Свинець: ураження судинної системи

Подальшому вивченню підлягає проблема з’ясування механізму його дії на судинну систему, а також розробка маркерів початкових (латентних) стадій свинцевих інтоксикацій при низьких рівнях його дії.

Результати багатьох клінічних, епідеміологічних, експериментальних досліджень свідчать про ранній розвиток основних серцево-судинних захворювань в осіб молодого віку, який не вдається повністю пояснити з позицій загальновідомої теорії атерогенезу. До цього часу в повній мірі не враховується, що поряд з кардинальною зміною стилю життя людини в другій половині ХХ століття відбулось небачене раніше за своїми масштабами забруднення довкілля хімічними сполуками внаслідок інтенсивного їх застосування в усіх галузях господарства, погіршились умови праці і життя людей в урбанізованому суспільстві.

За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я (1980) одним з пріоритетних забруднювачів навколишнього середовища є свинець (ВООЗ, 1980; Штабський Б.М., Федоренко В.І., 2000), відомий людству як політропний токсин (ВООЗ, 1980; Корбакова А.Н. и соавт., 2001), що має здатність вражати різні органи і системи [кровотворну, нервову, травну, сечовидільну, ендокринну, серцево-судинну (Ткач С.Н., Братусь В.Н., 1997; Дейнека С.Є., 1999 а; Штабський Б.М., Федоренко В.І., 2000)]. Найважливішим джерелом викидів сполук свинцю в атмосферне повітря вважаються антидетонаторні лкіл свинцеві додатки до пального автомобільного та авіаційного транспорту (Трахтенберг И.М., 1998; Зайцева Н.В. и соавт., 1999; Быков А.А., Ревич Б.А., 2001). Загальна його кількість, що надходить в повітря, становить близько 400 000 тон за рік (Бабенко Г.А., 1994; Луговский С.П., 2001).

Крім того, свинець використовується в сотнях промислових галузей, здійснюючи на людину несприятливий професійний вплив. До них належать радіоелектронна промисловість, машино- і приладобудування, поліграфія, нафтопереробна і хімічна галузі виробництва, виготовлення порцеляни і кераміки, акумуляторна галузь (Ткач С.Н., Братусь В.Н., 1997; Корбакова А.Н. и соавт., 2001). Особливо підкреслюється високий ступінь активності впливу сполук свинцю на працівників, які виконують наступні виробничі операції: виплавка свинцю, ливарні роботи, зварювання, розрізання металевих конструкцій і суден, робота з свинецьвмісними фарбами і їх виробництво, змішування скломаси та свинцевих стабілізаторів (виробництво полівінілхлориду), ремонт автомобільних радіаторів.

Сьогодні майже не викликає сумніву той факт, що свинець справляє патогенну дію на систему кровообігу, виступаючи в ролі етіологічного стимулу, відповідального за розвиток такої серцево-судинної патології, як васкуліти, артеріосклероз, атеросклероз і, як наслідок, артеріальної гіпертензії тощо. З метою найбільш повного висвітлення цього питання авторами даної статті здійснено спробу провести всебічний аналіз результатів власних досліджень, даних вітчизняних та зарубіжних наукових робіт, присвячених цій проблемі.

Патохімія і патоморфологічні дослідження

Вважається, що найбільшу небезпеку становлять аерозольні форми свинцевих сполук (Ткач С.Н., Братусь В.Н., 1997), які систематично надходять в органи і тканини навіть у незначних концентраціях і тривалий час не викликають будь-якої симптоматики токсикозу. Йдеться про так звану субклінічну токсичність (Murata Katsuyuki, Araki Shunicchi, 1991), тобто прояви загально-патологічних змін при дії відносно низьких доз металу (Бабенко Г.А., 1994; Беккельман И., Пфистер Э., 2001). Внаслідок його високої біологічної активності та кумулятивних властивостей розвивається спочатку переднозологічний стан, а пізніше виражена патологія (Гнідой І.М. і співавт., 2000). Адже відомо, що час напіввиведення свинцю з крові і м’яких тканин становить 20 днів, зі скелета – 20 років (Штабський Б.М., Федоренко В.І., 2000).

В основі формування патохімічних механізмів його токсичної дії лежать:

• конкурентне витіснення свинцем із обміну металів-біотиків (заліза, міді, цинку тощо);
• інґібіція ряду ферментів внаслідок блокування сульфгідрильних груп (Корбакова А.И. и соавт., 2001; Ткач С.И., Братусь В.Н., 1997), до яких метал має високу спорідненість;
• порушення функції клітинних мембран шляхом стимулювання в них вільнорадикальних реакцій (Бабенко Г.А., 1994; Кундиев Ю.И. и соавт., 2001).

Саме мембрани еритроцитів та судинного ендотелію першими зустрічаються і ушкоджуються сполуками свинцю, що потрапляють в організм зі всіх виробничих і невиробничих джерел. Виникає «внутріклітинний метаболічний хаос»: структура, розміри і форма клітин змінюються, зменшуються їх кількість і терміни функціонування. Подібні патологічні зміни виникають не лише в клітинах крові, але й ендотеліоцитах, деяких сполучнотканинних елементах, гладкомускульних клітинах (Kopp S.I. et al., 1988).

Патогістологічні дослідження судин, ушкоджених ксенобіотиком, засвідчили наявність «потовщення всіх стінок артерій і гофрованість їх внутрішньої еластичної мембрани», утворення вогнищ мінералізації колагену, оточених гігантськими та епітеліоїдними клітинами, поширення міжклітинного простору ендотеліоцитів, прогресуюче надмірне розмноження елементів інтими судин і периваскулярної сполучної тканини (Kopp S.I. et. al., 1988). На базі вогнищ проліферації гладкомускульних клітин (без попереднього накопичення ліпідів) формуються м’язово-фіброзні бляшки, які в подальшому піддаються вторинному жировому перетворенню. Кожна з них розглядається деякими дослідниками в якості пухлиноподібного утвору, що виникає внаслідок дії мутагену хімічної природи (Penn A., 1989). Поєднуючись з лабільністю судинного тонусу, вони спричиняють розлади локальної мікроциркуляції (Садыкова Г.А., Дакиева К.Ж., 1988).

Описані морфологічні зміни особливо характерні для виникнення стенозуючих уражень судин у людей молодого віку. Ризик захворіти на інфаркт міокарда для цієї категорії осіб різко збільшується внаслідок можливого розвитку у них дифузного токсичного коронариту. Результати деяких робіт показали, що у хворих молодого віку, які перенесли інфаркт міокарду, в переважній кількості випадків спостерігався атиповий початок склеротичного ураження судин – не з аорти, а з вінцевих артерій. Висловлено припущення, що розвиток фіброзних бляшок у молодих осіб не залежить від вираженості ліпоїдозу, а зумовлюється структурними змінами всіх шарів стінки судин (Валенкевич Л.Н., Лемкина С.М., 1990).

Отже, генералізоване ураження ендотелію та інших структур судинної розглядають як основну патоморфологічну ланку розвитку групи захворювань, що виникають в організмі людини в результаті контакту із сполуками свинцю. Це – цереброваскулярні хвороби, інфаркт міокарда, захворювання нирок і периферичних артерій, артеріальна гіпертензія. Патологічні зміни, які лежать в основі цих захворювань, локалізуються переважно в артеріях м’язово-еластичного типу середнього та дрібного калібру. Характерним є розвиток поширеного артеріїту, ендартеріїту та артеріосклерозу. Варіанти цих уражень можуть бути різними: циркулярна або вогнищева м’язово-еластична гіперплазія інтими, м’язово-фіброзна бляшка, фіброзна гіалінізована бляшка (Зербіно Д.Д., 1993).

Причини, які запускають цей процес полягають у розвитку неспецифічної реакції ендотелію та інших судинних шарів у відповідь на ушкодження. Про це свідчать результати циклу морфологічних досліджень, проведених одним з авторів даної статті (Зербіно Д.Д., 1993). Доведено виражену цитотоксичну здатність свинцю щодо кардіоміоцитів, при дослідженні яких знаходять набухання мітохондрій, зниження вмісту ATF та фрагментацію міофібрил (Kopp S.I. et al., 1988).

Спектроскопічні дослідження

Відомо, що свинець депонується в організмі людини в основному в кістковій тканині (Кундиев Ю.И. и соавт., 2001). Спектроскопічні дослідження, здійснені на кафедрі патологічної анатомії Львівського державного медичного університету імені Данила Галицького, показали статистично достовірне збільшення вмісту свинцю в кістках стегна і гомілки ампутованих кінцівок 42 осіб, хворих на облітеруючий ендартеріїт (Зербино Д.Д. и соавт., 1983; Зербино Д.Д., 1993, 1996), а також в трубчастих кістках хворих на неспецифічний аортоартеріїт і людей, які померли від фатальних судинних захворювань головного мозку і серця (Зербино Д.Д. и соавт., 1990).

Як приклад, наводимо результати спектроскопічного дослідження стегнової кістки хворого, який в процесі трудової діяльності постійно контактував зі сполуками свинцю (працівник нафтобази) і помер від серцевої недостатності на ґрунті тривало перебігаючої ІХС, АГ та атеросклерозу нижніх кінцівок. Вміст свинцю в його кістковій тканині втричі перевищував контрольні показники (Зербино Д.Д., Поспишиль Ю.А.,1991).

Експериментальні дослідження

У тварин виділено ряд механізмів, відповідальних за реалізацію патогенної дії свинцю на систему кровообігу. В якості найвизначніших називають вегето-судинний, на що вказує підвищення тонусу симпатичної нервової системи, рівня катехоламінів в крові, чутливості до них серцевих та судинних адренергічних рецепторів, та нирковий (Подолян С.К., 1998), проявом якого є збільшення синтезу і/або активності реніну. Посилення реактивності судин пов’язують з безпосереднім впливом свинцю на скоротливість гладко мускульного шару судинної стінки (Chai Sianghu, Webb R. Clinton, 1988).

Експериментальні роботи підтверджують пряму кардіотоксичну дію (Кундиев Ю.И. и соавт., 2001) та існування пропорційної залежності між дозою поглинутих сполук свинцю, тривалістю їх надходження, частотою виникнення і вираженістю артеріальної гіпертензії (Nowack R., et al., 1993). Найбільше значення надається фактору довготривалості експозиції свинцю, концентрація якого може не перевищувати допустимих значень. Встановлено достовірну кореляцію між вмістом свинцю в крові людей і тварин та рівнем артеріального тиску, що дає ще більше підстав вважати даний ксенобіотик відповідальним за розвиток артеріальної гіпертензії (Harlan W.R., 1988).

Крім того, виявлено ряд ЕКГ – ознак ураження міокарда щурів, що нагадують зміни, характерні для міокардиту. Після проведення терапії хелатними сполуками патологічні явища зникали, що дозволило розглядати свинець в якості первинного етіологічного стимулу розвитку цієї серцевої патології.

Клінічні дослідження

Встановлено, що початковим проявом субклінічної токсичності свинцю є низка судинних розладів, що виникають в результаті впливу на симпатичний і парасимпатичний відділи вегетативної нервової системи (Murata Katsuyuki, Araki Shunicchi, 1991). Результати поглибленого обстеження робітників, які тривалий час перебували під професійним впливом свинцевих сполук, показали, що у 60% обстежених осіб спостерігались спастичні явища в капілярах, у 25% – феномен капілярної дистонії, у 34% – підвищений тонус судин головного мозку, які часто зумовлювали симптоматику функціональних розладів мозкового кровообігу, зниження толерантності до фізичного навантаження та порушення реакції серцево-судинної системи на нього (Kopp S.I. et al., 1988).

Крім того, у людей з підвищеною концентрацією свинцю в крові, спостерігаються такі симптоми «дегенеративно-запальних» змін в міокарді, як порушення атріовентрикулярної та внутрішньошлуночкової провідності, передсердні та шлуночкові аритмії, розлади процесів реполяризації шлуночків (Kopp S.I. et al., 1988). Інколи розвивається клінічна картина міокардиту (ВООЗ, 1980). В той же час невисокі рівні експозиції свинцю завжди пов’язані з розвитком гіпертензивного синдрому (Harlan W.R., 1988; Kopp S.I. et al., 1988; Neri L.C. et al., 1988).

Здатність свинцю пошкоджувати ендотелій (Пішак В., Бойчук Т., 1997) та інші шари судинної стінки, збільшувати тонус судин, діяти цитотоксично на еритроцити і тромбоцити лежать в основі механізмів його патогенного впливу на систему гемокоагуляції. Проведені в різних клініках (Пішак В., Бойчук Т., 1997) дослідження вказують на несприятливий вплив навіть малих доз свинцю на систему зсідання крові: реєструється збільшення активності гемостазу, розвиток синдрому гіперкоагуляції та латентноперебігаючого дисемінованого внутрішньосудинного зсідання крові (Илюхина Л.Е., 1988; Yamamoto Chika et al., 1993), пригнічення ферментативної фібринолітичної активності крові (Бойчук Т.М., 1998; Дейнека С.Є., 1999б; Илюхина Л.Е., 1988; Подолян С.К., 1998). Отже, активізація процесів тромбоутворення в структурно змінених свинцем судинах дає підстави вважати його тривалий вплив одним з етіологічних факторів порушення кровообігу в артеріях дрібного і середнього калібру, що нерідко набуває клінічної картини гострого коронарного синдрому, порушення мозкового або периферичного кровообігу.

Вивчення впливу екологічно обумовлених доз свинцю на імунологічні показники крові показало значне послаблення всіх ланок імунітету (Гнідой І.М. і співавт, 2000), що перекликається з деякими експериментальними роботами (Кундиев Ю.И., 2001), та розвиток аутоімунних процесів, які, ймовірно, лежать в основі системного ураження артерій . Крім того, він активізує процеси перекисного окислення ліпідів (Барабой В.А., 2001; Дейнека С.Є., 1999 б; Кундиев Ю.И., 2001; Sugawara E. et al., 1991) та елементи антиоксидантного захисту, що спричиняє збільшення вмісту дієнових коньюгатів та активності пероксидази в крові людей, які тривало контактують з його сполуками.

Зроблено припущення про те, що показники перекисного окислення ліпідів можуть розглядатись в якості маркерів пошкоджуючої дії свинцю на мембрани ендотеліоцитів та еритроцитів, виникнення пов’язаної з ним гіпоксії внутрішніх органів, яка у свою чергу започатковує запуск комплексу механізмів, відповідальних за розвиток АГ. При цьому середня концентрація свинцю у волоссі людей, які мали професійний контакт із свинцево-олов’яним аерозолем, у 20 разів перевищувала відповідну в зразках волосся групи контролю (Соломенчук Т.М., 1996).

Доволі суперечливими є дані літератури з питань впливу свинцю на обмін холестерину та виникнення дисліпідемічних станів. Переважна кількість авторів (Салагина Л.И. и соавт., 2001; Любченко Н.Н. и соавт., 1983) вважає, що свинець потенціює синтез холестерину, у зв’язку з чим його рівень у крові збільшується. Деякі дослідники такої залежності не відмічають (Skoczynska A. et al., 1993). В роботах, проведених на базі нашого університету показано, що в осіб молодого віку з гострим інфарктом міокарду, які контактували зі сполуками свинцю і в яких констатовано підвищений його вміст у крові, показники загального холестерину знаходяться в межах вікової норми. Цей рівень виявився достовірно нижчим, ніж в осіб без такого контакту. Зроблено висновок, що в осіб молодого віку, які зазнають впливу ксенобіотиків, вміст холестерину у крові не є вирішальним фактором формування ІХС та ІМ, зокрема, що вимагає пошуку альтернативних пояснень даного феномену (Кушнір С.Г., 1999).

В останні десятиліття чітко простежується тенденція зростання кількості осіб молодого працездатного віку серед хворих на гострий інфаркт міокарда (Константинов В.В. и соавт., 1997; Сыркин А.Л., 1998; Савченко Н.А. и соавт., 1993). Значну частку серед них має професійна група водіїв автотранспорту (Савченко Н.А. и соавт., 1993), трудова діяльність яких пов’язана з дією психоемоційних навантажень, ненормованим робочим часом, переохолодженням, гіподинамією, і, головне – токсичним впливом пального, що містить алкілсвинцеві додатки, та продуктів його згорання. Найбільшу поширеність ІХС серед водіїв автотранспорту виявлено у віковому діапазоні 40-49 років, а найбільший приріст захворюваності – у віковому періоді 30-39 років. Встановлено, що куріння і несприятливі професійні впливи, а також артеріальна гіпертензія, складають «трійку» вирішальних факторів, які в молодому віці сприяють розвитку ІХС у водіїв. Необхідність вивчення особливостей формування і перебігу ІХС та АГ серед водіїв зумовлена їх недостатньо ретельним професійним відбором щодо ризику розвитку основних серцево-судинних захворювань та їх фатальних ускладнень (Константинов В.В. и соавт., 2001).

Епідеміологічні дослідження

Такі дослідження засвідчують високу поширеність артеріальної гіпертензії в групах людей, які в процесі трудової діяльності контактували зі сполуками свинцю у відносно низьких концентраціях. Початкові зміни зі сторони серцево-судинної системи – лабільність артеріального тиску з чіткою тенденцією до гіпертензії (Sharp Dan S. et al., 1988; Kopp S.I. et al., 1988; Neri L.C. et al., 1988) та підвищення судинного тонусу (Корбакова А.И. и соавт., 2001).

В групах працівників, які тривалий час зазнавали дії свинцевих сполук навіть при низьких його концентраціях у виробничих умовах, вплив цього ксенобіотика створює передумови для більш раннього розвитку артеріальної гіпертензії і атеросклеротичних процесів у майбутньому (Ландриган Филипп, 1991; Harlan W.R., 1988; Kopp S.I. et al., 1988; Woitczak-Jaroszova J., Kubow S., 1989). Підтвердженням цьому є результати епідеміологічного дослідження, проведеного на одному з підприємств радіоелектронної промисловості м. Львова. В групах осіб, працюючих із свинцево-олов’яним аерозолем, поширеність артеріальної гіпертензії і середній артеріальний тиск достовірно перевищували аналогічні показники в контролі. Одержані кореляції підтвердились в процесі аналізу згаданих показників із врахуванням статі, віку, стажу роботи, наявності або відсутності в досліджуваних стандартних факторів ризику (Соломенчук Т.М., 1996).

Наведений аналіз результатів морфологічних, спектрографічних, клінічних та епідеміологічних досліджень, достатньо переконливо обґрунтовує роль свинцю у розвитку системних уражень кровоносних судин. І хоч механізм його дії ще не цілком з’ясовано, однак тісний зв’язок між хронічним кумулятивним нагромадженням цього ксенобіотику в організмі та серцево-судинними захворюваннями вже доведено. Саме генералізоване ураження судин різних басейнів внутрішньо-, міжорганного кровообігу та системи кровотворення лежить в основі політропності, поліорганності і полісимптомності патогенної дії свинцю. В результаті реалізації індивідуальної вибірковості у виявленні його потужної цитотоксичної здатності виникають такі симптомокомплекси, як свинцева анемія, свинцева енцефалопатія, хронічна свинцева нефропатія, свинцева гіпертензія, «офтальмосатурнізм» тощо, які, згідно нашої гіпотетичної концепції, слід об’єднати у єдину нозологічну одиницю – хімічну «свинцеву» хворобу.

На погляд науковців, подальші дослідження у цій галузі повинні проводитись у напрямку встановлення біологічних маркерів субклінічних проявів хронічної кумулятивної інтоксикації свинцем, оскільки визначення основних механізмів і наслідків його вазотоксичної дії, може суттєво вплинути на методи лікування та профілактики фатальних серцево-судинних захворювань в людей молодого працездатного віку, покращити прогноз і якість життя.

Список літератури знаходиться в редакції.

По матеріалам авторів: Зербіно Д.Д., Соломенчук Т.М.
Інститут клінічної патології Львівського державного медичного університету імені Данила Галицького