medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2021-100-10-1115-1122medlit-1785Research ArticleМЕДИЦИНА ТРУДАOCCUPATIONAL HEALTHИммунологические и генетические показатели у работников при длительной низкоуровневой экспозиции акрилонитриломImmunological and genetic indices in workers under long-term exposure to low-doses of acrylonitrilehttps://orcid.org/0000-0003-2356-1145ЗайцеваН. В.ZaitsevaNina V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9238-5598УлановаТ. С.UlanovaTatyana S.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4860-3145ДолгихО. В.DolgikhOleg V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2344-3037НурисламоваТатьяна ВалентиновнаNurislamovaTatyana V.

Доктор биол. наук, зам. зав. отд. химико-аналитических методов исследований ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», 614045, Пермь.

e-mail: nurtat@fcrisk.ru

MD, PhD, DSci., Deputy Head of the Department for Chemical and Analytical Research at the Federal Scientific Centre for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation.

e-mail: nurtat@fcrisk.ru

nurtat@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0114-3930КазаковаО. А.KazakovaOlga A.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7664-3270МальцеваО. А.MaltsevaOlga A.noemail@neicon.ruФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияThe Federal Scientific Centre for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies of the Federal Service for Surveillance over Consumer Rights Protection and Human Well-beingRussian Federation2021101120211001011151122Copyright © Зайцева Н.В., Уланова Т.С., Долгих О.В., Нурисламова Т.В., Казакова О.А., Мальцева О.А., 20212021Зайцева Н.В., Уланова Т.С., Долгих О.В., Нурисламова Т.В., Казакова О.А., Мальцева О.А.Zaitseva N.V., Ulanova T.S., Dolgikh O.V., Nurislamova T.V., Kazakova O.A., Maltseva O.A.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/1785Введение

Введение. В настоящее время актуальны исследования по изучению особенностей влияния на здоровье работников низких уровней вредных факторов (акрилонитрил) производства при длительной экспозиции.

Цель исследования — провести анализ особенностей иммунологических и генетических показателей у работников резинотехнического производства, подверженных длительной низкоуровневой аэрогенной экспозиции акрилонитрилом.

Материалы и методы

Материалы и методы. Объектом исследования являлись воздух рабочей зоны и биологические среды (кровь, выдыхаемый воздух) работающих на производстве резинотехнических изделий. Определение акрилонитрила выполнялось неинвазивным методом в выдыхаемом воздухе с концентрированием пробы на сорбционные трубки и анализом методом капиллярной газовой хроматографии. Выполнены исследования образцов крови на содержание малонового альдегида, лимфоцитов (активированные T-лимфоциты CD3+CD25+ абсолютные и относительные, активированные T-лимфоциты CD3+CD95+ абсолютные и относительные), цитокинов (VEGF), онкомаркеров (ПСА) и гормонов надпочечников методами проточной цитометрии и ИФА.

Результаты

Результаты. По результатам проведённого исследования было установлено наличие акрилонитрила в воздухе рабочей зоны производственных помещений, концентрация которого изменялась в пределах 0,007–0,015 мг/м3 (ПДКр.з. = 0,5 мг/м3) и превышала аналогичный уровень для административных помещений в 2–3 раза.

Заключение

Заключение. Получена статистически значимая линейная зависимость концентрации акрилонитрила, обнаруженного в выдыхаемом воздухе работников основных профессий, от стажа работы, описываемая уравнением вида: y = 0,00046 + 0,00027x. По результатам проведённого лабораторного обследования работающих установлены нарушения антиоксидантной защиты. Содержание связанных между собой патогенетически малонового альдегида, стероидных гормонов прогестерона, эстрадиола, кортизола в группе наблюдения достоверно превышало аналогичные показатели группы сравнения до 3,2 раза (p < 0,05). Риск возникновения нарушений антиоксидантной защиты в виде повышенного содержания малонового диальдегида плазмы в крови в группе наблюдения в 1,58 раза выше, чем в группе сравнения. Выявлены особенности полиморфизма гена PPARGC1A Gly482Ser rs8192678, вариантность которого способствует формированию патологии сердечно-сосудистой, эндокринной систем, онкопролиферативных состояний, увеличивающего вероятность развития данных нежелательных событий.

Участие авторов

Участие авторов:

Зайцева Н

Зайцева Н.В. — концепция, научная консультация;

Уланова Т

Уланова Т.С., Долгих О.В. — актуальность, результаты, обсуждение, заключение; 

Нурисламова Т

Нурисламова Т.В. — материалы и методы, результаты, обсуждение, заключение;

Казакова О

Казакова О.А., Мальцева О.А. — аналитическая и экспериментальная часть работы.

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

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.

Поступила

Поступила: 09.08.2021 / Принята к печати: 28.09.2021 / Опубликована: 31.10.2021

Introduction

Introduction. Nowadays there is very relevant research on the study of the characteristics of the impact on the health of workers of low levels of harmful factors (acrylonitrile) of production on the health of workers during long-term exposure.

Aim of the study was to examine peculiarities of immunologic and genetic indices in workers under the long-term exposure to acrylonitrile in low doses.

Materials and methods

Materials and methods. Our research object was working area air (MPCw.ar.=0.5 mg/m3) and biological media (blood and exhaled air) of workers employed at industrial rubber manufacture. Acrylonitrile was determined via a non-invasive procedure in exhaled air with samples being concentrated on sorption tubes that were then analyzed with capillary gas chromatography. Blood samples were examined to determine contents of malonic dialdehyde, lymphocytes (absolute and relative activated T-lymphocytes CD3+CD25+, absolute and relative activated T-lymphocytes CD3+CD95+), cytokines (VEGF), oncomarkers (PSA), and adrenals hormones; to do that, we applied ELISA tests and flow cytometry. 

Results

Results. Acrylonitrile was established to occur in working area air in concentrations varying within MPCw.ar. range (0.007-0.015 mg/m3) being 2-3 times higher than in air inside offices at the same enterprise.

We obtained statistically significant linear dependence between concentrations of acrylonitrile in the air exhaled by workers (y) and their working experience (x) that was given with the following equation: y=0.00046+0.00027x. According to the results of the laboratory examination of the workers, violations of the antioxidant defense were established. Contents of malonic dialdehyde and steroid hormones including progesterone, estradiol, and hydrocortisone that were pathogenetically linked to each other were authentically up to 3.2 times higher in the test group than in the reference one (p<0.05). Risk for antioxidant protection disorders such as elevated malonic dialdehyde contents in blood plasma might occur in the test group was 1.58 times higher than in the reference one. 

Conclusion

Conclusion. We revealed certain peculiarities in polymorphism of PPARGC1A Gly482Ser rs8192678 gene, the variability of which contributes to the formation of pathology of the cardiovascular, endocrine systems, oncoproliferative states that increase the likelihood of these undesirable events.

Contribution

Contribution:

Zaitseva N

Zaitseva N.V. — overall concept, theoretical consultations;

Ulanova Т

Ulanova Т.S., Dolgikh О.V. — topicality, results, discussion, conclusion;

Nurislamova Т

Nurislamova Т.V. — data and methods, results, discussion, conclusion;

Kazakova О

Kazakova О.А., Maltseva О.А. — analytical and experimental work.

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

Conflict of interest

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

Acknowledgement

Acknowledgement. The study had no sponsorship.

Received

Received: August 9, 2021 / Accepted: September 28, 2021 / Published: October 31, 2021

РТ-производствовоздух рабочей зонымаркер экспозицииакрилонитрилмаркер эффектаCD25+прогестеронэстрадиолмаркер чувствительностиPPARGC1Aindustrial rubber productionworking area airexposure markeracrylonitrylemarker of effectCD25+progesteroneestradiolsensitivity markerPPARGC1AReferencesРахманин Ю.А. Итоги и перспективы научных исследований по проблеме экологии человека и гигиены окружающей среды. М.; 2011.Rakhmanin Yu.A. Results and Prospects of Scientific Research on Human Ecology and Environmental Hygiene [Itogi i perspektivy nauchnykh issledovaniy po probleme ekologii cheloveka i gigieny okruzhayushchey sredy]. Moscow; 2011. (in Russian)Иванов С.В. Химический комплекс России: состояние и пути обеспечения устойчивого экономического развития. Химическая промышленность. 2006; (9): 18-21.Ivanov S.V. Chemical industry in Russia: the current state and ways to provide sustainable economic development. Khimicheskaya promyshlennost’. 2006; (9): 18–21. (in Russian)ВОЗ. Акрилонитрил. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. Женева; 1987.WHO. Acrylonitrile. Hygienic criteria of the environmental situation. Geneva; 1987.Шустов В.Я., Кузнецов П.П. Акрилонитрил: токсические свойства, гигиеническая оценка. М.: Медицина; 1984.Shustov V.Ya., Kuznetsov P.P. Acrylonitrile: Toxic Properties, Hygienic Assessment [Akrilonitril: toksicheskie svoystva, gigienicheskaya otsenka]. Moscow: Meditsina; 1984. (in Russian)Онищенко Г.Г. Состояние условий труда и профессиональная заболеваемость работников Российской Федерации. Гигиена и санитария. 2009; 88(3): 66-71.Onishchenko G.G. Working conditions and occupational morbidity in the Russian Federation. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2009; 88(3): 66–71. (in Russian)Стародубов В.И. Сохранение здоровья работающего населения - одна из важнейших задач здравоохранения. Медицина труда и промышленная экология. 2005; (1): 1-7.Starodubov V.I. Health preservation for workers is one of the most important objectives of health services. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2005; (1): 1–7. (in Russian)Артемов А.В., Брыкин А.В., Иванов М.Н., Шеляков О.В., Шумлев В.А. Анализ стратегии развития нефтехимии до 2015 года. Российский химический журнал. 2008; 52(4): 4-14.Artemov A.V., Brykin A.V., Ivanov M.N., Shelyakov O.V., Shumlev V.A. Analysis of development strategy of pctrochemkhal industry till 2015. Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal. 2008; 52(4): 4–14. (in Russian)Турусов В.С. Канцерогенные вещества: Справочник. М.: Медицина; 1987.Turusov V.S. Carcinogens: Reference Book [Kantserogennye veshchestva: Spravochnik]. Moscow: Meditsina; 1987. (in Russian)Kopecký J., Zachardová D., Gut I. New findings on acrylonitrile metabolism. Czech. Med. 1980; 3(4): 295-301Kopecký J., Zachardová D., Gut I. New findings on acrylonitrile metabolism. Czech. Med. 1980; 3(4): 295–301.Валеева О.В., Каримова Л.К. Особенности состояния здоровья работников химического производства. Здравоохранение Российской Федерации. 2015; 59(5): 45-8.Valeeva O.V., Karimova L.K. The characteristics of health conditions of workers of chemical industry. Zdravookhranenie Rossiyskoy Federatsii. 2015; 59(5): 45–8. (in Russian)Мещакова Н.М., Дьякович М.П., Шаяхметов С.Ф., Сорокина Е.В. Динамика нарушений здоровья у работников современных химических производств. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2012; (2-2): 87-91.Meshchakova N.M., Dyakovich M.P., Shayakhmetov S.F., Sorokina E.V. Dynamics of health disorders in employees of modern chemical enterprises. Byulleten’ Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 2012; (2–2): 87–91. (in Russian)Камилов Р.Ф., Яппаров Р.Н., Самсонов В.М., Шакирова Д.Ф. Состояние здоровья работников производства резиновых и резинотехнических изделий нефтехимической промышленности. Медицинский вестник Башкортостана. 2009; 4(5): 10-7.Kamilov R.F., Yapparov R.N., Samsonov V.M., Shakirova D.F. Health state of workers in petrochemical enterprise. Meditsinskiy vestnik Bashkortostana. 2009; 4(5): 10–7. (in Russian)Долгих О.В., Кривцов А.В., Горшкова К.Г., Ланин Д.В., Бубнова О.А., Дианова Д.Г. и соавт. Генетические и иммунологические маркеры чувствительности и эффекта у работников калийного производства в условиях комбинированного воздействия факторов риска. Анализ риска здоровью. 2014; (3): 71-6.Dolgikh O.V., Krivtsov A.V., Gorshkova K.G., Lanin D.V., Bubnova O.A., Dianova D.G., et al. Genetic and immunological markers of sensitivity and effect in workers of potassium industries exposed to production risk factors. Analiz riska zdorov’yu. 2014; (3): 71–6. (in Russian)Старкова К.Г., Долгих О.В., Кривцов А.В., Бубнова О.А., Хорошавин В.А. Иммунные и генетические маркеры выявляемые у женщин, работающих на производстве резинотехнических изделий. Медицина труда и промышленная экология. 2015; (12): 10-3.Starkova K.G., Dolgikh O.V., Krivtsov A.V., Bubnova O.A., Khoroshavin V.A. Immune and genetic markers revealed in women working in technical rubber goods production. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2015; (12): 10–3. (in Russian)Dolgikh O., Zaitseva N., Dianova D., Krivtsov A. Molecular markers of apoptosis in industrial workers. Int. J. Exp. Clin. Pathophysiol. Drug Res. 2011; 25(3): 523-4Dolgikh O., Zaitseva N., Dianova D., Krivtsov A. Molecular markers of apoptosis in industrial workers. Int. J. Exp. Clin. Pathophysiol. Drug Res. 2011; 25(3): 523–4.Кузьмина Л.П. Биохимические и молекулярно-генетические механизмы развития профессиональных заболеваний бронхолегочной системы. Медицина труда. 2003; (6): 10-3.Kuzmina L.P. Biochemical and molecular genetic mechanisms underlying occupational respiratory diseases. Meditsina truda. 2003; (6): 10–3. (in Russian)Васильева О.С., Кузьмина Л.П., Кравченко Н.Ю. Роль молекулярно-генетических исследований в диагностике и профилактике развития профессиональных заболеваний органов дыхания. Пульмонология. 2017; 27(2): 198-205. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2017-27-2-198-205Vasil’eva O.S., Kuzmina L.P., Kravchenko N.Yu. A role of molecular analysis for diagnosis and prevention of occupational lung diseases. Pul’monologiya. 2017; 27(2): 198–205. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2017-27-2-198-205 (in Russian)Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике. М.: МЕДпресс-информ; 2004.Kamyshnikov V.S. The Reference Book on Clinical and Biochemical Research and Laboratory Diagnostics [Spravochnik po kliniko-biokhimicheskim issledovaniyam i laboratornoy diagnostike]. Moscow: MEDpress-inform; 2004. (in Russian)Павлюк Т.С., Ануфриев М.А., Понаморева О.Н. Сорбционные трубки Tenax-TA как эффективный инструмент при выполнении анализа воздушной среды методом газовой хроматографии. Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. 2016; (4): 75-83.Pavlyuk T.S., Anufriev M.A., Ponamoreva O.N. The sorption tubes Tenax-TA as an effective instrument for environment air analyzes by gas chromatography. Izvestiya Tul’skogo gosudarstvennogo universiteta. Estestvennye nauki. 2016; (4): 75–83. (in Russian)Уланова Т.С., Нурисламова Т.В., Попова Н.А., Мальцева О.А. Разработка и валидация газохроматографического метода определения органического цианида (акрилонитрил) в выдыхаемом воздухе. Гигиена и санитария. 2015; 94(3): 111-6.Ulanova T.S., Nurislamova T.V., Popova N.A., Mal’tseva O.A. Development and validation of a gas chromatographic method for the determination of organic cyanide (acrylonitrile) in exhaled air. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2015; 94(3): 111–6. (in Russian)Кузнецов В.И., Тараканов С.А., Рыжаков Н.И., Коган В.Т., Козленок А.В., Рассадина А.А. Метод высокочувствительной неинвазивной диагностики функций состояния организма. Вестник новых медицинских технологий. 2013; (1): 95.Kuznetsov V.I., Tarakanov S.A., Ryzhakov N.I., Kogan V.T., Kozlenok A.V., Rassadina A.A. Method of highly sensitive non-invasive diagnostics of functional states of organism. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2013; (1): 95. (in Russian)Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика; 1998.Glants S. Medical Biological Statistics [Mediko-biologicheskaya statistika]. Moscow: Praktika; 1998. (in Russian)Четыркин Е.М. Статистические методы прогнозирования. М.: Статистика; 1977.Chetyrkin E.M. Statistic Predictive Procedures [Statisticheskie metody prognozirovaniya]. Moscow: Statistika; 1977. (in Russian)Карпищенко А.И., ред. Медицинские лабораторные технологии. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2014.Karpishchenko A.I., ed. Medical Laboratory Technologies. [Meditsinskie laboratornye tekhnologii]. Moscow: GEOTAR-Media; 2014. (in Russian)Валеева Э.Т., Бакиров А.Б., Капцов В.А., Каримова Л.К., Гимаева З.Ф., Галимова Р.Р. Профессиональные риски здоровью работников химического комплекса. Анализ риска здоровью. 2016; (3): 88-97.Valeeva E.T., Bakirov A.B., Kaptsov V.A., Karimova L.K., Gimaeva Z.F., Galimova R.R. Occupational health risks for workers employed at chemical industry enterprises. Analiz riska zdorov’yu. 2016; (3): 88–97. https://doi.org/10.21668/health.risk/2016.3.10 (in Russian)Цинкер М.Ю., Кирьянов Д.А., Клейн С.В. Статистическое моделирование для оценки влияния факторов среды обитания на индикаторные показатели здоровья населения Российской Федерации. Здоровье населения и среда обитания. 2013; 248(11): 10-3.Tsinker M.Yu., Kir’yanov D.A., Kleyn S.V. Application of statistical modelling for the assessment of environment influence on the population health in Russian Federation. Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya. 2013; 248(11): 10–3. (in Russian)Отравление акрилонитрилом и его лечение. Доступно: https://meduniver.com/Medical/toksikologia/otravlenie_akrilonitrilom.htmlAcrylonitrile poisoning and treatment. Available at: https://meduniver.com/Medical/toksikologia/otravlenie_akrilonitrilom.html (in Russian)Уланова Т.С., Нурисламова Т.В., Попова Н.А., Мальцева О.А. Оценка уровня контаминации выдыхаемого воздуха и крови работников резинотехнического производства в условиях профессиональной экспозиции акрилонитрилом. Медицина труда и промышленная экология. 2016; (8): 37-42.Ulanova T.S., Nurislamova T.V., Popova N.A., Mal’tseva O.A. Evaluation of contamination levels of serum and expired air of mechanical rubber production workers exposed to acrylonitrile at work. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2016; (8): 37–42. (in Russian)Щербакова Н.В., Начаров П.В., Янов Ю.К. Анализ газового состава выдыхаемого воздуха в диагностике заболеваний. Российская отоларингология. 2005; 17(4): 126-32.Shcherbakova N.V., Nacharov P.V., Yanov Yu.K. Analysis of the gas composition of exhaled air in the diagnosis of diseases. Rossiyskaya otolaringologiya. 2005; 17(4): 126–32. (in Russian)Poli D., Carbognani P., Corradi M., Goldoni M., Acampa O., Balbi B., et al. Exhaled volatile organic compounds in patients with non-small cell lung cancer: cross sectional and nested short-term follow-up study. Respir. Res. 2005; 6(1): 71. https://doi.org/10.1186/1465-9921-6-71Poli D., Carbognani P., Corradi M., Goldoni M., Acampa O., Balbi B., et al. Exhaled volatile organic compounds in patients with non-small cell lung cancer: cross sectional and nested short-term follow-up study. Respir. Res. 2005; 6(1): 71. https://doi.org/10.1186/1465-9921-6-71Humphrey L.L., Teutsch S., Johnson M. Lung cancer screening with sputum cytologic examination, chest radiography, and computed tomography: an update for the U.S. Preventive Services Task Force. Ann. Intern. Med. 2004; 140(9): 740-53. https://doi.org/10.7326/0003-4819-140-9-200405040-00015Humphrey L.L., Teutsch S., Johnson M. Lung cancer screening with sputum cytologic examination, chest radiography, and computed tomography: an update for the U.S. Preventive Services Task Force. Ann. Intern. Med. 2004; 140(9): 740–53. https://doi.org/10.7326/0003-4819-140-9-200405040-00015Павлов В.Н., Терегулов Б.Ф. Репродуктивное здоровье мужчин-работников в условиях воздействия неблагоприятных факторов производственной и окружающей среды. Медицина труда и экология человека. 2015; (4): 182-8.Pavlov V.N., Teregulov B.F. Reproductive health of male workers exposed to hazardous work-related and environmental factors. Meditsina truda i ekologiya cheloveka. 2015; (4): 182–8. (in Russian)Казакова О.А., Долгих О.В., Синицына О.О. Иммунный и генетический статус женщин с нарушениями репродуктивной сферы при контаминации биосред фенолами. Гигиена и санитария. 2020; 99(1): 90-6. https://doi.org/10.33029/0016-9900-2020-99-1-90-96Kazakova O.A., Dolgikh O.V., Sinitsyna O.O. Immune and genetic status of women with reproductive disorders in the condtions of exposed contamination of biological media with phenols. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2020; 99(1): 90–6. https://doi.org/10.33029/0016-9900-2020-99-1-90-96 (in Russian)

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