medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2021-100-7-693-699medlit-1574Research ArticleМЕДИЦИНА ТРУДАOCCUPATIONAL HEALTHПроблемы формирования токсической гепатопатии в условиях хронической фтористой интоксикации организмаProblems of formation of the toxic hepatopathy forming in the conditions of chronic fluoride intoxication of the bodyhttps://orcid.org/0000-0001-7008-1035ЯдыкинаТатьяна КонстантиновнаYadykinaTatyana K.

Канд. биол. наук, вед. науч. сотр. лаб. молекулярно-генетических и экспериментальных исследований ФГБНУ «НИИ КПГПЗ», 654041, Новокузнецк.

e-mail: yadykina.tanya@yandex.ru

MD, PhD, leading researcher of the molecular-genetic and experimental studies laboratory of the Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases, Novokuznetsk, 654041, Russian Federation.

e-mail: yadykina.tanya@yandex.ru

yadykina.tanya@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1127-6980МихайловаН. Н.MikhailovaNadezhda N.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3692-2616БугаеваМ. С.BugaevaMaria S.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0545-631XГороховаЛ. Г.GorokhovaLarisa G.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2495-6731КислицынаВ. В.KislitsynaVera V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5474-5273ДаниловИ. П.DanilovIgor P.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5142-2751КочергинаТ. В.KocherginaTatyana V.noemail@neicon.ruФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний»РоссияResearch Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational DiseasesRussian FederationФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний»; Новокузнецкий институт (филиал) ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет»РоссияResearch Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases; Novokuznetsk Institute (Branch Campus) of the Kemerovo State UniversityRussian Federation2021230720211007693699Copyright © Ядыкина Т.К., Михайлова Н.Н., Бугаева М.С., Горохова Л.Г., Кислицына В.В., Данилов И.П., Кочергина Т.В., 20212021Ядыкина Т.К., Михайлова Н.Н., Бугаева М.С., Горохова Л.Г., Кислицына В.В., Данилов И.П., Кочергина Т.В.Yadykina T.K., Mikhailova N.N., Bugaeva M.S., Gorokhova L.G., Kislitsyna V.V., Danilov I.P., Kochergina T.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/1574Введение

Введение. Производство алюминия характеризуется накоплением в воздухе рабочих зон примесей различного токсико-химического состава, преобладающими в ряду которых выступают фтористые соединения. Аккумуляция фторидов в организме вызывает развитие костно-суставной и сопутствующей ей системной патологии.

Цель исследования – оценить гигиенические и медико-биологические особенности токсического повреждения печени в условиях хронической фтористой интоксикации организма.

Материалы и методы

Материалы и методы. Оценены гигиенические условия труда рабочих основных профессий в алюминиевом производстве. Проведён анализ гепатобилиарной дисфункции на основе клинико-инструментальных методов у 263 лиц с фтористой интоксикацией и в группе сравнения из 116 человек. Экспериментальные исследования морфофункционального состояния печени в условиях моделирования хронической фтористой интоксикации проведены на основе токсикологических, биохимических, патоморфологических методов с гистологическим анализом тканей. Токсические свойства фторида натрия изучали на 117 белых лабораторных крысах-самцах при пероральном способе его поступления в организм.

Результаты

Результаты. Проанализирован качественный состав воздуха рабочих зон в электролизном корпусе. Проведена оценка распространённости патологических нарушений билиарного тракта у металлургов, занятых на производстве алюминия. Клинические исследования выявили значимое преобладание токсической фтористой гепатопатии, жирового гепатоза, холецистита и других нарушений в группе больных хронической фтористой интоксикацией. В эксперименте показан токсический эффект действия фтористого натрия на гепатоциты, сосуды портального тракта. Определены гиперфункция ретикулоэндотелиальной системы, пролиферация клеток Купфера, необратимая деструкция гепатоцитов, некроз на фоне выраженной дистрофии и снижения синтетической активности печени.

Заключение

Заключение. В структуре профессиональной заболеваемости у рабочих, занятых на производстве алюминия, преобладает гепатобилиарная патология, обусловленная токсическим поражением печени фторидами, что подтверждается экспериментальными данными о деструктивных нарушениях ее морфоструктуры.

Участие авторов

Участие авторов:

Ядыкина Т

Ядыкина Т.К. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, статистическая обработка, написание текста;

Михайлова Н

Михайлова Н.Н. — концепция и дизайн исследования, редактирование;

Бугаева М

Бугаева М.С. — сбор и обработка материала;

Горохова Л

Горохова Л.Г. — сбор и обработка материала, статистическая обработка;

Кислицына В

Кислицына В.В. — сбор и обработка материала;

Данилов И

Данилов И.П. — сбор и обработка материала;

Кочергина Т

Кочергина Т.В. — сбор данных литературы.

Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Заключение комитета по биомедицинской этике НИИ КПГПЗ: клиническое исследование выполнено с информированного согласия испытуемых и соответствует этическим стандартам биоэтического комитета НИИ КПГПЗ, разработанным в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной ассоциации «Этические принципы проведения научных исследований с участием человека» с поправками 2013 г. и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утверждёнными Приказом Минздрава РФ № 266 от 19.06.2003 г. Исследование не ущемляло прав и не подвергало опасности обследуемых. Экспериментальное исследование на крысах выполнено в соответствии с международными правилами «Guide for the Care and Use of Laboratory Animals» (Страсбург, 1986) и «Правилами лабораторной практики в Российской Федерации (GLP)» (утверждены приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации от 19.06.2003 г., № 267).

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Introduction

Introduction. Aluminium production is characterized by the accumulation of impurities of various toxic and chemical compositions in the air of working areas, the predominant among which are fluoride compounds. The accumulation of fluorides in the body causes the development of osteoarticular and associated systemic pathology. 

The aim of the study was to evaluate the hygienic and medico-biological features of toxic liver damage in the conditions of chronic fluoride intoxication of the body. 

Material and methods

Material and methods. The hygienic working conditions of the workers of the primary professions in aluminium production were evaluated. The analysis of hepatobiliary dysfunction based on clinical and instrumental methods was carried out in 263 subjects with fluoride intoxication and a comparison group of 116 persons. Experimental studies of the morpho-functional liver state in modelling chronic fluoride intoxication were carried out based on toxicological, biochemical, pathomorphological methods with histological analysis of tissues. The toxic properties of sodium fluoride were studied in 117 white laboratory male rats with its peroral route intake into the body.

Results

Results. The qualitative composition of the air in the working areas in the electrolysis building was analyzed. The prevalence of pathological disorders of the biliary tract in metallurgists engaged in aluminium production was assessed. Clinical studies revealed a significant prevalence of toxic fluoride hepatopathy, fatty hepatosis, cholecystitis and other disorders in the group of patients with chronic fluoride intoxication. The harmful effect of sodium fluoride on hepatocytes, vessels of the portal tract was shown in an experiment. Hyperfunction of the reticuloendothelial system, Kupffer cell proliferation, irreversible destruction of hepatocytes, necrosis against the background of severe dystrophy, and decreased synthetic activity of the liver were determined.

Conclusion

Conclusion. The structure of occupational diseases in the workers engaged in the aluminium production is dominated by hepatobiliary pathology caused by toxic liver damage with fluoride confirmed by experimental data on destructive violations of its morphostructure.

Contribution

Contribution:

Yadykina T

Yadykina T.K. — the concept and design of the study, collection and processing of material, statistical processing, writing a text;

Mikhailova N

Mikhailova N.N. — the concept and design of the study, editing;

Bugaeva M

Bugaeva M.S. — collection and processing of material; Gorokhova L.G. – collection and processing of material, statistical processing;

Kislitsyna V

Kislitsyna V.V. — collection and processing of material;

Danilov I

Danilov I.P. — collection and processing of material;

Kochergina T

Kochergina T.V. — collection of literature data.

All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.

Conclusion of the Biomedical Ethics Committee of the Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases: the clinical study was carried out with the informed consent of the subjects and complies with the ethical standards of the Bioethical Committee of the Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases, developed in accordance with the Declaration of Helsinki by the World Association “Ethical Principles for Conducting Scientific Research with Human Participation” as amended in 2013 and “Rules of Clinical Practice in the Russian Federation” approved by the Order of the Ministry of Health of the Russian Federation No. 266 dated June 19, 2003 Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases. The study did not infringe on the rights and did not endanger the subjects. The experimental study on rats was carried out in accordance with the international rules “Guide for the Care and Use of Laboratory Animals” (Strasbourg, 1986) and the “Rules of laboratory practice in the Russian Federation (GLP)” (approved by order of the Ministry of Health of the Russian Federation dated 19.06.2003, No. 267).

Acknowledgement

Acknowledgement. The study had no sponsorship.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

гигиенические условия труда алюминиевого производствахроническая фтористая интоксикациятоксическая гепатопатияметаболизмпатоморфология печениhygienic working conditions of aluminium productionchronic fluoride intoxicationtoxic hepatopathymetabolismpathomorphology of the liverReferencesОнищенко Г.Г., Николаева Н.И., Хамидулина Х.Х., Филин А.С., Королёв А.А., Никитенко Е.И. Проблемы и перспективы подготовки специалистов по профилактической токсикологии. Гигиена и санитария. 2019; 98(8): 799-803. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-8-799-803Onishchenko G.G., Nikolaeva N.I., Khamidulina Kh.Kh., Filin A.S., Korolev A.A., Nikitenko E.I. Problems and prospects of training specialists in preventive toxicology. Gigiena i sanitariya (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2019; 98(8): 799–803. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-8-799-803 (in Russian)Соседова Л.М., Филиппова Т.М. Роль биомоделирования в системе химической безопасности человека. Экология человека. 2017; (7): 46-52. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2017-7-46-52Sosedova L.M., Filippova T.M. The role of biosimulation in human chemical safety system. Ekologiya cheloveka. 2017; (7): 46–52. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2017-7-46-52 (in Russian)Чеботарев А.Г., Прохоров В.А. Современные условия труда и профессиональная заболеваемость металлургов. Медицина труда и промышленная экология. 2012; 52(6): 1-7.Chebotarev A.G., Prokhorov V.A. Modern working conditions and occupational morbidity of metallurgists. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2012; 52(6): 1–7. (in Russian)Данилов И.П., Олещенко А.М., Цай Л.В., Большаков В.В., Суржиков Д.В., Михайлова Н.Н. Мониторинг и управление риском профессиональной заболеваемости на алюминиевом заводе. Медицина труда и промышленная экология. 2006; 46(6): 10-3.Danilov I.P., Oleshchenko A.M., Tsay L.V., Bol’shakov V.V., Surzhikov D.V., Mikhaylova N.N. Monitoring and management of the risk of occupational morbidity at an aluminum plant. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2006; 46(6): 10–3. (in Russian)Шаяхметов С.Ф., Мещакова Н.М., Лисецкая Л.Г., Меринов А.В., Журба О.М., Алексеенко А.Н. и соавт. Гигиенические аспекты условий труда в современном производстве алюминия. Гигиена и санитария. 2018; 97(10): 899-904. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-10-899-904Shayakhmetov S.F., Meshchakova N.M., Lisetskaya L.G., Merinov A.V., Zhurba O.M., Alekseenko A.N., et al. Hygienic aspects of working conditions in modern aluminum production. Gigiena i sanitariya (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2018; 97(10): 899–904. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-10-899-904 (in Russian)Захаренков В.В., Олещенко А.М., Данилов И.П., Суржиков Д.В., Кислицына В.В., Корсакова Т.Г. Новая медицинская технология профессионального риска для здоровья работников промышленных предприятий. Современные наукоемкие технологии. 2013; (9): 136-9.Zakharenkov V.V., Oleshchenko A.M., Danilov I.P., Surzhikov D.V., Kislitsyna V.V., Korsakova T.G. New medical technology of occupational health risks for industrial workers. Sovremennye naukoemkie tekhnologii. 2013; (9): 136–9. (in Russian)Шалина Т.И., Николаева Л.А., Савченков М.Ф., Быков Ю.Н., Мануева Р.С. Загрязнение окружающей среды фтористыми соединениями и их влияние на здоровье детей. Гигиена и санитария. 2016; 95(12): 1133-7. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2016-95-12-1133-1137Shalina T.I., Nikolaeva L.A., Savchenkov M.F., Bykov Yu.N., Manueva R.S. Environmental pollution by fluoride compounds and their effect on children’s health. Gigiena i sanitariya (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2016; 95(12): 1133–7. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2016-95-12-1133-1137 (in Russian)Рослый О.Ф., Плотко Э.Г., Федорук А.А., Слышкина Т.В. Приоритетные факторы профессионального риска при электролизе алюминия. Здоровье населения и среда обитания. 2013; (9): 19-21.Roslyy O.F., Plotko E.G., Fedoruk A.A., Slyshkina T.V. Priority occupational risk factors for aluminum electrolysis. Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya. 2013; (9): 19–21. (in Russian)Сюрин С.А. Состояние здоровья работников алюминиевой промышленности европейского севера России. Гигиена и санитария. 2015; 94(1): 68-72.Syurin S.A. The state of health of workers in the aluminum industry in the European north of Russia. Gigiena i sanitariya (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2015; 94(1): 68–72. (in Russian)Минтель М.В., Землянова М.А., Жданова-Заплесвичко И.Г. Некоторые аспекты совместного действия алюминия и фтора на организм человека (обзор литературы). Экология человека. 2018; (9): 12-7. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2018-9-12-17Mintel’ M.V., Zemlyanova M.A., Zhdanova-Zaplesvichko I.G. Some aspects of synergistic action of aluminum and fluorine on human body (literature review). Ekologiya cheloveka. 2018; (9): 12–7. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2018-9-12-17 (in Russian)Kurzeja E., Pawłowska-Góral K., Burzyński M., Bycina K. The effects of exposure time and fluorine concentration on cell homeostasis. Med. Środow. 2015; 18(3): 12-6.Kurzeja E., Pawłowska-Góral K., Burzyński M., Bycina K. The effects of exposure time and fluorine concentration on cell homeostasis. Med. Środow. 2015; 18(3): 12–6.Zuo H., Chen L., Kong M., Qiu L., Lü P., Wu P., et al. Toxic effects of fluoride on organisms. Life Sci. 2018; 198: 18-24. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2018.02.001Zuo H., Chen L., Kong M., Qiu L., Lü P., Wu P., et al. Toxic effects of fluoride on organisms. Life Sci. 2018; 198: 18–24. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2018.02.001Галатенко А.Г. Моделирование токсического поражения печени на мелких лабораторных животных. Современные аспекты санаторно-курортного лечения и реабилитации на этапах оказания медицинской помощи детскому и взрослому населению. 2017; (1): 158-70.Galatenko A.G. Simulation of toxic liver damage in small laboratory animals. Sovremennye aspekty sanatorno-kurortnogo lecheniya i reabilitatsii na etapakh okazaniya meditsinskoy pomoshchi detskomu i vzroslomu naseleniyu. 2017; (1): 158–70. (in Russian)СанПиН 1.2.3685-21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. М.; 2021.SanPiN 1.2.3685-21. Hygienic standards and requirements for ensuring the safety and (or) harmlessness to humans of environmental factors. Moscow; 2021. (in Russian)Бугаева М.С., Бондарев О.И., Михайлова Н.Н., Горохова Л.Г. Cравнительная оценка морфологических механизмов поддержания структурного гомеостаза печени в динамике воздействия на организм угольно-породной пыли и фторида натрия. Медицина труда и промышленная экология. 2020; 60(3): 189-94. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2020-60-3-189-194Bugaeva M.S., Bondarev O.I., Mikhaylova N.N., Gorokhova L.G. Comparative assessment of the morphological mechanisms of maintaining the structural homeostasis of the liver in the dynamics of the impact on the body of coal-rock dust and sodium fluoride. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2020; 60(3): 189–94. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2020-60-3-189-194 (in Russian)Ядыкина Т.К., Жукова А.Г., Уланова Е.В., Кизиченко Н.В., Щербакова Д.А., Бугаева М.С. Функционально-метаболический ответ гепатобилиарной системы на фтористую интоксикацию (экспериментальные исследования). Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2010; (4): 64-8.Yadykina T.K., Zhukova A.G., Ulanova E.V., Kizichenko N.V., Shcherbakova D.A., Bugaeva M.S. Functional and metabolic response of the hepatobiliary system to fluoride intoxication (experimental studies). Byulleten’ Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 2010; (4): 64–8. (in Russian)Жукова А.Г., Михайлова Н.Н., Казицкая А.С., Алехина Д.А. Современные представления о молекулярных механизмах физиологического и токсического действия соединений фтора на организм. Медицина в Кузбассе. 2017; 16(3): 4-11.Zhukova A.G., Mikhaylova N.N., Kazitskaya A.S., Alekhina D.A. Contemporary concepts of molecular mechanisms of the physiological and toxic effects of fluorine compounds on an organism. Meditsina v Kuzbasse. 2017; 16(3): 4–11. (in Russian)Жукова А.Г., Михайлова Н.Н., Ядыкина Т.К., Алехина Д.А., Горохова Л.Г., Романенко Д.В. и соавт. Экспериментальные исследования внутриклеточных защитных механизмов печени в развитии хронической фтористой интоксикации. Медицина труда и промышленная экология. 2016; 56(5): 21-4.Zhukova A.G., Mikhaylova N.N., Yadykina T.K., Alekhina D.A., Gorokhova L.G., Romanenko D.V., et al. Experimental studies of the intracellular defense mechanisms of the liver in the development of chronic fluoride intoxication. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2016; 56(5): 21–4. (in Russian)Волощук О.Н., Копыльчук Г.П., Бучковская И.М. Активность маркерных ферментов печени при токсическом гепатите в условиях алиментарной депривации протеина. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2014; (8): 96-100.Voloshchuk O.N., Kopyl’chuk G.P., Buchkovskaya I.M. Activity of the marker liver enzymes under the conditions of toxic hepatitis and alimentary deprivation of protein. Eksperimental’naya i klinicheskaya gastroenterologiya. 2014; (8): 96–100. (in Russian)Лызиков А.Н., Скуратов А.Г., Осипов Б.Б. Механизмы регенерации печени в норме и при патологии. Проблемы здоровья и экологии. 2015; (1): 4-9.Lyzikov A.N., Skuratov A.G., Osipov B.B. Mechanisms of liver regeneration in normal and pathologic conditions. Problemy zdorov’ya i ekologii. 2015; (1): 4–9. (in Russian)Рослая Н.А., Лихачева Е.И., Оранский И.Е., Одинокая В.А., Плотко Э.Г., Жовтяк Е.П. и соавт. Клинико-патогенетические особенности хронической профессиональной интоксикации соединениями фтора в современных условиях. Медицина труда и промышленная экология. 2012; 52(11): 17-22.Roslaya N.A., Likhacheva E.I., Oranskiy I.E., Odinokaya V.A., Plotko E.G., Zhovtyak E.P., et al. Clinical and pathogenetic features of chronic occupational toxicity with fluorine compounds in modern conditions. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2012; 52(11): 17–22. (in Russian)Гайдаш А.А., Бабенко О.А., Баширов Р.С. Ультраструктура печени при действии малых доз фтора. Бюллетень Сибирской медицины. 2011; 10(3): 168-70.Gaydash A.A., Babenko O.A., Bashirov R.S. Ultrastructure of the liver under the action of low doses of fluoride. Byulleten’ Sibirskoy meditsiny. 2011; 10(3): 168–70. (in Russian)Левицкий А.П., Горохивский В.Н., Селиванская И.А. Гепатотоксическое действие фторидов и роль кальцийсодержащих препаратов в его профилактике. Актуальные проблемы транспортной медицины. 2014; (3): 136-9.Levitskiy A.P., Gorokhivskiy V.N., Selivanskaya I.A. Hepatotoxic effect of fluorides and the role of calcium-containing drugs in its prevention. Aktual’nye problemy transportnoy meditsiny. 2014; (3): 136–9. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.