水泥粉尘暴露和扰动在某些元素和水泥工厂工人的肺和肝脏功能

文摘

背景。水泥粉尘吸入有害健康的影响。水泥粉尘暴露的影响在呼气流速峰值(病人),肝功能,血清中元素工人和水泥厂附近的居民进行了评估。方法。二百一十例(50工人60居民,100控制)年龄在18 - 60岁之间的年进行了研究。病人,肝功能天冬氨酸和丙氨酸氨基转移酶(AST和ALT)和总结合胆红素(结核病和CB)和血清元素铅(Pb)、铜(铜)、锰(Mn)、铁(Fe)、镉(Cd)、硒(Se)、铬(Cr)、锌(锌)和砷()确定使用峰值流量计、比色法和原子吸收光谱法,分别。使用方差分析和相关数据进行分析。结果。ALT、结核病、CB、Pb、Cd、铬、硒、锰、铜和显著提高和病人,铁,锌低工人和居民相对于控件()。更高水平的ALT, AST, Fe和低水平的铅、Cd、铬、硒、锰、铜和在水泥工人相比,居民()。负相关观察期间接触与病人之间(,在水泥工人。结论。水泥粉尘吸入可能会改变血清元素含量和肺和肝脏功能而长期暴露会降低呼气流速峰值。

1。介绍

暴露在有害的影响成分的水泥粉尘在描述了人类的器官系统。分子在水泥粉尘的最重要的内容和潜在的健康影响主要包括60 - 67%的氧化钙,17-25二氧化硅(SiO₂),3 - 5%的铝(Al)氧化,含有一定数量的铁氧化物,铬(Cr)、钾、钠、硫、镁氧化物(1,2]。职业暴露铝(Al)、铁(Fe),钙(Ca)和硅(Si)与肺功能下降相关指标在暴露工人(3,4]。Hepatosplenic硅肺病和肝卟啉症,肝功能的变化参数有关,也被描述为二氧化硅的系统性影响。脂质过氧化反应、氧化损伤和免疫机制已经被描述为病理机制水泥粉尘引起的毒性(5,6]。正常的生理功能所必需的一些基本元素成分的水泥粉尘。毒性从这些必要的微量元素发生只有当上面的接触范围,可以通过自我平衡的机制(7]。

研究水泥粉尘暴露对肺和肝脏功能的影响在尼日利亚职业性暴露个人的记录(2,8,9];然而,信息水平的一些必要的和不必要的元素和它们的相对或绝对贡献肺和肝脏毒性个体职业性暴露水泥粉尘仍然是不确定的。本研究因此估计肺和肝脏功能和居民的一些必要的和不必要的元素含量和工人在水泥工厂网站来确定其可能的贡献损害这些人的肺和肝脏功能。

2。材料和方法

2.1。研究设计

这项研究是由美国水泥公司(UNICEM) Mfamosing, Akamkpa地方政府区域,交叉河流州,尼日利亚。Mfamosing石灰岩矿床作为原料的主要来源由UNICEM用于生产普通硅酸盐水泥(OPC)。2009年7月以来,Mfamosing水泥厂每年产生大约250万吨的水泥,目前有约350名永久的工人。工厂有四个主要部门:生产(破碎机、生磨、窑、水泥磨机和包装部分),工程和维护(机电部分)、采矿、和管理(出纳、行政官员、安全、和营销部分)。网站近200西Mbebui村坐标05.04493°N, 008.298995°E, 500南Abifan社区坐标05.07591°N, 008.52192°E,和200米东Mfamosing社区和100米东主要采石场坐标05.06993°N, 008.53908°E [10]。

2.2。选择的主题

二百一十名年龄在18 - 60岁之间的男性受试者年完成这项研究的入选标准是随机挑选的。本研究人口由五十个普通水泥工厂工人,六十UNICEM工厂周围的居民社区,和一百年看似健康的人居住在松鼠皮大都市45公里远离工厂,不暴露于水泥粉尘,曾作为控制对象。从他们获得了知情同意和伦理批准获得临床治理的中心,研究和培训,卫生部、跨河的状态。这项研究是按照道德原则涉及人类受试者的医学研究,概述了1975年赫尔辛基宣言》(2000年修订)。选择测试对象的研究从生产的水泥工厂。这包括永久员工职业暴露于水泥工厂的人还要灰尘每天不少于2年的工作。举办社区居民主体也有个人,一直居住在社区近端不少于2年的水泥厂,而对照组个体职业暴露于水泥粉尘和从未还要在松鼠皮大都市居民。

参与者被告知前几天开始研究并给出适当的指令。研究对象的物理特性包括体重和身高测量使用的磅秤和测距仪,分别。使用血压计收缩压和舒张压。研究采访的所有科目建立他们的识字水平,协助填写调查问卷,以减少错误。社会人口结构一项访谈式问卷调查收集的数据以确定年龄、教育水平、社会经济地位,多年的接触从就业日期推断,网站或在工作场所的位置,使用和不使用安全设备,如防尘面具。一般健康信息和历史过去的疾病(s)和习惯如吸烟、酒精饮料的消费,上瘾是根据英国医学研究委员会收集的问卷(BMRC, 1960)。个人历史的吸烟,烟草嗅探或咀嚼,肝脏疾病或肺部疾病,慢性器官或全身性疾病,长期的药物被排除在研究之外。

2.3。样品收集

收集血液样本从上午到中午对象和控件。7毫升血液收集的静脉穿刺在无菌条件下干燥,干净的纯样品容器。允许血液凝块,并在每分钟3500转离心5分钟。使离心后,血清分离的援助牧场血清移液管和分发到干化学清洁容器,之后立即样本分析或储存在−20°C进行后续分析。

2.4。实验室方法

2.4.1。估计的丙氨酸转氨酶(ALT) [11]

考虑

丙氨酸转氨酶催化从丙氨酸氨基的转移α酮戊二酸形成丙酮酸和L-glutamate。丙酮酸与2,反应4-dinitrophenylhydrazine形成2,4-dinitrophenylhydrazone浓度成正比的ALT活性。

2.4.2。估计天冬氨酸转氨酶(AST)、雷特曼和弗兰克尔(11]

考虑天冬氨酸转氨酶(AST)催化作用的转移从酮戊二酸天冬氨酸,氨基酸组形成草酰乙酸和谷氨酸。草酰乙酸与2反应,4-dinitrophenylhydrazine形式2、4-dinitrophenylhydrazone在碱性pH值是红棕色,其浓度正比于AST活性。

2.4.3。胆红素估计由改性谷的方法(12]

血清胆红素以两种形式存在:共轭与葡萄糖醛酸和非结合的主要是被称为自由的胆红素。都与使重氮化反应多个给rose-purple azobilirubin。结合胆红素在水溶液中反应(直接反应)而间接胆红素需要加速器或增溶剂如苯甲酸尿素在这个方法或酒精用于其他方法(间接反应)。

2.4.4。估计微量元素的原子吸收分光光度计(13]

一个生理样品脱去蛋白质的提取和滤液被视为镧。这是吸气式原子吸收光谱法测量微量金属在不同波长的吸光度对应于它的带宽。微量元素的吸光度与浓度成正比的样本。

2.4.5。估计的呼气流速峰值最大呼气流量仪表

病人测试完成呼气流量计峰值:Spiroflow肺活量的,美国(最初由赖特和McKerrow描述[14])。这是一个简单的手持式仪器喉舌一端和规模。一个小塑料箭头移动,当空气吹到喉舌,测量气流速度。这个话题在深深呼吸全肺饱和然后吹到喉舌尽快和尽可能的努力。阅读是和过程重复两个额外的时间。三是指出的最高记录。如果咳嗽或打喷嚏而呼出,这个过程将再次重复。病人的监测读数在中午12点到1点休息小时水泥工人和其他科目的学习。

2.5。统计分析

数据分析是通过使用社会科学统计软件包(SPSS 20.0版)。学生的以及分析是用来确定意味着变量之间的差异。方差分析(方差分析)是用于测试的意义和组内变异手段和费舍尔最显著差异(LSD)事后测试被用于comparism多个组的意思。皮尔森相关分析来确定变量之间的关系。一个双边概率值被认为是具有统计学意义

3所示。结果

平均年龄,人体测量指标(体重、身高和身体质量指数),收缩压和舒张压,一些肝功能测试(ALT、AST、结核病和CB)、最大呼气流量(病人)和血清元素含量(铁,锌,铅,Cd,铬、硒、锰、铜)在水泥工人,水泥厂,附近的居民和控制表所示1。显著差异()在肝功能试验观察,呼气流量峰值,和血清元素含量水泥工人,水泥厂,附近的居民和控制。没有观察到的变化水平的其他指标研究()。


参数	水泥工人	居民	控制	价值	价值

年龄(年)	39.98±5.56	38.32±4.03	37.67±5.32	0.453	0.636
体重(公斤)	61.04±13.53	62.04±12.55	61.90±13.35	0.204	0.816
高度(米)	1.67±0.10	1.68±0.09	1.72±0.06	0.055	0.747
BMI(公斤/米²)	23.35±2.56	23.95±2.32	23.10±2.11	2.574	0.079
Sys。英国石油公司(毫米汞柱)	128.80±8.80	127.80±8.83	128.80±7.86	0.166	0.847
Diast。英国石油公司(毫米汞柱)	84.20±13.10	82.33±10.14	82.50±10.76	0.476	0.622
ALT (IU)	29.78±2.58	11.25±0.96	8.72±0.41	76.53	0.000
AST (IU)	37.00±2.61	17.41±1.70	9.46±0.64	84.29	0.000
结核病(摩尔/升)	18.26±0.91	18.18±0.81	13.82±0.62	12.80	0.000
CB (摩尔/升)	7.57±0.58	7.33±0.52	5.84±0.27	5.66	0.004
病人(L / min)	324.96±10.40	340.25±10.38	400.17±9.10	16.97	0.000
铁(g / dL)	102.08±1.78	96.13±1.43	150.99±1.35	447.99	0.000
锌(g / dL)	80.94±2.01	78.25±1.86	106.52±0.70	147.64	0.000
Pb (g / dL)	15.93±0.42	20.09±0.64	10.33±0.60	70.32	0.000
(g / dL)	0.011±0.002	0.011±0.005	0.003±0.002	183.45	0.000
Cd (g / dL)	0.042±0.008	1.950±0.212	0.022±0.001	102.20	0.000
Cr (g / dL)	0.033±0.003	1.60±0.125	0.012±0.000	200.39	0.000
Se (g / dL)	0.022±0.004	1.75±0.127	0.044±0.015	217.479	0.000
锰(g / L)	2.970±0.074	3.346±0.062	2.579±0.038	56.101	0.000
铜(g / dL)	216.64±6.93	234.62±7.16	173.06±3.662	37.83	0.000

⁢在;Sys。英国石油(BP) =收缩压;Diast。英国石油(BP) =舒张压。

表2显示比较肝脏功能测试和病人的水泥工人,水泥厂,附近居民使用事后分析和控制。ALT、AST、结核病和CB显著提高,病人低水泥工人和附近的居民相比,水泥厂控件()。ALT和AST水平明显高于水泥工人相比,居民()。没有观察到显著差异在结核病,CB, PEF水平水泥工人和居民()。


参数	组		意味着diff。	价值
	杰姆。工人	控制


ALT (IU)	29.78±2.57	8.72±0.41	21.06±1.75	0.000
AST (IU)	37.00±2.61	9.46±0.64	27.540±2.12	0.000
结核病(摩尔/升)	18.26±0.91	13.82±0.62	4.44±1.09	0.000
CB (摩尔/升)	7.57±0.58	5.84±0.27	1.73±0.60	0.004
病人(L / min)	324.96±10.40	400.17±9.10	−75.21±14.58	0.000

	居民	控制


ALT (IU)	11.25±0.96	8.72±0.41	2.53±0.55	0.000
AST (IU)	17.41±1.70	9.46±0.64	7.95.90±2.00	0.000
结核病(摩尔/升)	18.18±0.81	13.82±0.62	4.36±0.18	0.000
CB (摩尔/升)	7.33±0.52	5.84±0.27	1.49±0.26	0.004
病人(L / min)	340.25±10.38	400.17±9.10	−59.92±0.13	0.000

	杰姆。工人	居民


ALT (IU)	29.78±2.58	11.25±0.96	18.53±1.94	0.000
AST (IU)	37.00±2.61	17.41±1.70	19.58±2.35	0.000
结核病(摩尔/升)	18.264±0.91	18.18±0.81	.081±1.204	0.947
CB (摩尔/升)	7.57±0.58	7.33±0.52	.24±0.67	0.723
病人(L / min)	324.96±10.40	340.25±10.38	−15.29±16.12	0.344

⁢在。

比较血清元素含量水泥工人,水泥厂,附近的居民和控制使用事后分析表所示3。水泥工人和居民的水平明显高于铅、,Cd,铬、硒、锰、铜和低水平的铁和锌与控制()。更高水平的铁和低水平的铅、Cd、铬、硒、锰、铜和在水泥工人相比,居民()。没有看到显著差异在锌水平的水泥工人和居民()。


参数	组		意味着diff。	价值
	杰姆。工人	控制


铁(g / dL)	102.08±1.78	150.99±1.35	−48.92±2.19	0.000
锌(g / dL)	80.95±2.01	106.52±0.70	−25.58±1.97	0.000
Pb (g / dL)	15.93±0.42	10.33±0.60	5.60±0.89	0.000
(g / dL)	0.011±0.002	0.003±0.002	0.008±0.001	0.000
Cd (g / dL)	0.042±0.008	0.022±0.001	0.035±0.005	0.000
Cr (g / dL)	0.033±0.013	0.012±0.000	0.021±0.002	0.000
Se (g / dL)	0.023±0.004	0.044±0.015	−0.010±0.002	0.000
锰(g / L)	2.97±0.074	2.58±0.038	0.39±0.078	0.000
铜(g / dL)	216.65±6.93	173.07±3.66	43.58±7.917	0.000

	居民	控制


铁(g / dL)	96.13±1.429	150.99±1.35	−54.86±0.08	0.000
锌(g / dL)	78.25±1.863	106.52±0.70	−28.28±1.16	0.000
Pb (g / dL)	20.091±0.643	10.33±0.60	9.76±0.04	0.000
(g / dL)	0.011±0.005	0.003±0.002	0.007±0.003	0.000
Cd (g / dL)	1.95±0.21	0.022±0.001	1.93±0.143	0.000
Cr (g / dL)	1.60±0.13	0.012±0.000	1.60±0.08	0.000
Se (g / dL)	1.75±0.13	0.044±0.015	1.71±0.09	0.000
锰(g / L)	3.35±0.06	2.58±0.038	0.77±0.07	0.000
铜(g / dL)	234.62±7.17	173.07±3.66	61.56±0.50	0.000

	杰姆。工人	居民


铁(g / dL)	102.08±1.78	96.13±1.43	5.945±2.422	0.015
锌(g / dL)	80.95±2.007	78.25±1.86	2.69±2.19	0.219
Pb (g / dL)	15.93±0.42	20.09±0.64	−4.16±0.98	0.000
(g / dL)	0.011±0.002	0.011±0.005	.0002±0.0005	0.693
Cd (g / dL)	0.042±0.008	1.95±0.212	−1.91±0.168	0.000
Cr (g / dL)	0.033±0.013	1.60±0.125	−1.57±0.10	0.000
Se (g / dL)	0.023±0.004	1.75±0.127	−1.73±0.103	0.000
锰(g / L)	2.97±0.074	3.35±0.062	−。38± 0.09	0.000
铜(g / dL)	216.65±6.93	234.62±7.17	−17.97±8.75	0.041

⁢在。

图1显示时间的相关情节暴露在水泥粉尘对呼气流速峰值水泥工人。一个显著的负相关(,= 0.001)观察暴露时间和呼气流速峰值之间的水泥工人。

4所示。讨论

肺和肝脏功能和职业性暴露一些血清元素含量水泥水泥工厂工人和附近的居民进行了研究。减少呼气流速峰值(病人)在水泥工人和水泥厂附近的居民相比,未曝光控制。类似的结果也出现在水泥工人在其他发展中国家4,15,16]。协会的水泥粉尘暴露慢性损伤的肺功能和呼吸道症状,如咳嗽、痰、胸闷和肺功能指标被描述(17]。水泥粉尘积累在上、下呼吸道的trachea-bronchial地区肺导致呼吸急促,胸闷、打喷嚏和咳嗽。水泥颗粒之间的相互作用和肥大细胞或嗜碱细胞表面结果脱粒和释放多种药理活性的药物,包括组胺和5 -羟色胺;这些胺的影响支气管平滑肌和血管内皮细胞等组织产生许多过敏性条件下观察到的症状(18]。

长时间暴露在水泥粉尘与最大呼气流量下降。类似的观察已经被其他研究报告(15,16,19,20.]。生物体内积累的一些特定的组件和铬硅存在于呼吸道的水泥粉尘可能会导致延迟性超敏性反应和慢性炎症,因此呼吸功能受损。与我们的研究结果相反,一项由下降等。1]报道之间没有联系水泥粉尘暴露持续时间和最大呼气流量下降。

水平的提高血清丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶和总观察和结合胆红素在水泥工人相比,控制。转氨酶水平较高的水泥工人仍在正常范围内的肝酶循环,因此并不代表肝脏损伤。肝脏功能储备容量和高只显示功能障碍时,大约50%的肝细胞受到影响。然而,这可能增加未来发展潜力的职业性暴露个人的肝毒素的并发症。我们的研究结果与其他研究报告[协议8,21]。与我们的研究结果相反,血清丙氨酸转氨酶水平升高,天冬氨酸转氨酶和碱性磷酸酶在正常的范围已报告在水泥工人由半岛Salhen [22]。水泥粉尘夹杂物粒子,弥漫性肿胀,肝正弦衬里细胞增殖,肉质的肉芽肿,perisinusoidal和门户纤维化肝细胞中描述的水泥厂的工人。这些变化与肝损伤相关由水泥粉尘吸入(23]。

增加血清铅、砷、镉、铬、硒、锰、铁和锌和铜水平和低水平观察水泥工人和居民附近水泥厂相比未曝光控制。水平的提高铬、铜、锰、硒也被证明在水泥工厂工人和被归因于他们接触水泥粉尘(6,24]。大多数元素的毒性作用主要取决于吸收,元素的浓度,和毅力在其网站的行动。这些元素与内生反应目标分子受体、酶、DNA、蛋白质和脂质,严重改变其生物功能,生产结构和功能改变,导致有毒伤害(25]。锌和铜是抗氧化酶的铜-锌超氧化物歧化酶的组件(Cu-Zn SOD)。抗氧化系统缓冲区上的需求增加有害的重金属积累的影响可能占锌水平较低和补偿增加铜水平相比,水泥工厂工人未曝光控制。身体倾向于保留铜应对沉重的抗氧化剂的要求(6]。减少铁水平在水泥工人可能与铜含量增加有关。铜是一个组件的血浆铜蓝蛋白的氧化催化铁铁形式绑定到其运输蛋白质转铁蛋白和随后的存储组织和血红蛋白的合成。因此,增加意味着增加循环的转换和去除铁和铜因此降低血清水平在水泥工厂工人6]。

水泥工人们更高水平的ALT、AST、铁和低水平的铅、Cd、铬、硒、锰、和铜相比,水泥工厂附近的居民社区。观察血清ALT水平更高,AST,铁和铜低看到以上讨论。与我们的研究结果相反,无显著差异在血清血铅水平的水泥工人和周边社区的居民在水泥厂(26]。低水平的铅、Cd、铬、Se, Mn在水泥工人相比,居民可能是由于观察到水泥厂工人要求观察制定保护和安全预防措施防尘口罩的使用在工厂的网站。居民,另一方面,不遵守这样的预防措施。元素水平较高水泥工人相比,居民也可以归因于暴露的持续时间也是一个决定性因素血清中元素浓度。水泥工人仅仅是员工接触的水泥厂水泥粉尘的就业依赖于时间。另一方面居民几乎所有他们的生活时间花在他们的社区,因此每天暴露于水泥灰尘。连续吸入或摄入甚至让这种有毒元素的最小浓度关注自己的健康。这是由于暴露于任何有害物质的影响取决于暴露的路线,物质的浓度和暴露时间。的毒性水平在短期内接触可能弥补,但长期毒性与不良健康后果。

本研究的结果表明,职业接触水泥粉尘可能与一些基本的体内平衡和有毒元素的变化导致更高水平的铅、,Cd,铬、硒、锰、铜和低水平的铁和锌可能涉及呼气流速峰值受损肝毒性的未来发展潜力。这些观察强调需要足够的安全和预防措施在水泥厂的工人。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

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毒理学杂志》

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