medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2022-101-12-1528-1533medlit-2754Research ArticleМЕДИЦИНА ТРУДАOCCUPATIONAL HEALTHОсобенности изменений в организме при интенсивном воздействии факторов цементного производстваFeatures of clinical and laboratory changes in the body under the intense influence of factors of cement productionhttps://orcid.org/0000-0002-4800-433XКрючковаЕлена НиколаевнаKryuchkovaElena N.

Доктор биол. наук, ст. науч. сотр. ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, Россия, 141014, Мытищи.

e-mail: kdlfncg@yandex.ru

MD, PhD, DSci. senior researcher of the Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman of the Federal Service for Supervision in Protection of the Rights of Consumer and Man Wellbeing, Mytishchi, 141014, Russian Federation.

e-mail: kdlfncg@yandex.ru

kdlfncg@yandex.ruФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» РоспотребнадзораРоссияFederal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman of the Federal Service for Supervision in Protection of the Rights of Consumer and Man WellbeingRussian Federation2022130120231011215281533Copyright © Крючкова Е.Н., 20232023Крючкова Е.Н.Kryuchkova E.N.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/2754Введение

Введение. Производственная пыль — чрезвычайно распространённая профессиональная вредность, воздействию которой подвержены большие контингенты работающих, поэтому раннее выявление её негативного действия на организм даст возможность ещё на этапе предпатологии регистрировать отрицательную динамику и специфику возрастания риска нарушения здоровья у работников пылеопасных профессий.

Цель работы — оценить изменения показателей основных систем гомеостаза при длительном воздействии промышленного аэрозоля для своевременного проведения лечебно-профилактических мероприятий.

Материалы и методы

Материалы и методы. Обследованы 234 работника цементного производства (группа наблюдения) и 69 человек контрольной группы, не подверженных воздействию вредных факторов производства. Биохимические и иммунологические исследования проведены с использованием стандартных и унифицированных методик.

Результаты

Результаты. С увеличением производственного стажа в условиях интенсивной запылённости у обследованных работников наблюдается нарушение равновесия окислительного метаболизма: повышается содержание малонового диальдегида MДA (r = 0,85) при одновременном угнетении активности ферментов антиоксидантной защиты – каталазы, суперoксиддисмутазы (COД), миелопероксидазы в нейтрофилах MПн (r = –0,64–0,88). Со стороны иммунной системы отмечено увеличение уровней иммуноглобулинов IgА, IgЕ и циркулирующих иммунных комплексов в 1,6–2,0 раза и медиаторов воспаления (ИЛ-1β, ИЛ-8, ФНО-α, ИЛ-4) в 2,0–3,5 раза относительно контроля. Высокая интенсивность воспалительных процессов во всех стажевых группах подтверждена повышением (α2-, β-, γ-глобулинов) у 35–69% рабочих и возрастанием коэффициента цитокинового баланса Иц до 1,8 раза, отражающим активизацию провоспалительного компонента.

Ограничения исследования связаны с тем, что полученные результаты характеризуют состояние иммунобиохимического статуса работников цементного предприятия. Тем не менее предложенные методы могут быть использованы для оценки состояния здоровья лиц, подвергающихся пылевому производственному воздействию.

Заключение

Заключение. Результаты исследования доказывают негативную роль цементной пыли при формировании защитно-компенсаторных резервов организма, которые можно расценивать как критерии изменения резистентности и предикторы нарушения здоровья и у малостажированных работников. Предложенные биомаркеры целесообразно использовать для своевременного проведения лечебно-профилактических и оздоровительных мероприятий.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» Роспотребнадзора, проведено в соответствии с нормами Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (2013 г.).

Согласие пациентов

Согласие пациентов. Каждый участник исследования (или его законный представитель) дал информированное добровольное письменное согласие на участие в исследовании и публикацию персональной медицинской информации в обезличенной форме в журнале «Гигиена и санитария».

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Автор декларирует отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила

Поступила: 18.07.2022 / Принята к печати: 08.12.2022 / Опубликована: 12.01.2023

Introduction

Introduction. Industrial dust is an extremely common occupational hazard, which affects large contingents of workers. In this regard, early detection of its negative effect on the body will make it possible, even at the stage of pre-pathology, to register negative dynamics and the specifics of increasing the risk of health disorders in workers of dust-hazardous occupations.

The aim of the work is to evaluate changes in a number of indicators of the main homeostasis systems under prolonged exposure to industrial aerosol.

Materials and methods

Materials and methods. Two hundred thirty four cement production workers (observation group) and 69 control group people who were not exposed to harmful factors of production were examined. Biochemical and immunological studies were carried out using standard and unified methods.

Results

Results. With an increase in work experience in conditions of intense dustiness, the examined workers have an imbalance of oxidative metabolism manifested with the elevated content of malondialdehyde (MDA) (r=0.85), depressed activity of antioxidant defense enzymes (catalase, superoxide dismutase (SOD), myeloperoxidase in MPn neutrophils (r=–0.64,–0.88)). On the part of the immune system, there was an increase in the levels of immunoglobulins IgA, IgE and circulating immune complexes by 1.6–2.0 times and inflammatory mediators (IL-1β, IL-8, TNF-α, IL-4) by 2.0–3.5 times relative to the control. The high intensity of inflammatory processes in all probation groups was confirmed by an increase (α2-, β-, γ-globulins) in 35–69% of workers and an increase in the cytokine balance coefficient of Ci up to 1,8 times, reflecting the activation of the pro-inflammatory component.

Limitations

Limitations. The limitations of the study are related to the fact that the results obtained characterize the state of the immunobiochemical status of employees of a cement enterprise, however, the proposed methods can be used to assess the health status of persons exposed to dust production exposure.

Conclusion

Conclusion. The results of the study prove the negative role of cement dust in the formation of protective and compensatory reserves of the body, which can be regarded as criteria for changing resistance and predictors of health disorders already in low-skilled workers. It is advisable to use the proposed biomarkers for the timely implementation of therapeutic, preventive and health measures.

Compliance with ethical standards. The study was approved by the local Ethics Committee of the Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman of the Federal Service for Supervision in Protection of the Rights of Consumer and Man Wellbeing, conducted in accordance with the norms of the Helsinki Declaration of the World Medical Association (2013).

Patient consent

Patient consent. Each participant of the study (or his/her legal representative) gave informed voluntary written consent to participate in the study and publish personal medical information in an impersonal form in the journal "Gigiena i Sanitariya (Hygiene and Sanitation, Russian journal)".

Conflict of interest

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

Acknowledgement

Acknowledgement. The study had no sponsorship.

Received

Received: July 18 , 2022 / Accepted: December 8, 2022 / Published: January 12, 2023 

цементфакторы рабочей средыантиоксидантный статусиммунитетцитокиныпротеинограммаcementworking environment factorsantioxidant statusimmunitycytokinesproteinogramReferencesИзмеров Н.Ф. Профессиональная патология: Национальное руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2011.Izmerov N.F. Occupational Pathology: National Guidelines [Professional’naya patologiya: Natsional’noe rukovodstvo]. Moscow: GEOTAR-Media; 2011. (in Russian)Бабанов С.А., Будаш Д.С. Оценка профессионального риска развития пылевых заболеваний легких с помощью биологических маркеров. Медицина труда и промышленная экология. 2019; (9): 550-4. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-9-550-551Babanov S.A., Budash D.S. Evaluation of occupational risk of developing lung diseases due to dust, on the basis of identifying their biological markers. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2019; (9): 550–4. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-9-550-551 (in Russian)Семиненко А.С., Попов Е.Н., Малахов Д.Ю. Влияние цементной пыли на организм человека. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2012; (2): 93-4.Seminenko A.S., Popov E.N., Malakhov D.Yu. The effect of cement dust on the human body. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. 2012; (2): 93–4. (in Russian)Чомаева М.Н. Цементное производство - вред для здоровья человека. Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2019; (1-1): 6-8. https://doi.org/10.24411/2500-1000-2018-10409Chomaeva M.N. Cement production is the harm to human health. Mezhdunarodnyy zhurnal gumanitarnykh i estestvennykh nauk. 2019; (1–1): 6–8. https://doi.org/10.24411/2500-1000-2018-10409 (in Russian)Абдрашитова А.В., Вадулина Н.В. Влияние вредных производственных факторов на работников цементной промышленности. Новая наука: от идеи к результату. 2016; (4-2): 19-23.Abdrashitova A.V., Vadulina N.V. The influence of harmful production factors on workers in the cement industry. Novaya nauka: ot idei k rezul’tatu. 2016; (4–2): 19–23. (in Russian)Потапов А.И., ред. Клиническая лабораторная диагностика профессиональных заболеваний. М.: Канцлер; 2013.Potapov A.I., ed. Clinical Laboratory Diagnostics of Occupational Diseases [Klinicheskaya laboratornaya diagnostika professional’nykh zabolevaniy]. Moscow: Kantsler; 2013. (in Russian)Кирьяков В.А., Павловская Н.А., Сухова А.В. Критерии выбора информативных лабораторных биомаркеров в медицине труда (аналитический обзор литературы). Медицина труда и промышленная экология. 2010; (12): 22-7.Kir’yakov V.A., Pavlovskaya N.A., Sukhova A.V. Criteria for informative laboratory biomarkers selection in occupational medicine (analytic literature review). Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2010; (12): 22–7. (in Russian)Титова Е.Я., Голубь С.А. Современные проблемы охраны здоровья работников крупного промышленного предприятия, работающих в условиях профессиональных вредностей. Анализ риска здоровью. 2017; (4): 83-90. https://doi.org/10.21668/health.risk/2017.4.09Titova E.Ya., Golub’ S.A. Contemporary problems of health protection for workers employed at a large industrial enterprise and working under occupational hazards. Analiz riska zdorov’yu. 2017; (4): 83–90. https://doi.org/10.21668/health.risk/2017.4.09 (in Russian)Захаренков В.В., Казицкая А.С., Ядыкина Т.К. Специфичность иммунного ответа на действие различных производственных факторов. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2010; (4): 24-7.Zakharenkov V.V., Kazitskaya A.S., Yadykina T.K. Specificity of immune response to the exposure to various production factors. Byulleten’ Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk. 2010; (4): 24–7. (in Russian)Казицкая А.С., Михайлова Н.Н., Жукова А.Г., Горохова Л.Г. Иммунные механизмы формирования профессиональной пылевой патологии бронхолегочной системы. Медицина труда и промышленная экология. 2018; (6): 33-8. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2018-6-33-38Kazitskaya A.S., Mikhaylova N.N., Zhukova A.G., Gorokhova L.G. Immune mechanisms underlying occupational bronchopulmonary diseases due to dust. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2018; (6): 33–8. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2018-6-33-38 (in Russian)Петров Р.В., Хаитов Р.М., Черешнев Р.М. Физиология иммунной системы: клеточные и молекулярно-биологические механизмы. Вестник Российского фонда фундаментальных исследований. 2017; (S1): 96-119. https://doi.org/10.22204/2410-4639-2017-094-02S-96-119Petrov R.V., Khaitov R.M., Chereshnev R.M. Physiology of the immune system: cellular and molecular-biological mechanisms. Vestnik Rossiyskogo fonda fundamental’nykh issledovaniy. 2017; (S1): 96–119. https://doi.org/10.22204/2410-4639-2017-094-02S-96-119 (in Russian)Величковский Б.Т. Патогенетическая классификация профессиональных заболеваний органов дыхания, вызываемых воздействием фиброгенной пыли. Пульмонология. 2008; (4): 93-101.Velichkovskiy B.T. Pathogenic classification of occupational respiratory diseases caused by exposure of fibrogenic dust. Pul’monologiya. 2008; (4): 93–101. (in Russian)Косарев В.В., Жестков А.В., Бабанов С.А. Иммунопатогенетические особенности профессионального бронхита. Медицина труда и промышленная экология. 2012; (9): 22-7.Kosarev V.V., Zhestkov A.V., Babanov S.A. Immunopathogenetic features of occupational bronchitis. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2012; (9): 22–7. (in Russian)Ретнев В.М., Гребеньков С.В., Бойко И.В., Милутка Е.В., Дедкова Л.Е. Условия труда и состояние здоровья работающих в промышленности строительных материалов Российской Федерации. Гигиена и санитария. 2017; 96(4): 352-7. https://doi.org/10.1882/0016-9900-2017-96-4-352-357Retnev V.M., Greben’kov S.V., Boyko I.V., Milutka E.V., Dedkova L.E. Work-place conditions and health of workers in building materials industry of the Russian Federation according to 40-years clinical and hygienic research. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2017; 96(4): 352–7. https://doi.org/10.1882/0016-9900-2017-96-4-352-357 (in Russian)Ибраев С.А., Отаров Е.Ж., Жарылкасын Ж.Ж., Мухалиева Ж.Ж. Гигиеническая оценка условий труда рабочих цементного производства. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2017; (3-1): 66-8.Ibraev S.A., Otarov E.Zh., Zharylkasyn Zh.Zh., Mukhalieva Zh.Zh. Hygienic assessment of working conditions of workers of cement production. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. 2017; (3–1): 66–8. (in Russian)Землянова М.А., Зайцева Н.В., Звездин В.Н., Шляпников Д.М. Влияние пылевой нагрузки на показатели оксидантной активности и антиоксидантной защиты у работников сталеплавильного производства. Медицина труда и промышленная экология. 2013; (11): 17-22.Zemlyanova M.A., Zaytseva N.V., Zvezdin V.N., Shlyapnikov D.M. Influence of dust load on oxidant activity and antioxidant defence parameters in workers of steel works. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2013; (11): 17–22. (in Russian)Ракитский В.Н., Юдина Т.В. Методические подходы к оценке показателей окислительного стресса при воздействии антропогенных факторов среды. Гигиена и санитария. 2006; 85(5): 28-30.Rakitskiy V.N., Yudina T.V. Guidelines to estimating the parameters of oxidative stress upon exposure to man-made environmental factors. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2006; 85(5): 28–30. (in Russian)Nemmar A., Beegam S., Yuvaraju P., Yasin J., Shahin A., Ali B.H.Interaction of amorphous silica nanoparticles with erythrocytes in vitro: role of oxidative stress. Cell. Physiol. Biochem. 2014; 34(2): 255-65. https://doi.org/10.1159/000362996Nemmar A., Beegam S., Yuvaraju P., Yasin J., Shahin A., Ali B.H. Interaction of amorphous silica nanoparticles with erythrocytes in vitro: role of oxidative stress. Cell. Physiol. Biochem. 2014; 34(2): 255–65. https://doi.org/10.1159/000362996Ni L., Chuang C.C., Zuo L. Fine particulate matter in acute exacerbation of COPD. Front. Physiol. 2015; 6: 294. https://doi.org/10.3389/fphysNi L., Chuang C.C., Zuo L. Fine particulate matter in acute exacerbation of COPD. Front. Physiol. 2015; 6: 294. https://doi.org/10.3389/fphysКрючкова Е.Н., Сааркоппель Л.М., Яцына И.В. Особенности иммунного ответа при хроническом воздействии промышленных аэрозолей. Гигиена и санитария. 2016; 95(11): 1058-61. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2016-95-11-1058-1061Kryuchkova E.N., Saarkoppel’ L.M., Yatsyna I.V. Features of the immune response in chronic exposure to industrial aerosols. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2016; 95(11): 1058–61. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2016-95-11-1058-1061 (in Russian)Caramori G., Casolary P., Barcczyk A., Durham A.L., Di Stefano A., Adcock I. COPD immunopathology. Semin. Immunopathol. 2016; 38(4): 497-515. https://doi.org/10.1007/s00281-016-0561-5Caramori G., Casolary P., Barcczyk A., Durham A.L., Di Stefano A., Adcock I. COPD immunopathology. Semin. Immunopathol. 2016; 38(4): 497–515. https://doi.org/10.1007/s00281-016-0561-5Du Y.J., Yang C.J., Li B., Wu X., Lv Y.B., Jin H.L., et al. Association of pro-inflammatory cytokines, cortisol and depression in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Psychoneuroendocrinology. 2014; 46: 141-52. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2014.04.020Du Y.J., Yang C.J., Li B., Wu X., Lv Y.B., Jin H.L., et al. Association of pro-inflammatory cytokines, cortisol and depression in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Psychoneuroendocrinology. 2014; 46: 141–52. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2014.04.020Lee J.S., Shin J.H., Lee J.O., Lee K.M., Kim J.H., Choi B.S. Serum levels of interleukin-8 and tumor necrosis factor-alpha in coal workers’ pneumoconiosis: one-year follow-up study. Saf. Health Work. 2010; 1(1): 69-79. https://doi.org/10.5491/SHAW.2010.1.1.69Lee J.S., Shin J.H., Lee J.O., Lee K.M., Kim J.H., Choi B.S. Serum levels of interleukin-8 and tumor necrosis factor-alpha in coal workers’ pneumoconiosis: one-year follow-up study. Saf. Health Work. 2010; 1(1): 69–79. https://doi.org/10.5491/SHAW.2010.1.1.69Андриенко Л.А., Песков С.А., Дорн О.Ю. Роль оценки цитокинового профиля в рискометрии профессиональных заболеваний легких у рабочих пылеопасных профессий. Медицинская иммунология. 2015; 17(S): 439Andrienko L.A., Peskov S.A., Dorn O.Yu. The role of cytokine profile assessment in the riskometry of occupational lung diseases in workers of dust-hazardous professions. Meditsinskaya immunologiya. 2015; 17(S): 439. (in Russian)Rakitskii V., Saarkoppel L., Kryuchkova E., Yudina T., Tsatsakis A., Tsakalof A. Cytokine balance as an approach for the assessment of the immune response to the occupational aerosol exposure. Toxicol. Lett. 2016; 258(S): S81-2. https://doi.org/10.1016/J.TOXLET.2016.06.1371 (in Netherlands)Raritskii V., Saarkoppel L., Kryuchkova E., Yudina T., Tsatsakis A., Tsakalof A. Cytokine balance as an approach for the assessment of the immune response to the occupational aerosol exposure. Toxicol. Lett. 2016; 258(S): S81–2. https://doi.org/10.1016/J.TOXLET.2016.06.1371 (in Netherlands)

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