|
Харківський державний медичний універсИтет
РЕБРОВ БОРИС ОЛЕКСІЙОВИЧ
УДК 616.12-008-24-63:622.012.2-07.2-477.61/.62
МЕХАНІЗМИ РОЗВИТКУ ЗАХВОРЮВАНЬ ПЕЧІНКИ І НИРОК
У ГІРНИКІВ ГЛИБОКИХ ВУГІЛЬНИХ ШАХТ
ДОНБАСУ ТА МОЖЛИВІ ШЛЯХИ ЇХ ПРОФІЛАКТИКИ
14.01.02 - внутрішні хвороби
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора медичних наук
Харків - 1999
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Луганському держаному медичному університеті МОЗ України
Науковий консультант:
доктор медичних наук, заслужений діяч науки і техніки України, професор Плоткін Володимир Якович,
Луганський державний медичний університет, завідувач кафедри терапії факультету післядипломної освіти
Офіційні опоненти:
академік АМН, член-кореспондент НАН України, заслужений діяч науки і техніки України, доктор медичних наук, професор
Пиріг Любомир Антонович;
Київська медична академія післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика, завідувач кафедри нефрології
доктор медичних наук, професор
Семідоцька Жанна Дмитріївна
Харківський державний медичний університет, завідувач кафедри пропедевтики внутрішніх хвороб №2
доктор медичних наук
Губергріц Наталя Борисівна
Донецький державний медичний університет, професор кафедри внутрішніх хвороб № 1
Провідна установа: Національний медичний університет ім. акад. О.О.Богомольця, МОЗ України
Захист відбудеться 24 лютого1999 р. о 9 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.600.04 при Харківському державному медичному університеті (310022, м. Харків, пр. Леніна, 4).
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Харківського державного медичного університету (310022, м. Харків, пр. Леніна, 4).
Автореферат розісланий 12 січня 1999 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради
к. м. н., доцент Л.І. Овчаренко
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Розвиток гірничорудної промисловості Донбасу на сучасному етапі характеризується безперервним погіршенням умов праці підземних гірників вугільних шахт [Г.П.Кобец, 1995; И.И.Черкесов, 1998]. З цим пов’язано збільшення захворюваності шахтарів та зменшення тривалості їх життя [Т.В.Кудинова, 1990; І.Г.Фуфаєва, 1997]. На організм гірників впливає цілий комплекс шкідливих чинників виробництва, а саме: важка фізична праця, мікроклімат, що нагріває, забруднення повітря, інтенсивний шум, вібрація, підвищений барометричний тиск, дія хімічних речовин, гіпоксія та підвищений радіаційний фон, які викликають зміни у функціонуванні низки систем і органів з наступним розвитком у них патологічних змін [В.Б.Панкова, 1995; Н.Ф.Измеров, 1997; E.Hnizdo, 1992; N.L.Lapp, 1994].
Виконання важких робіт в умовах мікроклімату, що нагріває, веде до розвитку гострого та хронічного перегрівання робітників [Ю.Г.Бурмак, 1996; В.М.Валуцина, 1996], зростання кількості захворювань печінки [М.Г.Карнаух, 1993; А.Н.Окороков, 1998] та нирок [В.Я.Плоткин, 1998]. Проте патогенез ушкоджуючого впливу підземного середовища на внутрішні органи людини повністю не встановлений.
Шкідливі чинники глибокої вугільної шахти можуть спричиняти порушення ренін-ангіотензин-альдостеронової системи (РААС), водно-сольового обміну (ВСО) та системної гемодинаміки [A.M.Давісон, 1994; Л.А.Пиріг, 1995; J.I.S.Robertson, 1993; B.M.Brenner, 1996], дія яких тісно пов’язана з нирковим синтезом простагландинів [N.Awan, 1996; M.T. Llinas, 1997] і вазопресином плазми крові [R.L.Zerbe, 1994; I.Jo, 1995]. Зміни, що відбуваються в організмі гірників при виконанні важких фізичних робіт, призводять до появлення протеїнурії напруження та гематурії після навантаження, механізми яких не з’ясовані [И.Е.Тареева, 1995; I.O.Дудар, 1996; R.J.Glassock, 1996].
Комплексний вплив виробничих чинників веде до послаблення антиоксидантного захисту [В.Д.Лукъянчук, 1995, S.Nagase, 1997] та інтенсифікації перекисного окислення ліпідів (ПОЛ), які лежать в основі дестабілізації мембранних структур і розвитку патологічних процесів [Е.М.Дзубан, 1997; M.J.Wang, 1995]. Відзначається, що інтенсивність ПОЛ тісно пов’язана зі станом імунної реактивності організму [В.Г.Бордонос, 1993, А.Х.Н.Салем, 1995], а її зниження в умовах дії факторів промислового виробництва може стати причиною розвитку патології внутрішніх органів [В.М.Фролов, 1998]. Серед регулюючих чинників імунітету важливе місце займає гормон тимусу α1-тимозин [А.А.Ярилин, 1996]. Вільні радикали, що створюються в результаті ПОЛ, являють собою важливі чинники, які викликають функціональні та морфологічні зміни у внутрішніх органах, особливо в печінці [О.А.Овсянникова, 1995] і нирках [А.С.Свінцицький, 1995].
Встановлено, що печінка є найбільш чутливим органом до дії мікроклімату, що нагріває [Т.В.Павлова, 1995], та хімічних речовин [Н.Г.Строіло, 1998], значущість яких підсилюється при поєднанні з виконанням важких робіт, підвищенні барометричного тиску та іншими чинниками підземного середовища [Р.А.Копытина, 1995]. При цьому відмічено, що при перегріванні виникають структурні зміни печінки [Г.П.Победьонная, 1994], в основі яких лежить шокова реакція з системним ураженням мікроциркуляторного русла, які виявляються вторинним ішемічним ушкодженням органу в вигляді дистрофічно-некротичних змін [А.Н.Шишкин, 1995].
В наш час діагностика і лікування захворювань печінки та сечовидільної системи у робітників промислових підприємств відбувається, в основному, на стадії клінічних проявів хвороби та обмеження працездатності [Р.Ф.Афанасьева, 1997; В.М Данилик., 1997]. Виявлення ранніх порушень функціонального стану внутрішніх органів і вивчення механізмів їх розвитку дозволить розробити методи ранньої профілактики, лікування та реабілітації гірників.
Однак робіт, присвячених комплексному дослідженню ранніх порушень функціонального стану печінки та сечовидільної системи у підземних гірників глибоких вугільних шахт, пошукам патогенетичних механізмів цих порушень, немає. Проведення такого дослідження має практичне значення, оскільки воно може поширити наші уявлення про механізми формування патології печінки та нирок, можливі шляхи профілактики, лікування і реабілітації гірників.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Це дослідження (рег.№01890069866) проводилося за планом наукових робіт кафедри терапії факультету післядипломної освіти Луганського державного медичного університету.
Мета дослідження. Виявити ранні прояви та встановити механізми розвитку захворювань печінки і нирок у підземних гірників глибоких вугільних шахт, розробити способи їх профілактики.
Задачі дослідження:
1. Вивчити захворюваність гірників глибокої вугільної шахти.
2. Виявити групу практично здорових гірників та провести їх поглиблене обстеження.
3. Вивчити функціональний стан печінки гірників на підставі дослідження біохімічних показників в залежності від важкості виконуваних робіт.
4. Вивчити стан центральної гемодинаміки гірників і визначити роль її змін в розвитку захворювань печінки та нирок.
5. Визначити роль РААС, вазопресину, ендотеліну-1 і синтезу простагландинів в нирках у виникненні порушень ВСО у підземних гірників глибоких вугільних шахт, з’ясувати патогенетичні механізми порушень функціонування цих систем та їх роль в ураженні нирок.
6. Встановити механізми розвитку протеїнурії напруження.
7. Встановити механізми розвитку гематурії після навантажування.
8. Визначити роль мікроклімату, що нагріває, в розвитку морфологічних змін і порушень функціонального стану печінки та нирок (клініко-експериментальне дослідження).
9. Дослідити стан ПОЛ і системи антиоксидантного захисту, виявити характер змін та визначити їх роль в розвитку захворювань печінки та нирок у гірників.
10. Вивчити стан імунного статусу у підземних гірників глибоких вугільних шахт, з’ясувати характер змін та визначити їх роль в розвитку захворювань печінки та нирок.
11. Розробити і провести апробацію методів профілактики захворювань внутрішніх органів у гірників глибоких вугільних шахт.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше у практично здорових гірників глибоких вугільних шахт проведено комплексне вивчення ранніх порушень функціонального стану печінки та нирок, а також стану перекисного окислення ліпідів, системи антиоксидантного захисту та імунного статусу.
Вперше визначені порушення функції печінки, які виявляються в зниженні вмісту альбумінів у сироватці крові, особливо значному у молодих гірників та гірників з підземним стажем до 5 років; відносному підвищенні рівнів трансаміназ, рівня холестерину та β-ліпопротеїдів в сироватці крові, переважно у робітників основних професій.
Виявлено, що групою ризику розвитку захворювань печінки є молоді робітники (20-30 років) та особи з невеликим підземним стажем (до 5 років), які найбільш схильні до дії шкідливих чинників глибокої вугільної шахти.
Вперше виявлено значне зниження рівня гормону тимуса α1-тимозину у гірників глибоких вугільних шахт.
Визначено, що в розвитку імунодефіцитного стану у гірників бере участь дефіцит гормону тимуса - α1-тимозину.
Встановлено, що факторами ризику розвитку захворювань нирок є значні порушення водно-сольового обміну, які супроводжуються зміною активності РААС, вазопресину плазми крові, синтезу простаноїдів, і центральної гемодинаміки в залежності від важкості виконуваних робіт, віку та стажу роботи.
Визначено підвищення рівня ендотеліну-1 в плазмі крові у гірників в залежності від важкості виконуваних робіт.
Вперше запропонована гіпотеза розвитку протеїнурії напруження у гірників глибоких вугільних шахт.
Вперше з’ясовані механізми розвитку гематурії після навантаження, яка виникає при зміні ВСО, підвищенні активності РААС і синтезу тромбоксану в нирках, при повному порушенні взаємозв’язку поміж досліджуваними регуляторними системами.
Вперше показані ультраструктурні розрізнення в реакції клітин печінки та проксимальних канальців нирок на перегрівання і наведені електронно-мікроскопічні та електронногістохімічні критерії їх розпізнавання.
Вперше показана динаміка порушень ПОЛ і системи антиоксидантного захисту, а також розвитку вторинного імунодефіцитного стану в залежності від важкості праці і стажу роботи гірників та їх роль в розвитку захворювань печінки та нирок.
Запропонована схема патогенезу розвитку захворювань печінки у гірників глибоких вугільних шахт.
Розроблені та апробовані нові, патогенетично обгрунтовані методи профілактики захворювань печінки та нирок у гірників, які полягають у використанні препаратів “Спіруліна”, “Амізон” і “Антраль”.
Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень можна широко використовувати в практиці охорони здоров’я.
Впровадження комплексного дослідження функціонального стану печінки, серцево-судинної та сечовидільної систем під час профілактичних оглядів гірників глибоких вугільних шахт дозволяє виявити групу робітників з підвищеним ризиком розвитку патології цих органів, розробити програму диспансерного спостереження, профілактичного лікування та раціонального працевлаштування.
Раннє виявлення робітників з появою протеїнурії напруження та постнавантажувальної гематурії і корекція цих станів дозволяє запобігти розвитку захворювань сечовидільної системи.
Привернення уваги лікарів до здоров’я молодих гірників (віком 20-30 років) та робітників з невеликим підземним стажем (до 5 років), які ще не адаптовані до умов глибокої вугільної шахти, дозволить знизити захворюваність та значно підвищити їх працездатність.
Використання отриманих даних про роль дестабілізації лізосомальних мембран як причини розвитку некрозів в клітинах печінки і нирок, порушеннях ПОЛ, антиоксидантної системи та імунного статусу дозволяє включити до комплексу профілактичних заходів препарати “Спіруліна”, “Антраль” і “Амізон”, які мають мембраностабілізуючу, антиоксидантну та імуномодулюючу дію.
Практичне застосування нового способу ранньої профілактики захворювань печінки і нирок у підземних гірників глибоких вугільних шахт та раціональне працевлаштування запобігає розвитку порушень функціональних станів цих органів і сприяє сповільненню темпів розвитку захворювань (Патент України №21063 А від 04. 11. 97 р. та Ухвальне рішення на винахід № 98010098/В від 8.01.98 р.).
Отримані дані використовуються в лекційному курсі для студентів, лікарів-інтернів та слухачів факультету післядипломної освіти Луганського державного медичного університету.
За результатами досліджень підготовлені методичні рекомендації. Оформлені та отримані свідчення на 9 раціоналізаторських пропозицій.
Основні результати проведених досліджень впроваджені в практичну роботу Луганської обласної клінічної лікарні, Донецького обласного клінічного територіального медичного об’єднання, медико-санітарних частин м.Краснодон, м.Стаханов, м.Алчевськ, м.Красний Луч, м.Антрацит, м.Петровське, м.Свердловськ, м.Ровеньки.
Особистий внесок здобувача. Автору належить вибір теми, визначення адекватної мети і завдань дослідження, методологічних основ її виконання. Дисертантом самостійно проводились радіоімунологічні дослідження активності реніну плазми крові, рівня альдостерону в крові та сечі, рівня вазопресину та ендотеліну-1 в плазмі крові, рівнів тромбоксану А2 і простацикліну в сечі, рівня простагландину F2α в сечі, дослідження гемодинаміки, а також підготовка матеріалу біологічних рідин для визначення електролітів і креатиніну, показників ПОЛ, імунного статусу, ферментів антиперекисного захисту, визначення яких проводилося у відповідних лабораторіях. Здобувачем самостійно проведено експериментальне дослідження. Автором було проаналізовано отримані результати за допомогою комп’ютерної програми, яку він самостійно адаптував для проведення цієї роботи. Автором самостійно проводився вибір препаратів для корекції виявлених змін та розробка схем їх застосування.
Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації доповідалися на IX міжнародному колоквіумі АСІАН по нефрології (Сеул, Корея, 1992), установчій конференції наукового товариства нефрологів Росії (Москва, 1992), III регіональній науково-практичній конференції молодих вчених “Экология промышленного региона Донбасса” (Луганськ, 1993), III міжнародній конференції з превентивної кардіології (Осло, Норвегія, 1993), XIII міжнародному нефрологічному конгресі (Мадрид, Іспанія, 1995), регіональній конференції “Проблемы мембранной патологии в медицине” (Донецьк, 1995), симпозіумі “Физиология почки и водно-солевого обмена” (Новосибірськ, 1995), регіональній конференції “Проблемы мембранной патологии в медицине” (Днепропетровськ, 1995), всесвітній конференції по контролю за гіпертензією (Оттава, Канада, 1995), республіканській конференції “Первинний пієлонефрит. Інтерстиціальний нефрит” (Тернопіль, 1995), III Санкт-Петербурзькому семінарі (Санкт-Петербург, 1995), регіональній науково-практичній конференції “Современные технологии: поиски, проблемы и пути повышения эффективности специализированной медицинской помощи населению промышленного региона” (Луганськ, 1995), XXXII міжнародному конгресі Європейскої Ниркової Асоціації (Афіни, Греція, 1995), регіональній конференції “100-летие основания 4-й городской больницы” (Луганськ, 1996), республіканській науково-практичній конференції “Роль загальнопрактикуючого лікаря у розв’язанні проблем профілактики неінфекційних захворювань” (Харків, 1997), Шостій всеукраїнській нараді з питань поліклінічної справи (Львів, 1997), республіканській науково-практичній конференції “Досягнення та невирішені питання гастроентерології” (Харків, 1998), I національному конгресі України по імунології, алергології та імунореабілітації. (Алушта, Крим, 1998), XIV з’їзді терапевтів України (Київ, 1998).
Дисертація була апробована на спільному засіданні шести кафедр терапії, кафедри загальної гігієни та екології і кафедри мікробіології Луганського державного медичного університету.
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 40 робіт, в тому числі 1 монографія, 8 глав у монографіях та 17 статей у періодичних журналах. Запропоновані 2 способи профілактики імунодефіцитного стану (Патент України №21063 А від 4. 11. 97 р., та Ухвальне рішення на винахід № 98010098/В від 8.01.98 р.).
Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 355 сторінках друкованого тексту і складається із вступу, 4 розділів (огляд літератури, дві глави особистих досліджень та обговорення), висновків, списку використаних джерел та додатків. Робота має 52 малюнка і 29 таблиць. Список використаних літературних джерел включає 599 найменувань.
ЗМІСТ РОБОТИ
Матеріали та методи дослідження. Дослідження проводились на шахті "Молодогвардійська" ДХК "Краснодонвугілля" і шахті "Ніканор" ДХК "Луганськвугілля". Обидві шахти є типовими вугледобувними підприємствами Донбасу. Всього обстежено 1600 підземних гірників, з яких було відібрано 238 практично здорових підземних робітника з негативною реакцією на HBsAg. 90% обстежених складали особи віком від 20 до 50 років. Більшість обстежених (70%) мали підземний стаж роботи від 5 до 20 років. Робітники так званих "основних" шахтарських професій (ГРВЗ, прохідники), які виконують важку роботу в найнесприятливіших умовах підземного мікроклімату склали 125 чоловік, або 54% від загальної кількості обстежених.
Всі обстежені були розподілені на групи: I - всі обстежені гірники; II - особи, що працювали в найнесприятливіших підземних умовах та виконували роботи великої важкості; III - особи, які виконували роботи середньої важкості; IY - особи, в яких з’являлась протеїнурія після робочої зміни (альбумінурія 0,1-0,2 г/л); Y - особи, в яких з’являлась мікрогематурія після робочої зміни (еритроцити в сечі 5-15·106/л). Контрольну групу склали 80 здорових осіб. Для встановлення впливу віку та стажу роботи в підземних умовах на досліджувані показники усі обстежені були розподілені на групи за віком: 20-30 років; 31-40 років; 41-50 років та 51-60 років; та за стажем: до 5 років ; 5-10 років; 11-15 років;16-20 років та 21-25 років.
Дослідження білірубіну, загального білку, альбумінів, глобулінів, холестерину, в-ліпопротеїдів, тимолової проби, аланінової амінотрансферази (АлАТ) та аспарагінової амінотрансферази (АсАТ) у плазмі крові проводилось за загальноприйнятими методиками (В.Г.Передерій, 1993).
Вивчення стану центральної гемодинаміки проводилось методом тетраполярної реографії (Т.С.Виноградова, 1986; М.С.Кушаковский, 1995). Реєстрацію реоплетизмограм виконували за допомогою реографа "РПГ 2-02" та реєстраційного пристрою "Cardimax FX-326U (Fukuda Denshi, Японія).
При дослідженні стану ВСО та РААС гірники були обстежені двічі: до та після робочої зміни (базальний та стимульований періоди відповідно). У всіх обстежених визначався вміст електролітів і креатиніну в сироватці крові та сечі (за звичайними методиками), а також активність реніну плазми (АРП), рівень альдостерону в плазмі крові (РА), рівень екскреції альдостерону з сечею (UА), рівень вазопресину (Vas) в плазмі крові, рівень синтезу в нирках тромбоксану ТхА2 (по екскреції метаболіту ТхВ2), простацикліну PgI2 (по екскреції метаболіту 6-кетоPgF1α), простагландину PgF2α вивчався за допомогою наборів реактивів радіоімунологічним методом (B.M.Jaffe, 1979): "SB-REN-2", "SB-ALDO-2" (виробництва фірми CIS, Франція), "VASOPRESSIN-RAPID" (Buhlman Lab. AG, Швейцарія), "6-кетоPgF1α", "PgF2α" і "ТхВ2" (Інститут ізотопів Угорської академії наук). Радіометрію зразків і остаточний розрахунок здійснювали на установці "ГАММА-12" в автоматичному режимі за спеціальною програмою КС-8072019.
Вміст ендотеліну-1 (Е-1) в плазмі крові визначався імуноферментним методом з використанням стандартних наборів “The Biotrak TM endotelin-1 ELISA system” фірми Amersham згідно рекомендацій у протоколі. При проведенні імунофлюоресцентного аналізу використовували спектрофотометр PR-2100 (Франція).
Матеріалом для експериментального дослідження були 85 білих щурів, яких розміщували в тепловій камері з температурою повітря 45оС та відносною вологістю 65%. Контрольну групу склали 10 тварин. Всі тварини зазнали морфологічного дослідження, яке включало світлову мікроскопію, електронну мікроскопію ("JEM-7A", Японія), кількісне морфометричне (Г.Г.Автанділов, 1984), та електронногістохімічне дослідження кислої фосфатази (КФ) - маркерного ферменту лізосомально-вакуолярного апарату клітин (В.Я.Плоткін, 1992).
Інтенсивність процесів ПОЛ визначалась по вмісту в плазмі крові дієнових кон’югатів (ДК) і малонового діальдегіду (МДА). Активність ферментів антиоксидантної системи - супероксиддисмутази (СОД) в еритроцитах крові і каталази (КТ) в сироватці крові виявлялася спектрофотометричним методом за характерним максимумам поглинання в ультрафіолетовому спектрі (І.В.Макаренко, 1988; М.А.Королюк, 1988).
Визначення Т-лімфоцитів, субпопуляцій Т-хелперов/індукторів і Т-супресорів/кілерів, В-лімфоцитів здійснювалось з використанням панелі моноклональних антитіл CD3, CD4, CD8, CD22 (Orho Diagnostic Systems Inc., США; В.М.Фролов, 1989). Імуноглобуліни сироватки класів А, М, G визначали методом радіальної імунодифузії (G.Mancini, 1965).
Визначення вмісту в сироватці крові б1-тимозину (α1Т) проводилося радіо-імунологічним методом в лабораторії імунобіотехнології НДІ технології кровозамінювачів та гормональних препаратів, м. Москва.
Харчова добавка "Спіруліна" призначалась 20 гірникам по 1/2 ч. л. (1-1,25 г) тричі на добу, під час їжі, протягом 10 днів. Препарат "Амізон" призначався 18 гірникам по 1 таб. (0,25 г) - тричі на добу протягом 5 днів. Препарат "Антраль" призначався 15 гірникам по 1 таб. (0,2 г) тричі на добу протягом 10 днів.
Одержані дані оброблялися за допомогою спеціального пакету прикладних програм на ЕОМ IBM PC-486 AT.
Результати дослідження та їх обговорення. Аналіз захворюваності на шахті “Ніканор” показав, що захворюваність хворобами печінки та жовчовивідних шляхів зростала з 1993 по 1996 рік. До того ж, у 1996 році відбулося максимальне збільшення показників: в випадках на 1,3 (92,8%) та в днях непрацездатності на 38,2 (100,3%), при цьому, захворюваність склала 34 випадки та 948 днів тимчасової втрати працездатності та майже вдвічі перевищила середні показники по Луганській області.
Після комплексного профілактичного огляду 850 гірників були відібрані 77 практично здорових шахтарів. Аналіз скарг гірників показав, що найбільш розповсюдженими серед гірників були: астеновегетативний синдром (3,2%), диспепсичний синдром (2,9%), відчуття важкості та болі в правому підребер’ї (1,8%), болі в суглобах (1,2%). При цьому у 21,5% гірників за даними ультразвукового дослідження визначені різноманітні зміни.
Для уточнення характеру виявлених змін було розпочате біохімічне дослідження крові гірників. Показники аналізувались в залежності від важкості робіт, віку та стажу гірників. Виявилося, що вміст загального білку в крові гірників склав 68,69-73,0 г/л. При порівнянні з контрольною групою (74,6±2,8 г/л), у робітників ІІ групи встановлено зниження загального білку в крові. Вміст альбумінів у робітників усіх груп був значно нижчий, ніж у контрольній групі. При цьому найбільш низький рівень альбумінів в крові (37,16±1,8%, що відповідно до 25,53±1,2 г/л) відзначений у робітників ІІ групи. Співвідношення альбумінів та глобулінів (А/Г) у робітників усіх груп було у межах від 0,59±0,14 до 0,69±0,11 та значно нижчим показників контрольної групи. Встановлена у шахтарів гіпоальбумінемія могла бути пов’язана з важкою фізичною працею в умовах гіпертермії, яка викликає велике споживання білку скелетною мускулатурою, або порушенням альбумінсинтезуючої функції печінки (С.Д. Подымова, 1995).
Рівень холестерину у гірників І та ІІ груп перевищував контрольні показники. Вміст в-ліпопротеїдів робітників ІІ групи виявився вищим за дані контрольної групи. Відмічені порушення ліпідного обміну найбільш виражені у робітників, що виконують важкі роботи в найнесприятливих мікро-кліматичних умовах, можливо, виникли під впливом важкої фізичної праці (Н.Г.Строіло, 1997). Однак, зміни ліпідного обміну могли бути і вторинними, внаслідок гіпоальбумінемії (А.А.Чиркин, 1994). Крім того, встановлені у шахтарів зміни ліпідного обміну могли розвинутися при порушеннях в печінці, викликаних перегріванням (Г.П.Победьонная, 1994).
Вміст АлАТ у гірників ІІ групи був вищий, ніж у контрольній групі. Коефіцієнт де Рітіса (АсАТ/АлАТ) у цих робітників склав 0,77±0,12, що також було нижче контрольних показників. Підвищення АлАТ, зниження коефіцієнту де Рітіса у гірників, що виконують важкі роботи в найнесприятливих умовах підземних виробок, може свідчити на користь цитолізу гепатоцитів (Н.Б.Губергриц, 1999), який пов’язаний з перегрівом (В.Павлова, 1993).
При розподіленні гірників на вікові групи виявилось, що вміст загального білку був найнижчим у гірників 20-30 років. В цій же віковій групі вміст альбумінів виявився найменшим і склав 35,77±1,92% , що суттєво відрізнялось від рівня альбумінів у шахтарів 41-50 років (41,98±1,5%).
Мінімальний рівень холестерину (4,44±0,37 ммоль/л) визначався у молодих робітників, а максимальний (6,1±0,2 ммоль/л) - в старшій віковій групі, з відмінами поміж ними. Рівень в-ліпопротеїдів також збільшувався у гірників старшої вікової групи у порівнянні з особами 20-30 років. Рівень АсАТ мав найбільше значення у віковій групі 20-30 років (0,22±0.05 ммоль/л г), та знижувався до 0,15±0,02 ммоль/л г в групі 51-60 років.
Аналіз змін в залежності від стажу роботи показав, що вміст загального білку був мінімальним при стажі роботи до 5 років (66,15±2,1 г/л) та зростав до максимуму при стажі 21-25 років (73,61±2,0 г/л). Вміст альбумінів був також найменшим у робітників зі стажем до 5 років (34,55±2,8) та виявлявся нижчим показників стажових груп 16-20 та 21-25 років. А/Г коефіцієнт у шахтарів зі стажем до 5 років, 5-10 років та 11-15 років був нижче, ніж при стажі 16-20 та 21-25 років. Ці зміни можуть бути пов’язані з тим, що організм молодих робітників ще не встиг адаптуватися до важких умов праці. Рівень в-ліпопротеїдів зростав з мінімуму при стажі до 5 років (20,4±2,3 од.) до максимуму при стажі 21-25 років (26,1±3,12 од.; р<0.05). Значення АлАТ знижувалося з 0,22±0,07 ммоль/л г при стажі до 5 років до 0,16±0,027 ммоль/л г при стажі 16-20 років. Відзначене зростання рівня холестерину та в-ліпопротеїдів за віком та збільшенням стажу роботи узгоджується з загальновідомими віковими змінами ліпідного обміну (С.Д. Подымова, 1995).
Отже, отримані дані біохімічного дослідження свідчили про виражені порушення функції печінки та можливе ураження гепатоцитів.
У зв’язку з тим, що на функцію печінки і нирок впливають зміни гемодинаміки, у гірників було розпочато дослідження стану центральної гемодинаміки.
При цьому встановлено, що у гірників II групи, в порівнянні з контролем, має місце зниження об’ємних показників гемодинаміки: ударного об’єму (УО; 52.33±1.14 і 69.71±2.79 мл), ударного індексу (УІ; 29.54± 0.77 і 43.77±1.77 мл/м2), хвилинного об’єму кровообігу (ХО; 3.93±0.11 і 4.69±0.2 л/хв) і серцевого індексу (СІ; 2.22±0.07 і 2.79±0.13 л/хв/м2), а також швидкісних показників гемодинаміки: об’ємної швидкості викиду (ОШВ; 154.2±3.5 і 224.8±8.1 мл/с) та лінійної швидкості руху крові (ЛШРК; 34.05±0.85 і 52.34±2.0 см/с). При цьому потужність лівого шлуночка (N; 1.94±0.04 Вт) була зниженою, а витрати енергії на переміщення крові (ВЕ; 12.59±0.06 Вт/л) підвищеними. Поряд з цим, вищим, ніж в контрольній групі, був загально периферичний (ЗПСО; 1999±53.8 і 1559±76.0 дин·см-5·с) і питомо периферичний судинний опір (ППСО; 45.02±1.3 ум. од.).
У гірників III групи УО був вищим, ніж у гірників II групи, але нижчим, ніж в контрольній групі. УІ у гірників III групи був нижчим контрольної, але вищим II групи. ХО в III групі був вищим, ніж в II групі, і не відрізнявся від показників контролю. ОШВ в III групі була нижче контрольної, але вище показників II групи. ЛШРК виявилась нижчою, ніж в контрольній групі і вищою, ніж в II групі. N у гірників III групи була нижче контрольної, але вище II групи. ВЕ у гірників III групи, перевищуючи контрольні показники, не відрізнялися від даних в II групі. ЗПСО та ППСО у гірників III групи були нижче, ніж у гірників II групи і перевищували контрольні показники.
Таким чином, у гірників відмічалося підвищення ЗПСО при зниженні потужності лівого шлуночка, що приводило до зниження як об’ємних, так і швидкісних показників гемодинаміки. В цілому, характер гемодинамічних змін у підземних гірників вугільних шахт характеризується як гіпокинетичний тип гемодинаміки. При збільшенні важкості робіт зростав ЗПСО, що вело до збільшення витрати енергії лівого шлуночка на фоні зниження його потужності та зниженню об’ємних і швидкісних показників гемодинаміки. Подібні дані були отримані при дослідженні груп робітників інших промислових підприємств (И.П.Антоник, 1989).
При зростанні віку і стажу роботи в підземних умовах у підземних гірників глибоких вугільних шахт відбувалося збільшення периферичного судинного опору при зниженні потужності лівого шлуночка та збільшенні витрат енергії на переміщення крові, що призводило до зниження як об’ємних, так і швидкісних показників гемодинаміки. У робітників інших професійних груп, праця яких теж пов’язана з фізичним навантаженням, відбувалося збільшення об’ємних і швидкісних показників гемодинаміки при зниженні ЗПСО, яке визначалось при стажі роботи до 10 років (Ю.Г.Бурмак, 1996), і лише потім спостерігалося погіршення гемодинаміки. Вікові зміни гемодинаміки більшістю дослідників відмічалися у осіб віком понад 60 років (В.А.Бузунов, 1991), тоді як в нашому дослідженні погіршення гемодинаміки встановлено у гірників віком понад 30 років, зі стажем понад 10 років. Причому, окремі показники змінювалися вже при стажі 5-10 років. Можливо, розвиток більш ранніх порушень гемодинаміки у гірників обумовлений співдією фізичного навантаження та впливом тепла. Доведено, що інтенсивне перегрівання приводило до зниження ХО за рахунок зменшення скорочувальної функції міокарду та венозного повернення до серця (В.Ф.Сагач, 1993).
Встановлені зміни центральної гемодинаміки у гірників могли бути зумовлені змінами ВСО та регулюючих його систем - РААС, вазопресину, ендотеліну-1 і нирковим синтезом Pg.
При дослідженні екскреторної функції нирок у підземних гірників встановлено, що в базальний період рівень К+ (РК+) коливався від 3.9±0.06 до 4.1±0.09 ммоль/л і був нижче за контрольні показники (4,27±0,12 ммоль/л). Також нижчими контрольних були виділення та кліренс К+. В стимульований період РК+ знижувався в I групі (3.8±0.07 ммоль/л), але залишався нижчим контролю в I і III групах. В цей же період концентрація К+ в сечі, його виділення і кліренс підвищувався, однак залишався нижчим контрольних показників. Не можна виключити, що зниження РК+ шахтарів пов’язано з важкою роботою в умовах мікроклімату, що нагріває. Рівень Nа+ в крові в обидва періоди коливався в межах від 133.3±1.1 до 138.4±0.7 ммоль/л, не відрізняючись при цьому поміж групами, та був нижчим, ніж контрольні показники (139,2±1,2 - 140.8±1.6 ммоль/л).
Відмічені зміни ВСО можуть залежати від стану РААС, рівня Vas і синтезу Pg в нирках, що і послужило підставою до їх дослідження.
АРП до та після робочої зміни була найбільшою у робітників II групи (3,6±0,53 и 3,89±0,62 нг/мл/г) і перевищувала показники контрольної (2,29±0,33 і 2,01±0,28 нг/мл/г) і III груп. Отже, АРП була підвищена не тільки після роботи, як показано (C.Y.Guezennec, 1990) у осіб з важким фізичним навантаженням, а і в базальний період, що може виявитися передумовою для виникнення ряду захворювань серцево-судинної та сечовидільної систем. Можливо, що у осіб II групи підвищення АРП пов’язано з працею в умовах мікроклімату, що нагріває і гіпоксії та поєднується з підвищеним психологічним навантаженням (Л.І.Донченко, 1988). В стимульований період, в порівнянні з базальним, в контрольній і III групах відбувалося зниження рівня РА, тоді як в I групі він суттєво не змінювався, а в II групі мала місце тенденція до збільшення. В результаті відмічених змін рівень РА у осіб II групи після роботи (184,3±24,6 пг/мл) виявився вищий, ніж в контрольній (99,5±11,9 пг/мл) і III групах. Зниження РА в контрольній, I і III групах відповідало добовим ритмам функціонування РААС (Ф.И.Комаров, 1990; В.Л.Славнов, 1989), тоді як у осіб II групи добовий ритм ламався. Певно, деяке підвищення рівня РА пов’язано з реакціями організму на фізичне навантаження (И.Е.Тареева, 1995; M.E.Gunning, 1996). UА до робочої зміни у гірників I і III груп був вищий, ніж в контрольній групі. Слід відзначити, що в стимульований період у робітників III групи низькому рівню А в крові відповідав більш високий рівень А в сечі, яка, можливо, і обумовила його зниження. Це припущення підтвердилося позитивною кореляцією поміж РА і UА в ІІІ групі шахтарів.
Виділення ТхВ2 з сечею до робочої зміни у гірників III групи (269.6±18.1 пг/мл) перевищувало показники гірників II групи. В той же час, вірогідної різниці поміж контрольною групою і групами гірників не було. В стимульований період рівень ТхВ2 робітників практично не змінювався, а в контрольній групі зменшувався вдвічі. Внаслідок цього стимульований рівень ТхВ2 у гірників перевищував показники контрольної групи. Виділення 6-кетоPgF1α до робочої зміни у всіх групах шахтарів було вдвоє вище контролю (45,9±6,1 пг/мл). В стимульований період рівень 6-кетоPgF1α практично не змінювався, залишаючись у шахтарів вищим контрольних показників, без суттєвої різниці поміж групами. Величина співвідношення ТхВ2/6-кетоPgF1α в базальний період у гірників I і III груп не відрізнялася від показників контрольної групи, а в II групі була меншою, ніж в контрольній і III групах. В стимульований період в контрольній і III групах було встановлено зменшення співвідношення ТхВ2/6-кетоPgF1α.
Рівень ендотеліну-1 (Е-1) в плазмі крові гірників був найбільшим у робітників II групи, складав 10,32±1,25 пг/мл і перевищував контрольні показники (р<0,05). Статистично значущої різниці у вмісті Е-1 поміж групами порівняння встановлено не було.
При аналізі корелятивних зв’язків (рис. 1), в I та в ІІ групі гірників, на відміну від контрольної групи, вже в базальний період відмічено, що активація РААС була пов’язана не з UК+ і PNa+, а залежала від РК+. Це могло бути зумовлено тим, що при фізичному навантаженні в першу чергу відбувається зміна балансу К+ (H.J.Laragh, 1973). Окрім цього, підсилюється роль ТхВ2 і 6-кетоPgF1α в системі взаємозв’язку, що підтверджують дані, які вказують на зростання ролі Pg в екстремальних умовах (H.A.Bock, 1995; G.C.Burns, 1997). В
стимульований період у робітників I групи взаємозв’язок РААС і синтезу Pg ще більше зростав, і центром взаємозв’язку ставав не PgF2α, як в контрольній групі, а система ТхВ2/6-кетоPgF1α. Корелятивні зв’язки у робітників, які виконували важку фізичну працю в найнесприятливих умовах (II) багато в чому визначали зв’язки, що були встановлені в I групі, при цьому кількість кореляцій ще більше зростала. Під впливом важкої фізичної праці РААС діяла на ВСО не тільки прямо, але і опосередковано, через простаноїди. Цікаво відзначити, що у шахтарів, виконуючих роботи середньої важкості, (III), зменшувалася кількість корелятивних зв’язків до рівня контролю. Отже, поза екстремальними умовами РААС, синтез Pg та ВСО більш автономні і не потребують тісної взаємодії для підтримування гомеостазу.
Важливо відзначити, що при проведенні обстеження гірників були виявлені практично здорові особи з виникненням змін у сечі після робочої зміни. Так, у 51 робітника (3,2%) з’являлась протеїнурія (альбумін 0,1-0,2 г/л) і у 47 гірників (2,9%) мікрогематурія (еритроцити 5-15⋅106/л), механізми розвитку яких залишаються неясними. Для вивчення окремих механізмів виникнення наведених феноменів були відібрані дві групи практично здорових гірників.
При аналізі змін РААС, синтезу Pg в нирках, вазопресину та ВСО у 12 практично здорових гірників з появою протеїнурії після робочої зміни встановлено, що у робітників з ПН РNa+ і UNa+ в обидва періоди дослідження були нижче, ніж в контрольній групі та в групі гірників без патології в сечі (I група). PCr і UCr у робітників з ПН в обидва періоди дослідження були нижчими, ніж у гірників I групи. Поряд з цим, суттєвих змін ШКФ у робітників з ПН не відбувалося. В той же час праця в важких умовах могла призвести до зниження ниркового кровообігу і ШКФ (Ю.Н.Букаев, 1989). В нашому дослідженні у гірників І групи як до, так і після робочої зміни відмічався високий рівень АРП. В той же час, у гірників з ПН в обидва періоди спостереження АРП була нижче, ніж в I групі, і не відрізнялась від показників АРП контрольної групи. Крім цього, у робітників з ПН був встановлений нижчий вихідний рівень співвідношення ТхВ2/6-кетоPgF1α за рахунок збільшення екскреції 6-кетоPgF1α. В той же час, в стимульований період відбувалося збільшення співвідношення ТхВ2/6-кетоPgF1α за рахунок різкого зниження 6-кетоPgF1α і значно вищого рівня виділення ТхВ2 (в 2.7 рази вище контролю). Поряд з цим, в базальний період встановлювався зворотній корелятивний зв’язок поміж 6-кетоPgF1α та РNа+, а також негативна кореляція ТхВ2 з UNа+, UVNа+ і СNа+. В стимульований період була встановлена пряма кореляція 6-кетоPgF1α а з UК+ і UVК+. Виходячи з цього, можливо, що у робітників з ПН для підтримки нормальної ШКФ булизадіяні інші механізми. При цьому багато ефектів РААС опосередковувались через систему локального ниркового синтезу простаноїдів. Все це дозволяє припустити, що у гірників з ПН при виконанні максимального фізичного навантаження в несприятливих мікрокліматичних умовах провідну роль в підтриманні ниркового кровообігу на нормальному рівні, поряд з РААС, відіграють простаноїди, які діють, певно, незалежно від останньої. При цьому, відносне збільшення рівня ТхВ2 при зниження виділення 6-кетоPgF1α, можливо, сприяє підтримці ниркового кровообігу і ШКФ та може обумовити виникнення феномена ПН. Це цілком ймовірно також і тому, що високий рівень ТхА2 корелює з величиною протеїнурії (R.F.Spurney, 1992; К.Nakabayashi, 1993).
При аналізі змін РААС, синтезу Pg в нирках, вазопресину і ВСО у 21 гірника з появленням гематурії після робочої зміни (ПГ) встановлено, що у практично здорових гірників з ПГ до початку роботи відзначалась низька АРП та висока ШКФ. При цьому спостерігався низький рівень Na+ в сечі і більш високий СNa+. Після робочої зміни реєструвався більш низький АТ, відбувалося різке підвищення АРП та активація вазопресорних простаноїдів, зокрема ТхВ2, а також знижувався РК+. Окрім того, у осіб з ПГ, на відміну від загальної групи гірників, відбувалося майже повне руйнування взаємозв’язків поміж РААС, синтезом Pg і ВСО, що також могло бути однією з причин явищ, що спостерігалися (див. рис. 1).
Рис. 1 Корелятивні зв’язки поміж досліджуваними показниками.
А - базальні кореляції в IІ групі; В - стимульовані кореляції в IІ групі; С - базальні кореляції в V групі; D - стимульовані кореляції в V групі
Проведені клінічні, інструментальні, біохімічні та гемодинамічні дослідження, зміни ВСО, РААС, синтезу Pg і Vas свідчили про порушення функції печінки і нирок. Водночас, одним із важливих чинників глибокої вугільної шахти, що діють на організм робітників, є мікроклімат, що нагріває [В.М.Валуцина, 1996], який суттєво впливає на структуру і функцію печінки та нирок. В зв’язку з цим було розпочате експериментальне дослідження впливу перегрівання на морфологічні зміни тканин печінки і нирок.
Морфологічне дослідження печінки щурів виявило, що зі збільшенням тривалості перегріву, від стадії рухового збудження (РЗ) до стадії агонії (Аг), посилювались зміни в печінці: зростала повнокровність органу, відзначалось розширення центральних вен, посилювався діапедез еритроцитів через стінку кровоносних судин, збільшувалися розміри клітин, наростали дистрофічні зміни в гепатоцитах (Г), з’являлися некрози клітин. Крім того, зростала кількість двоядерних гепатоцитів та купферовських клітин, а в стадії Аг значно зменшувалась. Знижувалася кількість мітохондрій, будова крист в них порушувалась, що відзначалось також іншими дослідниками (П.В.Дунаев, 1986). Крім того, в ендоплазматичному ретикулумі зменшувалась кількість цистерн та повільно розташованих рибосом, але збільшувалось число ліпідних гранул. Наростали явища вакуольної дистрофії. В стадії Аг спостерігалися клітини з повністю лізованим складом з порушеною плазмолемою та виходом складу клітини в простір Дісе. При електронно-гістохімічному дослідженні відзначалася посилена від стадії до стадії деформація, везикуляція та фрагментація лізосом, формування з них аутофагосом, а також взаємне зливання та інактивація. В стадії Аг ці зміни переростали в екзоцитоз складу лізосом та розсіювання лізосомальної гідролази коло ліпідних краплин та між органелами. В той же час, іншими авторами при перегріванні щурів на світловому рівні було відзначено збільшення активності кислої фосфатази в усіх зонах печінкової дольки (З.Я.Долгова, 1989). В апараті Гольджі (АГ) відзначалася зростаюча везикуляція з розпадом його цистерн на мікропухирці та продукцією пакетів ліпопротеїдних часток, взаємодіючих з лізосомами та їх екзоцитоз. Мабуть, розруйнування лізосом та виявлення КФ в цитоплазмі клітин та просторі Дісе виявилось причиною пошкодження Г.
Морфологічне дослідження нирок тварин показало, що з подовженням теплової експозиції при гострій експериментальній гіпертермії спостерігались значні зміни капілярів клубочків у вигляді руйнування їх базальної мембрани і порушення структури ендотеліальних клітин. Найглибші зміни відбувалися в епітелії проксимальних канальців (Пк), що відмічено і іншими дослідниками [О.З.Мкртчан, 1984]. Світлооптично це виявлялося в зростанні кількості канальців з різко звуженим отвором [П.В.Дунаев, 1986], і збільшенні в їх клітинах ознак вакуольної дистрофії та некрозів. Електронномікроскопічно відзначалися виражені зміни в ядрах клітин, руйнування щіткової окрайки клітин Пк, зміни в структурі мітохондрій, що спостерігалося і в інших дослідженнях [Т.В.Павлова, 1995]. Електронногістохімічні дослідження дозволили виявити значні порушення лізосомально-вакуолярного апарата клітин (ЛВА), які проявилися фрагментацією та інактивацією лізосом, тотальною вакуолізацією АГ, а також дестабілізацією лізосомальних мембран аж до їх розриву і виходу вмісту лізосом в цитоплазму клітин. Значні зміни в дистальних канальцях (Дк) спостерігалися тільки при тривалій тепловій експозиції.
При хронічному перегріванні до стадії РЗ зміни в клітинах Пк були більш глибокими, ніж при гострому, і виявлялися в збільшенні кількості канальців з ознаками дистрофії, зокрема, вакуольній, та кількості канальців з некрозами, що також відмічалося іншими науковцями [В.Я.Плоткин, 1991]. При електронно-мікроскопічному дослідженні спостерігалося зменшення кількості і порушення структури органел клітин Пк та мінімально вираженими змінами в клітинах Дк.
Необхідно відзначити, що процеси, які виникали в клітинах Пк при перегріванні, були схожі із змінами в Г. При порівнянні електронногістохімічних змін в Г і клітинах Пк виявилося, що зміни в клітинах Пк на стадіях РЗ і теплового удару (ТУ) були практично однаковими. В АГ Пк, на відміну від Г, фрагментація цистерн приводила до формування більш великих вакуолей, що мали розміри до 0,2 мкм, при цьому активність КФ в збережених сплощених цистернах пригнічувалася. В Г також відбувалася тотальна фрагментація АГ, але він спочатку мав більші розміри та фіксовану (біліарний полюс) локалізацію. В цілому, в наведені строки гіпертермії в клітинах Пк, як і в Г, відмічалася фрагментація лізосом і зниження їх активності. Однак в клітинах печінки ці процеси охоплювали в основному всі види лізосом, а в клітинах Пк відбувалася фрагментація лише апікальних. При цьому, фрагментація АГ була характерна для обох типів клітин, але відбувалася по-іншому - шляхом вакуолізації в клітинах Пк та везикуляції (формуванні дрібних пухирців) в гепатоцитах. В термінальній стадії в клітинах Пк, на відміну від Г, не відмічалося екзоцитозу лізосомальної гідролази та дезорганізації цитоплазми. В клітинах Пк не виявлялося і ознак ліпідної дистрофії в вигляді відкладення краплин нейтрального жиру в цитоплазмі або їх екзоцитозу.
Отже, наявність виражених змін екскреторної та інкреторної функції нирок, а також поява в ряді випадків протеїнурії та гематурії могло бути обумовлено морфологічними змінами в нирках, які виникли при гіпертермії. Як показано в даному дослідженні та в ряді інших робіт, при перегріванні найбільші зміни нирок відбуваються в ділянці Пк [Т.В.Павлова, 1993]. Найбільш чітке ураження Пк визначалося при електронногістохімічному дослідженні [Ю.Г.Бурмак, 1996]. З подовженням терміну теплової експозиції в клітинах Пк відбувалася дестабілізація лізосомальних мембран, аж до їх розриву і виходу вмісту лізосом в цитоплазму клітин. Саме з порушенням ЛВА можна пов’язати появлення некрозів в клітинах Пк, що не могло не відбитися на екскреторній функції нирок, в якій активну участь приймають Пк [А.С.Свінцицький, 1995; G.Saccomani, 1990].
Враховуючи проведені морфологічні дослідження печінки і нирок, можна припустити, що довготривала праця в умовах мікроклімату, що нагріває, глибоких вугільних шахт є фактором ризику розвитку функціональних, а потім і органічних змін печінки та нирок, які приводять до розвитку різних захворювань.
В морфологічному пошкодженні нирок, а також інших органів, в останній час великого значення надається процесам ліпопероксидації та стану системи антиоксидантного захисту (С.А.Голованов, 1995; І.О.Дудар, 1996; J.R.Diamond, 1992). У відповідності з цим, у гірників було проведено дослідження стану ПОЛ і активності ключових ферментів антиоксидантного захисту - супероксиддисмутази (СОД) та каталази (КТ).
При цьому виявилося, що у підземних гірників вугільних шахт в цілому (I група), в порівнянні з показниками контрольної групи, встановлено підвищення рівня дієнового кон’югата (ДК; 85.8±3.3 і 158.3±8.3 мкмоль/л, відповідно) та малонового діальдегіду (МДА; 29.4±1.3 і 41.1±1.7 мкмоль/л). Поряд з цим, відмічено підвищення активності КТ (20.5±1.0 і 41.3±1.5 мкат/год.л) та тенденція до підвищення СОД. У робітників II групи, в порівнянні з контрольними показниками, встановлено підвищення рівня ДК і МДА. При цьому відмічено підвищення активності КТ і активності СОД. Суттєвої різниці показників I і III групи не було встановлено. Вміст в плазмі крові ДК у робітників III групи був нижчим, ніж в II групі.
При аналізі вікових змін ПОЛ і активності ферментів антиперекисного захисту виявилося, що рівень ДК був найбільший у молодих робітників (181,1±13,5 мкмоль/л), після чого знижувався до 134,6±18,3 мкмоль/л у осіб 51-60 років (р<0,05). Рівень МДА в крові гірників також був максимальним у осіб 20-30 років (47,1±2,8 мкмоль), знижувався в віці 31-40 років (р<0,05), досягаючи мінімуму в віковій групі 51-60 років (39,2±2,4 мкмоль), з достовірною різницею з молодшою віковою групою. Найбільші показники КТ визначалися у осіб 20-30 років (45,6±2,6 мкат/год⋅л), після чого відбувалося зниження його у гірників 31-40 років і суттєво не змінювався в подальшому.
При аналізі впливу стажу роботи в підземних умовах на стан ПОЛ і ферментів антиперекисного захисту виявилося, що найбільший рівень ДК визначався у шахтарів із стажем до 5 років і складав 182,3±14,1 мкмоль/л, в подальшому знижувався до мінімуму у гірників з підземним стажем 11-15 років (134,7±9,3 мкмоль/л). Величина МДА також була найбільшою у гірників з малим підземним стажем (46,9±4,5 мкмоль/л) та знижувалась до мінімуму при стажі 11-15 років (36,4±2,8 мкмоль/л; р<0,05). Рівень КТ також був найбільшим у малостажованих робітників (47,0±4,0 мкат/год·л), знижувався при стажі 11-15 років (37,5±2,9 мкат/год·л) та не змінювався в подальшому. Рівень СОД мав максимальне значення у робітників зі стажем до 5 років, а потім знижувався при збільшенні стажу роботи, при достовірній різниці поміж стажовими групами 11-15 і 21-25 років.
Таким чином, при розгляданні ПОЛ і активності ферментів антиоксидантного захисту у гірників було встановлено значне підвищення первинних (ДК) та кінцевих (МДА) продуктів ПОЛ. Збільшення активності СОД є адаптивною реакцією, спрямованою на зменшення ПОЛ. В той же час, підвищення в сироватці крові активності внутріклітинного ензиму - КТ - є відображенням цитолітичного синдрому (Б.Н.Матюхин, 1991), який має місце у робітників "гарячого" виробництва (Г.П.Победьонная, 1994). При цьому, активність СОД у гірників II групи була дещо вищою, ніж у гірників III групи, також, як і вміст ДК в плазмі крові. Це стало свідченням більш високої інтенсивності процесів ПОЛ у гірників II групи, що, ймовірно, пов’язано зі значними фізичними навантаженнями, гіпоксією та впливом мікроклімату, що нагріває. Зазначені зміни можуть відігравати значну роль у формуванні патології печінки та нирок (А.І. Куликова, 1997). При цьому, впливом вільних радикалів, що виникли при активації ПОЛ, частково можна пояснити активацію РААС у гірників II групи (T.N.Meyer, 1996), зниження синтезу PgI2 в нирках після робочої зміни у гірників V групи (H.Nakano, 1994), виникнення протеїнурії у гірників після робочої зміни, можливо, обумовленою пошкодженням ендотеліальних і епітеліальних клітин клубочків нирок, клітин мезангія (T. Yoshioka, 199I; Duque, 1992), переважне ушкодження Пк внаслідок більш низького рівня (в порівнянні з Дк) ферментів антиоксидантного захисту, зокрема СОД (S.Kiyama, 1995). Не виключено, що порушення обміну електролітів у гірників відбувалося внаслідок блокування Na+-К+-аденозінфосфатази, яке виникало при підвищенні інтенсивності ліпопероксидації (D.Cemeric, 1995). При розподіленні гірників в залежності від віку і стажу роботи в підземних умовах встановлено, що рівень усіх вивчаємих показників був максимальним у робітників у віковій групі 20-30 років та при стажі роботи до 5 років, і в подальшому знижувався.
Поряд з ПОЛ, в патогенезі захворювань внутрішніх органів важливе місце займають зміни імунної системи [В.М.Фролов, 1998; S.D.Lee, 1995]. У відповідності з цим, у гірників глибоких вугільних шахт було проведено вивчення клітинного і гуморального імунітету.
При вивченні впливу роботи на імунний статус було встановлено, що у гірників I групи зменшувалась кількість лейкоцитів (L) та лімфоцитів (Л) як в абсолютних, так і в відносних показниках (р<0,05). Вміст Т-лімфоцитів (CD3), Т-хелперов (CD4) і Т-супресорів (CD8) також був знижений (р<0,05). Імунокорегуючий індекс (CD4 /CD8) у гірників складав 1.31±0.07 і був нижчим, ніж в контрольній групі (2.29+0.23). Відносний вміст В-лімфоцитів (CD22) у гірників збільшувався (р<0,05), тоді як їх абсолютні значення були приблизно однакові в групах порівняння. Вміст IgA, IgG і IgM в крові гірників був знижений (р<0,05). В той же час, рівень циркулюючих імунних комплексів (ЦІК) виявився підвищеним (р<0,05).
При аналізі вікових змін імунного статусу гірників встановлено, що статистично достовірно зростала лише відносна кількість CD3 при збільшенні віку з 31-40 до 51-60 років, а вміст ЦІК знижувався в 41-50 років в порівнянні з робітниками 20-30 років.
Стаж роботи в підземних умовах в більшій мірі відбивався на стані імунного статусу гірників. Так, відносна кількість CD3 зростала з мінімуму при стажі 5-10 років (60,44±0,93%) до максимуму при стажі 21-25 років (65,67±1,07%), з різницею поміж стажовою групою 21-25 років і групами до 5 років і 5-10 років. Кількість CD4 у відносних величинах зростала з 32,4±1,6% при стажі до 5 років до 37,17± 1,65% при стажі 21-25 років. CD8 у відносних величинах знижувалось від 29,4±1,86% при стажі до 5 років до 24,81±1,2% при стажі 11-15 років. Імунокорегуючий індекс був мінімальним у робітників із стажем до 5 років (1,17±0,08), а потім збільшувався, складаючи при стажі 21-25 років 1,45±0,1 (р<0,05). Рівень IgA підвищувався у шахтарів зі стажем 5-10 і 11-15 років, в порівнянні з малостажованими робітниками. Рівень ЦІК у осіб із стажем 11-15 років і 21-25 років був нижчий, ніж у робітників із стажем до 5 років.
Отримані результати співпадали з даними досліджень імунного статусу у робітників промислових підприємств, які характеризувалися імунодефіцитом: Т-лімфопенією, дисбалансом регуляторних субпопуляцій Т-лімфоцитів, пригніченням продукції антитіл, збільшенням ЦІК та зниженням активності макрофагальної фагоцитарної системи [В.Я.Плоткин, 1998], що, в цілому, визначалося як вторинний імунодефіцитний стан за відносно гіперсупресорним варіантом [І.С.Гайдаш, 1996]. При цьому відзначений імунодепресивний вплив фізичних навантажень [В.П.Ляпин, 1993] та мікроклімату, що нагріває [А.С.Соловьев, 1994]. Слід підкреслити, що розподіл при дослідженні гірників в залежності від віку і стажу роботи в підземних умовах показав практичну відсутність змін імунного статусу при збільшенні віку та значні зміни більшості показників імунограми при розподілі в залежності від підземного стажу.
Зміни імунного статусу шахтарів могли бути пов’язані з порушеннями регуляції імунітету. В зв’язку з цим була вивчена роль гормону тимусу α1-тимозина як одного з регуляторів імунної системи.
При розподілі робітників в залежності від важкості виконуваних робіт встановлено, що рівень α1Т у всіх обстежених гірників був майже вдвічі нижчим, ніж у осіб контрольної групи (1,201±0,186 нг/мл). Однак найбільше зниження α1Т, відносно контролю, відмічалося у робітників II групи, де його рівень становив 0.60±0.08I нг/мл. Аналіз вікових змін концентрації α1Т показав, що рівень α1Т у осіб 51-60 років складав 0.597+0.16 нг/мл і був нижчим, ніж у гірників в 20-30 років. При зростанні підземного стажу рівень α1Т знижувався з максимуму у робітників із стажем до 5 років (1.03±0.19 нг/мл) до мінімуму при стажі 21-25 років (0.569±0.13 нг/мл). При проведенні кореляційного аналізу поміж показниками в контрольній групі статистично достовірних значень не встановлено. Кореляційний аналіз в I групі показав, що α1Т мав зворотну залежність з величиною CD4 (r=-0,502; p<0.05) та імунокорегуючим індексом (r=-0,438; p<0.05). При цьому був відмічений прямий зв’язок α1Т з CD8 (r=0,465; p<0.05). Крім того, α1Т корелював з ЦІК (r=0,476; p<0.05). В III групі установлювалися зворотні кореляції α1Т з CD4 (r=-0,792; p<0.05) і CD4 /CD8 (r=-0,663; p<0.05).
Отже, у гірників α1Т мав зворотну залежність з Т-хелперами і імунокорегуючим індексом та пряму з Т-супресорами і ЦІК. В той же час, за даними ряду дослідників, α1Т є речовиною, яка стимулює Т-хелпери в разі вихідного ослаблення імунітету [В.С.Ширинский, 1991]. Можливо, зниження Т-хелперів призводить до стимуляції виробки α1Т. В той же час, підвищення вмісту Т-супресорів, які можуть гальмувати функцію Т-хелперів, призводити до стимуляції вироблення α1Т для того, щоб протидіяти від’ємному впливу Т-супресорів на Т-хелперні клітини.
За результатами власних досліджень, з урахуванням проведеного літературного огляду можна припустити наступну схему патогенезу розвитку захворювань печінки у гірників глибоких вугільних шахт (рис. 2). На організм шахтарів впливає комплекс патологічних чинників, в тому числі: гіпоксія, гіпертермія, стрес і виконання важких фізичних робіт. Ці фактори, як окремо, так і в комплексі викликають посилення ПОЛ, активацію ферментів антиперекисного захисту, порушення імунного статусу і гемодинаміки. Напевно, активація процесів ПОЛ є провідним фактором в розвитку змін структури печінки, порушень імунного статусу і в розвитку протеїнурії напруження. Вільні радикали, що при цьому утворюються, порушують функціонування ЛВА в Г. При цьому спостерігається дестабілізація лізосомальних мембран і вихід гідролітичних ферментів в цитоплазму Г та за межі клітин. Порушення роботи ЛВА викликає пошкодження Г і наступне порушення ліпідного і білкового обміну, які в свою чергу підсилюють пошкодження гепатоцитів. Порушення ліпідного і білкового обміну може виникнути безпосередньо під впливом шкідливих чинників підземного середовища та посилитися з втратою альбумінів у зв’язку з розвитком протеїнурії напруження. Важливо відзначити те, що встановлені в ході дослідження зміни центральної гемодинаміки у гірників, зокрема, підвищення ЗПСО, викликають порушення мікроциркуляції в клітинах печінки і тим самим сприяють розвитку в них некротичних процесів. Слід підкреслити, що зміни імунного статусу гірників, які відбуваються при роботі в умовах глибокої вугільної шахти, підсилюються порушеннями ліпідного і білкового обміну, а також активацією ПОЛ. При цьому виявляється імунодефіцитний стан за відносним гіперсупресорним типом.
Рис. 2. Схема патогенезу розвитку захворювань печінки у гірників глибоких вугільних шахт.
Таким чином, дія шкідливих чинників глибокої вугільної шахти призводить до порушення імунного статусу і гемодинаміки, активації ПОЛ з наступними змінами функціонування ЛВА, які викликають пошкодження гепатоцитів і значні порушення ліпідного і білкового обміну. Все це створює умови для розвитку захворювань печінки.
Проведене дослідження робітників з виникненням протеїнурії після робочої зміни та літературні дані дозволяють припустити наступну схему патогенезу розвитку протеїнурії напруження у гірників глибоких вугільних шахт (рис. 3).
Рис. 3. Схема патогенезу розвитку протеїнурії напруження у гірників глибоких
Виконання важких фізичних робіт в умовах мікроклімату, що нагріває, гіпоксії і стресу веде до порушень ВСО, РААС, порушень гемодинаміки і активації ПОЛ. Активація РААС, яка виникає внаслідок змін гемодинаміки ВСО, в свою чергу підсилює порушення гемодинаміки. Активація ПОЛ, що виникає під впливом шкідливих чинників підземного середовища, також викликає порушення гемодинаміки. В той же час, активація ПОЛ в сукупності з порушеннями гемодинаміки, а також гіпертермія - безпосередньо, приводять до порушення функціонування ЛВА в клітинах проксимальних канальців нирок (Пк). Під впливом чинників підземного середовища і внаслідок порушень ВСО збільшується рівень ендотеліну-1 (Е-1) в плазмі крові. З іншого боку, порушення ВСО і активація РААС приводять до зміни синтезу Pg в нирках. Активація простаноїдів (які, можливо, є посередниками вазоактивного впливу РААС в нирках) відбувається, в основному, за рахунок вазоконстрикторних субстанцій, зокрема ТхА2. При цьому, співвідношення ТхА2 /PgI2 - збільшується. Підвищення рівня Е-1 і ТхА2 ще більш підсилює порушення гемодинаміки. Крім того, активація ПОЛ приводить до пошкодження печінки, з виникненням порушень білкового і ліпідного обміну. Одночасно, порушення ліпідного обміну викликає зміни метаболізму арахідонової кислоти з переважним зменшенням синтезу вазодилятаторних простаноїдів, зокрема, PgI2. Відмічена особливість приводить до ще більшого зростання індексу ТхА2 /PgI2. В зв’язку з цим, процеси, що відбуваються в організмі робітників в умовах глибокої вугільної шахти, приводять до різкого збільшення синтезу ТхА2 і Е-1, а також порушенням функціонування ЛВА Пк. Подальше підвищення рівнів ТхА2 і Е-1 приводить до скорочення ендотеліальних клітин клубочків нирок з наступним збільшенням фільтраційних пор, підвищенню тонусу еферентних артеріол і внутрішньоклубочкового тиску. Відмічені ефекти призводять до збільшення кількості білку, що фільтрується. У той же час, проведені експериментальні дослідження впливу гіпертермії на структуру нирок продемонстрували значне порушення функціонування ЛВА клітин Пк з дестабілізацією лізосомальних мембран, виходом вмісту лізосом в цитоплазму клітин та виникненням некрозів. Важливо відзначити й те, що виявлені в ході дослідження змін центральної гемодинаміки у гірників, зокрема, підвищення ЗПСО викликає порушення мікроциркуляції в клітинах Пк і цим самим сприяє розвитку в них некротичних процесів. Крім того, порушення ліпідного і білкового обміну також приводять до пошкодження Пк. Відмічене пошкодження Пк неминуче приводить до зниження реабсорбції білку.
Таким чином, процеси, що відбуваються в організмі гірників глибоких вугільних шахт, приводять до гемодинамічних та біохімічних зрушень, які викликають підвищення рівня Е-1, синтезу ТхА2 в нирках та пошкодженню Пк. Пошкодження Пк та ниркові ефекти Е-1 і ТхА2 приводять до підвищення фільтрації білку та зниженню його реабсорбції, що в кінцевому результаті проявляється протеїнурією напруження.
Значне зменшення рівня альбумінів, порушення функції печінки, зміни ВСО і РААС, центральної гемодинаміки, виникнення протеїнурії напруження, морфологічні зміни печінки і нирок, а також значні відхилення в імунному статусі вимагали розробки профілактичних та лікувальних заходів. З цією метою у гірників використовувалася білкова вітамінно-мінеральна харчова добавка “Спіруліна”, імунокоректор “Амізон” і гепатопротектор “Антраль”.
Після проведеного курсу лікування вітамінно-мінеральною добавкою "Спіруліна" рівень ДК та величина МДА у гірників зменшувались і не перевищували показників контрольної групи. Активність КТ після лікування зменшилась, але все ж таки залишалась більшою, ніж в контрольній групі.
При дослідження імунного статусу у гірників після курсу лікування харчовою добавкою "Спіруліна" виявилося, що вміст L і Л в крові збільшився і вже не відрізнявся від контрольного рівня. Вміст CD3 у гірників підвищився, але все ж таки залишався нижчим показників контрольної групи у відносних величинах. Вміст CD4 в крові збільшився. Однак, різниця за вмістом CD4 у відносних величинах поміж групою гірників після лікування і контролем залишалась. Вміст CD8 в абсолютних цифрах збільшувався, тоді як відносні показники практично не змінювалися. Співвідношення CD4 /CD8 після лікування достовірно збільшувалося, але різниця з контрольною групою залишалась. Вміст CD22 зростав в абсолютних показниках. Вміст IgМ і IgA в крові збільшувався і вже не відрізнявся від контрольних величин. Рівень ЦІК в крові достовірно знижувався і встановлювався на рівні контрольних показників. Рівень α1Т достовірно зростав після лікування і вже не відрізнявся від контрольних показників.
Таким чином, застосування вітамінно-мінеральної добавки "Спіруліна" справляло значну позитивну дію на ПОЛ і систему антиоксидантного захисту. При цьому покращилися практично всі показники імунограми. Проте, ряд з них залишався нижче контрольних. Необхідно відзначити, що у гірників, які отримували харчову добавку "Спіруліна" ні в одному з випадків не спостерігалося ні протеїнурії, ні гематурії після робочої зміни. Можливо, що простагландиновий шлях підтримки ниркового кровообігу і ШКФ за рахунок високого рівня ТхА2 може сприяти появі феномену протеїнурії напруження і гематурії після навантаження. Це тим більш імовірно ще й тому, що "Спіруліна", за рахунок присутності в її складі антиоксидантів, знижує синтез ТхА2 (A.A.Nanji, 1994).
Застосування препарату "Амізон" призводило до зниження величини МДА, при цьому різниця з контрольною групою виявилась незначною. Активність КТ після лікування суттєво зменшувалась, але все ж таки залишалась більшою, ніж в контролі. При дослідженні імунного статусу у гірників після курсу лікування амізоном відмічено збільшення L і Л. Вміст CD3 зростав в абсолютних величинах, але залишався нижчим від контрольних показників. Рівень CD4 збільшувався, однак теж залишався нижче контролю. Співвідношення CD4 /CD8 зростало, але залишалося нижче контрольних показників. Вміст IgМ в крові збільшувався і вже не відрізнявся від контролю. Рівні IgG і IgA залишалися нижчими за показники контрольної групи. Вміст ЦІК в крові гірників після лікування зменшувався, але залишався вищим контрольних показників. Таким чином, застосування препарату сприяло суттєвому покрашенню більшості з показників імунного статусу, нормалізації процесів ПОЛ та антиоксидантного захисту.
Після курсу лікування препаратом "Антраль" виявилося, що вміст МДА і активність КТ знижувалися. При цьому, вміст ДК, МДА і активність КТ залишалися вищими, ніж в контрольній групі. Вміст CD4 збільшувався в абсолютних показниках, що вплинуло на зростання співвідношення CD4 /CD8. Крім того, встановлено збільшення вмісту CD22 в абсолютних показниках. Вміст L, Л, CD3, CD4, CD8 і співвідношення CD4 /CD8 в крові були нижче контрольного рівня, а рівень CD22 був вищий у відносних величинах. Вміст IgМ і IgA збільшувався і не відрізнявся від контролю, а IgG залишався нижче показників контрольної групи. Вміст ЦІК зменшувався, але залишався вище контрольних показників (р<0,05).
Таким чином, застосування препарату "Антраль" призвело до покращення ряду показників імунограми та процесів ПОЛ. Проте, нормалізація параметрів, відбувалася лише по окремим показникам, а процеси ПОЛ і активність ферментів антиоксидантного захисту не досягали норми за жодним з показників, що визначалися.
Все вищенаведене дозволяє рекомендувати препарати “Спіруліна”, “Амізон” і “Антраль” як лікувально-профілактичні засоби у гірників глибоких вугільних шахт.
В И С Н О В К И:
1. Важка фізична праця в умовах мікроклімату, що нагріває, глибокої вугільної шахти приводить до розвитку порушень функції печінки, які виявляються зниженням вмісту загального білку і альбумінів в сироватці крові, підвищенням рівня АлАТ, холестерину і β -ліпопротеїдів
2. У практично здорових підземних гірників глибоких вугільних шахт віком понад 30 років, при стажі роботи понад 15 років виникають порушення центральної гемодинаміки, які виявляються підвищенням загально периферичного судинного опору, зниженням потужності лівого шлуночка, об’ємних і швидкісних показників при зростанні змін у зв’язку зі збільшенням важкості робіт.
3. Праця в умовах глибокої вугільної шахти веде до порушення обміну електролітів, активності РААС і екскреції Pg, що виявляється: зниженням рівнів К+ і Na+ плазми крові, підвищенням рівня креатиніну сечі (в базальний період) без залежності від важкості праці і фази дослідження; підвищенням АРП, екскреції 6-кетоPgF1α як до, так і після робочої зміни, збільшенням рівнів альдостерону в плазмі крові і ТхВ2 в сечі після робочої зміни; збільшенням кількості корелятивних зв’язків поміж РААС, екскрецією Pg і ВСО (14 замість 6 в контрольній групі) у осіб основних професій.
4. Рівень ендотеліну-1 підвищується у осіб, що виконують важкі роботи в найнесприятливіших умовах гірничих виробок.
5. Розвиток протеїнурії напруження у практично здорових підземних гірників глибоких вугільних шахт пов’язаний зі зниженням активності реніну плазми і альдостерону плазми крові, падінням підвищеного рівня екскреції 6-кетоPgF1α і збільшенням співвідношення ТхВ2/6-кетоPgF1α, при зниженому рівні Na+ плазми крові, креатиніну плазми крові і сечі.
6. Гематурія після навантаження у гірників виникає на фоні зниження початково високої ШКФ, різкого підвищення активності реніну плазми і виділення ТхВ2, які супроводжуються зниженням К+ плазми крові, креатиніну плазми крові і Na+ сечі та зникненням корелятивних зв’язків поміж досліджуваними регуляторними системами.
7. Перегрівання експериментальних тварин приводить до розвитку дистрофічних змін та некрозів в гепатоцитах і клітинах проксимальних канальців нирок, найбільш виражених при хронічному перегріванні. Механізм ушкодження органів полягає в порушенні роботи лізосомально-вакуолярного апарату клітин, дестабілізації лізосомальних мембран і виході ферментів в цитоплазму та за межі клітин.
8. У підземних гірників глибоких вугільних шахт встановлено підсилення процесів ПОЛ і підвищення активності ферментів антиоксидантного захисту, більш виражене у робітників, які виконують важкі роботи в найнесприятливіших умовах підземних виробок.
9. У практично здорових підземних гірників глибоких вугільних шахт відмічається значна депресія клітинної та гуморальної ланок імунітету з розвитком імунодефіцитного стану за відносно гіперсупресорним варіантом.
10. Зміни імунного статусу підземних гірників глибоких вугільних шахт практично не залежать від віку шахтарів і пов’язані зі стажем роботи в підземних умовах.
11. В розвитку імунодефіцитного стану у гірників бере участь гормон тимусу α1-тимозин. Рівень α1-тимозину у гірників значно знижується, причому в більшій мірі у осіб, що виконують важкі роботи в найбільш несприятливих умовах гірничих виробок.
12. Групою ризику є найбільш схильні до дії шкідливих чинників глибокої вугільної шахти молоді робітники (20-30 років) та особи з невеликим стажем (до 5 років). Це підтверджується найнижчими показниками загального білку і альбумінів, CD4 і IgA, а також підвищенням ДК, МДА, КТ, відносної кількості CD8 і ЦІК.
13. Використання харчової добавки “Спіруліна”, імунокоректора “Амізон” і гепатопротектора “Антраль” у гірників глибоких вугільних шахт приводить до зниження інтенсивності процесів ПОЛ, активності ферментів антиоксидантного захисту, покращанню показників імунного статусу та рекомендується для профілактичного лікування.
|
