Влияние вредных производственных физических факторов на репродуктивное здоровье работников-мужчин

В данной работе приведён обзор литературы для анализа и оценки профессионального риска нарушений репродуктивного здоровья работников-мужчин при действии вредных физических факторов производства.

Для оценки риска воздействия вредных производственных физических факторов на репродуктивное здоровье работников-мужчин применён метод аналитического обзора полученных данных.

Данные литературы показывают, что работа мужчин, в условиях как повышенной, так и пониженной температуры, может приводить к нарушению репродуктивной функции. На ряде производств — хлебопекарном, изготовлении керамики, в сталелитейном, при проведении сварочных и других работ, — условия труда которых характеризуются наличием гипертермии, у работников, наряду с изменениями физиологических параметров, гомеостаза организма, выявлено нарушение репродуктивной функции.

Исследования по изучению воздействия шума и вибрации на репродуктивное здоровье работников-мужчин немногочисленны, а по воздействию ультра- и инфразвука — единичны. Последствиями такого воздействия являются нарушения гормонального статуса, сперматогенеза, приводящие в дальнейшем к изменению репродуктивной функции, импотенции и бесплодию. Эти данные были подтверждены экспериментальными исследованиями на животных и добровольцах.

Воздействие ионизирующего излучения — доказанный фактор нарушения репродуктивной функции, который приводит к изменениям количества и качества спермы, репродуктивных гормонов. Последствием воздействия ионизирующего излучения являются хромосомные нарушения, ведущие к врождённым аномалиям у потомства.

Показано, что биологическое действие электромагнитных полей различного частотного диапазона (сотовых телефонов, микроволновых печей, ноутбуков, устройств с Wi-Fi, а также др. видов неионизирующего излучения — низкочастотных электромагнитных полей и крайне высокочастотных) на репродуктивные органы может проявиться в изменении показателей сперматогенеза, повреждении ДНК, геномной нестабильности, нарушениях гормональной регуляции и работы протеинкиназ, гормонов и антиоксидантных ферментов, приводя к расстройствам сексуального поведения, снижению фертильности, вплоть до бесплодия.

Представленные данные показывают, что вредные производственные физические факторы могут приводить к нарушениям репродуктивного здоровья работников-мужчин. В настоящее время отсутствует системный подход к решению проблемы. В этой связи необходимы разработка научно обоснованной системы оценки профессионального риска и принятие управленческих решений по сохранению репродуктивного здоровья, поскольку снижение фертильности работников-мужчин потенциально затрагивает благополучие семьи и общества в целом.

Участие авторов:
Фесенко М.А. — концепция и дизайн исследования, анализ и интерпретация данных; одобрение окончательной версии;
Голованева Г.В. — концепция и дизайн исследования, анализ и интерпретация данных, редактирование;
Мителева Т.Ю. — сбор и обработка материала, написание текста;
Вуйцик П.А. — сбор материала, написание текста раздела статьи.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Благодарности. Авторы выражают благодарность сотруднику лаборатории Мискевичу А.В. за помощь при сборе литературы.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы статьи сообщают об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 29.06.2023 / Дата принятия к печати: 02.07.2023 / Дата публикации: 05.09.2023

1. Указ Президента Российской Федерации от 06.06.2019 г. № 254 «О Стратегии развития здравоохранения в Российской Федерации на период до 2025 года». Официальный интернет-портал правовой информации: [электронный ресурс]. https://clck.ru/35BHBj (дата обращения 10.07.2023).

2. Mascarenhas M.N., Flaxman S.R., Boerma T., et al. National, regional, and global trends in infertility prevalence since 1990: a systematic analysis of 277 health surveys. PLoS Med. 2012; 9(12). https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1001356

3. Boivin J., Bunting L., Collins J.A., et al. International estimates of infertility prevalence and treatment-seeking: potential need and demand for infertility medical care. Human reproduction (Oxford, England). 2007; 22(6): 1506–12. https://doi.org/10.1093/humrep/dem046

4. Rutstein S.O., Shah I.H. Infecundity infertility and childlessness in developing countries. Geneva: World Health Organization 2004.

5. WHO. Infertility. Byulleten' Vsemirnoj organizacii zdravoohraneniya. Besplodie. (po sostoyaniyu na 10 noyabrya 2022 g.). https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/infertility

6. Agarwal A., Mulgund A., Hamada A., Chyatte M.R. A unique view on male infertility around the globe. Reprod Biol Endocrinol. 2015; 13: 37. https://doi.org/10.1186/s12958-015-0032-1

7. Белый Л.Е. Факторы образа жизни и их влияние на мужскую фертильность. Клинический разбор в акушерстве, гинекологии и репродуктологии. 2021; 1(1): 29–35. https://doi.org/10.47407/kragr2021.1.1.00006

8. Assidi M. Infertility in Men: Advances towards a Comprehensive and Integrative Strategy for Precision Theranostics. Cells. 2022; 11(10): 1711. https://doi.org/10.3390/cells11101711

9. Лебедев Г.С., Голубев Н.А., Шадеркин И.А. Мужское бесплодие в Российской Федерации: статистические данные за 2000-2018 годы. Экспериментальная и клиническая урология. 2019; 4: 4–13. https://doi.org/10.29188/2222-8543-2019-11-4-4-12

10. Литвинова Н.А., Лесникова А.И., Толочко Т.А., Шмелева А.А. Эндогенные и экзогенные факторы, влияющие на мужскую фертильность. Фундаментальная и клиническая медицина. 2021; 6(2): 124–135. https://doi.org/10.23946/2500-0764-2021-6-2-124-135

11. Карельская Л.П. Репродуктивное здоровье мужчин как медико-социальная проблема. Материалы Международной научно-практической конференции «Медико-социальные и психологические аспекты безопасности промышленных агломераций». Екатеринбург: УрФУ; 2016: 21–7. https://elibrary.ru/vtulwl

12. Ramezanifar S., Beyrami S., Mehrifar Y. et al. Occupational Exposure to Physical and Chemical Risk Factors: A Systematic Review of Reproductive Pathophysiological Effects in Women and Men. Saf Health Work. 2023; 14(1): 17–30. https://doi.org/10.1016/j.shaw.2022.10.005

13. Капашин В.П. (к 70-летию со дня рождения). Вестник войск РХБ защиты. 2020; 4(3): 392–393.

14. Hamerezaee M., Dehghan S.F., Golbabaei F., Fathi A., Barzegar L., Heidarnejad N. Assessment of semen quality among workers exposed to heat stress: a crosssectional study in a steel industry. Saf. Health Work. 2018; 9(2): 232–5. https://doi.org/10.1016/j.shaw.2017.07.003

15. Jung A., Eberl M., Schill W.-B. Improvement of semen quality by nocturnal scrotalcooling and moderate behavioural change to reduce genital heat stress in men with oligoasthenoteratozoospermia. Reproduction. 2001; 121: 595–603. https://doi.org/10.1530/rep.0.1210595

16. Ashiru O.A., Odusanya O.O. Fertility and occupational hazards: review of the literature. Afr J. Reprod Health. 2009; 13(1): 159–165. PMID: 20687273

17. Jurewicz J., Radwan M., Sobala W. et al. Effects of occupational exposure — is there a link between exposure based on an occupational questionnaire and semen quality? Syst Biol Reprod Med. 2014; 60 (4): 227-33. https://doi.org/10.3109/19396368.2014.907837

18. Hoang-Thi A.P., Dang-Thi A.T., Phan-Van S. et al. The Impact of High Ambient Temperature on Human Sperm Parameters: A Meta-Analysis. Iran J Public Health. 2022; 51(4): 710–723. https://doi.org/10.18502/ijph.v51i4.9232

19. Потемина Т.Е., Тукмакова Т.С. Влияние теплового воздействия на сперматогенез в эксперименте. Современные технологии в медицине. 2011; 4: 99–101.

20. Халимов Ю.Ш., Зайцев В.А., Матвеев С.Ю. Состояние гипофизарногонадной системы и сперматогенеза у военнослужащих, принимающих участие в работах по уничтожению химического оружия. Эндокринология. Новости. Мнения. Обучение. 2016; 2(15): 74–79. https://elibrary.ru/whouvf

21. Бердыш Д.С., Мирзоева Р.К. Влияние физических факторов на подвижность сперматозоидов человека. Международный студенческий научный вестник. 2018; 4–3. https://elibrary.ru/xplfud

22. Abdelhamid M.H.M., Walschaerts M., Ahmad G. et al. Mild experimental increase in testis and epididymis temperature in men: effects on sperm morphology according to spermatogenesis stages. Transl Androl Urol. 2019; 8(6): 651–665. https://doi.org/10.21037/tau.2019.11.18

23. Wu Y.Q., Rao M., Hu S.F. et al. Effect of transient scrotal hyperthermia on human sperm: an iTRAQ-based proteomic analysis. Reprod Biol Endocrinol. 2020; 12; 18(1): 83. https://doi.org/10.1186/s12958-020-00640-w

24. Васильев В.С. Морфометрические и кинетические показатели спермы человека до и после воздействия низких температур при различных состояниях сперматогенеза. Здоровье мужчины. 2009; 2: 184–186.

25. Ristovska G., Laszlo H.E., Hansell A.L. Reproductive outcomes associated with noise exposureda systematic review of the literature. Int J Environ Res Public Health. 2014; 11(8): 7931–52. https://doi.org/10.3390/ijerph110807931

26. Figà-Talamanca I. Occupational risk factors and reproductive health of women. Occupational Medicine. 2006; 56 (8): 521–531. https://doi.org/10.1093/occmed/kql114

27. Алексеев С.Б., Кадыскина Е.Н., Суворов Г.А. Производственный шум. Л.: Медицина. 1991: 134.

28. Mohammadi H., Golbabaei F., Dehghan S.F. et al. Relationship between occupational exposure to whole-body vibration and noise with sex hormone levels: an empirical assessment in an automobile parts manufacturing plant. Toxicol Ind Health. 2021; 37(7): 377–90. https://doi.org/10.1177/07482337211006535

29. Penkov I.A., Tzvetkov D. Effect of vibration on male reproductive system and function. Cent Eur J Public Heath. 1999; 7(3): 149–154.

30. De Fleurian G., Perrin J., Ecochard R. et al. Occupational exposures obtained by questionnaire in clinical practice and their association with semen quality. J Androl. 2009; 30(5): 566–79. https://doi.org/10.2164/jandrol.108.005918

31. Zarei S., Dehghan S.F., Vaziri M.H. et al. Assessment of semen quality of taxi drivers exposed to whole body vibration. J Occup Med Toxicol. 2022; 17: 16. https://doi.org/10.1186/s12995-022-00357-z

32. Krajnak K., Waugh S., Welcome D. et al. Effects of whole-body vibration on reproductive physiology in a rat model of whole-body vibration. J. Toxicol Environ Health A. 2022; 85(23): 953–71. https://doi.org/10.1080/15287394.2022.2128954

33. Health Effects of Exposure to Ultrasound and Infrasound. Report of the independent Advisory Group on Non-ionising Radiation Documents of the Health Protection Agency Radiation, Chemical and Environmental Hazards. 2010; February; 89–94.

34. Дергилев А.А., Чибисова О.Ф., Палыга Г.Ф. Влияние ионизирующей радиации в нестерилизующих дозах на эмбриогенез и постнатальное развитие потомства двух поколений самцов крыс, половые клетки которых облучены на премейотических стадиях сперматогенеза. Радиация и риск. 2012; 21(2): 39–45. https://elibrary.ru/oxpkrf

35. Зайцев В.А., Цепкова Г.А., Говердовский Ю.Б. Репродуктивное здоровье мужчин в условиях воздействия сложного комплекса вредных профессиональных и экологических факторов. Врач. 2020; (8): 45–53. https://doi.org/10.29296/25877305-2020-08-07

36. Kumar S. Occupational exposure associated with reproductive dysfunction. J Occup Health. 2004; 46(1): 1–19. https://doi.org/10.1539/joh.46.1

37. Grajewski B., Cox C., Schrader S.M. et al. Semen quality and hormone levels among radiofrequency heater operators. J. Occup Environ Med. 2000; 42(10): 993–1005. https://doi.org/10.1097/00043764-200010000-00005

38. Лягинская А.М., Шандала Н.К., Киселев С.М. Состояние здоровья персонала предприятия по обращению с радиоактивными отходами утилизируемого атомного флота СССР. Радиация и риск (Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра). 2019; 28(4): 73–87. https://doi.org/10.21870/0131-3878-2019-28-4-73-87

39. Li D.K., Yan B. et al. Exposure to magnetic fields and the risk of poor sperm quality. Reprod Toxicol. 2010; 29(1): 86–92. https://doi.org/10.1016/j.reprotox.2009.09.004

40. Rai U., Singh R. Genotoxic Risks to Male Reproductive Health from Radiofrequency Radiation. Cells. 2023; 12(4): 594. https://doi.org/10.3390/cells12040594

41. Avendano C., Mata A., Sarmiento C.S., Doncel G. Use of laptop computers connected to internet through Wi-fi decreases human sperm motility and increases sperm DNA fragmentation. Fertil Steril. 2012; 97: 39–45. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2011.10.012

42. Behari J. Biological correlates of low-level electromagnetic-field exposure, general. Applied and systems toxicology. Willey, Book chapter. 2009; 109.

43. Singh R., Nath R., Mathur A.K. et al. Effect of radiofrequency radiation on reproductive health. Indian J Med Res. 2018; 148: 92–99. https://doi.org/10.4103/ijmr.IJMR_1056_18

44. Repacholi M.H. Low-level exposure to radiofrequency electromagnetic fields: Health effects and research needs. Bioelectromagnetics. 1998; 19: 1–19. PMID: 9453702.

45. Paulraj R., Behari J. Radio frequency radiation effects on protein kinase C activity in rats’ brain. Mutat Res. 2004; 545: 127–30. https://doi.org/10.1016/s0027-5107(03)00113-1

46. Aitken R.J., Bennetts L.E., Sawyer D. et al. Impact of radio frequency electromagnetic radiation on DNA integrity in the male germline. Int J Androl. 2005; 28: 171–9. https://doi.org/10.1111/j.1365-2605.2005.00531.x

47. Erogul O., Oztas E., Yildirim I., Kir T. et al. Effects of electromagnetic radiation from a cellular phone on human sperm motility: An in vitro study. Arch Med Res. 2006; 37: 840–3. https://doi.org/10.1016/j.arcmed.2006.05.003

48. Agarwal A., Singh A., Hamada A. et al. Cell phones and male infertility: a review of recent innovations in technology and consequences. Int Braz J Urol. 2011; 37: 432–454. https://doi.org/10.1590/s1677-55382011000400002

49. Bernabò N., Tettamanti E., Pistilli M.G. et al. Effects of 50 Hz extremely low frequency magnetic field on the morphology and function of boar spermatozoa capacitated in vitro. Theriogenology. 2007; 67: 801–15. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2006.10.014

50. Kilgallon S.J., Simmons L.W. Image content influences men’s semen quality. Biol Lett. 2005; 1: 252–255. https://doi.org/10.1098/rsbl.2005.0324

51. Al-Bayyari N. The effect of cell phone usage on semen quality and fertility among Jordanian males. Middle East Fertil Society J. 2017; 22: 178–182. https://doi.org/10.1016/J.MEFS.2017.03.006

52. Hatch E.E., Willis S.K., Wesselink A.K. et al. Male cellular telephone exposure, fecundability, and semen quality: results from two preconception cohort studies. Hum Reprod. 2021; 20; 36 (5): 1395–1404. https://doi.org/10.1093/humrep/deab001

53. Kesari K.K., Agarwal A., Henkel R. Radiations and male fertility. Reprod Biol Endocrinol. 2018, 9; 16 (1): 118. https://doi.org/10.1186/s12958-018-0431-1

54. Kumar S., Kesari K.K., Behari J. The therapeutic effect of a pulsed electromagnetic field on the reproductive patterns of male Wistar rats exposed to a 2.45-GHz microwave field. Clin (Sao Paulo). 2011; 66: 1237–1245. https://doi.org/10.3109/15368378.2012.700292

55. Kesari K.K., Behari J. Evidence for mobile phone radiation exposure effects on reproductive pattern of male rats: role of ROS. Electromagn Biol Med. 2012; 31: 213–222. https://doi.org/10.3109/15368378.2012.700292

56. Seyhan N., Guler G. Review of in vivo static and ELF electric fields studies performed at Gazi biophysics department. Electromag Biol Med. 2006; 25: 307–323. https://doi.org/10.1080/15368370601054803

57. Türedi S., Hancı H., Topal Z. et al. The effects of prenatal exposure to a 900-MHz electromagnetic field on the 21-day-old male rat heart. Electromag Biol Med. 2015; 34(4): 390. https://doi.org/10.3109/15368378.2014.952742

58. Yan J.G., Agresti M., Bruce T. et al. Effects of cellular phone emissions on sperm motility in rats. Fertil Steril. 2007; 88: 957–964. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2006.12.022

59. Kesari K., Kumar S., Behari J. Mobile phone usage and male infertility in Wistar rats. Ind J Exp Biol. 2010; 48: 987–992. PMID: 21299041.

60. Bhat M.A. Effects of Electromagnetic Waves Emitted by Mobile Phones on Male Fertilit. Computer Engineering and Intelligent Systems. 2013; 4(3): 51–64.

61. Luo Y., Wang X., Chen Y. et al. Effects of electromagnetic radiation on morphology and TGF-β3 expression in mouse testicular tissue. Toxicology. 2013; 310: 8–14. https://doi.org/10.1016/j.tox.2013.05.004

62. Kumar S., Nirala J.P., Behari J., Paulraj R. Effect of electromagnetic irradiation produced by 3G mobile phone on male rat reproductive system in a simulated scenario. Indian J. Exp. Biol. 2014; 52: 890–897.

63. Avendano C., Mata A., Sarmiento C.S., Doncel G. Use of laptop computers connected to internet through Wi-fi decreases human sperm motility and increases sperm DNA fragmentation. Fertil Steril. 2012; 97: 39–45. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2011.10.012

64. Al-Akhras M.A., Elbetieha A., Hasan M.K. et al. Effects of extremely low frequency magnetic field on fertility of adult male and female rats. Bioelectromagnetics. 2001; 22: 340–344. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2007.01.166

65. Lee J.S., Ahn S.S., Jung K.C. et al. Effects of 60 Hz electromagnetic field exposure on testicular germ cell apoptosis in mice. Asian J Androl. 2004; 6: 29–34.

66. Agarwal A., Deepinder F., Sharma R.K. et al. Effect of cell phone usage on semen analysis in men attending infertility clinic: an observational study. Fertil Steril. 2007; 89: 124–128.

67. Sharma A., Kesari K.K., Saxena V.K., Sisodia R. The influence of prenatal 10 GHz microwave radiation exposure on a developing mice brain. Gen Physiol Biophys. 2017; 36: 41–51. https://doi.org/10.4149/gpb_2016026

68. De Iuliis G.N., Newey R.J., King B.V., Aitken R.J. Mobile phone radiation induces reactive oxygen species production and DNA damage in human spermatozoa in vitro. PLoS One. 2009; 4: 176–179. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0006446

69. Desai N., Sharma R., Makker K. et al. Physiologic and pathologic levels of reactive oxygen species in neat semen of infertile men. Fertil Steril. 2009; 92: 1626–1631. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2008.08.109

70. Gautam R., Priyadarshini E., Nirala J., Rajamani P. Impact of nonionizing electromagnetic radiation on male infertility: an assessment of the mechanism and consequences. Int J Radiat Biol. 2022; 98(6): 1063–1073. https://doi.org/10.1080/09553002.2020.1859154

71. Sciorio R., Tramontano L., Esteves S.C. Effects of mobile phone radiofrequency radiation on sperm quality. Zygote. 2022; 30(2): 159–168. https://doi.org/10.1017/S096719942100037X

72. Gautam R., Singh K.V., Nirala J. et al. Oxidative stress-mediated alterations on sperm parameters in male Wistar rats exposed to 3G mobile phone radiation. Andrologia. 2019; 51(3): 13201. https://doi.org/10.1111/and.13201

73. Mailankot M., Kunnath A.P., Jayalekshmi H., Koduru B., Valsalan R. Radio frequency electromagnetic radiation (RF-EMR) from GSM (0.9/1.8 GHz) mobile phones induces oxidative stress and reduces sperm motility in rats. Clinics (Sao Paulo). 2009; 64: 5615. https://doi.org/10.1590/s1807-59322009000600011

74. Mortazavi S.M.J., Tavassoli A.R., Ranjbari F., Moammaiee P. Effects of laptop computers’ electromagnetic field on sperm quality. J. Reprod Infertil. 2010; 11: 251–258. https://doi.org/10.1080/19338244.2011.564232

75. Schrader S.M., Marlow K.L. Asian Assessing the reproductive health of men with occupational exposures. J Androl. 2014; 16(1): 23–30. https://doi.org/10.4103/1008-682X.122352