zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2025-65-2-95-100itddybzurniimtpe-3708Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESДиагностические биомаркеры у работников при воздействии оксида этиленаDiagnostic biomarkers in workers exposed to ethylene oxidehttps://orcid.org/0000-0002-8476-1223ГимрановаГалина ГаниновнаGimranovaGalina G.

Главный научный сотрудник ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека», д-р мед. наук, доцент

e-mail: gala.gim@mail.ru

Chief Researcher, Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology, Dr. of Sci. (Med.), Docent

e-mail: gala.gim@mail.ru

gala.gim@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0195-8862МасягутоваЛяйля МарселевнаMasyagutovaLeilya M.

Заведующий отделом ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека», док. мед. наук, доцент; доцент ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет»

e-mail: kdl.ufa@rambler.ru

Head of Department, Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology; Associate Professor at the Bashkirian State Medical University, Dr. of Sci. (Med.), Docent

e-mail: kdl.ufa@rambler.ru

kdl.ufa@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6127-7703ШайхлисламоваЭльмира РадиковнаShaykhlislamovaElmira R.

Директор ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека», канд. мед. наук; доцент ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России

e-mail: shajkh.ehlmira@yandex.ru

Director, Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology; Associate Professor at the Bashkirian State Medical University, Cand. of Sci. (Med.)

e-mail: shajkh.ehlmira@yandex.ru

shajkh.ehlmira@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4995-0854КаримоваЛилия КазымовнаKarimovaLiliya K.

Главный научный сотрудник ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека», д-р мед. наук, профессор

e-mail: iao_karimova@rambler.ru

Chief Researcher, Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology, Dr. of Sci. (Med.), Professor

e-mail: iao_karimova@rambler.ru

iao_karimova@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8006-384XБейгулНаталья АлександровнаBeygulNatalya A.

Старший научный сотрудник ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека», канд. хим. наук, доцент

e-mail: omt_ufnii@mail.ru

Senior Researcher, Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology, Cand. of Sci. (Chem.), Docent

e-mail: omt_ufnii@mail.ru

omt_ufnii@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4875-1247ВолгареваАльфия ДинисламовнаVolgarevaAlfiya D.

Старший научный сотрудник ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека», канд. мед. наук

e-mail: ad-volgareva@yandex.ru

Senior Researcher, Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology, Cand. of Sci. (Med.)

e-mail: ad-volgareva@yandex.ru

ad-volgareva@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6031-5683ЗайдуллинИскандер ИльдаровичZaidullinIskander I.

Врач стоматолог, научный сотрудник ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека», канд. мед. наук

e-mail: iskanderdent@yahoo.com

Dentist, Researcher, Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology, Cand. of Sci. (Med.)

e-mail: iskanderdent@yahoo.com

iskanderdent@yahoo.comФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека»РоссияUfa Research Institute of Occupational Health and Human EcologyRussian FederationФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека»; ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет»РоссияUfa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology; Bashkirian State Medical UniversityRussian Federation20250403202565295100Copyright © Гимранова Г.Г., Масягутова Л.М., Шайхлисламова Э.Р., Каримова Л.К., Бейгул Н.А., Волгарева А.Д., Зайдуллин И.И., 20252025Гимранова Г.Г., Масягутова Л.М., Шайхлисламова Э.Р., Каримова Л.К., Бейгул Н.А., Волгарева А.Д., Зайдуллин И.И.Gimranova G.G., Masyagutova L.M., Shaykhlislamova E.R., Karimova L.K., Beygul N.A., Volgareva A.D., Zaidullin I.I.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/3708Введение

Введение. Ведущим неблагоприятным фактором в производстве оксида этилена является загрязнение воздуха рабочей зоны (оксид этилена, этиленгликоль, дихлорэтан, этилен) при выполнении технологических операций, связанных с разгерметизацией оборудования. Оксиды являются высокотоксичными соединениями с опасностью острого ингаляционного отравления и обладают раздражающим, наркотическим, общетоксическим, мутагенным и канцерогенным действиями. Выявление ранних признаков воздействия низких концентраций оксида этилена на организм работников в целях своевременного проведения лечебно-профилактических мероприятий представляется актуальным.

Цель исследования — изучение лабораторных биомаркеров, критериев изменений при воздействии оксида этилена на организм работников.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследование выполнено на нефтехимическом предприятии. Для обнаружения ранних признаков влияния факторов производственной среды на организм обследованных проведено углублённое гематологическое, биохимическое, иммунологическое обследование 219 работников производства оксида этилена.

Результаты

Результаты. Выявлены информационные лабораторные маркеры при воздействии вредных производственных факторов в производстве оксида этилена: превышение среднего содержания ретикулоцитов (9,9%), лимфоцитов (34,2%), моноцитов (6,9%) от референсных значений, повышение уровня щелочной фосфатазы (29,8%), содержания общего белка (25,9%), снижение уровня альбуминов (17,8%), α1-глобулинов (32,8%), α2-глобулинов (19,0%), β-глобулинов (15,5%), при одновременном повышении уровня γ-глобулинов (6,9%), снижение среднего уровня иммуноглобулинов класса А (36,1%), класса М (22,9%), класса J (38,1%), фагоцитоза (75,5%), повышение активности лизоцима (97,5%).

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Исследование ограничено количеством обследованных (219 работников).

Заключение

Заключение. На основании полученных данных определены биомаркеры, характеризующиеся высокой диагностической информативностью при воздействии вредных производственных факторов, отражающие изменения показателей периферической крови, биохимического статуса, состояния системы клеточного и гуморального иммунитета у работников производства оксида этилена. Выявленные диагностические комплексы позволят обосновать мероприятия по созданию мониторинга состояния здоровья работников.

Этика

Этика. Исследование одобрено на заседании биоэтической комиссии ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» от 18.04.2024 № 02-04.

Участие авторов

Участие авторов:Гимранова Г.Г. — концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование;Масягутова Л.М. — сбор и обработка данных, написание текста, редактирование;Шайхлисламова Э.Р. — написание текста;Каримова Л.К. — сбор и обработка данных, написание текста;Бейгул Н.А. — написание текста;Волгарева А.Д. — сбор и обработка данных;Зайдуллин И.И. — написание текста.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления

Дата поступления: 10.02.2025 / Дата принятия к печати: 12.02.2025 / Дата публикации: 05.03.2025

Introduction

Introduction. The leading adverse factor in the production of ethylene oxide is air pollution in the work area (ethylene oxide, ethylene glycol, dichloroethane, ethylene) during technological operations related to equipment depressurization. Oxides are highly toxic compounds with a risk of acute inhalation poisoning and have irritating, narcotic, general toxic, mutagenic and carcinogenic effects. The identification of early signs of exposure to low concentrations of ethylene oxide on the body of workers in order to timely carry out therapeutic and preventive measures is relevant.

The study aims to explore laboratory biomarkers, criteria of changes when exposed to ethylene oxide on the body of workers.

Materials and methods

Materials and methods. The scientists conducted a study at a petrochemical plant. To identify early signs of the influence of environmental factors on the body of the examined, the authors conducted an in-depth hematological, biochemical and immunological examination of 219 ethylene oxide production workers.

Results

Results. Experts identified informational laboratory markers when exposed to harmful industrial factors in the production of ethylene oxide: excess of the average content of reticulocytes (9.9%), lymphocytes (34.2%), monocytes (6.9%) from the control values, increased alkaline phosphatase (29.8%), total protein (25.9%), decreased albumin levels (by 17.8%), α1‑globulins (by 32.8%), α2-globulins (by 19.0%), β-globulins (by 15.5%), with a simultaneous increase in the level of γ-globulins (by 6.9%), a decrease in the average level of class A immunoglobulins (36.1%), Class M (22.9%), Class J (38.1%), phagocytosis (75.5%), increased lysozyme activity (by 97.5%).

Limitations

Limitations. The study is limited by the number of respondents (219 workers).

Conclusion

Conclusion. Based on the data obtained, the researchers identified biomarkers characterized by high diagnostic information content when exposed to harmful industrial factors, reflecting changes in peripheral blood parameters, biochemical status, cellular and humoral immunity in ethylene oxide production workers. The identified diagnostic complexes make it possible to justify measures to establish monitoring of the health status of employees.

Ethics

Ethics. The study was approved at the meeting of the bioethical Commission of the Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology dated 04/18/2024 No. 02-04.

Contribution

Contribution:Gimranova G.G. — research concept and design, text writing, editing;Masyagutova L.M. — data collection and processing, text writing, editing;Shaikhlislamova E.R. — writing the text;Karimova L.K. — data collection and processing, writing text;Beigul N.A. — writing the text;Volgareva A.D. — data collection and processing;Zaidullin I.I. — writing the text.

Funding

Funding. The study had no funding.

Conflict of interests

Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests.

Received

Received: 10.02.2025 / Accepted: 12.02.2025 / Published: 05.03.2025

нефтехимияоксид этиленаработникиздоровьебиомаркерымониторингpetrochemistryethylene oxideworkershealthbiomarkersmonitoringReferencesБесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. М.: Химия; 1999.Beskov V.S., Safronov V.S. General chemical technology and principles of industrial ecology. Moscow: Chemistry; 1999 (in Russian).Зимаков П.В., Дымент О.Н. Оксид этилена. М.: Химия; 1987: 16–20.Zimakov P.V., Dyment O.N. Ethylene oxide. Moscow: Chemistry; 1987: 16–20 (in Russian).Winder C. Toxicology of gases, vapours and particulates. In Winder C., Stacey N.H., eds. Occupational toxicology, 2nd ed. Boca Raton, FL: CRC Press.; 2004: 399–424. https://doi.org/10.1201/9781482289282-18Winder C. Toxicology of gases, vapours and particulates. In Winder C., Stacey N.H., eds. Occupational toxicology, 2nd ed. Boca Raton, FL: CRC Press.; 2004: 399–424. https://doi.org/10.1201/9781482289282-18Lynch H.N., Kozal J.S., Russell A.J., et al. Systematic review of the scientific evidence on ethylene oxide as a human carcinogen. Chem Biol Interact. 2022; 364: 110031. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2022.110031Lynch H.N., Kozal J.S., Russell A.J., et al. Systematic review of the scientific evidence on ethylene oxide as a human carcinogen. Chem Biol Interact. 2022; 364: 110031. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2022.110031,3-Butadiene, Ethylene Oxide and Vinyl Halides (Vinyl Fluoride, Vinyl Chloride and Vinyl Bromide). IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Vol. 97. Lyon: International Agency for Research on Cancer, 2008. ISBN 978-92-832-1297-3.1,3-Butadiene, Ethylene Oxide and Vinyl Halides (Vinyl Fluoride, Vinyl Chloride and Vinyl Bromide). IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Vol. 97. Lyon: International Agency for Research on Cancer, 2008. ISBN 978-92-832-1297-3.Anand V.P., Cogdill C.P., Klausner K.A., et al. Reevaluation of ethylene oxide hemolysis and irritation potential. J. Biomed. Mater. Res. A. 2003; 64(4): 648–654. https://doi.org/10.1002/jbm.a.10422Anand V.P., Cogdill C.P., Klausner K.A., et al. Reevaluation of ethylene oxide hemolysis and irritation potential. J. Biomed. Mater. Res. A. 2003; 64(4): 648–654. https://doi.org/10.1002/jbm.a.10422Fennell T.R., Brown C.D. A physiologically based pharmacokinetic model for ethylene oxide in mouse, rat, and human. Toxicol Appl Pharmacol. 2001; 173(3): 161–175. https://doi.org/10.1006/taap.2001.9184Fennell T.R., Brown C.D. A physiologically based pharmacokinetic model for ethylene oxide in mouse, rat, and human. Toxicol Appl Pharmacol. 2001; 173(3): 161–175. https://doi.org/10.1006/taap.2001.9184Heath L., Gaskin Sh., Pisaniello D., Crea J., Logan M., Baxter Ch. Skin Absorption of Ethylene Oxide Gas Following Exposures Relevant to HAZMAT Incidents. Ann. Work Expo Health. 2017; 61(5): 589–595. https://doi.org/10.1093/annweh/wxx030Heath L., Gaskin Sh., Pisaniello D., Crea J., Logan M., Baxter Ch. Skin Absorption of Ethylene Oxide Gas Following Exposures Relevant to HAZMAT Incidents. Ann. Work Expo Health. 2017; 61(5): 589–595. https://doi.org/10.1093/annweh/wxx030Абелев Г.И., Альтштейн А.Д., Белицкий Г.А. и др. В кн.: Заридзе Д.Г. ред. Канцерогенез: Руководство. Рос. акад. мед. наук, ГУ Рос. онколог. науч. центр им. Н.Н. Блохина, Науч.-исслед. ин-т канцерогенеза. Москва: Медицина; 2004, ISBN 5-225-04787-4:3000.Abelev G.I., Al'tshteyn A.D., Belitskiy G.A., et al. In: Zaridze D.G., ed. Carcinogenesis: Manual. Rus. Academy of Medical Sciences, State Institution Russian Oncology Research Center named after N.N. Blokhin, Research Institute of Carcinogenesis. Moscow: Meditsina; 2004, ISBN 5-225-04787-4:3000 (in Russian).Medical Management Guidelines (MMGs). Agency for Toxic Substances and Disease Registry. https://wwwn.cdc.gov/TSP/MMG/MMGLanding.aspxMedical Management Guidelines (MMGs). Agency for Toxic Substances and Disease Registry. https://wwwn.cdc.gov/TSP/MMG/MMGLanding.aspxAdám B., Bárdos H., Adány R. Increased genotoxic susceptibility of breast epithelial cells to ethylene oxide. Mutat Res. 2005; 585(1-2): 120–126. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2005.04.009Adám B., Bárdos H., Adány R. Increased genotoxic susceptibility of breast epithelial cells to ethylene oxide. Mutat Res. 2005; 585(1-2): 120–126. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2005.04.009Högstedt B., Bergmark E., Törnqvist M., Osterman-Golkar S. Chromosomal aberrations and micronuclei in lymphocytes in relation to alkylation of hemoglobin in workers exposed to ethylene oxide and propylene oxide. Hereditas. 1990; 113(2): 133–8. https://doi.org/10.1111/j.1601-5223.1990.tb00076.xHögstedt B., Bergmark E., Törnqvist M., Osterman-Golkar S. Chromosomal aberrations and micronuclei in lymphocytes in relation to alkylation of hemoglobin in workers exposed to ethylene oxide and propylene oxide. Hereditas. 1990; 113(2): 133–8. https://doi.org/10.1111/j.1601-5223.1990.tb00076.xIARC, 2012. Chemical Agents and Related Occupations. IARC Monographs 100F. Lyon (FR): International Agency for Research on Cancer; 2012. ISBN-13: 978-9283213239. ISBN-13: 978-9283201380.IARC, 2012. Chemical Agents and Related Occupations. IARC Monographs 100F. Lyon (FR): International Agency for Research on Cancer; 2012. ISBN-13: 978-9283213239. ISBN-13: 978-9283201380.Vincent M.J., Kozal J.S., Thompson W.J., Maier A., Dotson G.S., Best E.A., Mundt K.A. Ethylene Oxide: Cancer Evidence Integration and Dose-Response Implications. Dose Response. 2019; 17(4): 1559325819888317. https://doi.org/10.1177/1559325819888317. PMID: 31853235; PMCID: PMC6906442.Vincent M.J., Kozal J.S., Thompson W.J., Maier A., Dotson G.S., Best E.A., Mundt K.A. Ethylene Oxide: Cancer Evidence Integration and Dose-Response Implications. Dose Response. 2019; 17(4): 1559325819888317. https://doi.org/10.1177/1559325819888317. PMID: 31853235; PMCID: PMC6906442.Худолей В.В. Канцерогены: характеристики, закономерности, механизмы действия. СПб.: НИИ химии СПбГУ; 1999. ISBN 5-7997-0170-4.Khudoley V.V. Carcinogens: characteristics, patterns, mechanisms of action. SPb.: Research Institute of Chemistry of St. Petersburg State University; 1999. ISBN 5-7997-0170-4 (in Russian).Jinot J., Fritz J.M., Vulimiri S.V., Keshava N. Carcinogenicity of ethylene oxide: key findings and scientific issues. Toxicol Mech Methods. 2018; 28(5): 386–396. https://doi.org/10.1080/15376516.2017.1414343Jinot J., Fritz J.M., Vulimiri S.V., Keshava N. Carcinogenicity of ethylene oxide: key findings and scientific issues. Toxicol Mech Methods. 2018; 28(5): 386–396. https://doi.org/10.1080/15376516.2017.1414343Park R.M. Associations between exposure to ethylene oxide, job termination, and cause-specific mortality risk. Am. J. Ind. Med. 2020; 63(7): 577–588. https://doi.org/10.1002/ajim.23115Park R.M. Associations between exposure to ethylene oxide, job termination, and cause-specific mortality risk. Am. J. Ind. Med. 2020; 63(7): 577–588. https://doi.org/10.1002/ajim.23115Каримова Л.К., Бакиров А.Б., Капцов В.А., Гимранова Г.Г., ред. Гигиена труда при добыче и переработке нефти. Уфа: Мир печати; 2017: 191–199.Karimova L.K., Bakirov A.B., Kaptsov V.A., Gimranova G.G., eds. Occupational Hygiene in Oil Production and Refining. Ufa: Mir Pechati; 2017: 191–199 (in Russian).Вредные вещества. Раздел 4. Гетероциклические соединения. Трёхчленные гетероциклические соединения. Новый справочник химика и технолога. Радиоактивные вещества. Вредные химические вещества. Гигиенические нормативы. СПб.: MMIV; 2004.Harmful Substances. Section 4. Heterocyclic Compounds. Three-Membered Heterocyclic Compounds. New Handbook of a Chemist and Technologist. Radioactive Substances. Harmful Chemical Substances. Hygienic Standards. SPb.: MMIV; 2004 (in Russian).Галимова Р.Р., Тимашева Г.В., Валеева Э.Т., Бакиров А.Б. Оценка ранних метаболических нарушений у работников современного нефтехимического производства. Здоровье населения и среда обитания. 2018; 3 (300): 4–6.Galimova R.R., Timasheva G.V., Valeeva E.T., Bakirov A.B. Assessment of early metabolic disorders in workers of modern petrochemical production. Population health and habitat. 2018; 3(300): 4–6 (in Russian).Тимашева Г.В., Валеева Э.Т., Масягутова Л.М., Каримова Л.К., Бакиров А.Б., Репина Э.Ф. Ранние диагностические и прогностические критерии нарушения здоровья у работников химического комплекса. Клиническая лабораторная диагностика. 2020; 12(65): 750–56.Timasheva G.V., Valeeva E.T., Masyagutova L.M., Karimova L.K., Bakirov A.B., Repina E.F. Early diagnostic and prognostic criteria for health disorders in workers of the chemical complex. Klin. lab. diagn. 2020; 12(65): 750–56 (in Russian).Кудаева И.В., Бударина Л.А., Маснавиева Л.Б. Состояние белкового обмена у пожарных. Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2012; 6: 24–7.Kudaeva I.V., Budarina L.A., Masnavieva L.B. State of protein metabolism in firefighters. Bulletin of the SB RAMS. 2012; 6: 24–7 (in Russian).

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