В 1997 г. Правительство РФ приняло Федеральный закон о ратификации Конвенции о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении [1]. Одним из важнейших обязательств данной конвенции является уничтожение имеющихся в стране запасов отравляющих веществ. Для его осуществления в России созданы высокоспециализированные объекты хранения и уничтожения химического оружия (ХО), технологии которых обеспечивают максимальную безопасность обслуживающему их персоналу, окружающей среде, а также проживающему в близлежащих районах населению [2]. Однако, несмотря на проводимую повсеместно автоматизацию процессов работы с химически опасными веществами, полностью исключить участие в них человека пока не представляется возможным. В 2002 г. постановлением Правительства РФ был утвержден список профессий и должностей на производствах с вредными условиями труда, работа по которым дает право гражданам, занятым на работах с ХО, на социальную поддержку [3]. Военнослужащие, проходящие службу на этих должностях, подвержены влиянию основных негативных факторов производственной среды, к наиболее значимым из них относятся перегревание вследствие длительного ношения средств индивидуальной защиты, нервно-эмоциональное напряжение, повышенные физические нагрузки [4]. Основные работы на объектах хранения и уничтожения ХО проводятся военнослужащими мужского пола. Очевидно, что комплексное воздействие вышеперечисленных факторов может приводить к напряжению у них основных регуляторных механизмов, нарушая функциональное состояние мужской репродуктивной системы [5]. В доступных литературных источниках имеются сведения о негативном влиянии различных факторов производственной среды на состояние гипофизарно-гонадной оси и сперматогенеза у работников мужского пола химической, металлургической и других видов промышленности [6]. В то же время сведения о состоянии мужской репродуктивной системы у персонала объектов хранения и уничтожения ХО практически отсутствуют, что обусловливает актуальность проведенного исследования.
Цель исследования - оценить влияние комплекса факторов работ, связанных с уничтожением ХО, на состояние гипофизарно-гонадной оси и сперматогенеза у военнослужащих, принимающих непосредственное участие в работах с токсичными химикатами, относящимися к химическому оружию.
Материал и методы
В период с 2011 по 2013 г. в Клинике военно-полевой терапии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова обследованы 135 военнослужащих, которые были рандомизированы на 2 группы. Одна из них была представлена 75 военнослужащими мужского пола, находившимися на плановом стационарном обследовании в целях определения годности к работе с токсичными химикатами, относящимися к химическому оружию. Военнослужащие данной группы проходили службу на объектах хранения и уничтожения ХО, принимая непосредственное участие в работах по уничтожению ХО группы фосфорорганических соединений. В соответствии с Федеральным законом от 07.11.2000 № 136-ФЗ "О социальной защите граждан, занятых на работах с химическим оружием", данная категория относится к работам по I группе, которые связаны с расснаряжением и детоксикацией химических боеприпасов, а также с уничтожением отдельных химических боеприпасов, находящихся в аварийном состоянии [3].
Другая группа (сравнения) была представлена 60 военнослужащими различных частей и соединений, не имеющих отношения к объектам по хранению и уничтожению ХО. Пациенты данной группы находились на стационарном обследовании в целях определения категории годности к военной службе по причине предстоящего увольнения из рядов Вооруженных Сил РФ, поступления в военный вуз, назначения на воинскую должность. Из исследования исключались пациенты с патологией эндокринной системы, страдающие гипертонической болезнью стадии, а также ишемической болезнью сердца.
Военнослужащие объектов хранения и уничтожения химического оружия были разделены на 2 подгруппы. В 1-ю подгруппу включены 35 мужчин в возрасте от 29 до 35 лет (средний возраст 32,1 года), имеющих стаж работы по I группе от 2 до 6 лет (средний стаж 5,4 года). 2-я подгруппа была представлена военнослужащими в возрасте от 36 до 45 лет (средний возраст 41,3 года), имеющими стаж работы по I группе от 6 до 15 лет (средний стаж 9,8 года). Группу сравнения составили военнослужащие в возрасте от 30 до 45 лет (средний возраст 38,7 года), не имеющие отношения к работам по уничтожению ХО. Исходные характеристики обследованных представлены в табл. 1.
&hide_Cookie=yes)
Все участники до начала исследования подписывали форму информированного согласия, утвержденную локальным независимым этическим комитетом.
Для оценки состояния сперматогенеза всем обследуемым проводили исследование эякулята согласно Руководству ВОЗ по лабораторному исследованию эякулята человека и взаимодействия сперматозоидов с цервикальной слизью 2010 г. [7].
Содержание лютеинизирующего гормона (ЛГ), фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), тестостерона (ТСТ) и пролактина (ПРЛ) в сыворотке крови определяли методом радиоиммунологического анализа с помощью стандартизированных ВОЗ реагентов на коммерческих наборах "RIA Immunotech" фирмы "A Beckman Coulter Company" (Чехия).
Все лабораторные показатели, зарегистрированные у персонала объектов, были адаптированы для математической обработки и изучались с использованием методов многомерного статистического анализа. В качестве практического инструмента для проведения вычислительных экспериментов применялись модули пакета Microsoft Excel 7.0. Результаты исследования представлены как М±m, где М - среднее арифметическое значение показателя, m - средняя квадратичная ошибка среднего арифметического значения показателя. Для проверки близости к нормальному распределению наблюдавшихся значений факторов и параметров был использован критерий Колмогорова-Смирнова. Сравнение в группах по показателям, не имеющим нормального распределения, проводилось с применением критерия Манна-Уитни (Mann-Whitney U-Test) и с использованием критерия LSD, статистически значимые различия считались при р<0,05.
Результаты и обсуждение
При анализе результатов содержания гормонов в сыворотке крови обследованного контингента установлено, что у военнослужащих из группы воздействия факторов (1-я группа) уровни общего ТСТ, ЛГ, ФСГ соответственно были на 26, 27 и 38% ниже, а уровень пролактина, напротив, на 31% выше, чем в группе сравнения. При этом полученные показатели концентрации всех исследуемых гормонов соответствовали нормативным значениям, приведенным в инструкциях, прилагаемых к диагностическим тест-наборам. Показатели содержания гормонов представлены в табл. 2.
Выявленные изменения могли свидетельствовать об относительном угнетении гипофизарно-гонадной оси под влиянием комплекса факторов работ с ХО. Вероятно, среди всего комплекса факторов работ с ХО наибольшее влияние на показатели содержания гипофизарно-гонадных гормонов в сыворотке крови будет оказывать стресс-фактор, так как, согласно имеющимся в настоящее время данным, основа механизма ингибирования репродуктивной функции принадлежит нейромедиаторам, высвобождающимся во время стресса. Экспериментальные исследования показали, что функциональное состояние мужских половых желез зависит как от контролирующего влияния гормонов аденогипофиза (ЛГ, ФСГ, ПРЛ), так и от гормонов коры надпочечников (адренокортикостероидов). Таким образом, возникающие при стрессе первичные изменения в симпатико-адреналовой системе вызывают изменения в нейрогуморальной регуляции репродуктивной функции [8]. Выявленные в нашем исследовании отклонения показателей гормонов адено-гипофиза (ЛГ, ФСГ, ПРЛ) и тестостерона могут быть объяснены тем, что центральные звенья регуляции гипоталамо-гипофизарно-гонадной и симпатико-адреналовой систем локализованы в одних и тех же структурах головного мозга и функционально объединены однородностью медиаторного обеспечения [9].
Выявленный относительный избыток пролактина в группе военнослужащих, принимающих непосредственное участие в уничтожении ХО, также оказывает ингибирующее влияние на состояние половых желез, нарушая биосинтез андрогенов путем торможения превращения тестостерона в его активную форму - 5-дигидротестостерон, что приводит к снижению биологической активности андрогенов [10].
Сравнительный анализ между пациентами, имеющими различный стаж работы с ХО (1-я и 2-я группы), не выявил достоверных различий в показателях ТСТ, ЛГ, ФГ, ПРЛ (см. табл. 2). Полученные данные могут свидетельствовать о том, что с увеличением стажа работы с ХО у военнослужащих сохраняется относительная недостаточность гипофизарно-гонадной системы при отсутствии дальнейшего снижения концентрации гонадотропинов в плазме крови.
Следует отметить, что выявленная в ходе исследования относительная недостаточность ЛГ, ФСГ, ТСТ и относительная гиперпролактинемия у военнослужащих, принимающих непосредственное участие в работах по уничтожению ХО, может опосредованно влиять на состояние их сперматогенеза. Для оценки его состояния всем военнослужащим выполнялось исследование эякулята.
При сравнительном анализе показателей спермограммы у военнослужащих молодого возраста, имеющих малый стаж работы с ХО (1-я группа), и военнослужащих группы сравнения (3-я группа) выявлены достоверные различия по таким показателям, как концентрация сперматотозоидов и дискинезис. В группе воздействия факторов определялось увеличение концентрации сперматозоидов в эякуляте на 16% и количества сперматозоидов с маятникоообразным и манежным движением на 70% (р<0,05) по сравнению с показателями лиц контрольной группы, где концентрация и доля сперматозоидов с дискинетическим движением оставались в пределах нормальных значений (табл. 3).
&hide_Cookie=yes)
Полученные данные коррелируют с данными литературы, в которых увеличение числа сперматозоидов часто совмещено с их низкой способностью к оплодотворению в результате большого количества аномалий форм и нарушения их подвижности. Так, в исследовании S. Telisman были выявлены снижение количества подвижных и жизнеспособных сперматозоидов, увеличение патологичных форм сперматозоидов у работников мужского пола различных металлургических производств, работающих в условиях повышенной температуры в тесно прилегающем белье и специальных средствах защиты [6]. По данным литературы, повышение температуры тела до +43...+45 °С в течение 15 мин с перегреванием организма вызывает нарушение сперматогенеза уже в первые часы, что связано с дегенерацией сперматогенного эпителия и изменением соотношения гонадотропинов и андрогенов в крови. Показано, что даже после перенесенного острого респираторного заболевания, если температура тела повышалась до 38-39 °С, изменения в спермограмме сохранялись в течение 5-6 мес [11].
Наиболее вероятной причиной выявляемых изменений спермограммы в проведенном исследовании стало, по нашему мнению, длительное воздействие повышенной температуры. В пользу этого свидетельствуют условия труда военнослужащих на объектах хранения и уничтожения ХО. Для обеспечения максимальной безопасности персонала при проведении работ по уничтожению ХО используется комплект средств индивидуальной защиты (СИЗ) изолирующего типа (нательное белье, прорезиненный костюм Л-1М, противогаз, резиновые сапоги) в течение всей рабочей смены. Применение такого комплекта СИЗ к концу рабочей смены приводит к общему перегреванию организма, нарушению механизма терморегуляции с потерей массы тела за счет обильного потоотделения (1-4 кг за 4-часовую рабочую смену), что не может не оказывать влияние на состояние сперматогенеза работающих [12]. Также необходимо отметить, что работы по уничтожению ХО проводятся в любое время года. Выполнение их во время летней жары вносит дополнительный вклад в общее перегревание организма. Кроме гипертермии негативное влияние могут оказывать такие факторы работ, как психоэмоциональный стресс и значительные физические нагрузки.
Профессиональная деятельность военнослужащих при работе с ХО связана с постоянными психоэмоциональными нагрузками: осознание угрозы профессионального отравления, интенсивный режим работы, необходимость принятия быстрых и ответственных решений, нарушение привычного ритма жизни (сменный график работы), десинхроноз [13]. Научно доказано, что психоэмоциональное напряжение и стресс приводят к повышенному выбросу надпочечниками адреналина, оказывающего опосредуемое через гипоталамус тормозящее действие на секрецию гонадотропных гормонов. Угнетение секреции гонадотропных гормонов при стрессе подавляет стероидогенную и сперматогенную функции тестикул, приводя к различным нарушениям в спермограмме [14].
Продолжительные интенсивные физические нагрузки также могут резко ингибировать сперматогенез. Так, изменения спермограммы отмечены у квалифицированных спортсменов в период интенсивных тренировочных нагрузок, которые проявляются в увеличении процента малоподвижных и неподвижных форм сперматозоидов. Изменение их подвижности обусловлено снижением концентрации фруктозы в эякуляте, которая является для них источником энергии и вместе с тем служит индикатором андрогенной активности яичек [14]. Таким образом, чрезмерные физические нагрузки отрицательно отражаются на сперматогенной функции тестикул.
Для оценки влияния стажа работы с ХО на показатели спермограммы военнослужащих проводили сравнительный анализ между 1-й и 2-й группой (табл. 3).
Установлено, что у военнослужащих, чей средний стаж работы с ХО составлял 9,8 года (2-я группа), увеличено количество мертвых и неподвижных сперматозоидов на 30 и 36% соответственно по сравнению с военнослужащими, средний стаж работы которых составлял 5,4 года (1-я группа). Анализ оценки влияния стажа на показатели спермограммы выявил сохранение стабильно повышенной концентрации сперматозоидов в эякуляте обследуемого контингента. Полученные результаты подтверждаются рядом экспериментальных исследований, проведенных на самцах белых крыс, в ходе которых установлено, что при длительном тепловом воздействии в семенной жидкости экспериментальных животных значительно увеличивалось общее количество сперматозоидов (полиспермия). Через 1 нед после прекращения воздействия гипертермии количественные показатели семенной жидкости у крыс снижались, не достигая при этом уровня показателей интактных животных [15]. Вероятно, выявляемая у военнослужащих, принимающих непосредственное участие в работах по уничтожению ХО, полиспермия, также будет сохраняться на протяжении всего периода воздействия температурного фактора. Снижение концентрации сперматозоидов до значений, близких к нормальным, можно ожидать только по истечении определенного периода времени после полного прекращения воздействия отрицательного фактора. Время, необходимое для полной нормализации показателя концентрации сперматозоидов, подлежит изучению.
Таким образом, выявленные изменения свидетельствуют о том, что комплекс производственных факторов работ по уничтожению ХО оказывает негативное влияние на состояние сперматогенеза военнослужащих, принимающих непосредственное участие в работах по уничтожению ХО. Наиболее значимый фактор, приводящий к нарушению сперматогенеза, с нашей точки зрения, - фактор гипертермии.
Выводы
1. Комплексное воздействие производственных факторов химически опасных объектов оказывает негативное влияние на состояние гипофизарно-гонадной системы и сперматогенеза военнослужащих, занятых на работах по уничтожению химического оружия.
2. Основные изменения в состоянии гипофизарно-гонадной системы и сперматогенезе, выявляемые у военнослужащих, принимающих непосредственное участие в работах по уничтожению химического оружия, характеризуются относительным снижением уровней показателей гонадотропинов и общего тестостерона, повышением уровня пролактина, а также развитием полиспермии, преимущественно за счет сперматозоидов с нарушенной подвижностью.
3. Увеличение стажа работы с химическим оружием усугубляет изменения в спермограмме военнослужащих, работающих по 1-й группе, в виде снижения количества живых сперматозоидов, увеличения количества их неподвижных форм на фоне сохраняющейся гормональной дисфункции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Конвенция о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении. Гаага. Организация по запрещению химического оружия, 1994. 192 с.
2. Федеральный закон "Об уничтожении химического оружия" от 05.05.1997 № 76-ФЗ (принят Государственной Думой РФ 25 апреля 1997 г.) // Российская газета. 06.05.1997. С. 4-5.
3. Федеральный закон "О социальной защите граждан, занятых на работах с химическим оружием" 07.11.2000 № 136-ФЗ (ред. от 14.10.2014).
4. Киселев Д.Б., Криницын Н.В., Могиленкова Л.А. Воздействие производственных факторов на функциональное состояние человека-оператора на объектах по уничтожению химического оружия // Научно-технические аспекты обеспечения безопасности при уничтожении, хранении и транспортировке химического оружия : тез. докл. 4-й Науч.-практ. конф. М. : ФУ БХУХО, 2008. Ч. II. С. 165-177.
5. Андреева Л.И., Банников А.В., Горанчук В.В. Особенности реакции организма здорового человека на гипертермическое воздействие // Медицина труда и промышленная экология. 1999. № 6. С. 22-26.
6. Рыжаков Д. Влияние внешних факторов на мужскую репродуктивную систему. Н. Новгород : Изд-во НГМА, 2006. 28 с.
7. Руководство ВОЗ по лабораторному исследованию эякулята человека и взаимодействия сперматозоидов с цервикальной слизью. 2010.
8. Свешников А.А., Шарыпова Н.В. Половая функция мужчин при действии стресс-факторов чрезвычайной интенсивности : монография. М. : ИД Академии естествознания, 2013. 222 с.
9. Пальцев М.А. Руководство по нейроиммуноэндокринологии. М. : Медицина, 2006. С. 103-104.
10. Теппермен Дж., Теппермент Х. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. М. : Мир, 1989. 652 с.
11. Нишлаг Э., Бере Г. Андрология: мужское здоровье и дисфункция репродуктивной системы. М. : МИА, 2005. 116 с.
12. Нагорный С.В., Мирошникова О.И., Силантьев В.Ф., Цибульская Е.А. Анализ медико-гигиенических проблем "бывших" производств химического оружия в целях разработки мероприятий по снижению интоксикации при уничтожении фосфорорганических отравляющих веществ // Медицинские и биологические проблемы, связанные с уничтожением химического оружия : тез. докл. междунар. симп. Волгоград, 26-28 августа 2003. Волгоград, 2003. С. 248-249.
13. Колычева И., Бодиенкова Г., Лизарев А. Оценка напряженности трудового процесса у лиц опасных профессий // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2005. № 2 (40). С. 40-45.
14. Шарыпова Н., Свешников А. Половая функция у мужчин и состояние менструального цикла у женщин при хроническом действии стресс-факторов чрезвычайной интенсивности. М. : ИД Академии естествознания, 2013. С. 54-72.
15. Потемина Т., Кузнецова С., Ляляев В. Изменение параметров семенной жидкости самцов белых крыс при различных видах экспериментального стресса // Современные технологии медицины. 2009. № 2. С. 23-26.