МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ДАНИЛА ГАЛИЦЬКОГО

ЗАКАЛЯК НАТАЛІЯ РОМАНІВНА

УДК: 613.6:661.124

ГІГІЄНІЧНА І ТОКСИКОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ГРИБА PENICILLIUM VITALE ЯК ПРОМИСЛОВОГО ШТАМУ У ВИРОБНИЦТВІ МІКРОЦИДУ ТА ГЛЮКОЗООКСИДАЗИ

14.02.01 - ГІГІЄНА

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Львів - 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Львівському національному медичному університеті імені Данила Галицького МОЗ України.

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор

Маненко Алек Костянтинович

Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького МОЗ України,

завідувач курсу гігієни ФПДО

кафедри гігієни та профілактичної токсикології

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор

Цапко Валентин Григорович

Національний аграрний університет Кабінету Міністрів України, м. Київ, завідувач

кафедри охорони праці

доктор медичних наук, професор

Безкопильний Іван Никифорович

Львівський науково-дослідний інститут епідеміології і

гігієни МОЗ України, головний науковий співробітник лабораторії санітарної токсикології

Провідна установа: Національний медичний університет ім.

О.О. Богомольця МОЗ України, м. Київ.

Захист відбудеться "__11__" _травня_ 2005 р. о __11____ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.600.03 при Львівському національному медичному університеті імені Данила Галицького МОЗ України (79010, м. Львів, вул. Пекарська, 69).

З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького МОЗ України (79000, м. Львів, вул. Січових Стрільців, 6).

Автореферат розісланий " 7 " квітня 2005 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Федорів Я.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність дослідження. Проблема профілактики негативного впливу біологічних чинників виробничого середовища на організм людини та навколишнє природне середовище набирає все актуальнішого соціально-гігієнічного й медико-біологічного значення (Миронов А.Ю., 2000; Покровский В.И., 2002; Соседова Л.М., Рукавишников В.С., 2002; Кондрик Е.К. и соавт., 2003).

Зростаюча роль біологічного забруднення зумовлена інтенсивним розвитком мікробіологічної промисловості, яка на сьогоднішній день сформувалась як самостійна галузь народного господарства (Robertson D.S.F., 1983; Бекер М.Е. и соавт., 1990; Ренненберг Р., Ренненберг И., 1991; Білко Т.М., 1994; Поляков В.А., Кудряшов Наукові дослідження вчених (Чудновец А.Я., 1998; Цапко В.Г., Чудновец А.Я., 1999; Шляхецкий Н.С., 2002; Цапко В.Г. и соавт., 2004) свідчать про високий вміст грибів-продуцентів у повітрі виробничих приміщень ферментної, гідролізно-дріжджової промисловості, підприємств - виробників білково-вітамінних концентратів і про їх негативний вплив на стан здоров'я людини.

Серед шляхів, спрямованих на вирішення проблеми біологічної безпеки підприємств мікробного синтезу, пріоритетними є: регламентування мікроорганізмів-продуцентів у повітрі виробничих приміщень; розробка методів кількісного визначення їх у повітрі; обгрунтування заходів профілактики (Рахманин Ю.А. и соавт., 2001). Більшість нормованих штамів мікроорганізмів-продуцентів належать до ІІІ класу небезпеки - це продуценти антибіотиків пеніциліну - Penicillium chrysogenum, граміцидину - Bacillus brevis, стрептоміцину - Streptomyces griseus, хлортетрацикліну - Streptomyces aureoxaciens, ріфампіцину - B Nocardia mediterranei, продуценти амінокислот Brevibacterium flavum 758, pS-76, 10-86, spE-531, Bacillus subtilus, Escherichia coli, дріжджоподібні гриби Кандіда Скотті, штами продуценту Кандіда Мальтоза. Їх санітарні стандарти у повітрі робочої зони коливаються в межах від 1(103 до 1(104 кл/м3. Окремі мікроорганізми-продуценти належать до ІІ класу небезпеки, гранично допустимі концентрації їх становлять 200 - 300 кл/м3 повітря - штам гриба Seatrichum candidum AP-217, дріжджоподібні гриби Candida штаму ВСБ-925, ВСБ-928, спори Aspergillus terreus (Сидоров К.К., Голубович Е.Я., 1990-1992).

До числа мікроорганізмів-продуцентів належить, також, досліджуваний нами гриб Penicillium vitale Pidoplitschko et Bilaj (P. vitale) з класу Ascomycetes, родини Aspergillaceae, роду Penicillium, виду Penicillium vitale (Билай В.И., Пидопличко Н.М., 1953). При його поверхневому культивуванні на живильному середовищі сусло-агарі одержують мікроцид - культуральну рідину з бактерицидними властивостями для зовнішнього застосування та фермент глюкозооксидазу - реактив для діагностики цукрового діабету (Гулый М.Ф. и соавт., 1964; Ясинчук Н.А., 1971; Машковский М.Д., 2002). Мікроцид і глюкозооксидазу виробляють на ДП "Львівдіалік", окрім того, завершено будівництво більш потужного підприємства з випуску аналогічної продукції для задоволення потреб у широкому застосуванні антибіотику мікроциду та ферменту глюкозооксидази в лікарській практиці. Актуальність наших досліджень зумовлена тим, що в літературі немає даних про біологічний вплив гриба P. vitale на організм, не встановлено його гранично допустимої концентрації в повітрі робочої зони, відсутня інформація щодо значення виробництва мікроциду та глюкозооксидази в забрудненні спорами гриба-продуцента об'єктів довкілля, не розроблено методики кількісного визначення P. vitale в повітрі, що істотно обмежує можливості державної санепідслужби щодо здійснення запобіжного та поточного санітарного нагляду за виробництвом. Крім того, немає даних про стан здоров'я осіб, працюючих із культурою гриба-продуцента.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертації затверджена на засіданні вченої ради медико-профілактичного факультету Львівського державного медичного інституту (Протокол № 6 від 15.03.1995). Дисертаційна робота є фрагментом наукової роботи кафедри гігієни та профілактичної токсикології з курсом гігієни факультету післядипломної освіти Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького "Розробка заходів щодо профілактики забруднення довкілля важкими металами та іншими ксенобіотиками" УДК 613.652:66.09, № держ. реєстрації 0197U000591.

Мета роботи - науково обґрунтувати гранично допустиму концентрацію спор гриба Penicillium vitale Pidoplitschko et Bilaj у повітрі робочої зони, а також розробити комплекс профілактичних заходів на виробництві мікроциду та глюкозооксидази.

Задачі дослідження. У відповідності до поставленої мети були сформульовані наступні завдання:

1. Вивчити умови праці та стан здоров'я працівників, зайнятих у виробництві мікроциду й глюкозооксидази.

2. Розробити метод кількісного визначення спор гриба Penicillium vitale в повітрі робочої зони.

3. Дослідити імунотоксичну та дисбіотичну дії гриба Penicillium vitale, дисемінацію його спор у внутрішніх органах і подразнювальний вплив на слизову оболонку ока в експерименті на лабораторних тваринах.

4. За результатами вивчення біологічної дії гриба Penicillium vitale науково обґрунтувати гранично допустиму концентрацію його спор у повітрі робочої зони.

5. Дати оцінку впливу діяльності підприємств із виробництва мікроциду й глюкозооксидази на стан довкілля та обгрунтувати заходи профілактики.

Об'єктом дослідження були умови праці на підприємстві з виробництва мікроциду та глюкозооксидази та матеріали щодо захворюваності працюючих.

Предметом дослідження були гігієнічна та токсикологічна оцінка біологічної дії гриба P. vitale на організм лабораторних тварин, санітарно-епідеміологічна експертиза проекту заводу лікарських препаратів із обґрунтуванням санітарно-захисної зони (СЗЗ) підприємства.

Методи дослідження. Гігієнічний норматив (ГДК) промислового штаму гриба P. vitale в повітрі робочої зони обгрунтовано відповідно до вимог Методических указаний № 6789/1-91, М.,1991. В експериментах на лабораторних тваринах використані токсикологічні, імунологічні, гематологічні, бактеріологічні, гістологічні та морфологічні методи дослідженнь. Оцінку умов праці та стану здоров'я працівників підприємства проведено за допомогою санітарно-гігієнічних, епідеміологічних і бактеріологічних методів. Вміст гриба-продуцента в повітрі визначено мікробіологічним методом. Оцінку впливу підприємства "Львівдіалік" на стан довкілля проведено розрахунковим методом згідно з ОНД-86, Л., 1987 та відповідно до діючих санітарних правил ДСП-201-97, К., 1997. Обробку отриманих результатів проводили загальноприйнятими статистичними методами.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше в широкому обсязі проведені токсиколого-гігієнічні дослідження гриба P. vitale. Експериментально встановлена можливість імунотоксичної та дисбіотичної дії спор гриба й здатність їх до дисемінації у внутрішніх органах лабораторних тварин. Даний біологічний чинник віднесено до групи алергенів. Науково обґрунтовано гранично допустиму концентрацію промислового штаму гриба P. vitale в повітрі робочої зони на рівні 5(103 КУО/м3 (ІІІ клас небезпеки). Розроблено методику кількісного визначення концентрації спор гриба P. vitale в повітрі, принциповим у якій є додавання до живильного середовища, на яке аспірують спори з повітря, антибіотику гентаміцину сульфат з метою пригнічення росту сторонньої повітряної мікрофлори. Вивченні особливості умов праці на підприємстві з виробництва мікроциду й глюкозооксидази та проведено аналіз захворюваності працівників, що дозволило обґрунтувати ряд профілактичних заходів. Дана оцінка впливу підприємства мікробіологічного синтезу на стан довкілля.

Практичне значення одержаних результатів. Матеріали досліджень використані для наукового обґрунтування гранично допустимої концентрації спор гриба Penicillium vitale на рівні 5(103 КУО/м3 (затверджено наказом МОЗ України № 336 від 21.11.1997 і включено в список № 2 "Гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин у повітрі робочої зони"). Матеріали проведених науково-дослідних робіт включені в "Методичні вказівки з мікробіологічного визначення концентрації спор гриба Penicillium vitale в повітрі робочої зони" № 10.2.1.0007-97 (затверджено постановою головного державного санітарного лікаря України № 38 від 07.05.1997). Отримані результати дисертаційних досліджень впроваджені в практичну діяльність Львівського підприємства лікарських препаратів "Львівдіалік", роботу Львівської обласної СЕС, навчальний процес кафедри гігієни та профілактичної токсикології з курсом гігієни ФПДО Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького.

Особистий внесок здобувача. Особистий внесок автора полягає в аналізі актуальності та ступеня вивчення визначеної проблеми, пошуку, виборі умов і методів досліджень, проведенні експериментальної частини досліджень, статистичному опрацюванні отриманих результатів стосовно обґрунтування ГДК спор гриба P. vitale в повітрі робочої зони.

Метод кількісного визначення спор гриба P. vitale в повітрі розроблено в співавторстві з к.м.н., доцентом кафедри мікробіології Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького В.С. Петрусом. Морфологічні дослідження виконані на кафедрі гістології та ембріології ЛНМУ імені Данила Галицького разом з к.м.н., доцентом Л.Д. Вишемірською - Крупей.

Апробація результатів дисертації. Основні положення й результати дисертаційної роботи викладені та обговорені на: ІІ Міжнародному міжкафедральному симпозіумі з питань гігієни тварин (Львів, 1995); ювілейній науково-практичній конференції "Охорона здоров'я і довкілля", присвяченій 100-річчю від дня народження професора В.З. Мартинюка (Львів, 1996); науковій конференції "Шляхи підвищення безпеки життєдіяльності", присвяченій 20-річчю кафедри безпеки життєдіяльності Львівського державного аграрного університету (Львів, 1997); засіданні комісії з гігієнічної регламентації біологічних факторів комітету з питань гігієнічного регламентування МОЗ України (Київ, 1996); І Міжнародній науково-практичній конференції "Проблеми гігієни та епідеміології на залізничному транспорті" (Львів, 1998).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 9 наукових праць, з них 3 - у фахових наукових виданнях, 6 - у збірниках наукових праць, матеріалах і тезах наукових та науково-практичних конференцій, симпозіумів.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, восьми розділів, висновків, списку використаних літературних джерел і додатків. Робота викладена на 174 сторінках комп'ютерного друку (основна частина 125 сторінок). Дисертація ілюстрована 17 таблицями та 17 рисунками. Бібліографічний опис налічує 160 джерел вітчизняних та зарубіжних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали, методи та обсяг досліджень. Відповідно до поставленої мети та завдань намічені дослідження виконані в кілька послідовних етапів.

Перший етап включав проведення досліджень, які передбачали детальне вивчення технологічного процесу виробництва мікроциду та глюкозооксидази з гігієнічною оцінкою умов праці працівників підприємства. Оцінку умов праці здійснено відповідно до "Гігієнічної класифікації праці за показниками шкідливості та небезпечності факторів виробничого середовища, важкості та напруженості трудового процесу", К., 2001 та нормативних документів "Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны" № 4617-88, М., 1988 і ДСН 3.3.6.042-99, К., 2000. Обстеження працівників підприємства з метою виявлення забруднення відкритих ділянок тіла та носіїв гриба P. vitale з локалізацією його спор у дихальних шляхах проведено шляхом бактеріологічного дослідження змивів із шкірних покривів і нігтевих пластин пальців рук та назофарингіального матеріалу, відібраного методом "кашельних пластинок" (Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследования, М., 1973). Концентрацію спор гриба-продуцента в повітрі робочої зони визначено за розробленим нами методом. Оцінку впливу умов праці на здоров'я працівників проведено за результатами поглибленого аналізу захворюваності з тимчасовою непрацездатністю (ТН) з визначенням основних показників захворюваності (випадків і днів непрацездатності на 100 працівників і частки випадків непрацездатності через окремі форми захворювань), а також основних показників епідеміологічних досліджень у гігієні праці (відносного ризику впливу й етіологічного ризику) згідно з документами: "Методичними рекомендаціями з вивчення захворюваності з тимчасовою втратою працездатності робітників промислових підприємств", К., 1994; "Методичними рекомендаціями з розробки первинних даних за Ф.23 ТН та основних показників епідеміологічних досліджень в гігієні праці", Львів, 2003.

На другому етапі досліджень опрацьовано метод кількісного визначення спор гриба P. vitale в повітрі. З метою його апробації досліджено 170 зразків повітря, відібраного у виробничих приміщеннях.

Наступним етапом нашої роботи були токсикологічні дослідження, які передбачали визначення лімітувального критерію шкідливості ІV глюкозооксидазного штаму гриба P. vitale з подальшим обгрунтуванням його ГДК у повітрі робочої зони відповідно до вимог офіційних методичних документів: Методических указаний № 6789/1-91, М., 1991; Методических указаний № 5052-89, М.,1989; Методических рекомендаций № 2121-80, Рига, 1980. Дослідження щодо визначення лімітувального критерію шкідливої дії гриба-продуцента проведені в обсязі, необхідному для обгрунтування його гігієнічного нормативу в повітрі виробничих приміщень. В умовах хронічного експерименту на трьох видах лабораторних тварин вивчали імунотоксичність гриба P. vitale, яка виявляється в сенсибілізуючій, антигенній (імунізуючій) та імуномодулюючій діях, дисбіотичні властивості досліджуваного біологічного чинника й здатність спор гриба-продуцента до дисемінації у внутрішніх органах. Режим годування та догляду за тваринами відповідав загальноприйнятим рекомендаціям (Западнюк И.П. и соавт., 1983). Сенсибілізацію дослідних тварин проводили шляхом інтраназального введення суспензії спор досліджуваного гриба в ізотонічному розчині хлориду натрію один раз на добу впродовж 30 днів, моделюючи тим самим інгаляційний шлях надходження P. vitale в організм працівників в умовах виробництва. Кожна дослідна група тварин отримувала спори гриба-продуцента в дозі, що відповідала певній концентрації його в повітрі робочої зони, а саме 5(105 КУО/м3 (І група), 5(104 КУО/м3 (ІІ група), 5(103 КУО/м3 (ІІІ група). Дозу розраховували, зважаючи на встановлені для різних видів тварин показники легеневої вентиляції та час інгаляції (Трахтенберг И.М., и соавт., 1991). Контрольні групи тварин отримували інтраназально фізіологічний розчин. Сенсибілізуючу й антигенну дії вивчено на морських свинках. Сенсибілізуючі властивості P. vitale визначено шляхом постановки внутрішньошкірної алергічної провокаційної проби за Методическими указаниями № 1.1.578-96, М., 1997, моделювання картини анафілактичного шоку згідно з Методическими указаниями № 2163-80, М.,1980, визначення гіперчутливості сповільненого та негайного типів (ГСТ і ГНТ) відповідно до Методических указаний № 6789/1-91, М., 1991. Антигенність досліджуваного гриба оцінено за титром антитіл і фагоцитарною активністю нейтрофілів у реакціях аглютинації й фагоцитозу, поставлених із сироватками крові дослідних і контрольних тварин та суспензією спор гриба-продуцента. Імуномодулююча дія вивчена на білих щурах за показниками периферійної крові (лейкоцитами, лімфоцитами та їх популяціями - Т-лімфоцитами (Е-РУК), В-лімфоцитами (ЕАС-РУК) і їх попередниками (ауто-РУК), визначеними загальноприйнятими методами (Меньшиков В.В. и соавт., 1987). Дисбіотичну дію спор P. vitale досліджено за кількісним складом мікрофлори товстої кишки білих мишей у динаміці (перед затруюванням, на 15 і 30 доби періоду сенсибілізації, на 30 добу реабілітації) відповідно до Методических указаний № 5051-89, М., 1989 та Методических указаний № 6789/1-91, М., 1991. Визначали кількісні зміни трьох груп мікроорганізмів. Поріг дисемінації у внутрішніх органах визначено шляхом бактеріологічного, патоморфологічного та патогістологічного дослідження паренхіматозних органів білих мишей. Оцінку подразнювального впливу спор досліджуваного гриба на слизову оболонку ока кролів проведено за схемою, запропонованою А.Majda і K.Chrusaielska згідно з Методическими указаниями № 2196-80, М., 1980. За результатами хронічного експерименту встановлено поріг шкідливої дії промислового штаму гриба P. vitale та науково обгрунтовано його ГДК у повітрі робочої зони відповідно до Методических указаний № 6789/1-91, М., 1991.

На заключному етапі роботи проведено гігієнічну оцінку впливу ДП "Львівдіалік" на довкілля та розробку профілактичних заходів. Обгрунтовано розмір санітарно-захисної зони підприємств з виробництва мікроциду й глюкозооксидази згідно з вимогами нормативних документів: ДБН А.2.2-1-95, К., 1996; ДСП № 173, К., 1996; "Руководства по проектированию СЗЗ промышленных предприятий", М., 1984. Розрахунок розсіювання спор P. vitale в приземному шарі атмосфери проведено за ОНД-86, Л., 1987.

Результати досліджень опрацьовані загальноприйнятими статистичними методами з розрахунком середніх арифметичних (М), їх середніх похибок (m) і визначенням вірогідності отриманих результатів за критерієм Стьюдента (t).

Обсяг досліджень, виконаних за час дисертаційної роботи, наведено в табл.1.

Результати дослідження та їх обговорення. Гігієнічна характеристика технологічного процесу виробництва мікроциду й глюкозооксидази з оцінкою умов праці та станом здоров'я працівників. Підприємство "Львівдіалік" щороку випускає 50 тис. літрів нативного мікроциду та 50 тис. літрів мікроциду для отримання 2 кг ферменту глюкозооксидази. Технологічний процес виробництва мікроциду й глюкозооксидази базується на поверхневому способі культивування промислового штаму гриба P. vitale та складається з наступних етапів: отримання посівного матеріалу, підготовка живильних середовищ, культивування гриба-продуцента на сусло-агарі, культивування на середовищах збагачення (ферментація), фільтрування, хімічне очищення

Таблиця 1

Обсяг виконаних досліджень

Вид дослідженняКількість дослідженьМікробіологічне дослідження повітря виробничих приміщень170Обстеження працівників підприємства:1050- дослідження змивів із відкритих ділянок шкірних покривів1020- дослідження матеріалу з назофарингіальної порожнини30Оцінка стану здоров'я працівників:1953- аналіз листків непрацездатності1945- аналіз статистичних звітних форм № 23-ТН8Токсикологічні дослідження на тваринах: 1419- дослідження сенсибілізуючих властивостей96- дослідження антигенних властивостей48- дослідження імуномодулюючого ефекту240- вивчення дисбіотичної дії504- вивчення дисемінації у внутрішніх органах528- дослідження подразнювального впливу на око3Загальна кількість тварин, використаних в експерименті99

глюкозооксидази, отримання готових лікарських форм. При детальному вивченні технології та обладнання, які застосовуються на підприємстві, виявлено ряд недоліків, що свідчать про недосконалість, з санітарно-гігієнічних позицій, такого процесу виробництва. Зокрема: процеси культивування гриба на живильних середовищах призводять до забруднення повітря виробничих приміщень спорами P. vitale та до безпосереднього контакту працівників із живою культурою; використання на більшості етапів технологічного процесу ручної праці є причиною значного фізичного навантаження; застосування обладнання з недостатньою теплоізоляцією зумовлюють порушення мікрокліматичних умов у ряді виробничих приміщень підприємства.

Результати проведених досліджень показали, що провідним шкідливим чинником виробництва мікроциду та глюкозооксидази є спори гриба P. vitale, вміст яких у повітрі виробничих приміщень коливається в межах від 11,0±0,66 до 1049,0±31,3 КУО/м3 (табл. 2).

Встановлено, що найбільше забруднення повітря спорами спричиняють процеси посіву чистої культури гриба на середовища збагачення (просо та рідке середовище Білай), які проводяться вручну.

Таблиця 2

Вміст спор гриба P. vitale в повітрі виробничих приміщень

ДП "Львівдіалік"

Місце відбору пробКонцентрація P. vitale (КУО/м3)мінімуммаксимумМ±mЦех приготування живильних середовищ6,713,311,0±0,66Посівний бокс № 1

(посів на просо)13,3

87,0

100,02866,2

2229,3

2547,7992,0±36,4

1049,0±31,3

949,0±33,5

Посівний бокс № 2

(посів на середовище Білай)16,7

16,7

16,7

16,7

93,0

250,0

6,7955,0

1273,9

1910,8

1910,8

1910,8

1591,4

1910,8377,7±13,08

317,5±16,77

523,9±35,04

494,5±35,9

564,8±39,0

389,8±30,4

530,4±35,4Лабораторія6,713,311,0±0,66Автоклавнан/в*н/вн/вЦех фільтрування та розливу мікроциду в флаконин/вн/вн/вЦех виділення глюкозооксидази16,7

16,7

16,750,0

83,3

250,028,3±0,5

35,0±0,8

83,0±2,48

Примітка. * - Спор гриба в повітрі не виявлено.

Утворення аерозолю спор P. vitale в процесі його культивування створює реальну можливість виникнення носійства гриба серед працівників підприємства з локалізацією спор на відкритих ділянках шкірних покривів та в дихальних шляхах. Дослідження змивів, відібраних із долонь, зовнішніх поверхонь кистей, нігтевих пластин рук, показало, що найвищий відсоток носійства (70,8-100 %) зареєстровано в працівників боксів, які в процесі роботи перебувають у безпосередньому контакті з спорами гриба-продуцента. Суміжне розташування в одному блоці приміщень із ферментації мікроциду та глюкозооксидази є причиною носійства гриба (4-20 %) серед працівників, зайнятих у процесах отримання чистого ферменту, які не перебувають у контакті з живою культурою. При обстеженні робітників методом "кашельних пластинок" носіїв P. vitale з локалізацією його спор у дихальних шляхах не виявлено.

Встановлено, що супутнім шкідливим чинником досліджуваного виробництва є несприятливі мікрокліматичні умови, а саме температура та відносна вологість повітря, параметри яких перевищують допустимі нормативні значення як в літній, так і в зимовий періоди. Високі температура (28-300 С) та відносна вологість повітря (80-90 %) зумовлені виключно технологічним процесом і не залежать від температури зовнішнього повітря. Причиною надлишкової кількості тепла й вологи в повітрі виробничих приміщень є працююче технологічне обладання (автоклави, муфельна піч, де прожарюють бактерійні фільтри). Швидкість руху повітря в усіх приміщеннях реєструвалась у межах допустимих значень. Перевищень ГДК хімічних речовин (хлору, фенолу, аміаку) у повітрі робочої зони, які використовуються в технології виробництва, не виявлено.

Дослідження важкості та напруженості трудового процесу показало, що фізичне динамічне навантаження, маса переміщуваного вантажу, кількість нахилів корпусу та час перебування в незручній позі впродовж робочої зміни, тривалість зосередженості в більшості працівників підприємства не відповідають допустимим значенням.

На підставі наведеного, відповідно до ознак гігієнічної класифікації праці, умови й характер праці на виробництві мікроциду та глюкозооксидази за показниками параметрів виробничого мікроклімату та важкості й напруженості трудового процесу віднесено до ІІІ класу І ступеня.

Аналіз розрахованих основних показників захворюваності з тимчасовою непрацездатністю за період 1993 по 2000 рр. показав, що для підприємств з виробництва мікроциду й глюкозооксидази характерним є дуже високий рівень загальної захворюваності. Зокрема, кількість випадків і днів непрацездатності на 100 працівників впродовж досліджуваних років коливалися в межах від 112,9 до 413 та від 1689 до 1740 відповідно. У структурі захворювань переважала патологія органів дихання. Її частка в загальній кількості захворювань становила від 49,1 до 56,3 %.

Отримані нами дані збігаються з даними інших авторів, які вивчали вплив біологічних чинників виробничого середовища на стан здоров'я працівників (Краснюк Е.П., Цапко В.Г., 1999; Цапко В.Г., Чудновец А.Я., Стеренбоген М.Ю., 1999, 2004 та ін.). Щодо Pеnicillium vitale як етіологічного чинника, то невеликі концентрації гриба-продуцента в повітрі робочої зони є мало інтенсивним фактором. На нашу думку, причиною такого рівня захворюваності на виробництві може бути поєднана дія біологічних чинників, в тому числі гриба Pеnicillium vitale й продуктів його метаболізму та несприятливого виробничого мікроклімату.

Метод мікробіологічного визначення концентрації спор гриба P. vitale в повітрі. В основі методу лежить посів повітря на щільне живильне середовище з наступним підрахунком кількості колоній гриба, які виросли та перерахунком їх на концентрацію спор в 1 м3 повітря. Відбір повітря проводиться аспіраційним способом із використанням щілинного апарату Кротова з швидкістю 30 л за 1 хв (150 л повітря впродовж 5 хв) на живильне середовище сусло-агар. З метою підвищення точності методу необхідним було інгібування росту сторонньої повітряної мікрофлори за умови задовільного культивування гриба P. vitale. За допомогою "методу індикаторних дисків" встановлено, що з внесенням до сусло-агару, на який аспірують повітря, антибіотику гентаміцину сульфат з розрахунку 0,1 мг на 100 мл середовища досягається максимальний ефект пригнічення росту бактеріальної флори. Ця особливість розробленого методу відрізняє його від інших методик визначення мікологічного забруднення повітря. Необхідним є дотримання умов стерильності, які полягають у стерилізації живильного середовища в автоклаві (10-15 хв при 0,5 атм) і чашок Петрі (1 год при 180? С) та ретельному протиранні спиртом поверхні рухомого диску й внутрішніх стінок апарату Кротова перед відбором повітря.

Інкубація відібраних проб повітря проводиться в термостаті при 37-38? С, що є обов'язковою умовою для задовільного росту гриба. Через 5 діб підраховують кількість типових за морфологічними ознаками колоній P. vitale, які виросли на чашці. Перерахунок на концентрацію спор гриба в повітрі проводять за формулою: Х=n(1000/V, де Х - вміст спор у повітрі, n - кількість колоній на чашці, V - об'єм дослідженого повітря.

Розроблений метод кількісного визначення спор P. vitale в повітрі апробовано під час проведення атестації робочих місць на підприємстві "Львівдіалік". Апробація проведена лише з ІV глюкозооксидазним штамом P. vitale, оскільки, саме він, завдяки високій антибіотичній і ферментативній активності, використовується сьогодні в промисловому виробництві мікроциду й глюкозооксидази. Незважаючи на це, метод можна застосовувати для всіх штамів досліджуваного гриба.

Метод визначення спор гриба P. vitale в повітрі є досить чутливим, оскільки забезпечує межі вимірювання від 10 до 105 КУО/м3.

Біологічна дія гриба P. vitale на організм лабораторних тварин в умовах хронічного експерименту. Вирішальним орієнтиром для обгрунтування ГДК гриба P. vitale в повітрі робочої зони були результати хронічного експерименту на теплокровних тваринах. Експериментально встановлено, що інтраназальне введення лабораторним тваринам завісини спор гриба P. vitale в ізотонічному розчині хлориду натрію в трьох досліджуваних концентраціях (5(105, 5(104, 5(103 КУО/м3 ) впродовж усього терміну досліду не призвело до загибелі тварин. Загальний стан, поведінка лабораторних тварин піддослідних груп за вказаних умов не відрізнялися від таких у контрольній групі.

За отриманими результатами алерготестування тварин, проведеного на 30 добу експерименту, встановлено виражену сенсибілізуючу дію спор P. vitale на організм морських свинок. На внутрішньошкірне введення алергену (суспензії спор гриба в дозі, яка перевищувала разову сенсибілізуючу в два рази) сенсибілізовані тварини відреагували інфільтративно-геморагічною формою запалення шкіри в місці ін'єкції. Інтенсивність запального процесу залежала від величини сенсибілізуючої концентрації біологічного чинника. В підтвердження отриманого результату була змодельована картина анафілактичного шоку. У сенсибілізованих морських свинок анафілактична реакція проявилася легкою формою шоку (пошкрябування лапками мордочки, неспокійні рухи, настовбурчення шерсті, поза "клубка"). Результати даних проб алергодіагностики стали поштовхом для подальших досліджень сенсибілізуючих властивостей спор гриба шляхом визначення ознак формування ГСТ і ГНТ. Отримані результати корелювали з результатами попередніх досліджень. Вираженість групових реакцій при алерготестуванні тварин залежала від інтенсивності впливу, що підтверджує, існуючу в галузі гігієнічного нормування, концепцію пороговості дії шкідливих чинників. За даними експерименту встановлено, що для глюкозооксидазного штаму гриба P. vitale концентрація 5(105 КУО/м3 є діючою, а 5(104 КУО/м3 - пороговою за сенсибілізуючим ефектом. Отримані результати збігаються з результатами дослідження сенсибілізуючих властивостей у інших видів грибів роду Penicillium, зокрема в Penicillium chrysogenum та Penicillium funiculosum, які нормовані за сенсибілізючою лімітувальною ознакою шкідливості з поміткою "А" (алерген).

Для оцінки антигенних властивостей спор досліджуваного штаму гриба P. vitale було визначено рівень імунних антитіл у реакціях аглютинації та досліджено фагоцитарну активність у реакціях фагоцитозу спор нейтрофілами крові (табл. 3).

Таблиця 3

Антигенні властивості промислового штаму гриба P. vitale в морських свинок

Концентрація

КУО/м3

Титр антитіл

в РА*Реакція фагоцитозуфагоцитуючі нейтрофіли, %

M±mіндекс активності фагоцитозу

M±m5(10510,6254,5±1,3

р<0,013,1±0,08

р<0,0015(1043,6647,4±1,2

р>0,052±0,09

р>0,055(103РА - від'ємна41,3±2,8

р>0,051,7±0,06

р>0,05контроль РА - від'ємна 40,0±3,71,6±0,3

Примітка. * - Середньогеометричне значення титру антитіл виражене через log2 основи титру.

Результати проведення розгорнутих реакцій аглютинації та фагоцитозу показали зростання титру антитіл у сироватках крові дослідних тварин і підвищення активності фагоцитозу спор гриба нейтрофілами крові у відповідь на збільшення сенсибілізуючої концентрації P. vitale. Це свідчить про те, що для досліджуваного гриба-продуцента властивою є антигенна дія. Поріг антигенності встановлено на рівні 5(104 КУО/м3.

В експерименті на щурах (15 і 30 дні досліду) не виявлено імуномодулюючих властивостей у промислового штаму гриба P. vitale. Підтвердженням цього є відсутність статистично вірогідних змін у кількостях Т-лімфоцитів (Е-РУК), В-лімфоцитів (ЕАС-РУК) та їх попередників (ауто-РУК) у периферійній крові дослідних тварин, сенсибілізованих трьома досліджуваними концентраціями гриба-продуцента, порівняно з контролем. Проведення подальших досліджень із метою встановлення концентрації гриба P. vitale, при якій може бути зафіксований імуномодулюючий ефект, було недоцільним. За даними попередніх досліджень встановлено, що поріг імунотоксичності досліджуваного гриба, який виявляється в сенсибілізуючій і антигенній діях, знаходиться на рівні 5(104 КУО/м3.

У дослідах на білих мишах, мікробіоценоз товстої кишки яких використано нами як тест-систему, було встановлено, що спорам P. vitale властива помірно виражена дисбіотична дія (табл. 4).

Таблиця 4

Склад мікрофлори товстої кишки білих мишей при хронічному інтраназальному введенні гриба P. vitale, lg КУО/г

Час

експериментуГрупи тварин контрольнаІІІІІІБГКПфон8,7±0,88,1±0,88,3±0,87,6±1,02-й тиждень9,5±0,16,3±1,1*4,7±1,9*7,6±1,034-й тиждень9,6±0,16,5±0,9*5,8±1,3*7,2±0,7реабілітація8,8±0,29,1±0,28,0±0,49,3±0,2Лактозонегативні умовно-патогенні Г(-) бактерії фон6,5±0,115,7±0,125,5±0,126,3±0,112-й тиждень5,8±0,134,9±0,124,6±0,146,8±0,124-й тиждень5,7±0,123,7±0,113,9±0,124,4±0,11реабілітація5,5±0,184,4±0,23±0,196,2±0,19Фекальні стрептококифон4,2±0,123,6±0,133,1±0,133,04±0,132-й тиждень4,8±0,120,8±0,08*2,9±0,123±0,134-й тиждень3,6±0,122,2±0,122,8±0,123,5±0,12реабілітація4±0,183,03±0,193,9±0,182,9±0,18Плісень2-й тиждень01,2±0,08*00Мукор2-й тиждень02,3±0,09*00

Примітка. * р<0,05 у порівнянні з контрольною группою.

Результати динамічного спостереження за кількісними змінами окремих груп мікроорганізмів у тварин дослідних і контрольних груп вказують на статистично вірогідне зменшення кількості БГКП на другому та четвертому тижнях впливу спор P. vitale в концентраціях 5(105 КУО/м3 і 5(104 КУО/м3. Через два тижні від початку інтраназальної сенсибілізації мишей спорами гриба в концентрації 5(105 КУО/м3 зареєстровано статистично значуще зниження вмісту фекальних стрептококів. Підтверджено, загальновідомий у медичній практиці, факт інтенсивного розвитку грибкової флори внаслідок дисбіотичних змін мікроекології кишківника. Так, спори гриба в найвищій досліджуваній концентрації зумовили ріст пліснявих та мукорових грибів у дослідних тварин наприкінці другого тижня експерименту. З часу припинення впливу біологічного чинника спостерігалася тенденція до нормалізації показників кількісного складу мікрофлори товстої кишки дослідних мишей і в кінці періоду реабілітації вони практично не відрізнялися від таких у інтактних тварин. У концентрації 5(103 КУО/м3 спори гриба не викликали суттєвих змін кількісного складу товстої кишки білих мишей. За результатами експерименту встановлено поріг дисбіотичної дії промислового штаму P. vitale на рівні 5(105 КУО/м3.

При вивченні дисемінації промислового штаму гриба-продуцента у внутрішніх органах лабораторних тварин встановлено, що і на 30-й день сенсибілізації і на 30-й день періоду реабілітації P. vitale висівається з крові та з відбитків внутрішніх органів білих мишей, сенсибілізованих спорами гриба в концентрації 5(105 КУО/м3. У ті ж терміни реєструвалися патологічні гістологічні зміни в паренхіматозних органах дослідних тварин, а саме: ознаки бронхопневмонії в легенях; зморщення ниркових тілець і зерниста дистрофія цитоплазми частини нефроцитів із злущенням останніх у просвіт канальців нирки; ознаки зернистої та жирової дистрофії цитоплазми гепатоцитів із ділянками скупчення лейкоцитів у формі абсцедування в печінці; збіднення паренхіми селезінки лімфоїдними елементами з оголенням та гіперплазією елементів строми органу. Ріст гриба в посівах крові та у відбитках внутрішніх органів лише в кінці періоду сенсибілізації, а також гістологічні зміни в паренхіматозних органах, які не зникали у відновлювальному періоді, реєструвались при впливі спор P. vitale в концентрації 5(104 КУО/м3. Проте, порівняно з дією гриба в концентрації 5(105 КУО/м3, інтенсивність патологічного процесу була значно слабшою. Патоморфологічне дослідження не виявило видимої патології зі сторони внутрішніх органів тварин, які отримували спори P. vitale в дозі, що відповідала концентрації 5(103 КУО/м3. За ефектом дисемінації для P. vitale встановлено порогову концентрацію на рівні 5(104 КУО/м3.

Вплив спор P. vitale на слизову оболонку ока вивчали на кролях при одноразовому внесенні в кон'юнктиву завісини живої культури гриба в кількості 109 спор/мл із бальною системою оцінки за ступенем гіперемії, набряку та кількості виділень. На першу добу після внесення спор зареєстровано слабку гіперемію кон'юнктиви й рогівки (1 бал), яка повністю зникла на 3-4 доби. Результат досліду і той факт, що в умовах виробництва мікроциду й глюкозооксидази найвищі концентрації спор P. vitale в тисячу разів менші за внесену в кон'юнктиву, характеризують досліджуваний біологічний чинник як такий, що не має подразнювального впливу на слизову оболонку ока.

Таким чином, експериментальними дослідженнями на лабораторних тваринах встановлено дві лімітувальні ознаки шкідливості ІV глюкозооксидазного штаму гриба P. vitale, якими виявились імунотоксичність за типом сенсибілізації й антигенності та дисемінація спор у внутрішніх органах дослідних тварин. Пороговою концентрацією за вказаними ознаками є величина 5(104 КУО/м3. При екстраполяції отриманих в експерименті даних на людину зважали на той факт, що в умовах виробництва такі високі концентрації спор гриба P. vitale (5(104 - 5(105 КУО/м3) не зустрічаються. Це доведено результатами наших досліджень і даними літератури (Курмаева А.А., 1991). Відповідно до офіційного документу (Методические указания № 6789/1-91, М., 1991) перехід від порогу лімітувальної ознаки шкідливості біологічних чинників до їх ГДК у повітрі робочої зони здійснюється через введення коефіцієнту запасу (Кз=10) за формулою: ГДК=поріг лімітувальної ознаки/Кз. Підставивши дані в формулу, отримуємо значення ГДК гриба P. vitale в повітрі робочої зони на рівні 5(103 КУО/м3. У процесі досліджень встановлено, що спори гриба P. vitale при фактичних концентраціях у повітрі виробничих приміщень діючого підприємства не виявляють ні прямого, ні опосередкованого впливу на стан здоров'я працівників. Зважаючи на це, проведення корекції експериментально встановленого ГДК гриба P. vitale було недоцільним.

За результатами експериментальних і клініко-гігієнічних досліджень рекомендовано ГДК ІV глюкозооксидазного штаму гриба P. vitale в повітрі робочої зони на рівні 5(103 КУО/м3, а (аерозоль), А (алерген, оскільки, сенсибілізація є однією з лімітувальних ознак шкідливої дії), ІІІ клас (як умовно-патогенний мікроорганізм згідно з класифікацією ВООЗ). Даний норматив затверджено МОЗ України. Аналогічними є результати гігієнічного нормування гриба Penicillium chrysogenum, ГДК якого в повітрі виробничих приміщень становить 5(103 КУО/м3, а, А, ІІІ (ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны № 5201-90, дополнение № 5).

Оцінка впливу діяльності підприємств лікарських препаратів на стан навколишнього природного середовища. Відповідно до нормативного документу ДСП № 173, К., 1996, підприємство з виробництва лікарських препаратів "Львівдіалік" за санітарною класифікацією належить до ІІІ класу з нормативною СЗЗ - 300 м. Проведений розрахунок розсіювання спор гриба P. vitale в приземному шарі атмосфери за програмою "Пленер" згідно з методикою ОНД - 86, Л., 1987 показав, що розрахункова приземна концентрація спор досліджуваного гриба в межах нормативної СЗЗ знаходиться в кількостях 0,2 - 0,05 часток орієнтовного безпечного рівня впливу (ОБРВ) мікроорганізмів-продуцентів (5(103кл/м3) різних галузей промисловості. Так, на відстані 100 м від джерела викиду вміст спор гриба в атмосферному повітрі становить 0,2 частки ОБРВ, що відповідає 1000 КУО/м3, на відстані 200 м - 0,1 ОБРВ, або 500 КУО/м3 і на відстані 300 м - 0,05 ОБРВ, або 250 КУО/м3. Розрахунки підтверджені даними проведених нами натурних досліджень. Результати дослідження атмосферного повітря та грунту на вміст спор гриба P. vitale, які потрапляють в об'єкти довкілля з викидами від діючого підприємства "Львівдіалік", показали, що на відстані 100-300 м від джерела викиду в 1м3 атмосферного повітря знаходиться від 4-8 до 1-2 спор відповідно, а в 1 г грунту - від 800-1600 до 200-400 спор відповідно. Невеликі концентрації промислового штаму гриба Pеnicillium vitale в атмосферному повітрі та грунті не можуть суттєво впливати на стан здоров'я населення, що проживає в межах та поза межами СЗЗ підприємств. З огляду на це, для підприємств із виготовлення мікроциду й глюкозооксидази на основі поверхневого способу культивування гриба-продуцента P. vitale можливим є перегляд нормативного розміру СЗЗ в сторону зменшення, що дає змогу розглядати ці виробництва як такі, що за санітарною класифікацією належать до ІV класу.

Впровадження розроблених нами профілактичних заходів, спрямованих на обмеження надходження спор гриба-продуцента в об'єкти довкілля, дає можливість припустити, що діяльність підприємств з виробництва мікроциду й глюкозооксидази не призведе до погіршення стану навколишнього середовища.

ВИСНОВКИ

1. За сукупністю отриманих у дисертації даних вирішено актуальне наукове завдання, що стосується токсиколого-гігієнічної оцінки промислового штаму гриба Penicillium vitale Pidoplitschko et Bilaj як продуцента мікроциду й глюкозооксидази в аспекті обгрунтування його гігієнічного нормативу в повітрі робочої зони та обґрунтування комплексу профілактичних заходів.

2. Встановлено, що промисловий синтез мікроциду та глюкозооксидази, який ґрунтується на поверхневому способі культивування ІV глюкозооксидазного штаму гриба P. vitale, це складний багатостадійний і недосконалий, з позицій гігієни праці, процес, для якого характерним є забруднення повітря виробничих приміщень спорами гриба-продуцента, несприятливий виробничий мікроклімат та застосування, в основному, ручної праці.

3. Визначено концентрації спор гриба P. vitale в повітрі виробничих приміщень діючого підприємства "Львівдіалік", які коливаються в межах від 11,0±0,66 до 1049,0±31,3 КУО/м3. Причиною дуже високого рівня захворюваності з тимчасовою непрацездатністю на підприємстві, де понад 50 % займає патологія органів дихання, може бути поєднана дія біологічних чинників і несприятливого виробничого мікроклімату.

4. Для здійснення гігієнічного моніторингу за забрудненням повітря розроблено й апробовано метод кількісного визначення спор гриба Penicillium vitale Pidoplitschko et Bilaj. Специфічність його полягає в додаванні до сусло-агару, на який аспірують повітря, антибіотику гентаміцину сульфат з метою пригнічення росту сторонньої мікрофлори. Встановлено, що даний антибіотик забезпечує більшу селективну дію для гриба P. vitale, ніж інші антибіотики. Метод затверджений Головним державним санітарним лікарем України 07.05.1997 р. за № 10.2.1.00007 - 97.

5. Встановлено імунотоксичну й дисбіотичну дії спор P. vitale та здатність їх до дисемінації у внутрішніх органах лабораторних тварин. Поріг концентрації лімітувальних ознак шкідливості, якими виступають імунотоксичність за типом сенсибілізації й антигенності та дисемінація у внутрішніх органах є величина 5(104 КУО/м3, а в концентрації, на порядок вищій, спори гриба-продуцента виявляють помірно виражену дисбіотичну дію. Експериментально встановлено, що промисловий штам P. vitale належить до групи алергенів, а його спори не мають подразнювального впливу на слизову оболонку ока.

6. Результати досліджень дозволили науково обґрунтувати ГДК гриба-продуцента Penicillium vitale Pidoplitschko et Bilaj в повітрі робочої зони на рівні 5(103 КУО/м3, а, А (алерген), ІІІ клас небезпеки. Норматив затверджено наказом МОЗ України № 336 від 21.11.97 р.

7. На основі гігієнічних досліджень щодо забруднення атмосферного повітря спорами гриба P. vitale в районі розташування підприємств з виробництва мікроциду й глюкозооксидази науково обґрунтовано можливість перегляду нормативного розміру санітарно-захисної зони