Н.М. Дмитруха1, Т.К. Короленко1, І.М. Андрусишина1, Л.А. Легкоступ1, Л.П. Шаравара2, К.П. Козлов1, О.В. Герасімова1
1Державна установа «Інститут медицини праці імені Ю.І. Кундієва Національної академії медичних наук України», м. Київ, Україна
2Запорізький державний медико-фармацевтичний університет, м. Запоріжжя, Україна
РЕЗЮМЕ. Сплави заліза і марганцю (феросплави) традиційно використовують у металургії при виготовленні сталі та різних видів чавуну. В Україні функціонує одне з найбільших феросплавних підприємств в Європі – Нікопольський феросплавний завод, який виробляє понад 11 % світового обсягу феросплавів, де зайнято понад 7500 робітників. Промислове виробництво та використання феросплавів сприяють надходженню їхніх компонентів у виробниче середовище та впливають на стан здоров'я працівників. Відомо, що при плавленні феромарганцю в робітників виявлено астенію, порушення нервової системи та випадки бронхіальної астми. Дані щодо впливу на організм феросилікомарганцю є малочисельні. Отже, дослідження особливостей токсичної дії порошків феросплавів — феромарганцю і феросилікомарганцю на організм є актуальним питанням для гігієни праці та промислової токсикології.
Мета. Дослідження особливостей токсичної дії порошків феромарганцю та феросилікомарганцю на організм щурів після однократного інтратрахеального введення в ході динамічного спостереження.
Матеріали та методи. Експеримент виконано на щурах-самцях лінії Вістар з початковою масою тіла 160-180 г. Суспензії порошків феромарганцю та феросилікомарганцю на дистильованій воді вводили однократно в трахею наркотизованим тіопенталом натрію тваринам у дозі 50 мг порошку (1/100 ЛД50) на кг маси тіла щура. Контрольним щурам аналогічно вводили 1 мл дистильованої води. Після введення (через 1 тиждень, 1 і 3 місяці) у крові контрольних і дослідних щурів визначали вміст заліза, марганцю та силіцію за допомогою методу атомно-емісійної спектрометрії з індуктивно зв’язаною плазмою на приладі Optima 2100 DV. В усіх групах щурів визначено біохімічні показники (активність ферментів АЛТ, АСТ, ЛФ, вміст глюкози, сечової кислоти, загального холестерину, тригліцеридів, вміст заліза, загальну залізозв’язуючу здатність сироватки (ЗЗЗС) та відсоток насичення залізом сироватки (НЗС), показники неспецифічного природного імунітету (фагоцитарна і бактерицидна активність нейтрофілів крові, рівень циркулюючих імунних комплексів (ЦІК)). Статистичний аналіз отриманих даних виконано з використанням програми Microsoft Exсel 2007.
Результати. Однократне введення в трахею щурам суспензії порошків феросплавів призвело до збільшення вмісту Fe і Мn у крові, зокрема вмісту Fe після введення феромарганцю та феросилікомарганцю в усі терміни спостереження, тоді як збільшення рівня Мn виявлено через місяць. Вміст Si в крові щурів обох дослідних груп упродовж експерименту був на рівні контрольних значень. Встановлено, що збільшення вмісту Fe в крові дослідних щурів спричиняло порушення його метаболізму (зниження ЗЗЗС крові та збільшення відсотка НЗС). Через 3 місяці після введення порошків у сироватці крові обох дослідних груп щурів визначено підвищення активності ферментів (АЛТ, АСТ, ЛФ), а також збільшення вмісту сечової кислоти, що може вказувати на пошкодження клітин печінки та розвиток запального процесу. При введенні обох феросплавів визначено зниження фагоцитарної функції нейтрофілів крові та підвищення утворення реактивних форм кисню, збільшення рівнів низько- і високомолекулярних ЦІК у сироватці крові, особливо через 1 місяць після введення, що вказує на активацію гуморальної ланки неспецифічного природного імунітету на тлі порушення процесу фагоцитозу.
Висновок. Встановлені зміни біохімічних та імунологічних показників свідчать про наявний токсичний вплив на організм порошків феромарганцю та феросилікомарганцю після однократного їхнього введення в трахею, і обумовлені збільшенням
вмісту Fe і Мn в крові дослідних щурів. Найбільш виразні зміни виявлені через 1 місяць після введення обох порошків. Більш несприятливий вплив на організм дослідних щурів спричинив порошок феромарганцю, частинки якого мали менший розмір.
Ключові слова: феромарганець, феросилікомарганець, ультрадисперсні частинки, токсичність.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ/REFERENCES
1. Jørgensen RB, Kero IT, Blom А, Grove EE, Kristin von Hirsch Svendsen. Exposure to Ultrafine Particles in the Ferroalloy Industry Using a Logbook Method. Nanomaterials. 2020;10: 2546. DOI:10.3390/nano10122546.
2. Шаравара ЛП, Дмитруха НМ, Андрусишина ІМ. Професійні фактори ризику в процесі трудової діяльності працівників металургійного підприємства. Український журнал з проблем медицини праці.2023;19(4):15-19. DOI:10.33573/ujoh2023.04.277. [Sharavara LP, Dmytrukha NM, Andrusyshina IM. Professional risk factors in the labor process of employees of a metallurgical enterprise. Ukrainian Journal of Occupational Medicine Problems. 2023;19(4):15-9. DOI:10.33573/ujoh2023.04.277].
3. Шаравара ЛП. Ультрадисперсні частинки промислового аерозолю металургійного виробництва, оцінка впливу на здоров’я працюючих. М'ясоєдов ВВ, Щербань МГ, Мельник ОГ, редактори. Гігієна праці та професійних захворювань: минуле, сьогодення та майбутнє. 10 травня 2023; Харків. Харків; 2023. 110–4. http://dspace.zsmu.edu.ua/handle/123456789/19642. [Sharavara LP. Ultrafine particles of the industrial aerosol of metallurgical production, assessment of the impact on the health of workers. Myasoyedov VV, Shcherban MG, Melnyk OG, editors. Occupational hygiene and occupational diseases: past, present and future. May 10, 2023; Kharkiv. Kharkiv; 2023. 110–4. http://dspace.zsmu.edu.ua/handle/123456789/19642].
4. Шаравара ЛП. Дослідження вмісту ультрадисперсного аерозолю на робочому місці агломератника агломераційного цеху. Омельчук СТ, редактор. Екологічні та гігієнічні проблеми сфери життєдіяльності людини. Березень 2022. Київ. Київ; 2022. 215–7. [Sharavara LP. Study of the content of ultradispersed aerosol at the workplace of the sinter worker of the sintering plant. Omelchuk ST, editor. Ecological and hygienic problems in the field of human life. March 2022. Kyiv. Kyiv; 2022. 215–7].
5. Трахтенберг ІМ, Лубянова ІП, Дмитруха НМ, Луговський СП, Андрусишина ІМ, Лагутіна ОС. Нариси з токсикології важких металів. Випуск V. Залізо. Трахтенберг ІМ, редактор. Київ: ВД «Авіцена»; 2017. 88 с. ISBN 978-966-2144-96. [Trachtenberg IM, Lubyanova IP, Dmytrukha NM, Lugovskyi SP, Andrusyshina IM, Lagutina OS. Essays on toxicology of heavy metals. Issue V. Iron. IM Trachtenberg, editor. Kyiv: VD "Avicena"; 2017. 88 p. ISBN 978-966-2144-96].
6. Трахтенберг ІМ, Андрусишина ІМ, Голуб ІО, Лампека ОГ. Нариси з токсикології важких металів. Випуск ІV. Марганець, Хром. Трахтенберг ІМ, редактор. Київ: ВД «Авіцена»; 2017. 88 с. ISBN 978-617-7597-16-1. [Trachtenberg IM, Andrusyshina IM, Holub IO, Lampeka OG. Essays on toxicology of heavy metals. Issue IV. Manganese, Chromium. IM Trachtenberg, editor. Kyiv: VD "Avicena"; 2017. 88 p. ISBN 978-617-7597-16-1].
7. Kohgo Y, Ikuta K, Ohtake O, Torimoto Y, Kato J. Body iron metabolism and pathophysiology of iron overload. Int. J. Hematol. 2008;88(1):7-15. DOI: .10.1007/s12185-008-0120-5.
8. Лубянова ИП. Избыточное железо и патология у рабочих сварочных профессий: под общей редакцией академика ЮИ. Кундиева. К.:ВД «Авіцена»; 2013. 240 с. ISBN978-966-2144-59-8. [Lubyanova IP. Excess iron and pathology in welding workers: under the general editorship of Academician YuI. Kundieva. K.:VD "Avicena"; 2013. 240 p. ISBN978-966-2144-59-8].
9. Петринич ВВ, Петринич ОА. Марганець: токсикологічні та біологічні ефекти. Клінічна та експериментальна патологія. 2017;1(59):182-4. [Petrynich VV, Petrynich OA. Manganese: toxicological and biological effects. Clinical and experimental pathology. 2017;1(59):182-4].
10. Гапон ВО, Ященко АБ. Марганець у навколишньому середовищі та його вплив на організм. Довкілля та здоров’я. 2005;2:69–72. ISSN 2077-7485. [Gapon VO, Yashchenko AB. Manganese in the environment and its effect on the body. Environment and health. 2005;2:69– 72. ISSN 2077-7485].
11. Варивончик ДВ, Харківська СВ. Клінічні особливості виробничо-зумовлених змін в органах-мішенях у працівників марганцеворудної промисловості. Український журнал проблем медицини праці. 2014;4:20-27. DOI org/10.33573/ujoh2014.04.020. [Varyvonchyk DV, Kharkivska SV. Clinical features of production-induced changes in target organs in workers of the manganese ore industry. Ukrainian Journal of Problems of Occupational Medicine. 2014;4:20–7. DOI: org/10.33573/ujoh2014.04.020].
12. Halatek T, Sinczuk-Walczak H, Szymczak M, Rydzynski K. Neurological respiratory symptom sinship yard welders exposed to manganese. Int. J. Occup. Med. Environ. Health. 2005;18(3):265-74. DOI: 10.2478/S13382-012-0025-7.
13. Review of silicon. Expert Group on Vitamins and Minerals Secretariat. Food Standards Agency.Room 808C Aviation House. 125 Kingsway. London WC2B 6NH. May 2001.
14. Calvert GM, Rice FL, Boiano JM, Sheehy JW, Sanderson WT. Occupational silica exposure and risk of various diseases: an analysis using death certificates from 27 states of the United States. Occup. Environ. Med. 2003;60(2):122–9. DOI: /10.1136/oem.60.2.122.
15. Карта даних небезпечного фактора (Material Safety Data Sheet) № 334. Залізо марганець (Ferromanganese). Київ: МОЗ України, Комітет з питань гігієнічного регламентування, Держ. реєстр небезпечних факторів; 2004. 7 с. [Material Safety Data Sheet №. 334. Iron Manganese (Ferromanganese). Kyiv: Ministry of Health of Ukraine, Committee on Hygienic Regulation, Govt. register of dangerous factors; 2004. 7 p].
16. Карта даних небезпечного фактора (Material Safety Data Sheet) № 3342. Залізо кремній марганець (Ferrosilicomanganese). Київ: МОЗ України, Комітет з питань гігієнічного регламентування, Держ. реєстр небезпечних факторів; 2004. 7 с. [Material Safety Data Sheet №. 3342. Ferrosilicomanganese. Kyiv: Ministry of Health of Ukraine, Committee on Hygienic Regulation, Govt. register of dangerous factors; 2004. 7 p].
17. Энгель А, Клингеле Г. Растрова електронна мікроскопія. Довідник. М.: Металургія; 1986. 232 с. [Engel A, Klingele G. Raster electron microscopy. Directory. M.: Metallurgy; 1986. 232 p].
18. European Convention on Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes. Strasbourg; 1986. http://conventions.coe.int/treaty/en/treaties/html/123.htm.
19. Демяченко ВФ, Андрусишина ІМ, Лампека ОГ, Голуб ІО. Атомно-абсорбційні методи визначення макро- та мікроелементів у біологічних середовищах при порушеннях їх обміну в організмі людини. Методичні рекомендації. 2010. 60 с. [Demyachenko VF, Andrusyshina IM, Lampeka OG, Holub IO. Atomic absorption methods for determining macro- and microelements in biological environments in the event of disturbances in their metabolism in the human body. Methodical recommendations. 2010. 60 p].
20. Беркало ЛВ, Бобович ОВ, Боброва НО. Методи клінічних та експериментальних досліджень в медицині. Кайдашев ІП, редактор. Полтава: Полімет; 2003. 320 с. [Berkalo LV, Bobovych OV, Bobrova NO. Methods of clinical and experimental research in medicine. Kaidashev IP, editor. Poltava: Polymet; 2003. 320 p].
21. Трахтенберг ІМ, Дмитруха НМ, Моложава ОС, Миронюк ЮМ. Порушення імунного статусу організму людини за дії хімічних чинників та методи їх визначення. Методичні рекомендації. Київ; 2007. 45 с. [Trachtenberg IM, Dmytrukha NM, Molozhava OS, Myronyuk YuM. Violation of the immune status of the human body due to the action of chemical factors and methods of their determination. Methodical recommendations. Kyiv; 2007. 45 p].
22. Антомонов МЮ. Математическая обработка и анализ медико-биологических данных. К.: ФМД; 2006. 558 с. [Antomonov MYu. Mathematical processing and analysis of medical and biological data. K.: FMD; 2006. 558 p].
23. Драннік ГМ, Прилуцький ОС, Бажора ЮІ. Кресюн ВЙ, Годзієва ІМ, Чоп'як ВВ, та ін. Клінічна імунологія та алергологія. Драннік ГМ. К.: Здоров’я; 2008. 888 с. [Drannik GM, Prylutskyi OS, Bazhora YuI. VY Kresyun, IM Godzieva, VV Chop'yak, and others. Clinical immunology and allergology. Drannik GM. K.: Health; 2008. 888 p].
Стаття надійшла до редакції 7 травня 2024 р.
The article was received by the editors on May 7, 2024.