет, кафедра урології і нефрології, професор кафедри
Провідна установа: Донецький державний медичний університет,
кафедра урології та нефрології, МОЗ України, м. Донецьк.
Захист відбудеться 14.03.2005р. о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.615.01 при Інституті урології АМН України за адресою: 04053, м.Київ, вул. Ю.Коцюбинського, 9-а.
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту урології АМН України за адресою: 04053, м. Київ, вул. Ю.Коцюбинського, 9-а.
Автореферат розісланий 15.12.2004 р.
Вчений секретар спеціалізованої
вченої ради, доктор медичних наук М.І.Бойко
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Промислові підприємства та транспорт сьогодні інтенсивно забруднюють навколишнє середовище. Виробництво чорної та кольорової металургії, видобуток твердого та рідкого палива, робота гірничозбагачувальних комплексів супроводжуються викидами токсичних металів та їх сполук: хрому, міді, кобальту, цинку, нікелю, кадмію, свинцю, марганцю, ртуті та інших. Підвищення концентрації важких металів у повітрі, воді та на поверхні ґрунту призводить до попадання їх у високих концентраціях до організму людини. У ряді регіонів України на сьогодні до числа несприятливих факторів навколишнього середовища приєдналось хронічне іонізуюче випромінювання внаслідок аварії на ЧАЕС. У зв’язку з цим протягом останніх років в Україні постійно зростає кількість людей, уражених хворобами сечостатевої системи. У 2001 році порівняно з 1991 роком захворюваність на хвороби цього класу зросла майже на 50%. Поширеність їх за цей період збільшилась на 53,1%. Останнім часом продовжується активна дія цілого ряду довгоживучих та добре розчинних в рідинах організму радіонуклідів, у першу чергу цезію-134 та цезію-137, які складають 80-90 % усієї інкорпорованої радіоактивності. Інкорпорація радіонуклідів у регіонах із підвищеним радіаційним фоном максимально висока в урологічних хворих.
У Дніпропетровській області також відмічається напружена екологічна ситуація. За показниками забруднення навколишнього середовища Донецько-Придніпровський район посідає перше місце в Україні. На території Дніпропетровської та Кіровоградської областей розміщені урановидобувні шахти. Місто Жовті Води Дніпропетровської області – єдине в Україні місто, де видобувається та переробляється уранова сировина – основа ядерного палива для атомної енергетики (Постанова Кабінету Міністрів № 656 від 5 травня 2003 р.). В умовах міста Жовтих Вод сформувалися складні екологічні умови, обумовлені наявністю підвищеного природного фону радіоактивності та розвинутої залізоуранодобувної і переробної промисловості. Видобуток залізної та уранової руди супроводжується накопиченням у навколишній атмосфері різних несприятливих факторів (високі концентрації пилу з вмістом радіоактивного газу радону, важкі метали та інш.). Виявлено забруднення грунтів, води та атмосферного повітря такими радіонуклідами, як уран-238, радій-236, свинець-210 і полоній-210. Накопичено близько 50 млн. тонн відходів, в тому числі 1,4 млн. тонн токсичних. Перевищення подвійного нормативу концентрації радону в житлових приміщеннях міста становить 9 відсотків, а у приватному секторі – понад 21 відсоток, що значно перевищує норми НРБУ-97 (ПКМУ-656). Працівники основного виробництва та населення міста отримують підвищену дозу радіаційного опромінення. Більшість цих речовин, потрапляючи до організму, впливають на рівень захворюваності органів сечостатевої системи. Із року в рік в Жовтих Водах погіршується демографічна ситуація, зростає захворюваність і смертність населення, зменшується народжуваність. Коефіцієнт смертності в 2001 році перевищив коефіцієнт народжуваності у 2,8 рази проти 1,96 по Україні. Поширеність хвороб та рівень захворюваності мешканців міста мають сталу тенденцію до зростання. Рівень онкологічної захворюваності зріс за останні 10 років майже в 2 рази у чоловіків та в 1,3 раза у жінок і перевищує середні показники як по області, так по Україні в цілому. Рівень вроджених аномалій в 3,42 рази вищий, ніж по області. Все це переконує, що репродуктивна система, як і інші системи організму, досить чутлива до впливу шкідливих факторів залізоурановидобувної промисловості. Дослідження щодо вивчення впливу радіоактивних факторів, як і важких металів, окремо на репродуктивні органи чоловіків, досить великі, але дослідження, які б показували роль комбінованої дії вказаних чинників на репродуктивні органи чоловіків, досить обмежені. А клініко-експериментальні роботи, які показували комбінований вплив несприятливих факторів залізоурановидобувного виробництва на репродуктивні органи чоловіків, взагалі в доступній нам літературі відсутні. Проведений первиний аналіз показав, що у м. Жовті Води відзначено зростання захворюваності на хвороби сечостатевої системи чоловіків. Причому, патогенез цих захворювань обумовлений одночасною дією кількох токсикантів, а також супутніх фізичних чинників, таких як шум, вібрація, іонізуюча радіація та інші. Статева система чоловіків є однією з найвразливіших при дії несприятливих чинників навколишнього середовища. Зростання кількості статевих розладів та неплідних шлюбів у промислових регіонах і особливо серед осіб, які зазнають комбінованого впливу шкідливих промислових чинників, змушує більш детально вивчати цю проблему.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в Дніпропетровській державній медичній академії як фрагмент комплексної науково-дослідної роботи кафедри урології – шифр РН. 04. 97 – П. та номер державної реєстрації 0199U001006, а також Державної Програми заходів щодо радіаційного і соціального захисту населення м. Жовтих Вод Дніпропетровської області (постанова Кабінету Міністрів України від 8 червня 1995 р. № 400).
Мета дослідження. Вивчити комбінований вплив комплексу шкідливих чинників гірничодобувної та збагачувальної промисловості м. Жовтих Вод на морфологічний і функціональний стан органів чоловічої статевої системи та експериментальних тварин, репродуктивну систему чоловіків (гірників та мешканців міста), розробити спосіб його профілактики.
Основні завдання дослідження.
1. Вивчити вміст важких металів на поверхні грунту і пошарово до 50 см у грунті
м. Жовтих Вод, шахти „Нова” та прилеглих територіях.
2. Вивчити рівень радіаційної обстановки м. Жовтих Вод, забрудненість радіонуклідами та ступінь інкорпорації їх у населення.
3. Вивчити стан здоров’я, загальний рівень захворюваності та розповсюдженість хвороб статевої системи серед дорослих і підлітків м. Жовтих Вод.
4. Вивчити динаміку морфологічних і функціональних змін у сім’яниках та передміхуровій залозі експериментальних тварин, які перебували на робочих місцях шахти „Нова”.
5. Вивчити зміни еякуляту та ступінь порушення спермато-генезу у гірників шахти „Нова” та мешканців міста, які зазнають комбіновано-го впливу радіаційних та не радіаційних чинників залізоурановидобувної промислової зони.
6. Вивчити патологічні зміни в біоптатах яєчок у чоловіків з непліддям, гірників та мешканців міста, які постійно проживають у даному регіоні.
7. Визначити ступінь порушення в гіпофізарно-наднирково-гонадній системі чоловіків, які перебувають під впливом комбінованої дії хронічної інтоксикації накопичуваних в організмі важких металів та малих доз радіацій-ного опромінення.
8. Визначити вміст та осередковий розподіл мікроелементів у тканині вилученої гіперплазованої передміхурової залози в залежності від віку пацієнта і ступеня гістологічної перебудови залози.
9. Визначити дію лікувально-профілактичного препарату „Медове желе з вітапектином” та можливість вживання його гірниками для попередження і лікування захворювань органів статевої системи.
10. Розробити заходи комплексного лікування і профілактики розвитку статевих розладів та збереження репродуктивного здоров’я населення, яке мешкає в екологічно несприятливих регіонах.
Об’єкт дослідження: хворі чоловіки з непліддям, мешканці міста Жовті Води, гірники шахти „Нова”, щури лінії Вістар.
Предмет дослідження: репродуктивна система чоловіків, сім’яники та передміхурова залоза експериментальних тварин.
Методи дослідження: з метою оцінки функціонального стану репродуктивної системи чоловіків обстежено за загальноприйнятою методикою еякулят та секрет передміхурової залози у мешканців міста Жовті Води, гірників шахти „Нова”, неплідних чоловіків і хворих на хронічний простатит. Проведено радіоімунологічне дослідження гормонів сироватки крові за допомогою стандартних наборів, а також інкорпорацію радіонуклідів цезію-134, цезію-137, марганцю-54, цинку-65, кобальту-60 за допомогою програмно-апаратного комплексу спектрометрії внутрішнього випромінювання людини СВІЧ-МЗ „Скрінер”. Аналіз важких металів проведено в сечі, крові, еякуляті, передміхуровій залозі на атомно-абсорбційному спектрофотометрі ААS-30 Karl Zeis (Німеччина). Морфологічні дослідження сім’яників, яєчок і передміхурової залози виконано за допомогою стандартних процедур біометрії у світловому мікроскопі “Leica-CME”, морфометричне дослідження проведено у відповідності до рекомендацій Г.Г.Автанділова (1990). Статистична обробка результатів досліджень виконана за допомогою ПЕОМ з використанням програмного пакета STATISTICA для операційної системи Windows 95.
Наукова новизна одержаних результатів:
- вперше комплексно вивчено забруднення навколишнього середовища важкими металами шахти „Нова” м. Жовтих Вод та накопичення цих шкідливих факторів у надлишкових концентраціях у біоструктурах та органах людей і тварин, які постійно мешкають у зоні несприятливих екологічних умов уранодобувного та переробного комплексу. При цьому переконливо доведено погіршення стану здоров’я гірників і населення міста, яке обумовлене комбінованою дією важких металів та малих доз радіаційного опромінення зовнішніми та інкорпорованими радіонуклідами, і виражається у збільшенні загального рівня захворюваності та розповсюдженості захворювань органів статевої системи, які значно перебільшують обласні показники;
- вперше в експерименті доведений негативний вплив шкідливих чинників залізоуранодобувного та переробного виробництва на статеві органи експериментальних тварин, які перебували на робочих місцях гірників. Комплексне дослідження гірників і чоловіків міста із захворюваннями статевих органів, ускладненими розладами фертильності та непліддям, показало накопичення важких металів у сім’яниках та передміхуровій залозі, порушення сперматогенезу, гормональні розлади в системі гіпоталамус-гіпофіз-наднирники-гонади;
- вперше вивчено накопичення і перерозподіл у різних осередках важких металів у гіперплазованій передміхуровій залозі і зроблена спроба визначити вплив їх на характер захворювань органа і ступінь гістологічної диференціації;
- вперше розроблено комплексну схему надання лікувальної та профілактичної допомоги хворим і здоровим мешканцям міста з використанням препарату „Медове желе з вітапектином” для зниження рівня концентрації токсичних важких металів (міді, свинцю та кадмію).
Основні положення, що винесені на захист:
- комплекс шкідливих факторів шахти „Нова” м. Жовтих Вод (пил залізної та скандієвої руд, радон та продукти його розпаду, уран) є однією з основних причин погіршення екологічного стану в регіоні міста через значне підвищення вмісту важких металів у ґрунті, що стає причиною накопичення їх у біоструктурах та органах людей і тварин і викликає в них розвиток патологічних змін;
- нестабільна радіаційна обстановка м. Жовтих Вод (вплив природних радіонуклідів – урану-238, радію-236, свинцю-210 та полонію-210) погіршилася після аварії на ЧАЕС через забруднення радіонуклідами (цезій-137, цезій-134, марганець-54, цинк-65, кобальт-60), які виявлені у вигляді інкорпорації у 85,7% обстежених по окремих радіонуклідах та їх комбінації у гірників та чоловіків з непліддям;
- розповсюдженість та захворюваність мешканців м. Жовтих Вод значно перевищує обласні показники, при цьому особливо страждають органи статевої системи, які є найбільш уразливими для дії шкідливих факторів;
- у статевій системі експериментальних тварин (щури-самці) під дією шкідливих факторів на робочих місцях шахти „Нова” виникають значні прямо пропорційні терміну перебування зміни у сім’яниках та передміхуровій залозі, які проявляються значним накопиченням важких металів у тканині органів, порушенням мікроциркуляції, дезорганізацією гермінативного епітелію із зменшенням індексу сперматогенезу на 17-22%, зменшенням кількості гландулоцитів, проліферативно-дистрофічними змінами у передміхуровій залозі з процесами метаплазії;
- комбінована дія радіаційних та нерадіаційних чинників інтенсивної промислової зони призводить до накопичення важких металів у спермі чоловіків, розвитку патологічних змін у репродуктивній системі та неплідності у гірників та чоловіків мешканців міста, а у чоловіків з непліддям у біоптатах яєчок розвиваються значні порушення гематотестикулярного бар’єру, мікроциркуляції та дистрофічні зміни в сім’яному епітелії;
- комплекс шкідливих факторів інтенсивної промислової зони призводить до порушення в гіпофізарно-наднирково-гонадній системі чоловіків, що проявляється у вірогідному збільшенні вмісту прогестерону, естрадіолу, кортизолу, а також веде до відносної гіпоандрогенізації при нормальних показниках вмісту тестостерону;
- визначення мікроелементів у тканині вилученої гіперплазованої передміхурової залози показало максимальне накопичення в ній цинку, кількість якого зростає пропорційно віку пацієнтів, при цьому з присутністю у препаратах злоякісної тканини спостерігається досить низький вміст цинку і заліза та висока концентрація міді, свинцю та кадмію;
- вживання гірниками лікувально-профілактичного препарату „Медове желе з вітапектином” сприяє значному зниженню рівня концентрації свинцю та кадмію в крові та сечі, збільшенню вмісту заліза, міді та цинку;
- з метою профілактики розвитку статевих розладів та збереження репродуктивного здоров’я населення, яке мешкає в екологічно несприятливих регіонах, необхідно широко застосовувати полівітамінні комплекси, препарати адаптогенів, пектини, а також використовувати „Медове желе з вітапектином”.
Практичне значення одержаних результатів. Отримані дані про токсичний вплив важких металів на статеві органи та генетичний апарат чоловіків, які мешкають у місті із розвинутою уранодобувною промисловістю, підтверджується позитивним кореляційним зв’язком між рівнем важких металів та кількістю патологічних форм сперматозоонів в еякуляті чоловіків. Доведена необхідність постійного диспансерного нагляду з боку уролога чи андролога за мешканцями екологічно небезпечної зони. Крім того, лікування хворих на хронічний простатит повинно включати контроль та корекцію мікроелементного складу еякуляту, а вміст важких металів в еякуляті може бути одним із діагностичних тестів, який характеризує чоловічу репродуктивну функцію. Доведено, що з метою профілактики розвитку статевих розладів та збереження репродуктивного здоров’я необхідно широко застосовувати полівітамінні комплекси, препарати адаптогенів, а також вживання гірниками та мешканцями міста пектинів та лікувально-профілактичного препарату „Медове желе з вітапектином”.
Особистий внесок здобувача
Дисертантом самостійно проаналізована література з даної роботи, проведено глибокий інформаційний пошук. Спільно із науковим керівником сформульовані мета і завдання дисертації, обговорені і зроблені висновки та практичні рекомендації по роботі. Результати наукових досліджень, що викладені в дисертації, отримані автором самостійно і ґрунтуються на самостійному аналізі первинного матеріалу. Гістологічні дослідження здійснені спільно із співробітниками кафедри патологічної анатомії Дніпропетровської державної медичної академії (зав.- д.мед.н., проф. І.С. Шпонька). Первинну обробку отриманих результатів, аналіз літератури, розділів особистих досліджень, підсумків, висновків та практичних рекомендацій дисертант виконав самостійно.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідалися та обговорювалися на ІІ з’їзді радіобіологів України (Дніпропетровськ, 1995), ІІ конгресі урологів Казахстану (Алмати, 1995), ІV міжрегіональній конференції андрологів та сексопатологів, ХХІХ та ХХХ міжрегіональних конференціях урологів (Дніпропетровськ, 1995, 1996), І з’їзді апітерапевтів України (Київ, 1996), науково-практичній конференції, з нагоди Х роковин аварії на ЧАЕС (Дніпропетровськ, 1996), семінарі „Екологія та здоров’я людини” (Ялта, 1997), міжнародній науково-практичній конференції урологів та нефрологів (Київ, 1997), ІV міжнародній конференції „Франція і Україна” (Дніпропетровськ, 1997), на міжрегіональних сумісних науково-практичних конференціях Дніпропетровського та Запорізького осередків асоціацій урологів України (1999-2003), а також на другому міжнародному симпозіумі „Мікроелементи і мінерали в медицині і біології” (Мюнхен, Німеччина, 13-15 травня 2004 року).
Публікації. Наукові результати, отримані автором і викладені в дисертаційній робо-ті, повністю відображені у 42 опублікованих працях (у тому числі 17-у фахо-вих журналах), із них самостійно – 4 і одному патенті.
Впровадження результатів дослідження. За матеріалами дисертації розроблені рекомендації, які використовуються в повсякденній роботі в урологічному відділенні СМСЧ-9 м. Жовтих Вод та урологічному відділенні Дніпропетровської обласної лікарні ім.І.І.Мечникова. Матеріали дисертації також використовуються: 1) при проведенні попереджувального і поточного санітарного нагляду за умовами праці на об’єктах атомного виробництва; 2) при обґрунтуванні норм радіаційної безпеки персоналу, що працює в умовах впливу важких металів; 3) у роботі лікувально-профілактичних закладів для лікування осіб, що зазнали дії комплексу факторів залізоуранодобувної і переробної промисловості; 4) при виробленні хлібопекарських продуктів „Хлібці з еламіном” та пряник „Нептун” з радіопротекторними властивостями, що сприяють виведенню із організму радіонуклідів і важких металів; 5) при впровадженні у лікувально-профілактичному харчуванні дітей навчально-виховного комплексу „Дивосвіт” „Медового желе з вітапектином” з метою профілактики негативного впливу на організм підлітків несприятливих факторів навколишнього середовища м. Жовтих Вод.
Структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 218 сторінках машинописного тексту. Складається із вступу, огляду літератури, 4 розділів з описом власних досліджень, узагальнення результатів дослідження, висновків, практичних рекомендацій. Робота ілюстрована 46 таблицями, 38 рисунками. Бібліографічний показник включає 205 джерел, як країн СНД (150), так і далекого зарубіжжя (55).
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Матеріал і методи дослідження. В основу роботи покладені результати вивчення рівня захворюваності та розповсюдженості хвороб сечостатевої системи у населення в умовах регіону з розвинутою залізоуранодобувною промисловістю м. Жовтих Вод Дніпропетровської області. Показники захворюваності та розповсюдженості хвороб розглянуто в різних вікових категоріях: підлітки віком 15-17 років за 1993-1996 роки, дорослі (18 років і старші) – за 1992-1996 та 2000-2002 роки.
Обстежено 112 гірників шахти „Нова” (м. Жовті Води Дніпропетровської області) віком від 18 до 50 років, які під час роботи підлягали дії комплексу шкідливих чинників (пилу залізної та скандієвої руд, природного урану, сумарної альфа-активності радону і його дочірніх продуктів, шуму, підвищеному вмісту вуглекислого газу та інш.). Робітники шахти розподілені на дві групи: 68 чоловік – підземна група (ділянка №1 шахти) і 44 чоловіки - змішана група (ділянка № 2 шахти). Усім гірникам проводили клінічне обстеження, оцінку статевого розвитку за допомогою антропометричних досліджень і ступеня розвитку вторинних статевих ознак. Лабораторна діагностика, крім загальноприйнятих аналізів крові та сечі, включала радіоімунологічне визначення за допомогою стандартних наборів у сироватці периферичної крові базального рівня гормонів: пролактину, прогестерону, естрадіолу, тестостерону, кортизолу, тироксину та трийодтироніну. Виконувалось біохімічне та мікроскопічне дослідження еякуляту, а у чоловіків, у яких виявлена патоспермія, додатково проводилось морфологічне та морфометричне дослідження біопсійної тканини яєчка.
З метою вивчення стану копулятивної та генеративної функції у чоловіків, які зазнають спільного впливу радіаційних та нерадіаційних факторів інтенсивної промислової зони в центральній науково-дослідній лабораторії ДДМА проведено радіоімунологічне обстеження сироватки крові з метою вивчення вмісту гормонів гіпофізу, наднирників, яєчок та щитовидної залози у 32 безплідних чоловіків, 26 хворих на хронічний простатит. Контрольну групу склали 30 здорових чоловіків віком від 25 до 35 років мешканців м. Жовтих Вод, які не працюють на залізоуранодобувному підприємстві, зі збереженою плодовитістю та нормозооспермією, підтвердженою мікроскопічним дослідженням, перебувають у шлюбі протягом 3-10 років та мають одного-трьох дітей.
Головним носієм інформації за оцінкою забруднення будь-якого регіону є покрив ґрунту. У зв’язку з цим нами проведено аналіз вмісту важких металів (марганцю, міді, цинку, нікелю, свинцю, кадмію, хрому, кобальту та заліза) на поверхні ґрунту і пошарове на глибині до 50 см та в еякуляті гірників на атомно-абсорбційному спектрометрі AAS-30 Кarl Zeiss (Німеччина) за стандартними методиками. Дослідження грунту проведені згідно з „Методичними вказівками по проведенню пішохідної г-зйомки масштабу 1:2000 з метою виявлення джерел радіоактивного забруднення техногенного походження”, „Методичними рекомендаціями з оцінки радіаційного стану в населених пунктах”, „Інструкцією відбору проб” та іншими нормативними документами.
Радіонуклідні дослідження вмісту інкорпорованих радіонуклідів (цезій-137, цезій-134, марганець-54, цинк-65, рутеній, кобальт-60, церій) у гірників проводили двічі для кожного обстеженого: в одязі та без нього, з метою виявлення зовнішнього та внутрішнього забруднення, за допомогою програмно-апаратного комплексу спектрометрії внутрішнього випромінювання людини СВІЧ-МЗ „Скрінер”. Проби ґрунту забирали у трьох районах міста: у районі дач Південного радіозаводу (ПРЗ), пляжу біля дитячого парку та районі гідрометалургійного заводу (ГМЗ).
Беручи до уваги, що статева система є однією з найбільш чутливих до впливу шкідливих факторів навколишнього середовища нами проведено дослідження на 90 статевозрілих щурах-самцях лінії Вістар, маса тіла яких становила 120-180 г. Тварини знаходились в умовах шахти „Нова” м. Жовтих Вод Дніпропетровської області на робочих місцях шахтарів по 8 годин на добу 5 днів на тиждень. Вони були розподілені на 4 групи по 20 тварин і 10 тварин склали контрольну групу. І група тварин знаходилась на горизонті 685 м у блоці 126-132 неподалік від шахти „Ольхівка”, де велася розробка залізної руди; ІІ група – на горизонті 755 м, де велася розробка комплексної руди; ІІІ група – на поверхні в умовах перевантажувального вузла фабрики по збагачуванню залізної руди; IV група – в умовах дробильно-сортувального комплексу (ДСК). Щури перебували у підземних умовах у клітках протягом кожної першої зміни (8 годин), потім виносились на поверхню, де перебували в окремому приміщенні на другому поверсі шахти до наступної зміни. Щурів контрольної групи утримували у віварії ізольовано від тварин експериментальної групи. Усі тварини після винесення їх з території шахти утримувались в однакових умовах і знаходились на однаковому харчовому та водному режимі. Через 5 та 10 тижнів з початку експерименту тварин вводили в гексеналовий наркоз, проводили декапітацію і забір сім’яників та передміхурової залози для визначення вмісту в них важких металів (заліза, марганцю, міді, цинку, нікелю, свинцю, кадмію), а також для гістологічного дослідження. На кожний строк використовували по 10 тварин.
Тканини сім’яників та передміхурової залози фіксували в Са-формолі, піддавали відповідній обробці, готували парафінові зрізи, які забарвлювали гематоксилін-еозином, за Малорі-Слінченком та імпрегнували азотнокислим сріблом за Футом. Морфологічні дослідження проводили за допомогою стандартних процедур біометрії у світловому мікроскопі “Leica-CME” (при збільшенні від 400 до 1000). Для дослідження використовували по 1 гістологічному препарату від кожної тварини. У кожному препараті аналізувалися по 10 полів зору. Морфологічний аналіз проводився за наступними параметрами: короткий та довгий діаметр ядра епітеліоциту (мкм), об’єм ядра епітеліоциту (мкм3), висота клітин епітеліального шару кінцевих відділів залоз передміхурової залози, які у відповідності до мети та задач дослідження найбільш адекватно відображають стан структурно-функціональних характеристик органа під час дії комбінації шкідливих факторів.
Морфометричне дослідження проводили у відповідності до рекомендацій Г.Г.Автанділова (1990). Статистична обробка результатів досліджень проводилася за допомогою ПЕОМ з використанням програмного пакета STATISTICA версії 4.3 для операційної системи Windows 95. Оцінювання достовірності розходжень між контрольною та експериментальними групами проводили за допомогою наступних непараметричних критеріїв: U-критерій Манна-Уітні, критерій серій Вальда-Вольфовітца, а також двовибіркового критерію Колмогорова-Смірнова.
Результати власних досліджень та їх обговорення. Дослідження вмісту важких металів на об’єктах території шахти „Ольхівська”, ГМЗ, дачних кооперативів, хвостосховища і сільгоспугідь показали, що найменшу кількість свинцю з досліджуваних ґрунтів містять ґрунти сільгоспугідь (12,7-13,4 мг/кг), що практично відповідає ГДК для ґрунтів. Високі концентрації свинцю та інших металів виявлені в ґрунтах територій промислових підприємств і до них прилеглих дачних кооперативів (26,6-96,7 мг/кг свинцю), не дивлячись на те, що практично всі площі дачних кооперативів були об’єктами рекультивації у зв’язку з забрудненням. У ґрунтах територій, що прилягають до міського водоймища, у яке раніше скидалися шахтні води, виявлено 28,2 мг/кг свинцю, що вдвічі перевищує ГДК. Аномальне підвищення вмісту свинцю та інших металів відзначено на дамбі водоймища хвостосховища гідрометалургійного заводу під трубопроводом (481,7 мг/кг), що ймовірно пов’язано з аварійним станом стиків труб. За нашими даними у м. Жовтих Водах і прилеглих сільгоспугіддях, концентрація свинцю коливається в широких межах – від 11,98 мг/кг до 481 мг/кг абсолютно сухого ґрунту (табл. 1,2). Проведені дослідження в динаміці – навесні і восени 1995 року зафіксували накопичення металів у грунті (табл.1,2).
Проблема нагромадження важких металів у ґрунтах є досить важливою, тому що метали мають властивість мігрувати з ґрунту в рослини, їжу тварин і людини. Дослідження нагромадження інгредієнтів забруднення в системі блоків рослина-підстилка-грунт штучних лісових біоценозів степу в районі Криворіжжя показали, що ґрунт виконує провідну роль у процесах нагромадження продуктів забруднення. В околицях промислових підприємств у поверхневих шарах ґрунту відзначене збільшення вмісту (стосовно контролю) сірки загальної – в 1,7-3,2; заліза загального – в 1,4-3,6; сполук кальцію - в 1,2-3,7; магнію – в 1,2-1,7; алюмінію – в 1,1-1,7; марганцю – в 1,2-2,4 рази. Доведено важливу ґрунтозахисну роль древостоїв і лісової підстилки, що є своєрідними фітофільтрами токсичних речовин. Для уточнення джерела надходження важких металів із ґрунту в організм населення м. Жовті Води зроблено визначення мікроелементного складу деяких сільгосппродуктів, вирощених на ділянках околиці та в межах міста.
Таблиця 1
Вміст мікроелементів у ґрунтах м. Жовтих Вод
(мг/кг абсолютно сухого ґрунту, середні числа) весною 1995 р.
Місце забору | Pb | Cd | Ni | Cu | Fe | Mn | Zn
„Радгоспний”, орний шар | 11,98 | 0,96 | 8,99 | 8,11 | 721,93 | 145,19 | 5,72
ГМЗ, 0-10 см | 28,6 | 0,46 | 8,22 | 11,65 | 480,65 | 389,07 | 27,26
Поле біля балки „Щ” | 12,14 | 0,13 | 8,45 | 9,20 | 609,16 | 175,63 | 6,04
Дамба балки „Щ” | 346,42 | 0,82 | 13,09 | 27,57 | 3337,02 | 345,20 | 456,7
Дачі ПРЗ, орний шар | 82,61 | 1,29 | 9,18 | 56,10 | 817,8 | 238,58 | 444,98
Шахта „О”, 0-10 см | 27,9 | 0,56 | 6,89 | 48,43 | 586,79 | 272,86 | 20,64
Дачі „Маяк”, орний шар | 14,82 | 0,45 | 8,32 | 20,74 | 1038,33 | 255,52 | 22,80
Пляж біля „Електрону” | 23,7 | 0,81 | 5,39 | 11,62 | 303,27 | 140,13 | 14,81
Таблиця 2
Вміст мікроелементів у ґрунтах м. Жовтих Вод
(мк/кг абсолютно сухого ґрунту, середні числа) восени 1995 р.
Місце забору | Pb | Cd | Ni | Cu | Fe | Mn | Zn
„Радгоспний”, орний шар | 12,75 | 0,72 | 7,81 | 8,83 | 902,02 | 170,77 | 24,62
ГМЗ, 0-10 см | 32,51 | 0,86 | 8,03 | 16,85 | 828,97 | 431,89 | 42,03
Поле біля балки „Щ” | 13,42 | 0,78 | 6,78 | 9,06 | 914,49 | 237,64 | 25,28
Дамба балки „Щ” | 481,7 | 1,45 | 10,43 | 38,09 | 1525,9 | 408,47 | 496,51
Дачі ПРЗ, орний шар | 97,70 | 1,88 | 9,76 | 50,20 | 1213,33 | 297,04 | 555,26
Шахта „О”, 0-10 см | 26,64 | 0,43 | 6,91 | 10,72 | 825,86 | 276,98 | 36,06
Дачі „Маяк”, орний шар | 23,05 | 0,91 | 7,5 | 16,78 | 1239,61 | 318,36 | 36,10
Пляж біля „Електрону” | 28,22 | 1,08 | 7,14 | 9,9 | 502,56 | 171,8 | 30,47
Отримані дані свідчать про те, що в буряку і кукурудзі, вирощених на ґрунті м. Жовтих Вод і його околиці, накопичуються важкі метали в значних кількостях. Останні є підтвердженням того, що нагромадження важких металів у ґрунті є джерелом надходження токсичних речовин в організм людини і тварин. Як відомо, свинець є кінцевим продуктом розпаду урану, що може служити джерелом забруднення харчових продуктів, вирощених на ділянках міста.
Іншим фактором, який впливає на здоров’я мешканців регіону, є радіоактивність. З огляду на важливість нагромадження радіоактивних домішок в спорудах і в ґрунтах територій, що прилягають до об’єкту атомного виробництва, нами вивчено карту радіаційного забруднення території міста та каталог 6368 аномалій, які характеризуються потужністю експозиційної дози (ПЕД) понад 50 мкР/годину (максимальна ПЕД зафіксована близько 3000 мкР/годину). Переважна більшість аномалій (71 %) розташована на території будинків приватного сектора, з них у фундаментах будівель – 1174 аномалії. Відповідно до результатів вимірювання ПЕД, близько 10% території міської забудови характеризується інтенсивністю випромінювання понад 30 мкР/годину, з них 3% - з інтенсивністю, вищою за 120 мкР/годину. За інтенсивністю випромінювання аномалії розподілені так: від 120 до 1000 мкР/годину – 5909 аномалій; від 1000 до 3000 мкР/годину – 397 аномалій; вище за 3000 мкР/годину – 62 аномалії. Підвищена радіоактивність частини території міста обумовлена тим, що при будівництві доріг, майданів, фундаментів житлових будинків приватного сектора використовувалися будівельні матеріали з підвищеним вмістом радіоактивних елементів (забалансові руди і породи гірничого виробництва).
Одним з найбільш важливих несприятливих факторів даного регіону є радон. Радон та продукти його розпаду – основні природні компоненти опромінення людини, їхній вклад у сумарну ефективну поглинуту дозу становить більше 50-80%. Опромінення за рахунок радону і дочірніх продуктів його розпаду найбільш значиме, тому що це переважно ?-випромінювачі, тобто випромінювання створює велику щільність іонізації і має високу біологічну активність. Середня (фонова) концентрація радону на суші становить 10 Бк/м3. У зонах помірного клімату вміст радону в закритих приміщеннях майже у 8 разів вищий, ніж в атмосферному повітрі. Ці значення у багато (до 1000) разів збільшуються у місцях прояву радонових аномалій. Дослідження житлових будинків на наяність радону показало досить складне становище в приватному секторі. З 2625 обстежених будинків 70,5% мають еквівалентну рівноважну концентрацію (ЕРК) радону понад 100 Бк/м3, з них 3,5% мають концентрацію понад 1000 Бк/м3. Причому середнє значення ЕРК радону в обстежених жилих приміщеннях м. Жовтих Вод становило 633 Бк/м3. У деяких приміщеннях дитячих садків та шкіл теж зафіксовано концентрацію радону, яка значно перевищує допустиму. Основними джерелами радіовиділення в приміщеннях є підстилаючі корінні породи і пори вивітрювання, розташовані на великій глибині під містом, а також використані при будівництві радіоактивні будівельні матеріали (гірські породи). Безумовно, що така складна радіологічна обстановка негативно впливає на стан здоров’я мешканців міста. Природний рух населення в м. Жовті Води має стійкий негативний характер. Поширеність захворювань серед усіх контингентів населення має стійку тенденцію до зростання – за період з 1996 по 1998 рік вона зросла на 12,3%. Для всіх груп захворювань в умовах м. Жовтих Вод у 1998-2002 рр. також характерна тенденція збільшення рівня захворюваності із незначними коливаннями в різні роки.
В зв’язку з досить значним поширенням хвороб сечостатевої системи і наявністю в регіоні водорозчинних радіонуклідів, які виводяться із організму сечостатевими органами, нами проведено дослідження інкорпорації радіонуклідів у урологічних хворих. Радіонуклідне обстеження проведено 289 урологічним хворим (215 – на забрудненість радіонуклідами цезію-134 і цезію-137 та 74 на інкорпорацію марганцю-54, цинку-65, кобальту-60). Хворі детально обстежувалися в умовах урологічного стаціонару та амбулаторно. Пацієнти розділені на дві групи: І група – „контрольна”. Сюди ввійшли хворі з різноманітними захворюваннями: цистит, варикозне розширення лівої яєчкової вени, водянка оболонок яєчка, орхіт, енурез. ІІ група – пацієнти із захворюваннями передміхурової залози (доброякісна гіперплазія передміхурової залози, хронічний простатит, неплідність, склероз передміхурової залози). Результати досліджень представлені в табл. 3 та 4.
Таблиця 3
Інкорпорація радіонуклідів марганцю-54, цинку-65 і кобальту-60 в урологічних хворих
(середні числа)
Группа | Кіль-
кість хворих | Серед-ній
вік хворих | Марганець-54 | Цинк-65 | Кобальт-60 | середні значення
(нКі)% вияв-лення радіо-нуклідів | середні значення
(нКі) | % вияв-лення
радіо-нуклідів | середні значення (нКі) | % вияв-лення
радіо-нуклідів | І | 9 | 43,5 | 0,43 | 33,3 | 0,43 | 44,4 | 1,43 | 7,77 | ІІ | 31 | 41,9 | 1,38 | 67,75 | 1,90 | 67,75 | 1,33 | 87,09 |
Таблиця 4
Інкорпорація радіонуклідів цезію-134 і цезію-137 в урологічних хворих
(в нанокюрі, середні значення)
Група | Кіль-
кість хворих | Цезій-134 в одязі | Цезій-134 без одягу | Цезій-137 в одязі | Цезій-137 без одягу
середнє значення | %
вияв-
лення | середнє значення | %
вияв-
лення | середнє значення | %
вияв-
лення | середнє значення | %
вияв-
лення
І | 32 | 3,20 | 46,88 | 2,81 | 50 | 0,93 | 53,13 | 0,59 | 43,75
ІІ | 46 | 5,44 | 93,50 | 4,58 | 69,56 | 1,81 | 60,86 | 1,44 | 43,48
При обстеженні на забрудненість радіонуклідами виявлено підвищену інкорпорацію всіх радіонуклідів у урологічних хворих, особливо цезію-134 і цезію-137. Відповідно до отриманих нами даних, максимальна кількість і частота інкорпорації радіонуклідів цезію в умовах міста Жовті Води належить цезію-134. Він частіше визначався у пацієнтів із захворюванням передміхурової залози. Радіонукліди марганцю-54 та цинку-65 також частіше зустрічалися у ІІ групі з максимальними значеннями. Кобальт-60 зустрічався максимально часто при онкологічних захворюваннях передміхурової залози.
Таблиця 5
Середній рівень інкорпорації радіонуклідів урологічних хворих (в нанокюрі)
Нозологічна форма | Кіль-
кість хворих | Середній
вік
(у роках) | Зовнішнє забруднення
(цезій-137) | Інкорпо-рований
(цезій-137) | Зовнішнє
забруднення
(цезій-134) | Інкорпо-рований
(цезій-134)
Рак передміхурової залози | 9 | 64,5 | 2,26 | 1,38 | 2,0 | 2,09
Гіперплазія перед-міхурової залози | 16 | 61,8 | 2,3 | 1,86 | 2,8 | 0,72
Неплідність | 27 | 28,7 | 3,19 | 1,49 | 4,53 | 4,48
Хронічний простатит | 32 | 23,4 | 1,52 | 1,18 | 2,46 | 2,16
У табл. 5 наведені середні рівні інкорпорації радіонуклідів урологічних хворих за нозологічними формами, із даних яких видно, що максимальний рівень інкорпорації радіонуклідів спостерігається у хворих з неплідністю та у хворих на рак передміхурової залози. Частіше виявлення радіонуклідів спостерігалось у хворих з неплідністю. Пояснити високий рівень інкорпорації радіонуклідів в організмі обстежених пацієнтів можна тим, що при захворюваннях сечостатевих органів сповільнюється екскреція радіонуклідів із організму.
У пацієнтів з інкорпорацією радіонуклідів та патологією передміхурової залози досліджувались показники спермограми. У хворих на простатит з інкорпорацією радіонуклідів марганцю, цинку, кобальту, цезію-134 і цезію-137 спостерігається ряд змін з боку передміхурової залози: знижується загальна кількість еякуляту і сперматозоонів, знижується їхня рухливість; у секреті передміхурової залози виявляється жирноперероджений епітелій простати. Перебіг простатиту тривалий, стійкий, що супроводжується порушенням статевої функції, неплідністю, астеноневротичним синдромом. Проведене експериментальне дослідження сім’яників 90 статевозрілих щурів-самців лінії Вістар, які знаходилися на робочих місцях гірників залізоуранової шахти на протязі 5 та 10 тижнів. У сім’яних канальцях щурів І групи, які перебували на горизонті 685 м протягом 5 тижнів, на поперечних зрізах поряд із незміненими сім’яними канальцями (рис.1) визначаються нечисленні канальці, у яких виявляються атрофічні сперматогонії і сперматоцити, подані 1-2 прошарками клітин, при повній відсутності сперматозоонів у просвіті канальців, що може свідчити про порушення кінцевих стадій сперматогенезу. В окремих препаратах кількість клітин значно зменшена. Подані вони одним прошарком атрофічних сперматогоній й 1-2 прошарками атрофічних клітин (сперматоцити і сперматиди). Просвіт таких канальців розширений, у ньому в невеликій кількості зрілі сперматозоони, або вони відсутні. У підкапсульних відділах окремі сім’яні канальці мають 1-2 прошарки атрофічних клітин і значну кількість оксифільної рідини в просвіті (при відсутності сперматозоонів). Відносна щільність сперматид становила 23,59±0,12 (p<0,01), що достовірно менше, ніж у контрольній групі. Строма сім’яників не змінена, повсюдно зустрічаються окремі інтерстиціальні клітини, відносна щільність гландулоцитів достовірно не відрізняється від контролю. Слід зазначити лише стовщення стінок багатьох сім’яних канальців.
Через 10 тижнів численні сім’яні канальці мають майже таку ж будову, як у тварин контрольної групи. Проте в багатьох канальцях визначаються також істотні зміни, що полягають у стовщенні їхньої стінки, зменшенні кількості і розмірів сперматид, ядра яких слабко пофарбовані, межі клітин важко виділити. У таких канальцях сперматоцити одиничні, сустентоцити нечисленні, а сперматозоїди або не виявляються, або їх дуже мало і вони ледь пофарбовані. Виявляється велика кількість сім’яних канальців, у яких клітини адлюмінальних відділів (сперматиди і сперматоцити) дрібні (атрофічні, їхні ядра невеликих розмірів і слабо профарбовані). Морфометричний аналіз відносної щільності сперматид виявив значне зменшення її в порівнянні з контрольною групою. Строма між сім’яними канальцями місцями помірно виражена, чого не спостерігалося у тварин, які перебували на шахті протягом 5 тижнів. У стромі сім’яних канальців виявляються дрібні групи гландулоцитів. Відносна щільність їх також достовірно менша (р<0,001) у порівнянні з контролем. Таким чином, характерними змінами в сімяних канальцях є атрофія клітин, що беруть участь у сперматогенезі і, як наслідок, порушення утворення сперматозоїдів. У тварин, які перебували на горизонті 685 м протягом 5 тижнів, у сім’яниках переважали ознаки нормального сперматогенезу, проте завжди виявлялися групи сім’яних канальців із значно вираженою атрофією клітин і порушенням утворення сперматозоонів: від зменшення кількості до повної їхньої відсутності в просвітку таких канальців. У щурів, які перебували на шахті протягом 10 тижнів, поряд із незміненими сім’яними канальцями частіше, ніж у тварин, які знаходилися на шахті протягом 5 тижнів, виявлялися канальці зі значно вираженою атрофією сперматогенного епітелію, порушенням їхнього диференціювання, дистрофією клітин адлюмінальних відділів, що також супроводжувалося значним зниженням щільності сперматид та кількості зрілих сперматозоїдів у просвіті
