ІНСТИТУТ МЕДИЦИНИ ПРАЦІ

АКАДЕМІЯ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ

КУЛЯС ВАЛЕНТИНА МИХАЙЛІВНА

УДК 613.6:622:612. 017+616-056.3-084

ГЕНЕТИЧНІ МАРКЕРИ, ГОРМОНАЛЬНІ ТА ІМУНОЛОГІЧНІ КРИТЕРІЇ РИЗИКУ РОЗВИТКУ ХРОНІЧНОГО ПИЛОВОГО БРОНХІТУ У ГІРНИКІВ

14.02.01 - гігієна

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата

біологічних наук

Донецьк - 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Науково-дослідному інституті медико-екологічних проблем Донбасу та вугільної промисловості (м. Донецьк), МОЗ України

Наукові керівники:

доктор медичних наук, старший науковий співробітник Мухін Володимир В’ячеславович, Науково-дослідний інститут медико-екологічних проблем Донбасу та вугільної промисловості (м. Донецьк) МОЗ України, директор інституту

доктор медичних наук, старший науковий співробітник Трунова Ольга Арнольдівна, Науково-дослідний інститут медико-екологічних проблем Донбасу та вугільної промисловості (м. Донецьк) МОЗ України, завідувачка клінико-діагностичною лабораторією

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Краснюк Олена Патрикіївна, Інститут медицини праці АМН України, головний науковий співробітник

доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Томашевська Людмила Анатоліївна, Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва АМН України, головний науковий співробітник

Провідна установа: Київська медична академія післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика, кафедра

медичної генетики, клінічної імунології та алергології, МОЗ України, м. Київ

Захист відбудеться „ 22 ” лютого 2005 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.554.01 в Інституті медицини праці АМН України (01033, м. Київ, вул. Саксаганського, 75).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту медицини праці АМН України (01033, м. Київ, вул. Саксаганського, 75).

Автореферат розісланий „ 11 ” січня 2005 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради А.В. Степаненко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми: У структурі професійної захворюваності України хронічний бронхіт посідає одне з головних місць. За даними літератури його поширеність серед робітників різних галузей промисловості сягає від 9 % до 30 % (Пиктушанская И.Н. и соавт., 1997; Краснюк Е.П., 1998; Карнаух Н.Г. и соавт., 2002; Басанец А.В., 2002). Так, у 2001 році в Україні було виявлено 710 нових випадків бронхіту пилової етіології, що становить 27,5 % від загального числа професійних захворювань. Рівень професійної захворюваності, яка обумовлена впливом пилу, на підприємствах вугільної промисловості залишається значно вищим, ніж в інших галузях виробництва (Рушкевич О.П. и соавт., 1996; Краснюк Е.П., 1998; Кундиев Ю. И. и соавт., 2002; Гребняк Н.П. и соавт., 2003).

За даними літератури, початкові зміни слизової оболонки бронхів виявляються вже через декілька років пилового навантаження. Середній термін розвитку патологічного стану складає 7_10 років (Ожиганова В.Н., Иванова И.С., 1990; Фещенко Ю.И. и соавт., 1996; Кокосов А.Н., 2002). У гірників, які працюють на глибоких горизонтах, хронічний пиловий бронхіт (ХПБ) (згідно з переліком професійних захворювань, затвердженим Постановою Кабінету міністрів України від 8 листопада 2000 р. № 1662) розвивається частіше і при меншому стажі роботи в підземних умовах (Валуцина В.М., Кива А.И., 1990). Внаслідок контакту з виробничим пилом на ХПБ захворюють не всі робітники, неоднаковою є тривалість його дії до початку хвороби. Це визначається не тільки пошкоджуючими властивостями самого пилу, а й індивідуальними особливостями організму (Артамонова В.Г., 1996; Тарасова Л.А. и соавт., 1998; Чучалин А.Г., 1998; Кузьмина Л.П., Тарасова Л.А., 2000; Tager I.B., 2000; Милишникова В.В. и соавт., 2002; Кузьмина Л.П., 2003). Зниження ж захворюваності з тимчасовою втратою працездатності і подовження ремісії навіть на короткий час дають значний економічний ефект (Зингер Ф.Х. и соавт., 1990). Все це свідчить про необхідність подальшого удосконалення методів його ранньої діагностики та профілактики. Одним із засобів, що дозволяють виявити ранні ознаки пошкоджуючої дії на організм комплексу шкідливих чинників, є вивчення їх впливу на ендокринну (Sudo A., 1994; Кулкыбаев Г.А. и соавт., 1998; Абушахманова А.Х., 2000; Кузьмина Л.П. и соавт., 2001; Бурко И.И., 2001) та імунну системи (Фролов В.М., Дранник Г.Н., 1997; Иванова Л.А. и соавт., 2003; Дуева Л.А., 2003).

В проаналізованих нами дослідженнях зустрічалися поодинокі роботи, присвячені вивченню асоціативних зв'язків між імовірністю розвитку ХПБ і частотою розподілу еритроцитарних та сироваткових антигенів, різновиди яких пов’язані з розвитком бронхолегеневої патології (груп крові системи АВ0, MNSs і сироваткових білків гаптоглобинів (Hp)), а одержані результати були суперечливими або представлені окремими маркерами (Хоменко А.Г., 1997; Кузьмина Л.П., 2001; Давыдова Н.С., Бодиенкова Г.М., 2002). На цей час недостатньо вивчено функціональний стан ендокринної системи здорових гірників, котрі працюють в умовах різних температурних режимів, та гірників, хворих на ХПБ. Існує небагато робіт (Шелыгин С.И., 1989), в яких висвітлено особливості імунологічної реактивності здорових гірників та хворих на ХПБ. В літературі немає даних про зміни гормонального та імунного статусу, що передують виникненню ХПБ, а також про їхній зв'язок з генетичними маркерами крові.

Таким чином, актуальність дисертаційної роботи обумовлена необхідністю визначення комплексу біомаркерів для прогнозування ризику розвитку ХПБ, який дозволить удосконалити систему медичного добору осіб, що вперше влаштовуються на роботу у вугільні шахти, прогнозувати стан передхвороби у період професійної діяльності та використовувати нові підходи до проведення індивідуальних лікувально-профілактичних заходів у гірників вугільних шахт.

У зв'язку з вищесказаним, вивчення індивідуальної генетичної схильності, дослідження механізмів ендокринної регуляції та імунологічної реактивності організму гірників на різних етапах впливу виробничого середовища та визначення біомаркерів ризику розвитку ХПБ, розробка заходів щодо удосконалення системи медичної профілактики, в тому числі профдобору, є сучасним, доцільним та обґрунтованим.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в Науково-дослідному інституті медико-екологічних проблем Донбасу і вугільної промисловості (м. Донецьк) у рамках міжгалузевої програми “Гігієна праці в глибоких шахтах Донецького вугільного басейну”: НДР “Разработать способ оценки предрасположенности к заболеваниям легких пылевой этиологии у лиц, поступающих на работу в угольные шахты”, № держреєстрації 01880007951 (1988 – 1991 р.р.), НДР “Разработать систему медико-физиологической реабилитации горнорабочих глубокой угольной шахты, подвергающихся воздействию тепла”, № держреєстрації 01880007952 (1988 – 1991 р.р.) та міжгалузевої комплексної програми “Здоров’я нації”: НДР “Разработать методы медицинского отбора лиц с повышенной устойчивостью к действию основных производственных факторов (пыль, шум, вибрация, нагревающий микроклимат) с целью снижения риска профессиональных заболеваний”, № держреєстрації 0101U006520 (2001 – 2005 р.р.).

Мета дослідження. Розробити інформативні прогностичні критерії розвитку хронічного пилового бронхіту на основі вивчення генетичних маркерів, гормональних та імунних зрушень, що виникають в організмі гірників під впливом негативних чинників виробничого середовища, та заходи щодо удосконалення системи профілактики цього захворювання.

Задачі дослідження:

1. Дати гігієнічну оцінку параметрів виробничих та мікрокліматичних чинників вугільних шахт Донбасу, що підвищують ризик розвитку хронічного пилового бронхіту у гірників.

2. Вивчити розподіл сироваткових і еритроцитарних антигенів крові системи АВ0, MNSs і варіантів Нр у практично здорових гірників без ознак пилової патології та хворих на ХПБ.

3. Провести динамічне дослідження гормональних та імунних показників у осіб, які вперше надходять на роботу у вугільні шахти та відрізняються по типу рефлекторної реакції бронхів на аерогенні подразники.

4. Вивчити гормональний статус і імунологічну реактивність хворих на ХПБ і практично здорових гірників із різним підземним стажем.

5. Дослідити комбінований вплив підвищеної запиленості повітря і високої температури на зміни гормонального статусу практично здорових гірників в різних стажових групах.

6. Визначити інформативні біомаркери ризику розвитку ХПБ і розробити додаткові заходи щодо профілактики даного захворювання.

Об'єкт досліджень – робочі місця гірників очисного забою (ГОЗ); особи, що надходять на роботу в умовах підвищеної запиленості; гірники вугільних шахт із різним професійним стажем, які працюють на дільницях з нормальною та підвищеною температурою повітря робочої зони; гірники, хворі на ХПБ.

Предмет досліджень – шкідливі чинники вугільної шахти; індивідуальні генетичні маркери, показники гормонального статусу та імунологічної реактивності організму гірників.

Методи досліджень – гігієнічні, імуногенетичні, радіоімунні, імунологічні і математико-статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше встановлено розподіл комплексу генетичних маркерів крові системи АВ0, MNSs і типів Нр у осіб із різноспрямованою рефлекторною реакцією бронхів, що надходять на роботу у вугільні шахти, здорових гірників і хворих на ХПБ.

Вперше виявлено комплекс фенотипових показників (0(I), MN, Нр2-2), що можуть використовуватися в якості індивідуальних критеріїв ризику розвитку пилової патології бронхів вже на етапі попереднього медичного огляду.

Вперше вивчено індивідуальну динаміку змін показників гормонального статусу та імунологічної реактивності у осіб із різноспрямованою рефлекторною реакцією бронхів на початку їх трудової діяльності (пригнічення продукції фолікулостимулюючого гормону і тироксину на фоні підвищення рівня лютеїнізуючого гормону, зменшення фагоцитарного числа та збільшення резервних метаболічних можливостей нейтрофилів в індукованому НСТ-тесті у гірників з вираженою бронхоспастичною реакцією).

Отримано нові дані, які свідчать, що зміни секреції гормонів (збільшення рівня альдостерону, лютеїнізуючого гормону на фоні зниження фолікулостимулюючого гормону, тестостерону, естрадіолу та тиреотропного гормону), аналогічні таким у хворих на ХПБ, сприяють більш ранньому формуванню професійних бронхолегеневих захворювань у гірників, що працюють в умовах комбінованого впливу пилу та нагріваючого мікроклімату.

Вперше отримано комплекс біомаркерів ризику розвитку ХПБ: фенотипи I(0), MN, Нр 2-2, рівні лютеїнізуючого гормону, тестостерону, лізоциму, імуноглобуліну А у сироватці крові, індекс активації нейтрофілів у індукованому НСТ-тесті, який увійшов до схеми запропонованих профілактичних заходів для осіб групи ризику та хворих на хронічний пиловий бронхіт.

Практичне значення роботи. Виявлено індивідуальні генетичні, гормональні та імунологічні маркери схильності до раннього розвитку ХПБ. Це дозволило доповнити комплекс заходів щодо профілактики даного захворювання. Науково обґрунтовано використання отриманих розробок для ефективного рішення питань професійного відбору, проведення попередніх і періодичних медичних оглядів, реабілітації і раціонального працевлаштування гірників.

Видано методичні рекомендації “Оценка предрасположенности к профессиональным заболеваниям легких у лиц, впервые поступающих на работы в пыле (газо)- опасных условиях” (Донецк, 1993). Розроблено новий метод ранньої дiагностики хронiчного пилового бронхiту (патент України № 47205 А від 17.06.2002 р. “Спосiб ранньої дiагностики хронiчного пилового бронхіту”). Матеріали дисертації використані в навчальному процесі на кафедрі професійних захворювань і радіаційної медицини Донецького державного медичного університету ім. М. Горького, у Донецькій обласній клінічній лікарні профзахворювань, в полiклiнiках профоглядiв мм. Донецька i Макiївки, що підтверджено узагальнюючими актами впровадження.

Особистий внесок здобувача. Матеріали, представлені в роботі, є особистим внеском автора у визначення індивідуальних біомаркерів схильності бронхолегеневого апарату гірників до дії негативних промислових чинників та прогнозу ризику розвитку хронічного пилового бронхіту. Здобувачем самостійно виконано планування досліджень, постановка мети, задач та формулювання наукових положень роботи, літературний та інформаційний пошук, збір, аналіз, комп’ютерний облік, математичне опрацювання матеріалів та інтерпретація результатів роботи. Автором не були використані наукові результати та ідеї, котрі належать співавторам робіт, що опубліковані.

Апробація результатів дисертації. Матеріали досліджень оприлюднено на міжнародних конгресах: 4th European Congress of Gerontology. - Berlin, 1999; 2nd European Congress on Biogerontology. – Saint Petersburg, Russia, 2000; III Національному конгресі геронтологів та геріатрів України. - Київ, 2000р.; I Всеросійскому конгресі “Профессия и здоровье”. - Москва, 2002 р.; XIV з’їзді гігієністів України “Гігієнічна наука та практика на рубежі століть” - Дніпропетровськ, 2004 р. Результати роботи також доповідались та обговорювались на науково-практичній конференції “Актуальные вопросы профилактической медицины Донбасса”. - Донецьк, 1999 р.; науково-практичній конференції з міжнародною участю “Актуальные проблемы медицины труда и экологии Донбасса”. - Донецьк, 2000 р.; II науково-практичнiй конференцiї з мiжнародною участю “Прискорене старiння та шляхи його профiлактики”. - Одеса, 2001 р; 10 Всеросійскій конференції по фізіології праці з міжнародною участю “Успехи и перспективы физиологии труда в третьем тысячелетии”. - Москва, 2001 р.; науково-практичнiй конференцiї “Здоровье и окружающая среда”. - Мінск, 2002 р.; 8 Міжнародній науково-техничній конференції “Проблемы охраны труда и техногенно-экологической безопасности”. - Севастополь, 2003 р.; міжнародній конференції “Научно-технические, социальные и экономические проблемы воздушной среды” - Санкт-Петербург, 2004 р.

Публікації: За матеріалами дисертації надруковано 21 наукову працю, в т.ч. 10 (3 - моноавторські) статей, серед них 5 у фахових виданнях, рекомендованих ВАК України, розділ монографії (у співавторстві), 10 тез, отримано 1 патент на винахід, підготовлено 1 методрекомендації та 1 інформаційний лист (у співавторстві). Публікації повністю відображують матеріали дисертації.

Структура та обсяг дисертації: Дисертація викладена на 150 сторінках машинопису і складається з вступу, огляду літератури, 5 розділів власних досліджень, узагальнення, висновків і практичних рекомендацій. Робота ілюстрована 42 таблицями та 18 рисунками обсягом 45 сторінок. Список використаної літератури містить 235 джерел, з яких - 184 роботи – з кириличною графікою і 51 робота – з латинською графікою, що складає 15 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. Основні об’єкти і методи досліджень представлено в таблиці 1.

Таблиця 1

Основні об’єкти і методи досліджень

Групи гірників | Кількість, чол. | Вік, років (М+m) | Методи досліджень

ГОЗ, що працюють в умовах нормального мікроклімату

Особи з нормальною спастичною реакцією

бронхів (контрольна група) | 48 | 22,4 + 0,3 | імуногенетичний, радіоімунний, імунологічний

Особи з підвищеним типом бронхоспастич-ної реактивності (основна група) | 54 | 22,4 + 0,3 | імуногенетичний,

радіоімунний, імунологічний

Гірники зі стажем роботи

5-10 років | 30 | 27,6 + 0,3 | імуногенетичний

радіоімунний

Гірники зі стажем роботи

10-15 років | 30 | 41,3 + 0,5 | імуногенетичний,

радіоімунний, імунологічний

Гірники, хворі на ХПБ | 30 | 42,1 + 0,9 | імуногенетичний,

радіоімунний, імунологічний

ГОЗ, що працюють в умовах нагріваючого мікроклімату

Гірники зі стажем роботи 0,5-1,5 років | 30 | 22,4 + 0,3 | радіоімунний

Гірники зі стажем роботи 5-10 років | 30 | 27,6 + 0,3 | радіоімунний

Гірники зі стажем роботи 10-15 років | 30 | 41,3 + 0,5 | радіоімунний

Група порівняння

Контрольна група, донори-нешахтарі | 30 | 22,4 + 0,3 | радіоімунний

Разом | 312 | математико-статистичний

Проведено аналіз матеріалів гігієнічних досліджень виробничих та мікрокліматичних чинників підземного середовища найбільш типових вугільних шахт Донбасу: ім. М.І. Калініна, ім. М. Горького, ім. О.Ф. Засядька, Південнодонбаська №3 виробничого об'єднання “Донецьквугілля” (пологе залягання вугільних пластів, ділянки з температурою повітря робочої зони, що відповідає гігієнічним нормативам) та ім. О.Г. Стаханова виробничого об'єднання “Красноармійськвугілля” (пологе залягання вугільних пластів, ділянки з підвищеною температурою повітря в лавах) - 8100 вимірювань на глибині від 500 м до 1200 м, і оцінено їх вплив на розвиток пилового бронхіту (282 чол.). Дослідження проводилися у виробках, практично однакових за гірничогеологічними умовами і застосованою технологією (виїмка вугілля здійснювалася механізованим способом за допомогою комплексів КМ-88, КМ-87, КТМ, оснащених комбайном 1К-101) на робочих місцях гірників очисних забоїв (ГОЗ), оскільки указана професійна група, на відміну від інших (прохідники, забійники) одержує незначні шумові та вібраційні навантаження, що дозволяє знизити вплив неврахованих чинників.

З метою вивчення розподілу генетичних маркерів у жителів Донбасу були оброблені матеріали про групову приналежність донорів м. Донецька та області (1 тис. чол.), надані обласною станцією переливання крові, і дані обласного бюро судово-медичної експертизи щодо визначення антигенів крові системи MNSs і сироваткових Нр (520 і 790 чол., відповідно).

Для виявлення індивідуальних чинників ризику розвитку патології легень в умовах поліклініки були обстежені 200 чоловік, які вперше оформлялися на роботу у вугільні шахти (середній вік 22,4 років). За результатами дослідження показників спірометрії і пневмотахометрії після двохвилинних інгаляцій 0,6 % ацетилхолін-хлоридом і шахтним пилом (у концентрації 78 мг/м3), 54 чол. (27 % - основна група) склали групу з вираженою рефлекторною реакцією на аерогенний подразник, 48 чол. (24 % - контрольна група) ввійшли в групу з мінімальною рефлекторною реакцією на аерогенний подразник. Реакція на інгаляцію в інших 98 осіб (48 %) характеризувалася проміжними значеннями й у подальших дослідженнях вони не брали участі. Бронхоспастична реактивність на вдихання ацетилхоліну і шахтного пилу у осіб контрольної групи зберігалася в досліджуваний дворічний період їх трудової діяльності. У хворих на хронічний бронхіт вона була більш вираженою і відмічалася в 90 % випадків, проте була відсутня у здорових шахтарів того ж віку і стажу.

1. Гігієнічні методи дослідження. Вимірювання параметрів мікроклімату здійснювали згідно з загальноприйнятими методиками з використанням аспіраційного психрометра Асмана, анемометра АСО-3, термометра. Величину барометричного тиску визначали розрахунковим шляхом з використанням барометричного градієнту, рівного 12 Па/м. Визначення запиленості повітря проводили ваговим методом. Відбір проб повітря здійснювали аспіратором АЕРА на фільтри АФА-В-18 у зоні дихання робітників за загальноприйнятою методикою.

2. Імуногенетичні методи дослідження. Антигени АВ0 системи АВ0 - 0(I), А(II), В(III), АВ(IV) вивчали методом аглютинації на площині за допомогою стандартних сироваток. Еритроцитарні антигени системи MNSs (MM, MN, NN) визначали стандартною реакцією аглютинації на плоскому склі, додаючи до досліджуваних еритроцитів відповідні імунні сироватки анти-М і анти-N (виробництво С.-Петербурзького НДІ вакцин і сироваток). Систему сироваткових білків Нр: Нр 1-1, Нр 2-1, Нр 2-2 досліджували методом вертикального гель-електрофорезу в поліакриламідному гелі (ПААГ).

3. Радіоімунний метод дослідження. Кількість у периферичній крові адренокортикотропного (АКТГ), соматотропного (СТГ), тиреотропного (ТТГ), фолікулостимулюючого (ФСГ), лютеїнізуючого (ЛГ) гормонів визначали за допомогою стандартних наборів "CIS-International" (Франція). Рівень кортизолу, альдостерону, тироксину, паратирину, тестостерону (Тс), естрадіолу (Е2) оцінювали за допомогою наборів Інституту біоорганічної хімії (Білорусь).

4. Імунолоігічні методи дослідження. Дослідження імунного статусу включало аналіз окремих ланок імунної системи. Про секреторну активність B-ЛФ судили за рівнем сироваткових імуноглобулинів (Ig) класів G, A, M методом радіальної імунодифузії в гелі. Ig E визначався за допомогою набору "Phadebas Ig E PRIST" (Швеція) (паперовий радіоімуносорбентний тест). Інтенсивність кисневозалежного метаболізму НФ вивчалася в реакції відновлення нітросинього тетразолію в спонтанному та індукованому суспензією Serratia marcescens (2.109/мл) НСТ-тесті. Концентрацію лізоциму в сироватці крові вимірювали нефелометричним методом з суспензією Micrococcus lysodecticus. При оцінці фагоцитарної здатності НФ визначали відсоток клітин, що проявили фагоцитарну активність (ФА) і середню кількість мікробів, поглинених одним НФ (ФЧ). Тест-об'єктом служила суміш однодобової культури St. aureus штаму 209.

2.5. Математико-статистичні методи дослідження. Результати обстеження піддавалися комп'ютерному обліку та статистичному аналізу з використанням бази даних та пакетом програм STATISTICA for Windows на IBM PC із застосуванням методів описової статистики, дисперсійного, дискриминантного і факторного аналізів. Про силу асоціації між маркерами, що визначалися, і хворобою судили по критерію відносного ризику (RR). Для визначення значимості розходження частот генетичних маркерів у порівнюваних групах і статистичної достовірності асоціацій використовували критерій ч2 (Р при df=1).

Результати досліджень, їх аналіз та узагальнення. Узагальнення матеріалів і порівняльний аналіз результатів досліджень, проведених на шахтах - об'єктах дослідження, підтвердив той факт, що одним із провідних шкідливих виробничих чинників є пил і нагріваючий мікроклімат.

Проведена нами гігієнічна оцінка умов праці ГОЗ дозволила дійти висновку, що концентрації вугільно-породного пилу на робочих місцях у видобувних забоях із нормальною і підвищеною температурою в десятки разів перевищують регламентовані санітарними нормами величини. Однак статистично достовірних відмінностей між рівнями запиленості на досліджуваних шахтах не встановлено.

Із числа досліджуваних шахт найгірші умови праці за пиловим чинником відзначаються на ш. ім. М. Горького, де середня величина перевищення ГДК склала 24,4 рази. Це на 35 % більше за мінімальне значення перевищення ГДК, визначеного на ш. ім. М.І. Калініна (18,1 рази). Найвищі і найнижчі середні показники максимально разової (700,3 мг/м3 проти 517,0 мг/м3) та средньозмінної концентрації пилу (244,1 мг/м3 проти 180,9 мг/м3) у повітрі робочої зони також визначалися на цих шахтах. Такі розбіжності можуть обумовлюватися маркою видобувного вугілля та його різною зольністю.

Визначальний вплив на формування параметрів мікроклімату робочих місць ГОЗ, як показали дослідження, справляють середні значення температури оточуючих порід і величини геотермічного ступеня, котрі істотно відрізняються в різних геотермічних ділянках шахт, навіть у межах одного і того ж виробничого об'єднання. Середня величина обчислюваної температури вміщувальних порід була вищою на ш. ім. О.Г. Стаханова і склала 40,8 оС проти 34,3 оС; 34,4 оС та 34,9 оС на решті об'єктах дослідження.

Максимальний перепад барометричного тиску (12,6 кПа.) і перевищення нормативних значень температури повітря робочої зони також зафіксовано на всіх видобувних ділянках ш. ім. О.Г. Стаханова (середня величина перевищення нормативу склала 4,2 оС).

Таким чином, незважаючи на кращу вентиляцію підземних виробок ш. ім. О.Г. Стаханова, з урахуванням розбіжностей між величинами геотермічного ступеня, видобувні ділянки цієї шахти характеризуються гіршими умовами праці за параметрами мікроклімату. Як свідчать літературні дані, імовірність розвитку виробничо обумовленої патології у гірників в умовах нагріваючого мікроклімату при інших рівних показниках вища, ніж у осіб, зайнятих на ділянках з температурою, що відповідає нормативним величинам. Показано (Ожиганова В.Н., Иванова И.С., 1990; Милишникова В.В., Палагушина А.И., 1990; Nowak R., Hoff P., 1974), що комбінований вплив виробничого пилу, навіть у концентраціях, що не перевищують ГДК, і нагріваючого мікроклімату повітря робочої зони створює небезпеку висушування війчастого епітелію, що, в свою чергу, стає причиною катаральних, гіперпластичних або атрофічних уражень слизової оболонки легень і бронхів.

У цілому, умови праці на обстежених шахтах можна оцінити як несприятливі, що негативно впливають на здоров'я шахтарів. Це знайшло підтвердження в результатах дослідження функціонального стану ендокринної системи та імунологічної реактивності організму гірників.

Проведений аналіз фенотипового розподілу 3-х систем спадкового поліморфізму у осіб з різноспрямованою рефлекторною реакцією бронхів на аерогенні подразники, гірників, хворих на ХПБ, та практично здорових шахтарів, показав таке. У порівнянні з особами, що мають нормальну бронхоспастичну реактивність (контрольна група), в групі осіб із вираженою рефлекторною реакцією бронхів (основна група) було значно більше осіб із фенотипом 0(I) системи АВ0, фенотипом MN еритроцитарної системи антигенів MNSs і фенотипом Нр 2-2 сироваткової системи гаптоглобіну. Асоціативний зв'язок з ризиком розвитку захворювань органів дихання у носіїв фенотипу 0(I), MN і Нр 2-2 був оцінений як високий (RR=1,82; RR=1,64; RR=1,69, ч2=4,25; 1,82; 3,32 відповідно), що свідчить про схильність до розвитку запального процесу в бронхах. У той же час осіб основної групи, що мали фенотип А(II), ММ і Нр1-1, в порівнянні з контрольною, виявилося набагато менше (на 22 %, 34 %, 37 %, відповідно) (рис. 1, 2, 3). Ризик розвитку запального процесу і вентиляційних порушень в органах дихання був оцінений як мінімальний (RR=0,68; 0,58; 0,60, ч2=1,74; 3,32; 1,64, відповідно).

Рис. 1. Розподіл частоти антигенів АВ0 Рис. 2. Розподіл частоти антигенів MNSs

в групі осіб з різною рефлекторною реакцією в групі осіб з різною рефлекторною реакцією

на аерогенні подразники (%) на аерогенні подразники (%)

Рис. 3. Розподіл частоти фенотипів гаптоглобіну в групі осіб з

різною рефлекторною реакцією на аерогенні подразники (%)

Таким чином, сполучення фенотипів 0(I), MN і Нр2-2 можуть служити ендогенними факторами ризику розвитку запального процесу та вентиляційних порушень в органах дихання у осіб, котрі надходять на роботу у вугільні шахти. Особи з притаманним їм фенотипом А(II), ММ і Нр1-1 наділені стійкістю до їх виникнення.

Проведений аналіз фенотипової варіабельності 3-х систем спадкового поліморфізму у гірників вугільних шахт, хворих на ХПБ і в групі здорових шахтарів показав, що серед хворих на ХПБ особи з фенотипом 0(I) зустрічалися частіше (на 17 %; ч2=6,32), ніж у групі практично здорових гірників. Фенотип А(II) частіше зустрічався в групі гірників без ознак пилової патології (на 11 %; ч2=2,57). Відносний ризик розвитку хронічного бронхіту в носіїв фенотипу 0(I) виявився високим (RR=2,42) на відміну від тих осіб, що мали фенотип А(II) (RR=0,61) (рис. 4). Особи з фенотипом MN частіше (на 16 %; ч2=6,15) зустрічалися серед хворих на ХПБ гірників, чим у групі практично здорових шахтарів. Фенотип ММ рідше зустрічався у хворих на ХПБ (на 17 %; ч2=6,60), ніж у групі здорових гірників (рис. 5). Вивчення розподілу фенотипів гаптоглобіну показало, що особи, для яких є властивим фенотип Нр1-1, достовірно частіше (на 8 %; ч2=2,72) зустрічалися в групі здорових шахтарів, чим у групі хворих на ХПБ, а особи з фенотипом Нр 2-2 вірогідно частіше (на 17 %; ч2=6,15) зустрічалися в групі хворих на ХПБ, ніж у групі здорових гірників (рис. 6).

Рис. 4. Розподіл частоти антигенів АВ0 в Рис. 5. Розподіл частоти антигенів системи MNSs

групі практично здорових і хворих на ХПБ в групі практично здорових і хворих на ХПБ

гірників (%) гірників (%)

Рис. 6. Розподіл частоти фенотипів гаптоглобіну в групі

практично здорових і хворих на ХПБ гірників (%)

Таким чином, було встановлено, що фенотипи 0(I), MN і Нр2-2 можуть служити ендогенними факторами ризику розвитку ХПБ у гірників вугільних шахт. Особи з фенотипами А(II), ММ і Нр1-1 мають стійкість до виникнення хронічного бронхіту. Аналогічні результати одержано нами під час дослідження цих генетичних систем у осіб із різноспрямованою рефлекторною реакцією бронхів на аерогенні подразники.

Узагальнюючи вищевикладене, можна зробити висновок, що ці імуногенетичні показники можна використати в якості додаткових маркерів при формуванні груп ризику розвитку ХПБ як серед здорових гірників, так і серед осіб, котрі надходять на роботу в умовах підвищеної запиленості вугільним пилом.

Індивідуальна динаміка змін показників гормонального статусу та імунологічної реактивності у осіб із різноспрямованою рефлекторною реакцією бронхів на початку їх трудової діяльності характеризувалась наступним. У гірників з вираженою спастичною реакцією бронхів через рік роботи в умовах підвищеної запиленості різко збільшуються рівні АКТГ (95,5 нг/л проти 32,3 нг/л, р<0.01) і кортизолу (880,5 нмоль/л проти 577,8 нмоль/л, р<0.05). Ці зміни відображують високий ступінь напруження гіпофізарно-надниркової системи, тобто включення в роботу захисно-пристосувального механізму неспецифічної адаптації (Юдаев Н.А., 1976; Панин Л.Е., 1983; Теппермен Дж., 1989). Водночас різке (майже вдвічі) зниження рівня тироксину як у гірників із підвищеною реакцією бронхів на аерогенні подразники, так і в групі гірників із нормальною реакцією бронхів (82,7 нмоль/л проти 127,6 нмоль/л, р<0.05 та 70,2 нмоль/л проти 141,0 нмоль/л, р<0.01 відповідно), може бути спрямоване на зменшення споживання кисню тканинами, розпад білка і зменшення процесу утворення тепла (Sudo A., Miki K., 1993).

Достовірне зростання рівнів ЛГ і Тс (р<0.02) і зниження рівня ФСГ (р<0.01) через рік роботи під землею у гірників із вираженою спастичною реакцією бронхів, в порівнянні з показниками в групі гірників з нормальною реакцією бронхів і з їх вихідними значеннями (рис. 7, 8), вказує не тільки на участь андрогенів і гонадотропинів у роботі компенсаторно-пристосувальних механізмів термінової адаптації до екстремальних умов праці, а й у підтримці нормального функціонування системи дихання (Milevich L. et. al., 1978; Hutchinson J, 1978; Таджиев Ф.С., 1990; Прибылова Н.Н., 1981).

Рис. 7 Динаміка рівній ФСГ, ЛГ і Тс у гірників з Рис. 8 Динаміка рівній ФСГ, ЛГ і Тс у гірників з

підвищеною спастичною реакцією бронхів нормальною реакцією бронхів

Через 2 роки роботи у вугільній шахті рівні АКТГ, кортизолу, тироксину ЛГ і Тс повернулися до початкових рівнів фізіологічних норм і не мали достовірних розбіжностей у порівняльних групах, лише концентрація ФСГ (1.47 МЕ\л проти 2,64 МЕ\л, р<0.01) у групі гірників із підвищеною реакцією бронхів на аерогенний подразник залишилася на достовірно низькою. Описане порушення співвідношення рівнів ФСГ, ЛГ і андрогенів, розбалансування регуляції системи гіпофіз-гонади на рівні прямих та зворотних зв'язків із підвищенням стажу роботи у шкідливих умовах може збільшувати гормональний дисбаланс і впливати на частоту формування пилової патології легень.

Проведене імунологічне дослідження у групах осіб із різноспрямованими реакціями бронхів показало, що більшість вихідних імунологічних показників знаходилися в межах норми. Розходження стосувалися зменшення фагоцитарного числа (р<0.01) та збільшення резервних метаболічних можливостей НФ в індукованому НСТ-тесті (р<0.05) у гірників із вираженою спастичною реакцією бронхів (табл. 2). До того ж, слід зазначити, що між вираженістю бронхоспастичної реакції після інгаляції ацетилхоліну та показниками фагоцитарної активності і фагоцитарного числа виявлялась пряма корелятивна залежність. Отже, підвищений тип рефлекторних реакцій на аерогенні подразники з певною імовірністю можна розглядати як окремий прояв загального порушення імунного статусу обстежених.

Таблиця 2

Динаміка імунологічних показників основної та контрольної групи (Х+Sx)

Показник | Час обстеження, роки | P (1-2) | P (3-4)

контрольна група | основна група

вихідний (1) | через 2 роки (2) | вихідний (3) | через 2 роки (4)

Фагоцит. активність НФ, % | 55.3 + 2.3 | 32.1 +2.8 | 48.1 +1.9 | 36.9 +2.0 | < 0.01 | < 0.01

Фагоцитарне число НФ | 4.1 + 0.4 | 3.2 +0.5 | 2.8 +0.2** | 4.4+0.6 | > 0.05 | < 0.05

Спонтанний НСТ-тест, % | 25.8 + 3.4 | 30.4 +2.0 | 27.8 +2.6 | 22.8 +1.4 | > 0.05 | > 0.05

Спонтанний ІАН | 0.33 + 0.05 | 0.38 +0.03 | 0.37 +0.04 | 0.27+0.02 | > 0.05 | > 0.05

Індукований НСТ-тест, % | 41.0 + 2.7 | 50.0 +2.7 | 50.2 +2.7 | 43.9 +3.1 | > 0,05 | > 0,05

Індукований ІАН | 0.50 + 0.05 | 0.59 +0.03 | 0.71 +0.05* | 0.52+0.04 | > 0,05 | < 0.05

Лізоцим сироватки, мг% | 11.2 + 1.5 | 4.5 +0.9 | 10.5 +0.9 | 5.4 +0.3 | < 0.01 | < 0.01

Ig G, г/л | 11.6 + 0.3 | 9.6+0.7 | 11.3+0.2 | 9.5+0.7 | < 0,05 | < 0.05

Ig А, г/л | 2.5 + 0.3 | 1.4+0.2 | 2.27+0.19 | 1.34+0.12 | < 0.05 | < 0.05

Ig М, г/л | 1.26 + 0.09 | 0.67+0.09 | 1.25+0.07 | 0.65+0.13 | < 0.02 | < 0.01

Ig E, KU/I | 59.1 + 9.1 | 32.1 +2.8 | 47.2+3.9 | 58.2+2.5 | < 0.01 | > 0.05

Примітка. * - p(1-3) - р < 0.05; ** - р < 0.02; *** - р < 0.01.

В групі гірників з нормальною реакцією бронхів щороку знижувалася фагоцитарна активність нейтрофілів (45,5 % та 32,12 % проти 55,3 %, р<0.05). Через рік роботи в контрольній групі зменшилися показники спонтанного (14,3 % проти 25,8 %, р<0.02) та індукованого НСТ-тесту, а через 2 роки - перевищили вихідні рівні. Прогресуюче знижувалися, так і не повернувшись до вихідного рівня, лізоцимна активність сироватки крові і рівні Ig G, А, М и Е (через 2 роки - р<0.01, р<0.05, р<0.05, р<0.02, р<0.01, відповідно) (див. табл. 2).

У шахтарів з вираженою спастичною реакцією бронхів через 1 рік роботи в шахті також відзначалася гіпоімуноглобулінемія Ig G (7,9 г/л проти 11,3 г/л, р<0.01) і Ig Е (23,3 KU/I проти 47,2 KU/I, р<0.05). Показники метаболічної і функціональної активності НФ теж істотно знизилися: спонтанний НСТ-тест (16,1 % проти 27,8 %, р<0.01), індукований НСТ-тест та лізоцим сироватки крові (39,5 % проти 50,2 % та 7,0 мг% проти 10,5 мг%, р<0.05, відповідно). Через 2 роки роботи в шахті показники НСТ-тесту, фагоцитарної активності НФ і лізоциму сироватки крові (р<0.01) в цій групі гірників стали ще нижчими, чим на початку роботи під землею (див. табл. 2). Фагоцитарне число вірогідно перевищувало всі показники - як вихідні, так і через 1 рік роботи (4,4 проти 2,8 та 2,4, р<0.05, відповідно). Особливої уваги, на наш погляд, заслуговує динаміка Ig E в обох групах. Так, якщо у гірників із нормальною реакцією бронхів на аерогенні подразники концентрація Ig E щороку знижувалася (р<0.05), то в групі гірників із підвищеною спастичною реакцією вихідна, достатньо висока концентрація Ig E, знизившись через рік , через 2 роки знову збільшилася (р<0.01), перевищивши вихідні рівні (див. табл. 2). Розбіжності в імунограмах основної і контрольної груп гірників стосувалися гіперімуноглобулінемії Е (сенсибілізація організму гірників), що, напевно, і є причиною їх підвищеної чутливості до аерогенних подразників та збільшення фагоцитарного числа, тобто поглинальної активності кожного фагоциту в основній групі.

Таким чином, було встановлено, що у деяких молодих людей, котрі вперше надходять на роботу у вугільні шахти, визначаються індивідуальні фактори ризику розвитку патології легень, що характеризуються підвищенням рефлекторної збуджуваності слизової дихальних шляхів і відхиленнями в імунному статусі організму (показники індукованого НСТ-тесту і фагоцитарної активності нейтрофілів). Наростання пригнічення фагоцитарної та лізоцимної активності НФ, гіпоімуноглобулінемія G, А і М в обох групах свідчить про напруження з наступним зривом адаптації імунної системи до роботи в підземних умовах з виходом у імунодефіцитний стан.

Дослідження функціонального стану ендокринної системи та імунологічної реактивності організму стажованих гірників та хворих на ХПБ, встановило такі закономірності. У групі практично здорових гірників, які від 10 до 15 років працювали в умовах підвищеної запиленості, концентрації усіх адаптаційних гормонів знаходилися в межах фізіологічної норми, що можна трактувати як період довгострокової адаптації. Звертає на себе увагу лише зменшення концентрації Тс (втричі в порівнянні з групою контролю) (6,3 нмоль/л проти 18,8 нмоль/л, р<0.01).

У гірників із ХПБ спостерігається зниження вмісту в крові всіх гормонів загальноадаптивного характеру: достовірно зменшуються концентрації кортизолу, ТТГ і тироксину в порівнянні з аналогічними показниками в групі донорів-нешахтарів (403,6 нмоль/л проти 700,6 нмоль/л; 3,1 мМЕ/л проти 4,8 мМЕ/л; 77,6 нмоль/л проти 144,4 нмоль/л, р<0.05, відповідно). Особливості розподілу рівнів гормонів системи гіпофіз-гонади в гірників з ХПБ мають більш виражений характер, чим у практично здорових гірників (концентрація ФСГ і Тс різко знижується (1,58 МЕ/л проти 3,5 МЕ/л та 3,5 мМЕ/л проти 6,3 мМЕ/л, р<0.01, відповідно), а ЛГ і естрадіолу – збільшується (16,7 МЕ\л проти 9,4 МЕ/л та 127,5 пмоль/л проти 82,5 пмоль/л, р<0.01; р<0.05, відповідно). Зниження концентрації Тс і підвищення рівня естрадіолу у гірників, хворих на ХПБ, може відбуватися внаслідок підвищення периферичного перетворення тестостерону в естрадіол не лише в печінці і жировій тканині, а й безпосередньо в легенях. Порівняльний аналіз розподілу статевих і гонадотропних гормонів в осіб з різним типом рефлекторних реакцій бронхів на аерогенний подразник та гірників, хворих на ХПБ, показав достовірне підвищення рівнів ЛГ і Тс та зниження рівню ФСГ через рік роботи під землею у осіб з підвищеною спастичною реакцією бронхів, а в гірників, хворих на ХПБ, спостерігалося подальше різке зниження рівня ФСГ і Тс на фоні збільшення концентрації ЛГ.

Таким чином, установлено, що показники гормонального дисбалансу, котрі свідчать про розвиток вираженої ендокринопатії у стажованих гірників, хворих на ХПБ (достовірне зниження концентрацій ТТГ, тироксину, кортизолу) і специфічний розподіл статевих і гонадотропних гормонів, а саме високий рівень ЛГ і естрадіолу на фоні низьких показників ФСГ і Тс, можуть бути використані як додатковий критерій діагностики розвитку ХПБ. Односпрямоване з хворими на ХПБ пригнічення продукції ФСГ і тироксину на фоні підвищення рівня ЛГ у гірників із вираженою реакцією бронхів на аерогенний подразник може слугувати інформативним показником, що дозволяє уже через рік роботи в умовах підвищеної запиленості зарахувати їх до групи ризику розвитку пилової патології.

Зіставлення імунологічних параметрів у групі стажованих гірників без ознак пилової патології, котрі від 10 до 15 років трудилися під землею, та хворих на ХПБ дозволило виявити максимальну кількість розбіжностей (табл. 3).

Таблиця 3

Показники імунологічної реактивності організму у гірників (Х+Sx)

Показник | Група

контрольна гр. (1) | основна група (2) | здорові гірники (3) | хворі на ХПБ (4)

Фагоцит. активність НФ, % | 32.1 +2.8 | 36.9+2.0 | 30.3 + 3.0 | 67.5 + 2.1 &&&!!!

Фагоцитарне число НФ | 3.2 +0.5 | 4.4+0.6 | 2.53 + 0.29# | 4.84 + 0.27 &

Спонтанний НСТ-тест, % | 30.4 +2.0 | 22.8+1.4* | 22. 8+ 1.3 | 29.7 + 3.4

Спонтанний ІАН | 0.38 +0.03 | 0.27+0.02* | 0.24 + 0.02 | 0.53 + 0.08 &!

Індукований НСТ-тест, % | 50.0 +2.7 | 43.9+3.1 | 36.3 + 2.2 | 50.9 + 4.2 &

Індукований ІАН | 0.59 +0.03 | 0.52+0.04 | 0.43 + 0.03 | 0.91 + 0.1 &&!

Лізоцим сироватки, мг% | 4.5 +0.9