Вплив занять на перекисне окислення ліпідів та антиоксидантний статус у працівників теплових електростанцій, що працюють на вугіллі

Сандіп Каур

Кафедра фізіології Інституту медичних наук і досліджень Адеша, Батінда, Пенджаб, Індія

Манміт Сінгх Гілл

1 кафедра електротехніки, Інститут техніки та технологій RIMT, Манді Гобіндгарх, Пенджаб, Індія

Капіль Гупта

2 Департамент біохімії, Інститут медичних наук і досліджень Адеша, Батінда, Пенджаб, Індія

KC Манчанда

Кафедра фізіології Інституту медичних наук і досліджень Адеша, Батінда, Пенджаб, Індія

Анотація

Передумови:

Забруднення повітря від вугільних енергоблоків є великим і різноманітним і сприяє значній кількості негативних наслідків для навколишнього середовища та здоров'я. Реактивні форми кисню (АФК) беруть участь у патогенезі токсичності вугільного пилу на вугільних електростанціях.

Метою дослідження було виміряти пошкодження вільними радикалами та антиоксидантну активність у працівників, які зазнали різного рівня вугільного пилу.

Матеріал та методи:

Населення, що вивчалося, складалося з робітників вугільної установки, турбінної установки та котельні (n = 50 кожна), що працюють на ТЕС; і електрики (n = 50) з того ж відділу були взяті за контроль. Перекисне окислення ліпідів вимірювали за рівнями малонового диальдегіду (MDA), а антиоксидантну активність визначали за рівнями супероксиддисмутази (SOD) та глутатіонпероксидази (GPx). Статистичний аналіз проводили за допомогою непарного t-критерію Стьюдента.

Результат:

Рівні MDA показали значне збільшення (Р> 0,001) серед працівників теплоелектроцентралі, ніж електрики, що працюють у місті. Рівні SOD та GPx були значно вищими (P> 0,001) у електриків порівняно з суб'єктами, що працюють на тепловій електростанції. Серед робітників теплових станцій працівники вугільної установки показали значне збільшення (Р> 0,001) МДА та значне зниження СОД та ГПх, ніж працівники котельних та турбінних установок.

Висновок:

Окислювальний стрес внаслідок збільшення перекисного окислення ліпідів та зменшення антиоксидантної активності виникає в результаті впливу вугільного пилу та продуктів згоряння вугілля під час діяльності теплових станцій.

ВСТУП

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ

Галузь дослідження

Дослідження було проведено на робочих теплової станції Гуру Нанак Дев (GNDTP, Пенджаб) на дорозі Батінда-Малут приблизно в 10 км від головного міста. Кожна одиниця GNDTP, Батінда, при роботі на повну потужність здатна виробляти 26,4 лак одиниць електроенергії на день, а загальна добова потреба в вугіллі становить близько 6500 метричних тонн (МТ) (приблизно два граблі по 58 вагонів кожна), коли всі чотири блоки в експлуатації.

Предмети

Дослідження проводилось з грудня 2011 року по лютий 2012 року протягом зимових місяців. Досліджувана популяція складалася з некурених 200 здорових чоловіків-працівників відділу електроенергетики, яких випадковим чином відібрали з обліку відвідуваності та розділили на чотири групи, залежно від їх характеру роботи, а саме. працівники вугільної установки, робітники турбінних установок, котельні та електрики, що працюють у місті.

Розмір кожної групи (n = 50) визначався на основі вимірювання біомаркерів ліпідопероксидації в дослідженнях старіння, проведених у здорових здорових суб'єктів у віковій групі 30-40 років на півночі Індії. [10] На дослідження брали лише чоловіків, оскільки 80% працівників теплової електростанції були чоловіками. Середній вік робітників становив 35 ± 5 років. До дослідження були включені суб'єкти з однаковим соціально-економічним статусом, які не мали історії куріння, вживання алкоголю та наркотиків та пройшли 10 років у тому самому відділенні. Ті, хто страждає на будь-які хронічні захворювання, такі як гіпертонія, цукровий діабет, ревматоїдний артрит, злоякісні новоутворення, розлади колагену або будь-які алергічні захворювання, були виключені з дослідження. Письмова згода на участь у дослідженні була отримана від випробовуваних після того, як вони були ретельно проінформовані про деталі дослідження. Етичне схвалення для дослідження було отримано від місцевого інституційного етичного комітету.

Вимірювання

Була взята детальна історія, включаючи історію дієти та способу життя, а також загальне фізичне та системне обстеження. Вага бралася на ваговій шкалі із стандартним мінімальним одягом з точністю до 0,5 кг. Гемоглобін оцінювали за методом Салі [11]. Для оцінки інших параметрів у кожного працівника відбирали по 10 мл венозної крові натще сухим одноразовим шприцом та голкою за будь-яких асептичних умов шляхом пункції вени в протикубітальній вені в стерильних, сухих, промитих кислотою флаконах; 2 мл його взяли в пробірку з етилендіамінтетраоцтовою кислотою (ЕДТА), а решту - в біохімічну пробірку. Зразки зберігали в прохолодному ящику при -4 ° C, доки їх не переносили негайно в лабораторію, де центрифугували. Рівні малондіальдегіду (MDA) у сироватці крові оцінювали методом Сатоха [12]. Активність супероксиддисмутази (СОД) у сироватці крові вимірювали за допомогою методу Марклунда та Марклунда. [13] Активність глутатіонпероксидази (GPx) у плазмі вимірювали, використовуючи пероксид водню як субстрат, застосовуючи метод Ротрука. [14]

Статистичний аналіз

Статистичний аналіз проводили за допомогою непарного t-критерію. Дані були виражені як середнє значення ± стандартне відхилення (SD) та P РЕЗУЛЬТАТИ

Середня вага та середній гемоглобін не виявляли великих коливань у різних працівників. Середній рівень MDA у турбінах, котлах та вугіллі був більшим, ніж у контрольній групі. Приріст був максимальним у вугільних робітників порівняно з контрольною групою, тобто електриками. Середні значення SOD та GPx були нижчими у всіх працівників теплових електростанцій порівняно з електриками, які працюють поза тепловою станцією [Таблиця 1].

Таблиця 1

Середнє значення ± стандартне відхилення (SD) гемоглобіну, ваги, рівня перекисного окислення ліпідів у сироватці крові (нмоль/мл; тобто малонового діальдегіду), рівня супероксиддисмутази (U/мл) та рівня глутатіонпероксидази (U/мл) різних груп

У таблиці 2 наведено процентні зміни MDA, SOD та GPx у котлах, турбінах та вугіллі порівняно з електриками. Середній рівень СОД був значно більшим у електриків порівняно з котельними, турбінами та вугільними робітниками. Аналогічно, рівень глутатіонпероксидази (GPx) був значно нижчим у вугільних працівників, ніж у інших працівників теплової станції. Рівні GPx були вищими у електриків, що працюють у місті, порівняно з працівниками теплових станцій. При порівнянні рівнів SOD та GPx у вугільних робітників та електриків спостерігалася зміна відповідно на 37,08 та 31,57%. Перекисне окислення ліпідів, виміряне рівнями MDA, натомість показало значне збільшення у всіх робітників ТЕС порівняно з електриками рівнів у вугільних робітників та електриків було виявлено зміну на 31,92%.

Таблиця 2

Порівняння рівнів MDA, SOD та GPx різних працівників теплових електростанцій з електриками, які працюють поза тепловою станцією

D ІСКУСІЯ

Однак умови впливу навколишнього середовища суттєво не змінювали рівні гемоглобіну груп, які зазнали впливу, порівняно з контролем. У нашому дослідженні ми не оцінювали рівень заліза в сироватці крові, який, як вважається, відображає вплив іонів перехідних металів і який разом із вугільним пилом, як видається, є важливим посередником окислювальних пошкоджень in vivo/in vitro разом з вугільним пилом. [23]

У відповідь на ці потенційно прямі дії АФК людський організм має антиоксидантні механізми; вони включають ферменти, що мають антиоксидантну активність, і багато фактичних та передбачуваних фізіологічних антиоксидантів (наприклад, токоферол). Основними ферментами, що забезпечують клітинний захист від пошкодження АФК в клітинах людини, є три СОД, каталаза та селенофермент GPx. [8] Селензалежний GPx видаляє як H2O2, так і пероксиди ліпідів, каталізуючи перетворення гідропероксидів ліпідів у гідроксикислоти в присутності відновленого глутатіону.

У нашому дослідженні у працівників теплових електростанцій спостерігалося зниження активності GPx порівняно з електриками. Серед працівників теплових станцій рівні GPx були значно нижчими серед працівників вугільних установок порівняно з котельними та турбінами. Постійне вироблення АФК пошкоджує антиоксидантний захист і призводить до окисного стресу. [24] Працівники котельної установки мали нижчий рівень GPx, ніж турбінні, ймовірно, через їх безпосередню близькість до процесів спалювання вугілля, де виділяється велика кількість газів і частинок. Подібне зниження активності еритроцитів глутатіон-s-трансферази та концентрації глутатіону спостерігалося на ранніх стадіях пневмоконіозу у вугільних працівників [25].

СОД - це мідь, що містить фермент, широко поширений у клітинах тканин та еритроцитах, печінці та мозку. Це вільнорадикальний метаболізуючий фермент, що каталізує дисмутацію перекису водню аніону супероксиду. Це захищає клітинну мембрану від пошкодження сильною АФК. Низька активність СОД у працівників вугільної установки може бути зумовлена інактивацією ферменту шляхом зшивання або пошкодженням перекисного окислення ліпідів ДНК та зниженням експресії ферменту. [26] У цьому дослідженні не вимірювали концентрацію вугільного пилу, хоча в різних одиницях містилася різна кількість пилу. Професійний вплив вугілля показав зниження всіх антиоксидантів еритроцитів на деяких стадіях пневмоконіозу вугільних працівників. [27,28]

Незважаючи на наші невеликі зразки, наші висновки вказують на те, що активність СОД може розглядатися як маркер впливу вдихуваного вугільного пилу у відкритих працівників, а активність GPx плазми може розглядатися як біологічний маркер для різних наслідків для здоров'я працівників вугільної галузі. Зміни в антиоксидантах крові, які ми виміряли, узгоджуються з гіпотезою про те, що виробництво АФК є важливою подією під впливом частинок вугільного пилу.

Тестовий інструмент, що визначає параметри крові, який ми використовували в нашому дослідженні, є неінвазивною, швидкою методологією і може бути корисним для виявлення ранньої загрози здоров’ю на виробництві до того, як вона стане клінічно очевидною, та для моніторингу осіб, які професійно зазнають впливу вугільних забруднювачів вугілля на електростанціях.

Працівники теплових електростанцій більш сприйнятливі до проблем зі здоров'ям. Моніторинг навколишнього повітря та більш конкретні випробування для підтвердження впливу забруднюючих речовин вугіллям можуть бути проведені в цьому районі під час подальших досліджень. Також можуть бути рекомендовані подальші дослідження, які ретельно контролюють дозу впливу рослини та куріння. Навіть індивідуальна оцінка концентрації металів щодо клінічних результатів може бути проведена. При тривалому впливі ситуація може стати більш нагальною не тільки через хронічне отруєння; а також через канцерогенну дію цих елементів на організми людини. Отже, на наступному етапі дослідження мають бути розроблені точні оцінки впливу на основі конкретного впливу та роботи на тепловій електростанції для подальшого вивчення результатів на основі характеру роботи.

Дані можуть надавати інформацію для розробки профілактичних заходів для мінімізації несприятливих наслідків опромінення та пропонують можливість поліпшити стан здоров'я працівників та зменшити витрати, пов'язані зі здоров'ям. Під час роботи можна заохочувати використання засобів індивідуального захисту та належних гігієнічних правил. Слід порадити мити руки перед їжею та питтям на робочому місці. Антиоксидантні добавки слід наполегливо рекомендувати працівникам теплових електростанцій, і зміна чергування службових обов’язків у різних підрозділах повинна проводитися часто.

Виноски

Джерело підтримки: Ніль

Конфлікт інтересів: Жоден не задекларований.