Estimation of ultradispersive powder for piezoceramics toxic effect on laboratory animals and person.pdf В последнее десятилетие в мире широкое распро-странение во многих областях промышленности полу-чают изделия на основе ультра- и нанодисперсных по-рошков различных металлов [1]. При этом основнымикомпонентами предлагаемых ультрадисперсных по-рошков (УДП) являются оксиды свинца, циркония, ти-тана, висмута [2]. Известно, что каждый из этих ком-понентов в отдельности может вызывать определенныепатогенные изменения в структуре и функции различ-ных органов и систем организма человека и животных[3-5]. Сведения же о влиянии подобных ультрадиспер-сных полиметаллических смесей на живые организмы вимеющейся литературе чрезвычайно малочисленны. Вме-сте с тем изучение эффекта влияния УДП пьезокерамикина организм рабочих, обслуживающих опытно-промыш-ленные установки по их производству, представляет оп-ределенный интерес в связи с тем, что воздействие отно-сительно небольших концентраций токсических веществпри продолжительной работе во вредных условиях можетпривести к органическим поражениям наиболее ранимыхсистем и утрате профессиональной трудоспособности.Кроме того, данное исследование может способствоватьболее эффективной диагностике хронической интоксика-ции химической этиологии.С целью оценки токсического влияния УДП пьезо-керамики на организм рабочих, обслуживающих опыт-но-промышленные установки, и выявления факторовриска развития у них заболеваний, обусловленных кон-тактом с УДП, нами в 1998 г. под наблюдение быловзято 50 сотрудников Сибирского химического комби-ната. Обследуемые были разделены на две группы. Ос-новную группу составили 25 человек, непосредственноработающих на опытно-промышленных установках пополучению УДП; контрольную группу - 25 мужчин,которые никогда не были заняты на данном производ-стве. Средний возраст обследуемых основной группы иих стаж работы на данном предприятии составили46,2±8,1 и 22,4±8,5 лет соответственно и не имели ста-тистически значимых различий с аналогичными пока-зателями контрольной группы (45,2±8,5 и 20,6±9,2) летсоответственно).Медицинское наблюдение осуществлялось в видеконтроля над текущей обращаемостью обследуемых втечение года (не менее 3 раз, по данным амбулаторныхкарт) и тщательного углубленного заключительного ме-дицинского осмотра в конце каждого года. Медосмотрна протяжении всего периода наблюдения включалосмотр терапевта и узких специалистов (ЛОР-врача,невропатолога, окулиста, психиатра, дерматолога, попоказаниям - эндокринолога), дополнительные методыисследования: ЭКГ, флюорографию легких, общиеанализы крови и мочи, биохимические исследованиякрови («печеночные» пробы, креатинин, глюкоза идр.), спирографию и бодиплетизмографию, а при необ-102ходимости выполнялись ЭГДС, УЗИ органов брюшнойполости, сердца, щитовидной железы. При анализе ре-зультатов учитывали общую заболеваемость и заболе-ваемость по отдельным классам болезней. Статистиче-скую обработку результатов проводили с использова-нием непараметрического метода - хи-квадрат. Разницупоказателей заболеваемости в основной и контрольныхгруппах считали достоверной при превышении ею сред-ней ошибки разности показателей не менее чем в 2 раза.Анализ материалов периодических медицинских ос-мотров выявил, что первое место в заболеваемости вобеих группах принадлежит болезням органов пищева-рения, второе - болезням системы кровообращения напротяжении всего периода наблюдения. Однако если вконтрольной группе с 1998 по 2002 г. прирост заболе-ваемости болезнями органов пищеварения не был ста-тистически значим, то в основной группе разность по-казателей заболеваемости данным классом болезнеймежду показателями с 1998 по 2002 г. составляла 28,0;32,0; 52,0 и 48,0 %, что превышало среднюю ошибкуразности (13,2; 12,8; 10,0 и 10,7 % соответственно) бо-лее чем в 2 раза. Это позволяет считать его статистиче-ски значимым. В структуре болезней органов пищева-рения у обследуемых основной группы в 1998 г. преоб-ладала язвенная болезнь желудка и двенадцатиперст-ной кишки (33,3 %). Хронический холецистит занималвторое место (25,0 %). Напротив, у обследуемых кон-трольной группы в 1998 г. на первом месте в структуреболезней органов пищеварения находился хроническийхолецистит (40,0 %), а язвенная болезнь желудка идвенадцатиперстной кишки занимали второе место(30,0 %). В 2002 г. структура болезней органов пище-варения и в основной, и в контрольной группе в целомоставалась такой же, как и в начале наблюдения, не-смотря на статистически значимый прирост случаевзаболевания язвенной болезнью желудка и двенадца-типерстной кишки у рабочих основной группы. У пер-сонала, обслуживающего опытно-промышленные уста-новки по производству УДП пьезокерамики, на протяже-нии всего периода наблюдения в структуре болезней ор-ганов пищеварения отмечался заметный рост хроническо-го гастрита. Так, если в 1998 г. не было выявлено ниодного случая хронического гастрита, то в 2002 г. онсоставлял 16,7 %.В период с 1998 по 2002 г. у рабочих основнойгруппы отмечалась тенденция к росту числа заболева-ний органов дыхания. Если в 1998 г. в основной и кон-трольной группах были зарегистрированы единичныеслучаи хронического бронхита, то в 2002 г. этот пока-затель у лиц из основной группы наблюдения составил32 против 12 % в контроле. Разность показателей приэтом в 1,76 раза превышала среднюю ошибку разности.По данным спирографии в 2001-2002 гг. у лиц, рабо-тающих с УДП, нарушение функции внешнего дыха-ния по обструктивному типу I-II степени было выяв-лено также в 32 % случаев.Токсические эффекты УДП были смоделированы вхроническом эксперименте на белых беспородных кры-сах-самцах массой 180-200 г. (ФГУП питомник «Рас-свет», ФГУП НПО «Вирион», г. Томск). Животные опыт-ной группы (п = 24) ежедневно в течение 4 мес. под-вергались 4-часовому ингаляционному воздействиюданного вещества в дозе 150 мг/м3 в камере закрытоготипа объемом 100 л. Контрольные крысы (и = 24) со-держались в тех же условиях, что и подопытные, ноингаляциям не подвергались.Через 1 и 4 мес. от начала затравки сразу после дека-питации животных печень и легкие в полном объеме фик-сировали в 12 %-ном нейтральном формалине в течение48 ч, после чего заключали в парафин. Гистологическаяоценка материала выполнена на фронтальных срезах,проходящих через весь opi-ан, толщиной от 5 до 7 мкм,окрашенных гематоксилином Карачи и эозином при уве-личении х250. Гистологическая оценка и интерпретацияполученных данных для исключения субъективизма про-водилась на предварительно зашифрованном с помощьютаблицы случайных чисел четырехзначными номерамиматериале. Всего исследовано 48 гистологических препа-ратов. Оценивалась сохранность гистологического строе-ния органа. Полуколичественно (+++ - выраженная, ++ -умеренная, + - слабая степень, - отсутствие реакции)оценивались наличие и степень выраженности патологи-ческих процессов. При оценке воспалительной инфильт-рации, кроме этого, оценивались её локализация и рас-пространенность, учитывался клеточный состав. Ввидуотсутствия унифицированной схемы гистологическойоценки печени грызунов при описании морфологическихизменений данного органа нами была использована клас-сификация хронического гепатита (Лос-Анджелес, 1994г.), а также схема морфологической активности и стадийфиброза хронического вирусного гепатита, предложеннаяFrench METAVIR Cooperative Study Group, 1994. При гис-тологической оценке легких мы руководствовались об-щепатологическими характеристиками.Гистологическая картина печени и легких интакт-ных животных не выявила наличие патологическихпроцессов, а строение исследованных органов соответ-ствовало физиологическому возрасту животных.Гистологическая картина печени через 1 мес. послевоздействия характеризовалась наличием у всех жи-вотных слабой, реже умеренной степени воспалитель-ной инфильтрации. Клеточный состав инфильтрата былпредставлен преимущественно лимфоцитами, изредкавстречались единичные эозинофилы и мононуклеары.Лимфоциты располагались преимущественно равно-мерно по срезу органа, локализуясь в слабо расширен-ных синусоидах в виде «цепочек», состоящих из 3-4клеток. В 4,16 % случаев наряду с вышеописанной кар-тиной отмечались единичные небольшие очаговые лим-фоидные инфильтраты округлой формы с четкими гра-ницами. Цитоплазма гепатоцитов в отличие от контро-ля становилась неоднородной, грубодисперсной (зер-нистая дистрофия). Умеренно увеличивалась митоти-ческая активность клеток, появлялись двуядерные ге-патоциты. Встречались единичные ступенчатые некро-зы. Выявленные изменения позволяют считать морфо-логическую картину печени экспериментальных жи-вотных через 1 мес. после воздействия соответствую-щей хроническому гепатиту слабой степени активно-сти. Индекс гистологической активности - 5-8 баллов.Стадия хронизации (степень фиброза) - 0. А 1, F 0(French METAVIR Cooperative Study Group, 1994). Увели-чение в инфильтратах портальных трактов количестваэозинофилов в сочетании с обнаружением лимфо-макро-фагальных гранулемоподобных скоплений может свиде-тельствовать об экзогенном токсическом воздействии.Гистологическая картина печени через 4 мес. от на-чала экспериментального воздействия характеризова-лась сохранением у всех животных слабой воспали-тельной инфильтрации. Клеточный состав инфильтратане менялся и был представлен преимущественно лим-фоцитами, по-прежнему изредка встречались единич-ные эозинофилы и мононуклеары. Лимфоциты распо-лагались равномерно по срезу органа, локализуясь вслабо расширенных синусоидах в виде «цепочек», со-стоящих из 2-3 клеток. В отличие от предыдущей точ-ки наблюдения, очаговые лимфоидные инфильтраты невыявлялись. Цитоплазма гепатоцитов по-прежнемунаходилась в состоянии зернистой дистрофии - быланеоднородной, грубодисперсной. Сохранялась и уме-ренно увеличенная митотическая активность гепатоци-тов. Ступенчатые некрозы, как и в предыдущем на-блюдении, были единичными. Однако в отличие отпредыдущего срока наблюдения был обнаружен пор-тальный и перипортальный фиброз. У отдельных жи-вотных выявлялись единичные порто-портальные сеп-ты, что позволяет отнести выявленные изменения кхроническому гепатиту с исходом в фиброз. Индексгистологической активности - 5-6 баллов. Стадия хро-низации (степень фиброза) - 1-2 (Al, F-l-2) (FrenchMETAVIR Cooperative Study Group, 1994).Гистологическая картина лёгких через 1 мес. от на-чала ингаляций УДГ1 отличалась от контроля появлени-ем густых (выраженных) перивазальных, преимущест-венно периартериальных инфильтратов, состоящих излимфо- и гистиоцитов с наличием единичных плазмоци-тов и нейтрофилов. В отдельных сосудах среднего имелкого калибра отмечалась негустая (слабая) инфильт-рация сосудистой стенки по типу панартериита. Стенкиальвеол были утолщены за счет выраженной клеточнойинфильтрации межальвеолярных перегородок лимфоид-ными и гистиоцитарными клетками. Просветы единич-ных альвеол эмфизематозно расширялись. Отмечаласьумеренная лимфоидная инфильтрация стенок бронховкрупного калибра. Выраженная клеточная инфильтрациямежальвеолярных перегородок соответствует так назы-ваемой интерстициальной болезни легких. В просветеотдельных альвеол встречались группы альвеолярных мак-рофагов с зернистыми и пластинчатыми включениями вцитоплазме. Очаговое эмфизематозное расширение аль-веол можно рассматривать как следствие имевшегосянарушения бронхиальной проходимости и компенсатор-ные изменения на интерстициальный компонент воспа-ления. Особенно следует отметить явления васкулита,являющиеся, по нашему мнению, результатом токсиче-ского воздействия экзогенной природы.Гистологическая картина лёгких через 4 мес. от началавоздействия УДП, в отличие от экспериментального воз-действия через 1 мес., характеризовалась уменьшениемстепени воспалительной перивазальной инфильтрации(слабая, умеренная степень). Сохранялась негустая ин-фильтрация сосудистой стенки по типу панваскулита.В отличие от предыдущей точки наблюдения впервыебыло отмечено появление резкой (выраженной степе-ни) гипертрофии и склероза стенок интраорганных ар-терий и вен с уменьшением просвета последних, в от-дельных случаях до полной облитерации. Стенки ме-жальвеолярных перегородок по-прежнему были утол-щены за счет выраженной клеточной лимфо- и гистио-цитарной инфильтрации. Количество и степень расши-рения эмфизематозно расширенных альвеол не изменя-лось, также как и степень, клеточный состав, распро-страненность и локализация инфильтрации бронхов.По-прежнему в просвете отдельных альвеол встреча-лись группы альвеолярных макрофагов с зернистыми ипластинчатыми включениями в цитоплазме, однако всравнении с предыдущей точкой наблюдения количе-ство их незначительно увеличилось. Таким образом,через 4 мес. от начала экспериментального воздействияпатоморфологическая картина характеризовалась пре-обладанием продуктивного компонента воспалитель-ной реакции с исходом в склероз. По нашему мнению,развитием резкого распространенного склероза итраор-ганных артерий в исходе васкулита может быть вызванкомплекс последующих морфофункциональных изме-нений легких с доминированием в клинике симптома-тики легочной гипертензии.Комплекс сгруктурных изменений исследованных ор-ганов экспериментальных животных в целом подтвер-ждает наличие длительного токсического воздействияэкзогенной природы и соответствует профилю патоло-гии, выявленной у людей. Впервые установленное па-тогенное влияние УДП пьезокерамики на различныежизненно важные системы организма требует не толь-ко дальнейшего изучения этого вопроса, но и должноспособствовать разработке комплекса защитных меро-приятий для профилактики профзаболеваний и опреде-лению ПДКв.р.з для УДП пьезокерамики.

Скачать электронную версию публикации