Способ отбора лиц, работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, для последующего мониторинга состояния бронхолегочной системы Российский патент 2024 года по МПК G01N33/68 G01N33/52 G01N1/28 G01N21/77 

Изобретение относится к области профилактической и реабилитационной медицины, гигиены труда, в частности, профессиональной патологии и пульмонологии, а именно, к способу отбора лиц, работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, для последующего мониторинга состояния бронхолегочной системы в ходе динамического наблюдения и формирования групп риска развития хронической бронхолегочной патологии.

В регламентированное приказами Минздрава РФ обследование при периодических медицинских осмотрах лиц, работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, вводится этап определения концентрации восстановленного (GSH) и общего глутатиона (TG) в цельной крови, вычисляется концентрация окисленного глутатиона (GSSG) и величина коэффициента отношения концентрации восстановленного глутатиона к концентрации окисленного (GSH/GSSG). Лица с величиной коэффициента менее 10,0 ед. подлежат отбору в группу диспансеризации для последующего мониторинга состояния бронхолегочной системы. Определение величины коэффициента GSH/GSSG дает возможность повысить эффективность процедуры отбора лиц, работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, с целью раннего выявления нарушений легочной вентиляции, что даст возможность своевременного назначения профилактических мероприятий с целью предотвращения развития профессиональной бронхолегочной патологии (хронического бронхита, хронической обструктивной болезни легких).

Основное назначение системы внешнего дыхания состоит в поддержании постоянства величин напряжения кислорода и углекислоты в крови в разных условиях жизнедеятельности организма. При воспалении бронхолегочного аппарата и следующих за ним обструктивных изменений в бронхах происходит нарушение бронхиальной проходимости, что ведет к нарушениям вентиляционно-перфузионных отношений в легких и, как следствие, к развитию артериальной гипоксемии. Нарушение легочной вентиляции может быть вызвано целым рядом факторов - активным и пассивным курением, алкоголем, респираторными инфекциями, профессиональными аэрозолями. Играют роль и генетические факторы, такие как врожденная недостаточность альфа 1 антитрипсина, дефицит иммуноглобулинов класса А, врожденная патология дыхательных путей. Разнообразные факторы внешней среды могут приводить к развитию или активизации хронического воспалительного процесса в легких, поэтому при обследовании больных с заболеваниями легких необходимо выяснять возможную роль этих факторов в генезе болезни. К развитию воспалительного процесса в бронхах и бронхиолах может приводить контакт с кремнийсодержащими аэрозолями. Основными заболеваниями, развивающимися от воздействия данных аэрозолей, являются хронические бронхиты, хроническая обструктивная болезнь легких и другие. При хроническом бронхите развивается хроническое воспаление всех структур дыхательного тракта в ответ на воздействие промышленных аэрозолей разного состава с развитием диффузных двухсторонних дистрофических и склерозирующих процессов, сопровождающихся расстройством моторики бронхов бронхоспастического или дискинетического типа, формированием прогрессирующих дыхательных нарушений с исходом в легочную гипертензию с недостаточностью кровообращения [1]. Хроническая обструктивная болезнь легких профессиональной этиологии (пХОБЛ) - неинфекционное респираторное заболевание, которое характеризуется прогрессирующим ограничением скорости воздушного потока, эмфизематозными изменениями в легких, ремоделированием бронхов, хроническим системным воспалением [2, 3]. Однако, выше перечисленные заболевания, сопровождающиеся бронхообструкцией и нарушениями легочной вентиляции, отличаются медленным прогрессированием. Показатели спирометрии, такие как ОФВ₁, MОС25%, MОС50%, MОС75%, МИТ, которые могут служить первичным функциональным физиологическим маркером предболезни при профессиональных обструктивных заболеваниях легких, долгое время могут оставаться в пределах нормальных значений. Следует отметить, что на начальных стадиях профессиональных заболеваний легких бронхиальная обструкция может отсутствовать или не выявляться в силу ненадлежащего проведения дыхательного маневра [4]. Такому симптому, как кашель, работающие не придают должного значения. В результате диагноз профессионального заболевания ставится поздно, лечебные мероприятия запаздывают, тем самым вентиляционные и гемодинамические нарушения прогрессируют, становятся необратимыми и декомпенсированными. В связи с вышеизложенным, разработка информативных биомаркеров, на основании которых может осуществляться своевременный отбор лиц при периодических медицинских осмотрах среди работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, позволит выявить тех работников, у которых при проведении последующего мониторинга могут быть выявлены ранние функциональные нарушения в системе бронхолегочного аппарата, что позволит снизить риск развития и прогрессирования профессиональных заболеваний легких.

Известен способ прогнозирования обострений хронической обструктивной болезни легких у лиц, работающих в условиях воздействия промышленных аэрозолей. У пациента с установленным диагнозом профессионально обусловленной ХОБЛ (ПО ХОБЛ) определяют показатели максимальных разовых концентраций (МРК) пыли, содержащей диоксид кремния (МРК SiO₂), алюминия и его сплавов (МРК А1), озона (МРК О₃) в воздухе рабочей зоны больного. Затем определяют величину диффузионной способности легких по монооксиду углерода (DLco), концентрацию в сыворотке крови N-терминального пептида проколлагена III (K PIIINP) и наличие у больного бронхоэктазов (Бр) методом компьютерной томографии. Далее решают уравнение логистической регрессии и определяют низкий или высокий риск обострений ПО ХОБЛ. Способ обеспечивает возможность прогнозирования обострения ПО ХОБЛ у лиц, работающих в условиях воздействия промышленных аэрозолей, за счет оценки совокупности наиболее важных показателей. (Описание изобретения к патенту РФ № 2774206, МПК A61B10/00, опубликовано 16.06.2022).

Недостатком предложенного способа является сложность, длительность метода и расчета полученных данных, что ограничивает применение данного способа при периодических медицинских осмотрах работающих. Кроме того, данный способ диагностики не предусматривает процедуру отбора лиц для последующего мониторинга состояния бронхо-легочной системы у работающих в контакте с промышленными аэрозолями.

Известен способ прогнозирования высокого риска развития производственно обусловленных и профессиональных заболеваний у работников химического комплекса, занятых во вредных условиях труда, который включает определение в сыворотке крови общего антиоксидантного статуса, отличающийся тем, что дополнительно в сыворотке крови определяют количественное содержание продуктов перекисного окисления липидов и при одновременном увеличении количественного содержания перекисей в липидах более 4,31 мкмоль/л и снижении общего антиоксидантного статуса менее 1,3 ммоль/л прогнозируют высокий риск развития производственно обусловленных и профессиональных заболеваний. (Описание изобретения к патенту РФ № 2545911, МПК G01N 33/50, опубликовано 19.12.2013).

Недостатком метода является сложность, длительность метода и расчета полученных данных, что ограничивает применение данного способа при периодических медицинских осмотрах работающих. Кроме того, данный способ диагностики не предусматривает процедуру отбора лиц для последующего мониторинга состояния бронхо-легочной системы у работающих в контакте с промышленными аэрозолями.

Известен способ оценки эффективности стимуляции антиоксидантной активности путем определения концентрации восстановленного глутатиона, в который дополнительно добавляют в инкубационную среду 1,4-дитиоэритритол и аскорбиновую кислоту и при увеличении уровня восстановленного глутатиона с 0,75 нмоль/мг белка до 0,90 нмоль/мг белка и более стимуляцию антиоксидантной системы оценивают как эффективную, а при росте уровня восстановленного глутатиона с 0,75 нмоль/мг белка до 0,80 нмоль/мг белка и менее стимуляцию антиоксидантной активности оценивают как неэффективную. (Описание изобретения к патенту РФ № 2516925, МПК G01N 33/53, опубликовано 20.05.2014).

В предложенном способе рассматривается только определение концентрации восстановленного глутатиона.

Известен способ определения глутатиона в эритроцитах периферической крови, который включает оценку функционального состояния и активности продуктов реакции на глутатион в нативных эритроцитах путем обработки взвеси эритроцитов раствором 10% нитропрусида натрия с добавлением 2% аммиака в объемном соотношении 1:1 в течение 10 минут при комнатной температуре с последующей фиксацией мазка в 96° спирте - спирт-ксилоле - ксилоле - бальзаме, заключенным под покровное стекло, и выявления продуктов реакции на глутатион методом компьютерной цитофотометрии по относительной плотности продуктов реакции в условных единицах, приходящихся на 1 эритроцит, с учетом числа окрашенных гранул. (Описание изобретения к патенту РФ № 22526832, МПК G01N 33/49, опубликовано 27.08.2014).

В предложенном способе рассматривается только определение глутатиона в эритроцитах периферической крови.

Для исследуемого изобретения наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту и выбранным в качестве ближайшего аналога - прототипа является способ отбора стажированных работников химического производства в группу высокого риска развития производственно обусловленной кардиореспираторной патологии, в котором проводят медицинское обследование работников химических производств со стажем более 10 лет путем определения диагностических лабораторных и функциональных показателей, при этом в качестве лабораторных показателей определяют уровни гемоглобина (Hb), эритроцитов, гидроперекиси липидов (ГПЛ), малонового диальдегида (МДА), антиоксидантной активности плазмы (АОА), эритропоэтина, оксида азота, фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), гомоцистеина и высокочувствительного С-реактивного белка (hs-СРБ); а в качестве функциональных показателей определяют признаки увеличения левого и правого желудочков сердца методом электрокардиографии путем установления положения электрической оси сердца, положения сегмента ST относительно изолинии в V₆ и зубца Т в V1; типа желудочкового комплекса; через размер вольтажа зубца R', высоту зубца R в отведении V₆, зубца Р на электрокардиограмме (ЭКГ); объем фиксированного выдоха за 1 сек. (ОФВ1₁), форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ); отношение ОФВ₁/ФЖЕЛ и среднюю объемную скорость форсированного выдоха (СОС25-75) методом спирографии; проведение функциональной пробы с использованием бронходилататора с оценкой прироста показателя «оценка форсированного выдоха за секунду», и устанавливают ежегодное снижение ОФВ₁ в сравнении с результатами предыдущего года и темп снижения реакции эндотелия за год, сравнивают результаты полученных показателей с физиологической нормой, и тех работников, у которых выявлены следующие отклонения в показателях от физиологической нормы, а именно: превышение от верхней границы нормы более чем на 10% уровня Hb, эритроцитов, ГПЛ, МДА, VEGF, гомоцистеина и hs-СРБ, превышение от верхней границы нормы более чем на 20% уровня АОА, понижение от нижней границы нормы более чем на 10% уровня эритропоэтина и оксида азота, при одновременном установлении методом электрокардиографии отклонения электрической оси сердца вправо до 100 градусов; косонисходящей депрессии сегмента ST в V₆; отрицательном зубце Т в стандартных отведениях; отрицательном зубце Т в V₁; желудочковом комплексе типа rSR'; вольтаже зубца R' более 7 мм, высоком зубце R в отведении V₆, увеличение вольтажа Р больше 2 мм на электрокардиограмме ЭКГ; при установлении методом спирографии ОФВ₁ меньше 80% от нормы; соотношении ОФВ₁/ФЖЕЛ равном 65%-70%; показателя СОС25-75 - 70%-75%; при проведении функциональной пробы с использованием бронходилататора прирост показателя «оценка ОФВ за секунду» на 8-12% от должного; ежегодное снижение ОФВ₁ 35-50 мл в год, темп снижения функциональной активности эндотелия за год больше чем на 0,3%, относят к группе работников с высоким риском развития производственно обусловленной кардиореспираторной патологии. (Описание изобретения к патенту РФ № 2742342, МПК A61B 5/0205, опубликовано 04.02.2021).

Недостатком предложенного способа является сложность, длительность метода и расчета полученных данных, что ограничивает применение данного способа при периодических медицинских осмотрах, работающих в контакте с промышленными аэрозолями. Обследование проводят среди работающих в химическом производстве с высоким риском развития производственно обусловленной кардиореспираторной патологии.

Таким образом, возникает необходимость применения такого способа отбора лиц, работающих в контакте с промышленными аэрозолями, для последующего мониторинга состояния бронхолегочной системы, который отличался бы простотой выполнения и позволил бы с высокой эффективностью осуществлять процедуру отбора лиц при обязательных медицинских осмотрах. Для решения поставленной цели предлагается следующий способ отбора лиц среди работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, для выявления начальных нарушений легочной вентиляции.

Принципиальным отличием предлагаемого изобретения от аналогов является - введение в стандартное обследование при периодических медосмотрах лиц, работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, этапа определения концентрации восстановленного и общего глутатиона методом Эллмана в цельной крови, вычисления концентрации окисленного глутатиона и коэффициента отношения концентрации восстановленного глутатиона к концентрации окисленного, величина которого даёт возможность провести отбор лиц для последующего мониторинга состояния бронхолегочной системы. Предлагаемый способ повышает достоверность, информативность и безопасность способа отбора лиц, работающих в контакте с кремнийсодержащими аэрозолями, для мониторинга состояния их бронхо-легочной системы. Выполнение предложенного способа позволит с большей вероятностью отобрать тех лиц, у которых без своевременного назначения профилактических мероприятий возможно развитие нарушений легочной вентиляции с последующим развитием профессионального заболевания.

Глутатион является основным внутриклеточным антиоксидантом, который удаляет активные формы кислорода и азота неферментативным или ферментативным путем. Внутриклеточный глутатион существует в виде мономера в восстановленной форме (GSH) и в виде дисульфидного димера - в окисленной форме (GSSG), которая образуется после окисления GSH. Восстановленная и окисленная формы глутатиона представляют собой основной окислительно-восстановительный буфер клетки. В физиологических условиях концентрация GSH является преобладающей по сравнению с концентрацией GSSG [9, 10].

Снижение концентрации GSH и увеличение концентрации GSSG наблюдалось при многих заболеваниях, в том числе при заболеваниях бронхолёгочной системы - хронической обструктивной болезни легких, бронхиальной астме, идиопатическом легочном фиброзе, кистозном фиброзе, остром респираторном дистресс-синдроме [11, 12]. Нарушению сбалансированной работы оксидантных и антиоксидантных систем способствует негативное воздействие на организм человека неблагоприятных факторов окружающей и производственной среды (загрязнённая атмосфера, табачный дым, радиация, химические соединения производственной среды, промышленные аэрозоли, шумовое воздействие, соединения, попадающие в организм с пищей и т.д.) [13]. В производственных условиях работающие часто подвергаются воздействию аэрозолей преимущественно фиброгенного действия (АПФД) (в частности - кремнийсодержащих аэрозолей), которые являются одним из ведущих факторов риска развития заболеваний бронхолёгочной системы (включая профессиональный хронический бронхит (пХНБ) и пХОБЛ) [14, 15]. Кремнийсодержащие аэрозоли являются источниками активных форм кислорода, которые непосредственно вызывают повреждение легких в результате изменений ДНК, липидов, углеводов и белков и активируют местные воспалительные реакции, которые способствуют развитию и прогрессированию хронических легочных заболеваний. При этом высокий уровень оксидативного стресса способствует истощению системы глутатиона в легочной ткани, что оказывает неблагоприятное воздействие на течение заболевания и его исходы. С учетом того, что у больных пХНБ и пХОБЛ, вызванных кремнийсодержащими аэрозолями, антиоксидантная активность глутатиона снижается, что выражается в уменьшении концентрации GSH и увеличении концентрации GSSG, предполагаем, что обнаруженные нами снижение концентрации GSH и увеличение GSSG в крови работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, является прогностическим фактором риска развития бронхолегочной патологии, вызванной кремнийсодержащими аэрозолями. Данное предположение было подкреплено установленным нами значимым относительным риском нарушений в работе системы глутатиона, выражающимся в дисбалансе его фракций, у работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей (RR = 3,208, 95% ДИ (1,143 - 9,002), p<0,05), что подтверждает негативное воздействие кремнийсодержащих аэрозолей на соотношение фракций (GSH/GSSG) в системе глутатиона. Следовательно, можно сделать вывод о том, что риск развития бронхолегочной патологии у лиц, контактировавших с кремнийсодержащими аэрозолями, значительно возрастает при нарушении антиоксидантной активности глутатиона.

Задачей заявляемого изобретения является обеспечение возможности выработки критериев отбора лиц, работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, для мониторинга состояния бронхолегочной системы с целью выявления начальных нарушений легочной вентиляции, обусловленной снижением антиокислительной активности глутатиона у лиц, не имеющих функциональных признаков бронхиальной обструкции.

Поставленная задача достигается определением диагностических лабораторных и функциональных показателей, при этом в качестве диагностических лабораторных показателей у работающего в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей проводят отбор пробы крови утром натощак путем венепункции локтевой вены в вакуумную пробирку с гепарином, сразу после заполнения пробирку с кровью помещают в лёд. Содержимое пробирки тщательно перемешивают путем переворачивания пробирки 8-10 раз. В чистую пластиковую пробирку отбирают 1,0 мл крови, добавляют 1,5 мл холодной деионизированной воды, тщательно перемешивают и выдерживают 15 мин при 4°С. В пробирку с лизированной кровью добавляют 0,650 мл 25% раствора сульфосалициловой кислоты, тщательно перемешивают стеклянной палочкой и центрифугируют при 4°С в течение 10 минут при 10000 об/мин. Полученный супернатант используют для определения количества восстановленного и общего (после восстановления окисленного) глутатиона спектрофотометрическим методом с помощью реактива Эллмана. Измерение проводят на анализаторе полуавтоматическом биохимическом CLIMA MC-15. С помощью стандартов (калибраторов) рассчитывают концентрацию в цельной крови восстановленного и общего глутатиона. Концентрацию окисленного глутатиона вычисляют по формуле: (концентрация общего глутатиона - концентрация восстановленного глутатиона) / 2. Концентрацию глутатиона выражают в мкмоль/л. Величину коэффициента GSH/GSSG рассчитывают делением полученной концентрации восстановленного глутатиона на концентрацию окисленного глутатиона. Результат выражают в единицах. При определении функциональных показателей лиц, работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, лица с величиной коэффициента менее 10,0 ед. подлежат отбору в группу диспансеризации для последующего мониторинга состояния бронхолегочной системы; величина коэффициента от 10,0 ед. и более, считающейся нормой, была определена при обследовании здоровых работников с нормальными показателями спирометрии.

Заявителю не известны способы отбора лиц среди работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей для мониторинга состояния их бронхолегочной системы и раннего выявления нарушений легочной вентиляции по величине коэффициента GSH\GSSG, рассчитанного после определения в цельной крови концентраций восстановленного и общего глутатиона, поэтому он считает, что заявленное решение соответствует критерию «новизна» и «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ может быть применен в клинических и биохимических лабораториях, укомплектованных оборудованием, выпускаемым отечественной или зарубежной промышленностью. Следовательно, заявленный способ является доступным и практически применимым.

Заявляемый способ отбора лиц для последующего мониторинга состояния бронхолегочной системы с целью обнаружения начальных признаков нарушения легочной вентиляции по величине коэффициента GSH\GSSG даст возможность своевременного отбора лиц среди работающих в условиях кремнийсодержащей пыли для мониторинга состояния бронхолегочной системы, выявления раннего синдрома нарушения бронхиальной проходимости и может найти широкое применение в медицине, а именно - в клинике профессиональных болезней, а также терапии и пульмонологии, поэтому соответствует критерию «промышленная применимость».

Способ осуществляется следующим образом: в процессе проведения периодического медицинского осмотра, в дополнение к регламентированному приказом Минздрава РФ обследованию, у работающего в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей:

1. Проводят отбор пробы крови утром натощак путем венепункции локтевой вены в вакуумную пробирку с гепарином. Сразу после заполнения пробирку с кровью помещают в лёд.

2. Содержимое пробирки с кровью тщательно перемешивают путем переворачивания пробирки 8-10 раз. В чистую пластиковую пробирку отбирают 1,0 мл крови, добавляют 1,5 мл холодной деионизированной воды, тщательно перемешивают и выдерживают 15 мин при 4°С.

3. В пластиковую пробирку с лизированной кровью добавляют 0,650 мл 25% раствора сульфосалициловой кислоты, тщательно перемешивают стеклянной палочкой и центрифугируют при 4°С в течение 10 минут при 10000 об/мин.

4. Полученный супернатант используют для определения количества восстановленного и общего глутатиона спектрофотометрическим методом с помощью реактива Эллмана [16]. Измерение проводят на анализаторе полуавтоматическом биохимическом CLIMA MC-15. С помощью стандартов (калибраторов) рассчитывают концентрацию в цельной крови восстановленного и общего глутатиона.

5. Во все лунки кюветы вносят по 630 мкл трис-НСl буфера. В лунки кюветы, предназначенных для образцов, вносят по 50 мкл супернатанта, в две лунки кюветы, предназначенных для контролей, вносят по 50 мкл калибратора. Кювету перемешивают и вносят в каждую лунку по 10 мкл реактива Эллмана. Выдерживают 1 мин и определяют оптическую плотность при длине волны 405 - 412 нм. Концентрацию восстановленного глутатиона рассчитывают по калибратору, для приготовления которого используют чистый восстановленный глутатион. Результат выражают в мкмоль/л.

6. Для определения общего глутатиона в чистые пластиковые пробирки вносят по 1,0 мл супернатанта, в отдельную пробирку - 1,0 мл калибратора. В каждую пробирку вносят 17-20 мг цинковой пыли, перемешивают и выдерживают 30 мин, перемешивая содержимое пробирок через каждые 5 мин. После осаждения цинка определяют концентрацию общего глутатиона, как описано в п. 5. Концентрацию общего глутатиона рассчитывают по калибратору, для приготовления которого используют чистый восстановленный глутатион. Результат выражают в мкмоль/л.

7. Концентрацию окисленного глутатиона рассчитывают по формуле: (концентрация общего глутатиона - концентрация восстановленного глутатиона) / 2. Результат выражают в мкмоль/л.

8. Величину коэффициента GSH/GSSG рассчитывают делением полученной концентрации восстановленного глутатиона на концентрацию окисленного глутатиона. Результат выражают в единицах.

9. За норму принимают коэффициент от 10,0 ед. и более; лица с величиной коэффициента менее 10,0 ед. подлежат отбору для мониторинга за состоянием бронхолегочной системы с целью своевременного выявления ранних признаков нарушения бронхиальной проходимости.

Информативные показатели концентраций фракций глутатиона и величины коэффициента GSH/GSSG у работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, больных пХНБ и пХОБЛ, вызванных воздействием кремнийсодержащих аэрозолей представлены в таблице 1.

Таблица 1. Количественные показатели системы глутатиона у работающих в условиях воздействия кремнесодержащих аэрозолей, больных пХНБ и пХОБЛ, контактировавших с кремнесодержащими аэрозолями, (M±δ) Показатель Группы обследуемых Группа 1
Работающие в условиях воздействия аэрозолей
n = 53 Группа 2
Больные пХНБ
n = 29 Группа 3
Больные пХОБЛ
n = 78 Группа 4
Работающие вне контакта с аэрозолями
n = 15 Фракции глутатиона (референтные значения) Концентрация фракций глутатиона и величина GSН/GSSG (M±δ) Глутатион общий ТG (900 - 1500 мкмоль/л) 1260,1±164,0 1000,1±105,0 968,2±102,2 1261,9±138,4 Глутатион восстановленный GSН (750-1300 мкмоль/л) 1002,3±72,4 806,7±118,7 783,4±172,6 1025,3±158.,0 Глутатион окисленный GSSG (45-100 мкмоль/л) 113,0±32,3 109,4±27,8 89,7±40,3 69,9±20,3 GSН/GSSG
(от 10,0 ед. и более) 8,5±2,2 6,7±3,1 7,7±1,8 17,0±6,2

Определение величины коэффициента GSH/GSSG у работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей является простым и безопасным способом, может применяться при периодических медицинских осмотрах работающих без признаков нарушений легочной вентиляции. При обследовании требуется выполнить только забор крови, а вычисление величины коэффициента GSH/GSSG после определения концентрации восстановленного и общего глутатиона проводится в условиях лаборатории за короткий промежуток времени. Это дает возможность проводить обследование большого количества людей в течение одного рабочего дня и оперативно предоставлять информацию для формирования группы риска.

Отличительными признаками предложенного способа является использование в качестве основного показателя величины коэффициента GSH/GSSG. Применение заявленного показателя для способа отбора лиц, контактирующих с кремнийсодержащими аэрозолями, с целью выявления начальных нарушений бронхиальной проходимости в доступной нам литературе не было выявлено.

Основанием для настоящей разработки явились выполненные ранее нами исследования, в результате которых были выявлены значительные изменения в содержании фракций глутатиона и величине коэффициента GSH/GSSG у работающих в металлургическом производстве, которые подвергались воздействию комплекса вредных производственных факторов (шума, общей и локальной вибрации, промышленных аэрозолей, значительных физических нагрузок) [17]. Величина коэффициента GSH/GSSG была снижена в 3-5 раз относительно его величины у лиц, не контактирующих в своей профессиональной деятельности с вредными факторами производственной среды. В проведенных исследованиях не было акцентировано внимание на роль коэффициента GSH/GSSG, как прогностического критерия в развитии бронхолегочной патологии у работающих в контакте с промышленными аэрозолями, что потребовало разработки способа отбора лиц, среди работающих в контакте с кремнийсодержащими аэрозолями, для мониторинга состояния бронхолегочной системы с целью выявления начальных нарушений бронхиальной проходимости.

Под наблюдением находились 175 человек - 53 работника металлургического предприятия, контактирующих с кремнийсодержащими аэрозолями; 29 больных пХНБ и 78 больных пХОБЛ, заболевания которых были вызваны кремнийсодержащими аэрозолями; 15 лиц, работающих в разных сферах производства, которые в своей трудовой деятельности не подвергались воздействию кремнеземсодержащих аэрозолей. Диагнозы пХНБ и пХОБЛ были поставлены на основании анамнеза, профессионального маршрута (контакт с кремнийсодержащими аэрозолями), длительности заболевания от 8 лет и более, клинических симптомов, лабораторных и функциональных исследований, данных спирометрии (определения ОФВ₁, МИТ, МОС75%). Для исследования в ходе прохождения периодических медицинских осмотров в консультативной поликлинике ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора были выбраны работники металлургического предприятия, контактирующие с кремнийсодержащими аэрозолями и лица, которые в профессиональной деятельности не имели контакта с данными аэрозолями. Больные пХНБ и пХОБЛ находились в клинике ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора в стадии ремиссии заболевания. Работающим и больным пХНБ и пХОБЛ проводилось определение в цельной крови концентрации GSH и ТG. После расчета концентрации GSSG вычислялась величина коэффициента GSH/GSSG.

На основании величины GSH/GSSG и показателей легочной вентиляции среди лиц, работающих в контакте с кремнийсодержащими аэрозолями, было выделено три группы: группа 1 - лица с величиной коэффициента GSH/GSSG от 10,0 ед. и более и нормальными показателями легочной вентиляции (n=19); группа 2 - лица с величиной коэффициента GSH/GSSG менее 10,0 ед, и нормальными показателями легочной вентиляции (n=14) и группа 3 - лица с величиной коэффициента GSH/GSSG менее 10,0 ед и величиной показателя спирометрии МОС75% менее 70% от должного, т.е. имеющие начальные признаки нарушения легочной вентиляции (n=20). Показатели групп обследуемых представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Показатели GSH\GSSG и легочной вентиляции у работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, больных пХНБ, пХОБЛ, и работающих вне воздействия кремнийсодержащих аэрозолей. Группы обследуемых Показатель GSH\GSSG МИТ
(%) ОФВ₁
(% от должн.) МОС75%
(% от должн) Группа 1
Работающие в условиях воздействия аэрозолей с GSH\GSSG от 10,0 ед и более без признаков нарушения легочной вентиляции (n = 19) 14,2 ± 3,8 95 ± 4,01 105 ± 10,2 90,7 ± 13,8 Группа 2
Работающие в условиях воздействия аэрозолей с GSH\GSSG менее 10,0 ед без признаков нарушения легочной вентиляции (n = 14) 5,8 ± 2,1 90,1 ± 3,4 95,4 ± 8,2 70,4 ± 3,8 Группа 3
Работающие в условиях воздействия аэрозолей с GSH\GSSG менее 10,0 ед и признаками нарушения легочной вентиляции (n = 20) 6,6 ± 3,1 94,5 ± 4,5 94 ± 8,3 54,0 ± 10,2 Группа 4
Больные пХНБ (n = 29) 6,7 ± 3,1 72,0 ± 3,8 59,5 ± 10,2 46 ± 1,8 Группа 5
Больные пХОБЛ (n = 78) 7,7 ± 1,8 65 ± 2,8 51 ± 3,8 41 ± 2,7 Группа 6
Работающие вне воздействия кремнийсодержащих аэрозолей
(n = 15) 17,3 ± 6,2 95,1 ± 6,8 89,0 ± 9,2 82,0 ± 3,8

При величине коэффициента GSH/GSSG 6,6 ± 3,1 ед. у лиц, работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей (группа 3), выявлены начальные признаки нарушения легочной вентиляции - МОС75% составлял менее 65,0% от должного. Величина коэффициента GSH/GSSG в данной группе не отличалась от его величины в группах больных пХНБ и пХОБЛ, у которых наблюдались выраженные нарушения легочной вентиляции. Учитывая низкую величину коэффициента GSH/GSSG в группе работающих с признаками начальных нарушений легочной вентиляции, у больных пХПБ, п ХОБЛ, лица с GSH/GSSG менее 10,0 ед без признаков нарушения бронхиальной проходимости (группа 2) должны быть отобраны при прохождении периодических медицинских осмотров для дальнейшего наблюдения за состоянием их бронхо-легочной системы.

Пример 1.

Пациент Г., 45 лет, поступил в консультативную поликлинику ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора для прохождения обязательного медицинского осмотра. Электросварщик, стаж работы 15 лет в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей. На момент обращения предъявлял жалобы на частые ОРВИ, нестойкий сухой кашель. Проведено комплексное обследование, включающее: лабораторную диагностику (общий анализ мочи, общий анализ крови, биохимию крови), ультразвуковую диагностику (УЗИ органов брюшной полости, почек), рентгенографию органов грудной клетки, ЭКГ. Выявлено усиление легочного рисунка в нижних отделах легких. На ЭКГ - синусовый ритм, ЧСС 78 в 1 мин. Лабораторные показатели в пределах нормы. Осмотрен специалистами: терапевтом, офтальмологом, неврологом, урологом, хирургом, дерматологом. При объективном осмотре: состояние удовлетворительное, кожные покровы обычной окраски. При аускультации дыхание жесткое, перкуторно над легкими звук легочный, с небольшим укорочением, ЧД в покое 17 в 1 мин, АД 140/90 мм рт. ст., пульс 72 уд в 1 мин. Выявлена ангиопатия сетчатки, гиперметропия. Показатели спирометрии: ФЖЕЛ - 95%, ОФВ₁ - 88%, МИТ - 92%, МОС75 - 52%, то есть имеются начальные признаки нарушения легочной вентиляции по обструктивному типу. По остальным органам и системам при физикальном и инструментальном обследовании патологии не выявлено. Пациенту проведено определение концентрации восстановленного, общего глутатиона в крови, рассчитаны концентрация окисленного глутатиона и величина коэффициента GSH\GSSG, равная 6,8 ед. Величина данного коэффициента свидетельствует о риске развития хронической бронхолегочной патологии. Пациенту поставлен диагноз: нерезко выраженный бронхит. Гиперметропия.

Пример 2.

Пациент М., 38 лет, поступил в консультативную поликлинику ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора для прохождения обязательного медицинского осмотра. Электросварщик, стаж работы 10 лет в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей. На момент обращения жалоб не предъявлял. Проведено комплексное обследование, включающее: лабораторную диагностику (общий анализ мочи, общий анализ крови, биохимию крови), ультразвуковую диагностику (УЗИ органов брюшной полости, почек), рентгенографию органов грудной клетки, ЭКГ. Лабораторные показатели в пределах нормы. Осмотрен специалистами: терапевтом, офтальмологом, неврологом, урологом, хирургом, дерматологом. При объективном осмотре: состояние удовлетворительное, кожные покровы обычной окраски. При аускультации дыхание везикулярное, перкуторно над легкими звук легочный, АД 100/70 мм рт. ст., пульс - 76 уд/мин. Показатели спирометрии: ФЖЕЛ 103%, ОФВ₁ 102%, МИТ 99%, МОС75 89%, то есть признаков нарушения легочной вентиляции не выявлено. По остальным органам и системам при физикальном и инструментальном обследовании патологии не выявлено. Пациенту проведено определение концентрации восстановленного, общего глутатиона в крови, рассчитаны концентрация окисленного глутатиона и величина коэффициента GSH\GSSG, равная 12,7 ед. Величина данного коэффициента свидетельствует об отсутствии риска развития хронической бронхолегочной патологии. Пациенту поставлен диагноз: здоров.

Пример 3.

Пациент Т., 56 лет. В сентябре 2018 года поступил в консультативную поликлинику ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора для прохождения диспансеризации в связи с наличием профессионального заболевания. Электросварщик, стаж работы 15 лет в условиях воздействия с кремнийсодержащими аэрозолями. На момент обращения жалобы на кашель по утрам c небольшим отделением мокроты, одышку при значительной физической нагрузке. Из анамнеза известно, что диагноз профессионального хронического необструктивного бронхита был установлен в 2016 году. Проведено комплексное обследование, включающее: лабораторную диагностику (общий анализ мочи, общий анализ крови, биохимию крови), ультразвуковую диагностику (УЗИ органов брюшной полости, почек), рентгенографию органов грудной клетки, ЭКГ. Выявлено усиление легочного рисунка. На ЭКГ - ритм синусовый, ЧСС 78 в 1 мин., ГЛЖ.

Осмотрен специалистами: терапевтом, офтальмологом, неврологом, урологом, хирургом, дерматологом. При объективном осмотре: состояние удовлетворительное, кожные покровы обычной окраски. При аускультации дыхание жесткое, сухие хрипы, перкуторно над легкими звук легочный, с небольшим укорочением, ЧД в покое 19 в 1 мин, ЧСС 75 в 1 мин, АД 145/90 мм рт.ст. Выявлена ангиопатия сетчатки. Показатели спирометрии: ФЖЕЛ - 80%, ОФВ₁ - 61%, МИТ - 76%, МОС75 - 47%, то есть имеются признаки нарушения легочной вентиляции по обструктивному типу. По остальным органам и системам при физикальном и инструментальном обследовании патологии не выявлено. Пациенту проведено определение концентрации восстановленного, общего глутатиона в крови, рассчитаны концентрация окисленного глутатиона и величина коэффициента GSH\GSSG, равная 5,2 ед. Величина данного коэффициента свидетельствует о риске развития хронической бронхо-легочной патологии. Пациенту поставлен диагноз: профессиональная ХОБЛ, НФ 1, ДН0-1, ГБ 1 ст.

Пример 4.

Пациент Г., 42 года, поступил в консультативную поликлинику ФБУН «ННИИГП» Роспотребнадзора для прохождения периодического медицинского осмотра. Электросварщик, стаж работы 12 лет в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей. На момент обращения жалоб не предъявлял. Проведено комплексное обследование, включающее: лабораторную диагностику (общий анализ мочи, общий анализ крови, биохимию крови), ультразвуковую диагностику (УЗИ органов брюшной полости, почек), рентгенографию органов грудной клетки, ЭКГ. Лабораторные показатели в пределах нормы. Осмотрен специалистами: терапевтом, офтальмологом, неврологом, урологом, хирургом, дерматологом. При объективном осмотре: состояние удовлетворительное, кожные покровы обычной окраски. При аускультации дыхание жесткое, перкуторно над легкими звук легочный, АД 120/73 мм рт. ст., пульс - 75 уд/мин. Показатели спирометрии: ФЖЕЛ - 100%, ОФВ₁ - 95%, МИТ - 95%, МОС75% - 87%, то есть признаков нарушения легочной вентиляции не выявлено. Выявлена ангиопатия сетчатки. Пациенту проведено определение концентрации восстановленного, общего глутатиона в крови, рассчитаны концентрация окисленного глутатиона и величина коэффициента GSH\GSSG, равная 5,5 ед. Величина данного коэффициента свидетельствует о риске развития бронхо-легочной патологии.

Через два года наблюдения у пациента произошло ухудшение параметров спирометрии: ФЖЕЛ - 95%, ОФВ1 - 88%, МИТ - 87%, МОС75% - 69%, то есть имелись признаки нарушения легочной вентиляции. Величина коэффициента GSH\GSSG составила 5,0 ед. На момент обращения пациент предъявлял жалобы на частые ОРВИ, нестойкий сухой кашель. Пациенту поставлен диагноз: нерезко выраженный бронхит и он взят под наблюдение с подозрением на профессиональное заболевание.

Таким образом, расчет величины коэффициента GSH/GSSG является простым и безопасным способом, является важным, не имеющим противопоказаний, достоверным, информативным прогностическим методом, и может применяться при периодических медицинских осмотрах с целью отбора лиц среди работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей для мониторинга состояния бронхо-легочной системы для выявления группы риска по хронической бронхолегочной патологии. Это обеспечивает своевременное назначение профилактических мероприятий с целью сохранения здоровья работающих и их работоспособности.

Важным достоинством способа является техническая простота исполнения, материальная и финансовая доступность его применения в практической медицине.

Источники информации

1. Профессиональная патология: национальное руководство / под ред. Н.Ф. Измерова. - М.: ГЭОТАР-Медиа. - 2011. - 784 с.

2. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда». Руководство P 2.2.2006 - 05.

3. Профессиональные заболевания органов дыхания: национальное руководство / под ред. Н.Ф. Измерова, А.Г. Чучалина. - М.: ГЭОТАР-Медиа. - 2015. - 792 с.

4. Lytras T., Kogevinas M., Kromhout H, Carsin A.E. et al. Occupational exposures and incidence of chronic bronchitis and related symptoms over two decades: the European Community Respiratory Health Survey. // Occup Environ Med. - 2019 Apr - 76(4) - Р. 222-229. doi: 10.1136/oemed-2018-105274. Epub 2019 Jan 30.

5. Заявка № 2005134470/14, RU, МПК A61B 10/00 / Краснова Ю.Н., Гримайлова Е.В., Михалевич И.М., Дзизинский А.А.; заявлено 07.11.2005.

6. Заявка № 2010134590/14, RU, МПК A61B 10/00 (2006.01), G01N 33/48 (2006.01) / Измеров Н.Ф., Кузьмина Л.П., Шипулин Г.А., Миронов К.О., Фомина В.С., Безрукавникова Л.М., Коляскина М.М., Дунаева Е.А., Дедков В.Г.; заявлено 2010.08.19.

7. Заявка № 2002111601/14, RU, МПК А61В 5/00 / Постникова Л.Б., Кубышева Н.И.; заявлено 2002.04.29.

8. Заявка № 2013141678/15, RU, МПК G01N 33/50 (2006.01) / Новгородцева Т.П., Денисенко Ю.К., Кнышова В.В., Антонюк М.В., Гвозденко Т.А.; заявлено 10.09.2013.

9. Schafer F.Q., Buettner G.R. Redox environment of the cell as viewed through the redox state of the glutathione disulfi de/ glutathione couple // Free Radical Bio. Med. - 2001. - Vol. 30. - P. 1191-1212.

10. Peoples J.N., Saraf A., Ghazal N., et al. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress in heart disease // Exp. Mol. Med. - 2019. - №51. - Р. 1-13.

11. Sotgia S., Fois A.G., Paliogiannis P., et al. Methodological fallacies in the determination of serum/plasma Glutathione limit its translational potential in chronic obstructive pulmonary disease // Molecules. - 2021. - Vol. 6, № 26. - Р. 1572.

12. Kodama Y., Kishimoto Y., Muramatsu Y., et al. Antioxidant nutrients in plasma of Japanese patients with chronic obstructive pulmonary disease, asthma-COPD overlap syndrome and bronchial asthma // Clin. Respir. J. - 2017. - №11. - Р. 915-924.

13. Самыкина Л.Н., Самыкина Е.В., Косова Л.Н., Ибрагимов И.М. Особенности антиоксидантной защиты в условиях воздействия факторов риска производственной среды // Известия Самарского научного центра Российской академии наук - 2010. - Т. 12. - №1(6). - С. 1503-1506.

14. Измеров Н.Ф., Ковалевский Е.В., Рукавишников В.С. Промышленная пыль. Аэрозоли преимущественно фиброгенного действия. В кн.: Измеров Н.Ф., Чучалин А.Г. (ред.). Профессиональные заболевания органов дыхания. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2015. - С. 44-58.

15. Косарев В., Бабанов С. Профессиональная хроническая обструктивная болезнь легких // Врач. - 2015. - № 7. - С. 2-7.

16. Ellman G.L. Tissue sulfhydryl groups // Arch. Biochem. Biophys. - 1959. - Vol.82, № 1 - P. 70-77.

17. Умнягина И.А., Блинова Т.В., Страхова Л.А., Трошин В.В., Иванова Ю.В., Колесов С.А. Влияние вредных факторов производственной среды на состояние системы свободно-радикального окисления и антиоксидантной защиты у работающих во вредных условиях труда // Сборник Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «ЗДОРОВАЯ СРЕДА» 14 апреля 2022г. Научно-практический журнал «Медицина труда и экология человека» (г. Уфа).

Изобретение относится к медицине, а именно к профессиональной патологии, пульмонологии, гигиене труда, и может быть использовано для отбора лиц, работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, для последующего мониторинга состояния бронхолегочной системы. Проводят медицинское обследование путем определения диагностических лабораторных и функциональных показателей. Для получения диагностических лабораторных показателей проводят отбор пробы крови утром натощак путем венепункции локтевой вены в вакуумную пробирку с гепарином, сразу после заполнения пробирку с кровью помещают в лёд. Перед проведением анализа пробу тщательно перемешивают путем переворачивания пробирки 8-10 раз. В чистую пластиковую пробирку отбирают 1,0 мл крови, добавляют 1,5 мл холодной деионизированной воды, тщательно перемешивают и выдерживают 15 мин при 4°С. В пробирку с лизированной кровью добавляют 0,650 мл 25% раствора сульфосалициловой кислоты, тщательно перемешивают и центрифугируют при 4°С в течение 10 минут при 10000 об/мин. Полученный супернатант используют для определения количества восстановленного и общего - после восстановления окисленного глутатиона спектрофотометрическим методом с помощью реактива Эллмана. Измерение проводят на анализаторе полуавтоматическом биохимическом CLIMA MC-15. С помощью стандартов - калибраторов рассчитывают концентрацию в цельной крови восстановленного и общего глутатиона. Концентрацию окисленного глутатиона вычисляют путем вычитания концентрации восстановленного глутатиона из концентрации общего глутатиона, полученный результат делят на два. Вычисляют коэффициент отношения концентрации восстановленного глутатиона к концентрации окисленного; результат выражают в единицах. Лица, работающие в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей с величиной коэффициента менее 10,0 единиц, подлежат отбору в группу диспансеризации для последующего мониторинга состояния бронхолегочной системы. Способ обеспечивает возможность простоты выполнения и высокой эффективности осуществления процедуры отбора лиц, работающих в контакте с промышленными аэрозолями, при обязательных медицинских осмотрах для последующего мониторинга состояния бронхолегочной системы за счет определения концентрации восстановленного и общего глутатиона в крови обследуемых с последующим вычислением концентрации окисленного глутатиона и коэффициента отношения концентрации восстановленного к концентрации окисленного глутатиона. 2 табл., 4 пр.

Способ отбора лиц, работающих в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, для последующего мониторинга состояния бронхолегочной системы, характеризующийся медицинским обследованием путем определения диагностических лабораторных и функциональных показателей, отличающийся тем, что в качестве диагностических лабораторных показателей проводят отбор пробы крови утром натощак путем венепункции локтевой вены в вакуумную пробирку с гепарином, сразу после заполнения пробирку с кровью помещают в лёд; перед проведением анализа пробу тщательно перемешивают путем переворачивания пробирки 8-10 раз, в чистую пластиковую пробирку отбирают 1,0 мл крови, добавляют 1,5 мл холодной деионизированной воды, тщательно перемешивают и выдерживают 15 мин при 4°С; в пробирку с лизированной кровью добавляют 0,650 мл 25% раствора сульфосалициловой кислоты, тщательно перемешивают и центрифугируют при 4°С в течение 10 минут при 10000 об/мин; полученный супернатант используют для определения количества восстановленного и общего - после восстановления окисленного глутатиона спектрофотометрическим методом с помощью реактива Эллмана, измерение проводят на анализаторе полуавтоматическом биохимическом CLIMA MC-15; с помощью стандартов - калибраторов рассчитывают концентрацию в цельной крови восстановленного и общего глутатиона; концентрацию окисленного глутатиона вычисляют путем вычитания концентрации восстановленного глутатиона из концентрации общего глутатиона, полученный результат делят на два; вычисляют коэффициент отношения концентрации восстановленного глутатиона к концентрации окисленного; результат выражают в единицах; лица, работающие в условиях воздействия кремнийсодержащих аэрозолей, с величиной коэффициента менее 10,0 единиц подлежат отбору в группу диспансеризации для последующего мониторинга состояния бронхолегочной системы.