zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2021-61-3-173-180zurniimtpe-2674Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESКлинико-экспериментальные исследования влияния хронической фтористой интоксикации на гормональный статус организма и морфологические изменения щитовидной железыClinical and experimental studies of the effect of chronic fluoride intoxication on the hormonal status of the body and morphological changes in the thyroid glandhttps://orcid.org/0000-0001-7008-1035ЯдыкинаТатьяна КонстантиновнаYadykinaTatyana K.

Вед. науч. сотр. лаб. молекулярно-генетических и экспериментальных исследований ФГБНУ «НИИ КПГПЗ», канд. биол. наук.

e-mail: yadykina.tanya@yandex.ru

Senior researcher of molecular-genetic and experimental studies laboratory, Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases, Cand. of Sci. (Biol.).

e-mail: yadykina.tanya@yandex.ru

yadykina.tanya@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3692-2616БугаеваМ. С.BugaevaMaria S.noemail@neicon.ruКочергинаТ. В.KocherginaTatyana V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1127-6980МихайловаН. Н.MikhailovaNadezhda N.noemail@neicon.ruФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний»РоссияResearch Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational DiseasesRussian FederationФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний»; Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей - филиал ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияResearch Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases; Novokuznetsk State Institute for Further Training of Physicians - Branch Campus of the “Russian Medical Academy of Continuous Professional Education” of the Ministry of Healthcare of the Russian FederationRussian Federation202120042021613173180Copyright © Ядыкина Т.К., Бугаева М.С., Кочергина Т.В., Михайлова Н.Н., 20212021Ядыкина Т.К., Бугаева М.С., Кочергина Т.В., Михайлова Н.Н.Yadykina T.K., Bugaeva M.S., Kochergina T.V., Mikhailova N.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-irioh.ru/jour/article/view/2674Введение

Введение. Системное нарушение гомеостаза организма в условиях негативного воздействия производственных факторов обусловлено рассогласованием нейрогуморальных механизмов регуляции обменных процессов. Эндокринопатии, возникающие при хронической фтористой интоксикации, сопровождаются дезорганизацией метаболизма и нарушением функциональной активности щитовидной железы.

Цель исследования — изучить характер эндокринной дисфункции, гистологические изменения щитовидной железы, ассоциированные с динамикой развития хронической фтористой интоксикации организма.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследования с использованием клинических методов и применением двойной фотонной денситометрии, проведены анализ состояния костной ткани и оценка степени суставного синдрома, обусловленного масштабной структурной перестройкой скелета у рабочих алюминиевого производства. Изучены показатели метаболизма на основе спектра биохимических и инструментальных методов. Эксперимент выполнен на модели хронической интоксикации фторидом натрия с вовлечением половозрелых самцов белых лабораторных крыс массой тела до 300 г, проведен анализ нарушений гормонального статуса с оценкой степени морфологических изменений щитовидной железы.

Результаты

Результаты. На основе клинико-экспериментального исследования проанализирована степень выраженности нарушений отдельных эндокринных механизмов регуляции гомеостаза и морфоструктуры щитовидной железы в условиях гиперфтороза, позволяющая трактовать флюороз как полифункциональную патологию. Одним из клинических синдромов выступает высокая доля эндокринопатий, усиливающих патологическое течение хронической фтористой интоксикации у рабочих, что подтверждается экспериментальными данными об обменных нарушениях, обусловленных стойким токсическим эффектом. В эксперименте на поздних сроках фтористой интоксикации выявлена гиперфункция щитовидной железы на фоне снижения глюкокортикоидной активности, устойчивых электролитных и минеральных сдвигов.

Выводы

Выводы. Клинические исследования лиц с хронической фтористой интоксикацией и сопутствующей эндокринопатией выявили значимое увеличение числа рабочих с абдоминальным ожирением, поражениями опорно-двигательного аппарата, нарушениями минерального обмена, деформирующим остеоартрозом суставов, остеоалгиями на фоне тиреоидной недостаточности, что подтверждают экспериментальные данные. Кумуляция фтора в организме вызывает разнонаправленные нарушения гормональных механизмов регуляции обменных процессов, чередование гипо- и гиперфункциональных изменений щитовидной железы, ассоциированных с длительностью фтористой интоксикации.

Этика

Этика. Комплексное исследование рабочих-алюминщиков основных и вспомогательных профессий проведено в соответствии со стандартами биоэтического комитета Научно-исследовательского института комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний (НИИ КПГПЗ) и принципами проведения научно-медицинских исследований с участием человека (2013) в условиях стационара клиники НИИ КПГПЗ с добровольного информированного согласия пациентов.

Опыты на животных проведены с соблюдением международных, национальных, институциональных принципов ухода за лабораторными животными.

Introduction

Introduction. The systemic violation of the body's homeostasis under the conditions of the negative impact of production factors scientists determine by the mismatch of neurohumoral mechanisms of regulation of metabolic processes. There are endocrinopathies. They occur with disorganization of the metabolism and violation of the thyroid gland's functional activity with disorganization of the metabolism, infringement of the thyroid gland's available action.

The study aimed to learn the nature of endocrine dysfunction, histological changes of the thyroid gland associated with the dynamics of chronic fluoride intoxication of the body.

Materials and methods

Materials and methods. We analyzed the state of bone tissue and assessed the degree of articular syndrome during the large-scale structural reconstruction of the skeleton in aluminum production workers.

The scientists examined the workers using double photon densitometry.

The researchers studied the metabolic parameters based on a range of biochemical and instrumental methods.

The experiment involved sexually mature male white laboratory rats with a bodyweight of up to 300 grams. We analyzed hormonal status disorders with an assessment of the degree of morphological changes in the thyroid gland.

Results

Results. The researchers analyzed the severity of disorders of individual endocrine mechanisms of homeostasis regulation and thyroid morph structure in hyperfluorosis. We treat fluorosis as a polyfunctional pathology. A high proportion of endocrinopathies is a clinical syndrome.

It increases the pathological course of chronic fluoride intoxication in workers. We confirm the study with experimental data on metabolic disorders with a persistent toxic effect.

We revealed hyperfunction of the thyroid gland against the background of a decrease in glucocorticoid activity, stable electrolyte, and mineral shifts. The researchers conducted an experiment on the late stages of fluoride intoxication.

Conclusions

Conclusions. Clinical studies of individuals with chronic fluoride intoxication and concomitant endocrinopathy revealed a significant increase in the number of workers with abdominal obesity, musculoskeletal disorders, mineral metabolism disorders.

Also, with deforming osteoarthritis of the joints, osteoalgia against the background of thyroid insufficiency.  Experimental data confirm this. The fluorine accumulation in the body causes multidirectional disorders of the hormonal mechanisms of regulation of metabolic processes, alternation of hypo- and hyperfunction changes in the thyroid gland associated with fluoride duration intoxication.

Ethics

Ethics. We conducted a comprehensive study of aluminum workers in the central and auxiliary professions under the standards of the Bioethical Committee of the Research Institute of Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases and the principles of conducting scientific and medical research with human participation (2013) in the hospital of the clinic of the Research Institute of Complex Problems of Hygiene with the informed consent of patients.

хроническая фтористая интоксикациягормональная регуляцияпатоморфоз щитовидной железыchronic fluoride intoxicationhormonal regulationthyroid pathomorphosisReferencesИзмеров Н.Ф., Бухтияров И.В., Прокопенко Л.В., Кузьмина Л.П., Соркина Н.С., Бурмистрова Т.Б. и др. Современные аспекты сохранения и укрепления здоровья работников, занятых на предприятиях по производству алюминия. Мед. труда и пром. экол. 2012; (11): 1-7.Izmerov N.F., Bukhtiyarov I.V., Prokopenko L.V., Kuzmina L.P., Sorki N.S., Burmistrova T.B. et al. Modern aspects of preserving and strengthening the health of workers employed at enterprises for the production of aluminum. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2012; (11): 1–7 (in Russian).Шин Н.С., Савченков М.Ф., Макаров О.А., Николаева Л.А., Мануева Р.С., Охремчук Л.В. Анализ тиреоидной патологии в условиях загрязнения окружающей среды фтористыми соединениями у детей города Братска. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2013; 116(1): 92-5.Shin N.S., Savchenkov M.F., Makarov O.A., Nikolaeva L.A., Manueva R.S., Okhremchuk L.V. Analysis of thyroid pathology in conditions of environmental pollution with fluoride compounds in children of the city of Bratsk. Sibirskiy meditsinskiy zhurnal (Irkutsk). 2013; 116(1): 92–5 (in Russian).Токарь В.И., Жаворонков А.А., Щербаков С.В. Фтор и эндокринная система. Новосибирск: Наука, Сиб. отд.; 1991.Tokar’ V.I., Zhavoronkov A.A., Shcherbakov S.V. Fluoride and the endocrine system [Ftor i endokrinnaya sistema]. Novosibirsk: Nauka, Sib. otd.; 1991 (in Russian).Шалина Т.И., Васильева Л.С. Общие вопросы токсического действия фтора. Сиб. мед. ж. (Иркутск). 2009; 88(5): 5-9.Shalina T.I., Vasilyeva L.S. General problems of toxic effect of fluorine. Sibirskiy meditsinskiy zhurnal (Irkutsk). 2009; 88(5): 5–9 (in Russian).Шаяхметов С.Ф., Мещакова Н.М., Лисецкая Л.Г., Меринов А.В., Журба О.М., Алексеенко А.Н. и др. Гигиенические аспекты условий труда в современном производстве алюминия. Гигиена и сан. 2018; (97)10: 899-904.Shayakhmetov S.F., Meshchakova N.M., Lisetskaya L.G., Merinov A.V., Zhurba O.M., Alekseenko A.N. et al. Hygienic aspects of working conditions in modern aluminum production. Gigiyena i sanitariya. 2018; (97) 10: 899–904 (in Russian).Жмакин И.А., Аль-Гальбан Л.Н., Маркина А.Д., А.С. Оценка влияния соединений фтора в питьевой воде на отдельные показатели здоровья человека. Тверской медицинский журнал. 2020; (5): 39-49.Zhmakin I.A., Al-Galban L.N., Markina A.D., Panasenko A.S. Assessment of the effect of fluorine compounds in drinking water on individual indicators of human health. Tverskoy meditsinskiy zhurnal. 2020; (5): 39–49 (in Russian).Уланова Е.В., Анохина А.С., Данилов И.П., Горбунова И.В., Герасимова Г.А. Применение нутрицевтиков в качестве профилактики профессионального флюороза. Мед. труда и пром. экол. 2006; (6): 44-8.Ulanova E.V., Anokhina A.S., Danilov I.P., Gorbunova I.V., Gerasimova G.A. The use of nutraceuticals as a prophylaxis of occupational fluorosis. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2006; (6): 44–8 (in Russian).Обухова Т.Ю., Будкарь Л.Н., Шмонина О.Г., Овчинникова Е.Е., Таланкина А.А., Кудрина К.С. Влияние кардиоваскулярной и метаболической патологии на сроки развития профессиональной хронической фтористой интоксикации у работников алюминиевого производства. Урал. мед. ж. 2018; (10): 66-71.Obukhova T.Yu., Budkar L.N., Shmonina O.G., Ovchinnikova E.E., Talankina A.A., Kudrina K.S. The impact of cardiovascular and metabolic disease at the time of development of occupational chronic fluoride intoxication in workers of aluminium production. Ural’skiy meditsinskiy zhurnal. 2018; (10): 66–71 (in Russian).Рослая Н.А., Лихачева Е.И., Оранский И.Е., Одинокая В.А., Плотко Э.Г., Жовтяк Е.П. и др. Клинико-патогенетические особенности хронической профессиональной интоксикации соединениями фтора в современных условиях. Мед. труда и пром. экол. 2012; (11): 17-22.Roslaya N.A., Likhacheva E.I., Oransky I.E., Odinokaya V.A., Plotko E.G., Zhovtyak E.P. et al. Clinical and pathogenetic features of chronic occupational toxicity with fluorine compounds in modern conditions. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2012; (11): 17–22 (in Russian).Жукова А.Г., Уланова Е.В., Щербакова Д.А., Ядыкина Т.К. Динамика компенсаторных механизмов на ранних стадиях интоксикации фтором. Технологии живых систем. 2011; 8(1): 10-7.Zhukova A.G., Ulanova E.V., Shcherbakova D.A., Yadykina T.K. Dynamics of compensatory mechanisms in the early stages of fluorine intoxication. Tekhnologii zhivykh sistem. 2011; 8(1): 10–7 (in Russian).Будкарь Л.Н., Обухова Т.Ю., Солодушкин С.И., Шмонина О.Г., Кудрина К.С., Карпова Е.А. и др. Развитие хронической болезни почек у работников алюминиевого производства. Профилакт. мед. 2019; 22(4-2): 30-4.Budkar L.N., Obukhova T.Yu., Solodushkin S.I., Fedoruk A.A., Shmonina O.G. et al. Development of chronic kidney disease in aluminum workers. Profilakticheskaya meditsina. 2019; 22(4–2): 30–4 (in Russian).Панев Н.И., Коротенко О.Ю., Филимонов С.Н., Семёнова Е.А., Панев Р.Н. Распространённость сердечно-сосудистой патологии у работников алюминиевой промышленности. Гигиена и сан. 2019; 98(3): 276-9.Panev N.I., Korotenko O.Yu., Filimonov S.N., Semenova E.A., Panev R.N. The prevalence of cardiovascular disease in workers in the aluminum industry. Gigiyena i sanitariya. 2019; 98(3): 276-9 (in Russian).Нестерова А.А., Загребин В.Л., Агрыцков А.М., Демидович И.Л., Довгалев А.О., Нестерова К.И. Стресс-ассоциированные изменения гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и соматотропного гормона у половозрелых белых крыс. Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. 2012; (3): 84-6.Nesterova A.A., Zagrebin V.L., Agrytskov A.M., Demidovich I.L., Dovgalev A.O., Nesterova K.I. Stress-associated changes in the hypothalamic-pituitary-adrenal system and growth hormone in sexually mature white rats. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta. 2012; (3): 84–6 (in Russian).Stephens M.A., Wand G. Stress and the HPA axis: role of glucocorticoids in alcohol dependence. Alcohol Res. 2012; 34(4): 468-83.Stephens M.A., Wand G. Stress and the HPA axis: role of glucocorticoids in alcohol dependence. Alcohol Res. 2012; 34(4): 468–83.Wang H., Yang Z., Zhou B. Fluoride-induced thyroid dysfunction in rats: roles of dietary protein and calcium level. Toxicol. Ind. Health. 2009; 25(1): 49-57. https://doi.org/10.1177/0748233709102720Wang H., Yang Z., Zhou B. Fluoride-induced thyroid dysfunction in rats: roles of dietary protein and calcium level. Toxicol. Ind. Health. 2009; 25(1): 49–57. https://doi.org/10.1177/0748233709102720Hassan H.A., Yousef M.I. Mitigating effects of antioxidant properties of black berry juice on sodium fluoride induced hepatotoxicity and oxidative stress in rats. Food Chem. Toxicol. 2009; 47(9): 2332-7.Hassan H.A., Yousef M.I. Mitigating effects of antioxidant properties of black berry juice on sodium fluoride induced hepatotoxicity and oxidative stress in rats. Food Chem. Toxicol. 2009; 47(9): 2332–7.Вороненко И.В., Мокрышева Н.Г., Рожинская Л.Я., Сыркин А.Л. Нарушения углеводного и жирового обмена при первичном гиперпаратиреозе. Ожирение и метаболизм. 2008; (4): 18-24.Voronenko I.V., Mokrysheva N.G., Rozhinskaya L.Ya., Syrkin A.L. Disorders of carbohydrate and fat metabolism in primary hyperparathyroidism. Ozhireniye i metabolizm. 2008; (4): 18–24 (in Russian).Жукова А.Г., Михайлова Н.Н., Казицкая А.С., Алехина Д.А. Современные представления о молекулярных механизмах физиологического и токсического действия соединений фтора на организм. Мед. в Кузбассе. 2017; 16(3): 4-11.Zhukova A.G., Mikhailova N.N., Kazitskaya A.S., Alekhina D.A. Contemporary concepts of molecular mechanisms of the physiological and toxic effects of fluorine compounds on an organism. Meditsina v Kuzbasse. 2017; 16(3): 4–11 (in Russian).Рукавишников В.С., Соседова Л.М., Капустина Е.А., Вокина В.А., Титов Е.А., Якимова Н.Л. От экспериментального моделирования к персонифицированной медицине. Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2013; 3-2 (91): 125-9.Rukavishnikov V.S., Sosedova L.M., Kapustina E.A., Vokina V.A., Titov E.A., Yakimova N.L. From experimental modeling to personalized medicine. Byulleten’ VSNC SO RAMN. 2013; 3–2 (91): 125–9 (in Russian).Ядыкина Т.К., Жукова А.Г., Уланова Е.В., Кизиченко Н.В., Щербакова Д.А., Бугаева М.С. Функционально-метаболический ответ гепатобилиарной системы на фтористую интоксикацию (экспериментальные исследования). Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2010; (4): 64-8.Yadykina T.K., Zhukova A.G., Ulanova E.V., Kizichenko N.V., Scherbakova D.A., Bugaeva M.S. Functional and metabolic response of the hepatobiliary system to fluoride intoxication (experimental studies). Byulleten’ VSNC SO RAMN. 2010; (4): 64–8 (in Russian).Михайлова Н.Н., Жукова А.Г., Горохова Л.Г., Кизиченко Н.В., Бугаева М.С. Способ профилактики хронической фтористой интоксикации при моделировании в эксперименте: пат. 2673488 Рос. Федерация: МПК A61K 36/41, A61K 31/375, A61K 33/16; 2018.Mikhailova N.N., Zhukova A.G., Gorokhova L.G., Kizichenko N.V., Bugaeva M.S. A method for the prevention of chronic fluoride intoxication during simulation in an experiment. Patent № 2673488; 2018 (in Russian).Ядыкина Т.К., Михайлова Н.Н., Бугаева М.С., Горохова Л.Г., Король Л.Н. Экспериментальные исследования метаболизма костной ткани и механизмов регуляции минерального гомеостаза в динамике развития токсической фтористой остеопатии. Мед. в Кузбассе. 2018; 17(1): 17-24.Yadykina T.K., Mikhailova N.N., Bugaeva M.S., Gorokhova L.G., Korol L.N. Experimental study of bone tissue metabolism and the mechanisms of mineral homeostasis regulation in the dynamics of toxic fluoride osteopathy. Meditsina v Kuzbasse. 2018; 17(1): 17–24 (in Russian).Basha P.M., Rai P., Begum S. Fluoride toxicity and status of serum thyroid hormones, brain histopathology, and learning memory in rats: a multigenerational assessment. Biol Trace Elem Res. 2011; 144(1-3): 1083-94. https://doi.org/10.1007/s12011-011-9137-3Basha P.M., Rai P., Begum S. Fluoride toxicity and status of serum thyroid hormones, brain histopathology, and learning memory in rats: a multigenerational assessment. Biol Trace Elem Res. 2011; 144(1–3): 1083–94. https://doi.org/10.1007/s12011-011-9137-3Sarkar C., Pal S. Ameliorative effect of resveratrol against fluoride-induced alteration of thyroid function in male wistar rats. Biol Trace Elem Res. 2014; 162(1-3): 278-87. https://doi.org/10.1007/s12011-014-0108-3Sarkar C., Pal S. Ameliorative effect of resveratrol against fluoride-induced alteration of thyroid function in male wistar rats. Biol Trace Elem Res. 2014; 162(1–3): 278–87. https://doi.org/10.1007/s12011-014-0108-3Ядыкина Т.К., Михайлова Н.Н., Панев Н.И., Коротенко О.Ю., Жукова А.Г., Семенова Е.А. Клинико-генетические особенности формирования сопутствующей висцеральной патологии у рабочих с производственным флюорозом. Мед. труда и пром. экол. 2020; 60(3): 144-50.Yadykina T.K., Mikhailova N.N., Panev N.I., Korotenko O.Yu., Zhukova A.G., Semenova E.A. Clinical and genetic features of the formation of concomitant visceral pathology in workers with industrial fluorosis. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2020; 60(3): 144–50 (in Russian).Савченков М.Ф., Ефимова Н.В., Мануева Р.С., Николаева Л.А., Шин Н.С. Патология щитовидной железы у детского населения при сочетанном воздействии дефицита йода и фтористого загрязнения окружающей среды. Гигиена и сан. 2016; 95(12): 1201-5.Savchenkov M.F., Efimova N.V., Manueva R.S., Nikolaeva L.A., Shin N.S. Pathology of the thyroid gland in the child population with the combined effects of iodine deficiency and fluoride pollution of the environment. Gigiyena i sanitariya. 2016; 95(12): 1201–5 (in Russian).Бугаева М.С., Бондарев О.И., Михайлова Н.Н., Горохова Л.Г. Cравнительная оценка морфологических механизмов поддержания структурного гомеостаза печени в динамике воздействия на организм угольно-породной пыли и фторида натрия. Мед. труда и пром. экол. 2020; 60(3): 189-194.Bugaeva M.S., Bondarev O.I., Mikhailova N.N., Gorokhova L.G. Comparative assessment of the morphological mechanisms of maintaining the structural homeostasis of the liver in the dynamics of the impact on the body of coal-rock dust and sodium fluoride. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya. 2020; 60(3): 189–194 (in Russian).Михайлова Н.Н., Жукова А.Г., Горохова Л.Г., Бугаева М.С., Ядыкина Т.К., Киселева А.В. Оценка эффективности профилактики хронической фтористой интоксикации адаптогеном Rhodiola Rosea L. Гигиена и сан. 2019; 98(7): 744-7.Mikhailova N.N., Zhukova A.G., Gorokhova L.G., Bugaeva M.S., Yadykina T.K., Kiseleva A.V. Evaluation of the effectiveness of prevention of chronic fluoride intoxication with the adaptogen Rhodiola Rosea L. Gigiyena i sanitariya. 2019; 98(7): 744–7 (in Russian).Ядыкина Т.К., Михайлова Н.Н., Бугаева М.С., Казицкая А.С., Коротенко О.Ю., Семенова Е.А. и др. Экспериментальные и клинико-генетические аспекты морфофункциональной дизадаптации в условиях хронической фтористой интоксикации организма. Комплекс. пробл. серд.-сосуд. заболев. 2019; 8(S1): 42.Yadykina T.K., Mikhailova N.N., Bugaeva M.S., Kazitskaya A.S., Korotenko O.Yu., Semenova E.A. et al. Experimental and clinical-genetic aspects of morphofunctional dysadaptation in conditions of chronic fluoride intoxication of the body. Kompleksnyye problemy serdechno-sosudistykh zabolevaniy. 2019; 8(S1): 42 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.