Введение. Профессиональные заболевания (ПЗ) остаются одной из наиболее значимых медико-социальных проблем в мире и в Российской Федерации, выступая индикатором условий труда и эффективности системы охраны здоровья работников [1, 2].

Среди всех регистрируемых профессиональных патологий болезни органов дыхания традиционно занимают ведущие позиции, формируя существенную часть общего бремени профессионально обусловленной заболеваемости [3–5]. В России, с её мощным промышленным потенциалом и исторически сложившейся структурой экономики, проблема профессиональных заболеваний органов дыхания сохраняет высокую актуальность, особенно в базовых отраслях, таких как металлургия, горнодобывающая, химическая промышленность и машиностроение [5].

Общая структура профессиональной заболеваемости органов дыхания в России характеризуется преобладанием патологий, связанных с воздействием разных типов аэрозолей [1, 5, 6]. На заболевания, обусловленные воздействием аэрозолей преимущественно фиброгенного действия (АПФД), традиционно приходится от 20% до 30% от всех впервые установленных профессиональных заболеваний. Несмотря на общую тенденцию к снижению относительный показателей профессиональной заболеваемости органов дыхания в последние десятилетия, что отчасти связано с реструктуризацией промышленности и изменениями в системе регистрации, общее количество случаев остаётся высоким [8].

Особую группу риска в рамках этой проблемы представляют работники литейных производств. Комплексное воздействие на органы дыхания в литейных цехах осуществляется на всех этапах: при подготовке шихтовых материалов и формовочных смесей, плавке металла, изготовлении и сушке форм, заливке расплава, выбивке, очистке и обрубке отливок [8–12]. При этом формирование патологии определяется комплексом факторов: химическим составом и дисперсностью аэрозолей, концентрацией вредных веществ в воздухе рабочей зоны, стажем работы в контакте с вредностью, индивидуальной чувствительностью организма. Эти качественные и количественные различия могут обуславливать различные патогенетические механизмы повреждения органов дыхания — от фиброгенного воздействия (риск силикоза, пневмокониозов) до токсико-химического и воспалительного воздействия на слизистые оболочки [12].

Таким образом, литейное производство в России остаётся отраслью с тяжёлыми условиями труда и высоким риском развития профессиональной патологии органов дыхания. Проведение более углублённого исследования позволит углубить понимание этиологии профессиональной патологии органов дыхания у работников литейных производств, а также позволит разработать более точечные программы профилактических мероприятий для этой группы работников.

Цель исследования — анализ количественных показателей, динамики во времени и структуры первичной заболеваемости профессиональными заболеваниями органов дыхания у работников на различных производственных участках литейного завода машиностроительного предприятиями за период 2021–2024 гг.

Материалы и методы. Ретроспективное когортное исследование распространённости профессиональных заболеваний дыхательных путей от воздействия промышленных аэрозолей на литейном производстве машиностроительного предприятия проведено по данным карт статистического учёта, анализа данных санитарно-гигиенических характеристик условий труда, и журналам регистрации впервые установленных профессиональных заболеваний по данным Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Республике Татарстан (Татарстан) за период с 2021–2024 гг. Были отобраны все впервые установленные и зарегистрированные в исследуемый период случаи профессиональных заболеваний органов дыхания у работников производств чугунного и цветного литья литейного завода машиностроительного предприятия (формовщики, стерженщики, плавильщики, заливщики, выбивщики, чистильщики отливок — всего 1446 человек).

В рамках исследования на литейном заводе ПАО «КАМАЗ» была проведена оценка загрязнения воздуха на рабочих местах цехов чугунного и цветного литья [14]. Для анализа использовались два метода: измерение среднесменной концентрации общей массы пыли с помощью индивидуальных пробоотборников и детальное изучение фракционного состава частиц (в диапазоне до 18 мкм) с отбором проб в течение рабочей смены 8-ми ступенчатым каскадным импактором MOUDI 100NR (TSI, США) на гидрофобные фильтры из поливинилхлорида (PVC504700, Millipore, Германия).

Для количественной оценки в настоящем исследовании использовалась классификация частиц по аэродинамическому диаметру в соответствии с ГОСТ Р ИСО 7708-2006¹. С учётом определений, представленных в документе, к экстраторакальной фракции относятся частицы с аэродинамическим диаметром более 10 мкм, задерживающиеся в носоглотке и ротоглотке и практически не достигающие альвеолярной зоны (однако при высоких концентрациях эти частицы способны опосредованно влиять на мукоцилиарный клиренс [13]). Торакальная фракция включает частицы <10 мкм, проникающие в трахеобронхиальное дерево. Респирабельная фракция определяется как частицы <5 мкм (масс-медианный аэродинамический диаметр), способные достигать альвеолярной зоны. Отдельно выделяется ультрадисперсная фракция — частицы <0,1 мкм, характеризующиеся высокой проникающей способностью и значительной удельной поверхностью (ГОСТ Р 54597–2011)².

Обработка данных осуществлена с применением пакета статистических программ Microsoft Excel. Интенсивный показатель первичной заболеваемости рассчитывался как отношение числа впервые выявленных случаев профессиональных заболеваний за период времени к среднесписочной численности работников исследуемой профессиональной группы, умноженное на 10 тыс. Статистическая обработка данных проводилась с использованием методов описательной статистики: расчёт средних величин (M) и стандартных ошибок (SD). Сравнение средних значений количественных показателей проводилось с помощью t-критерия Стьюдента для независимых выборок. Для количественной оценки связи между концентрациями аэрозольных частиц различных фракций и показателями первичной заболеваемости использовались однофакторные пуассоновские регрессионные модели: применялась функция glm() (обобщённые линейные модели) с семейством Poisson и лог-линк функцией в среде статистического программирования R (версия 4.5). Уровень статистической значимости установлен на значении p<0,05.

Результаты. В ходе исследования проведён анализ 68 случаев впервые выявленных профессиональных заболеваний органов дыхания у работников производств чугунного и цветного литья литейного завода машиностроительного предприятия за период с 2021 по 2024 гг. Характеристика пациентов, а также структура первичной профессиональной заболеваемости представлены в таблице 1. Среди профессиональных заболеваний диагностировались заболевания верхних дыхательных путей (ВДП), хронический необструктивный токсико-пылевой бронхит (ХНБ), хроническая обструктивная болезнь лёгких (ХОБЛ), пневмокониозы и бронхиальная астма. Практически все случаи бронхиальной астмы (7 из 8) были представлены неаллергической астмой.

При распределении по цехам наибольшее число случаев профессиональных заболеваний было зарегистрировано в обрубочном цехе № 1 (n=17; 25,0%), стержневом цехе (n=13; 19,1%) и цехе тяжёлых металлов (n=11; 16,2%). В формовочном и плавильном цехах выявлено по 10 случаев (по 14,7%), в цехе литья под высоким давлением — 7 (10,3%), в обрубочном цехе № 2 — 4 случая (5,9%).

Динамика первичной профессиональной заболеваемости по отдельным нозологическим формам за период 2021–2024 гг. показана на рисунке 1. Статический анализ с использованием регрессионных моделей показал статистически значимую тенденцию к росту заболеваемости болезнями ВДП (p=0,042, полиномиальная регрессия), а также постепенное увеличение количества случаев хронического бронхита (p=0,047, линейная регрессия). Для пневмокониозов, ХОБЛ и бронхиальной астмы статически значимой тенденции в исследуемом периоде выявлено не было.

Для гигиенической характеристики условий труда по составу аэрозолей в воздухе рабочем месте выполнены собственные лабораторно-инструментальные измерения промышленных аэрозолей воздуха рабочей зоны производств чугунного и цветного литья литейного завода (табл. 2). На всех обследованных производственных участках содержание в аэрозоле диоксида кремний было менее 10% (среднесменная ПДК 4 мг/м³); условия труда по данному фактору были отнесены к вредному классу 1 или 2 степени. При этом дисперсный состав аэрозоля зависел от технологического процесса. Основную долю взвешенных частиц составила экстраторакальная фракция, не проникающая ниже гортани (86,1–98,7%). Торакальная фракция (частицы ≤10 мкм) присутствовала во всех точках отбора (1,3–3,9% от среднесменной концентрации). При этом на плавильных участках в респирабельной фракции зафиксировано высокое содержание ультрадисперсных частиц.

Показатели первичной профессиональной заболеваемости (на 10 тыс. работающих), проанализированные на отдельных производственных участках с использованием средних значений по литейному заводу в целом в качестве данных для сравнения, представлены на рисунке 2. Производственные участки, где осуществляется литье металлов (плавильный цех, цех тяжёлых металлов, цехе литья под высоким давлением), характеризовались более низкими значениями профессиональной заболеваемости верхних дыхательных путей по сравнению с литейным заводом в целом. В цехе тяжёлых металлов производства цветного литья выявлено статистически значимое превышение показателей по всем остальным нозологиям — хронический необструктивный бронхит, ХОБЛ, бронхиальная астма и пневмокониоз, в цехе литья под высоким давлением — хронического необструктивного бронхита.

Углублённый анализ с построением моделей пуассоновской регрессии позволил получить статистические оценки связи между концентрациями различных фракций аэрозоля, стажем работы и показателями профессиональной респираторной заболеваемости — регрессионные коэффициенты, соответствующие увеличению показателя профессиональной заболеваемости с ростом соответствующей концентрации на 0,1 мг/м³, и рассчитанные на их основе относительные риски (таб. 3). Ультрадисперсная фракция значимо повышала риск бронхиальной астмы на 42,4% (ОР=1,42; 95% ДИ 1,48–2,14), пневмокониоза на 37,9% (ОР=1,37 (95% ДИ 1,50–2,12), хронической обструктивной болезни лёгких на 68,8% (OP=1,68 (95% ДИ 1,07–1,31) и хронического необструктивного бронхита на 21,2% (ОР = 1,21 (95% Д: 1,12–1,30). Респирабельная фракция значимо повышала риск ХОБЛ на 54,6% (ОР = 1,54 (95% ДИ 1,27–1,88). Торакальная фракция значимо увеличивала риск только ХОБЛ — на 44,5% (ОР=1,44 (95% ДИ 1,31–1,58). Увеличение среднесменных массовых концентраций характеризовалось слабым, но статистически значимым повышением риска для большинства исходов: заболеваний верхних дыхательных путей на 0,9% (ОР=1,009 (95% ДИ 1–1,009)), хронического необструктивного бронхита на 0,4% (ОР=1,004 (95% ДИ 1), ХОБЛ на 1,5% (ОР=1,015 (95% ДИ 1,010–1,020) и пневмокониоза на 3,2% (ОР=1,032 (95% ДИ 1,020–1,043).

Обсуждение. Проведённое исследование показало, что в структуре впервые зарегистрированных профессиональных заболеваний органов дыхания у работников чугунного и цветного литья преобладают хронический необструктивный бронхит и заболевания верхних дыхательных путей, на долю которых пришлось более 70% всех случаев [15, 16].

В России (и ранее в СССР) контроль и нормирование аэрозолей преимущественно фиброгенного действия осуществляется по массе всей пыли, витающей в воздухе рабочей зоны³. С учётом подходов, применяемых в международной практике [16], в настоящем исследовании измерялись как среднесменные массовые концентрации, так и среднесменные концентрации отдельных фракций, включая респирабельную и ультрадисперсную фракции.

Полученные в настоящем исследовании данные свидетельствуют о статистически значимом повышении риска профессиональных заболеваний органов дыхания при увеличении среднесменных массовых концентраций аэрозолей в воздухе рабочей зоны, подтверждая необходимость сохранения контроля за среднесменными массовыми концентрациями, которые, несмотря на современную мировую практику, ориентированную в основном на респирабельную фракцию, сохраняют свою значимость как интегральные показатели аэрогенной нагрузки. Вместе с тем результаты фракционного анализа продемонстрировали для отдельных профессиональных заболеваний ещё более высокие показатели профессионального риска по сравнению с оценками, полученными для общей массы пыли.

При оценке влияния торакальной фракции установлено достоверное повышение риска хронической обструктивной болезни лёгких (ХОБЛ), что свидетельствует о непосредственном участии частиц данного диапазона в патогенезе обструктивных нарушений. Осаждаясь преимущественно в трахеобронхиальном отделе, эти частицы инициируют каскад локальных воспалительных реакций и процессов ремоделирования бронхиальной стенки, создавая морфологическую основу для формирования необратимой обструкции. По данным современных научных исследований [17, 18], ведущим звеном патогенеза ХОБЛ является деструкция дистальных отделов бронхиального эпителия, которая развивается при осаждении аэрополлютантов на поверхности дыхательных путей и запускает каскад хронического воспаления с последующим фиброзом перибронхиальной ткани.

По данным настоящего исследования, риск развития хронического необструктивного бронхита был преимущественно обусловлен респирабельной фракцией, причём наибольшее прогностическое значение среди её компонентов имела ультрадисперсная часть (диаметр частиц <0,18 мкм). Респирабельные частицы, минуя защитные барьеры верхних дыхательных путей, достигают бронхиального дерева, где реализуют своё ирритативное и провоспалительное действие, тропное к слизистой оболочке проксимальных и средних бронхов. Присутствие ультрадисперсного компонента, обладающего высокой удельной поверхностью и проникающей способностью, потенцирует оксидативный стресс и стимулирует локальную секрецию провоспалительных цитокинов, что способствует гиперплазии бокаловидных клеток и гиперсекреции слизи — ключевым механизмам формирования хронического бронхита [19]. Полученные результаты соответствуют данным крупных когортных исследований, в которых для респирабельной фракции установлены устойчивые дозозависимые ассоциации с заболеваемостью ХОБЛ (стандартизированный коэффициент заболеваемости варьировал от 1,6 до 2,3; р<0,05) и хроническим необструктивным бронхитом (отношение шансов — от 1,3 до 2,0; р<0,05) [18–20].

Повышение среднесменной концентрации ультрадисперсной фракции статистически значимо увеличивало риск развития пневмокониозов в изученной когорте работников. Экспериментальные исследования in vivo показывают, что благодаря малому аэродинамическому диаметру эти частицы способны достигать альвеолярной зоны и лёгочного интерстиция, а их большая удельная поверхность усиливает фиброгенный потенциал, индуцируя персистирующее воспаление и оксидативный стресс, сходным с классическими пневмокониозами [21, 22]. Сходные результаты были получены и для бронхиальной астмы — в данном случае наиболее сильные ассоциации с риском заболевания также были выявлены для ультрадисперсного компонента аэрозоля, при этом патогенетический эффект, вероятно, обусловлен способностью как наноразмерных, так и субмикронных частиц запускать оксидативный стресс, активировать эпителий дыхательных путей и стимулировать Th2-опосредованный иммунный ответ с формированием бронхиальной гиперреактивности [23, 24]. В обзоре D.E. Schraufnagel подчёркивается, что частицы PM0,1 вызывают более интенсивное воспаление, дольше задерживаются в лёгких и могут усугублять течение астмы, а также индуцировать системные воспалительные реакции по сравнению с более крупными частицами [25, 26].

Таким образом, включение фракционного анализа в схему гигиенической оценки значительно углубляет анализ профессиональных рисков, поскольку выявляет дополнительные дозозависимые ассоциации, не фиксируемые при использовании только массовых показателей, и позволяет более точно характеризовать опасность аэрозольного воздействия.

Настоящее исследование имеет ряд ограничений, которые необходимо учитывать при интерпретации полученных результатов. Использование данных официальной статистики по зарегистрированным случаям профессиональной заболеваемости органов дыхания не исключает влияния гипер- и гиподиагностики. Кроме того, отсутствие в анализируемых учётных формах информации о потенциальных модифицирующих факторах (стаж, возраст, курение, сопутствующая патология) ограничило возможность проведения многофакторного анализа и стратификации риска.

Заключение. Полученные результаты позволяют расширить представления о роли фракционного состава аэрозоля литейных производств в формировании профессиональной патологии органов дыхания. Они убедительно демонстрируют, что различные фракции оказывают избирательное воздействие на разные отделы дыхательной системы. Эти особенности обосновывают необходимость пересмотра подходов к гигиеническому контролю аэрозолей в воздухе рабочей зоны. Полученные данные о риске развития профессиональных заболеваний могут быть использованы для количественного ранжирования производственных участков по степени опасности и приоритизации инженерных мероприятий. Рекомендуется рассмотреть целесообразность включения в программы периодических медицинских осмотров методов ранней диагностики бронхиальной астмы (опросники, пикфлоуметрия, определение оксида азота в выдыхаемом воздухе) и ХОБЛ (спирометрия с бронходилатационным тестом) у работников со стажем менее 10 лет, занятых в условиях воздействия аэрозолей цветных металлов. Дальнейшие исследования должны быть направлены на проспективный дизайн с учётом индекса курения, детальный химический анализ фракций и оценку системных эффектов ультрадисперсных частиц.

¹ ГОСТ ИСО 7708-2006 «Качество воздуха. Определение гравиметрического состава частиц при санитарно-гигиеническом контроле.

² ГОСТ Р 54597–2011/ISO/ TR 27628:2007 «Ультрадисперсные аэрозоли, аэрозоли наночастиц и наноструктурированных частиц. Определение характеристик и оценка воздействия при вдыхании (ISO/TR 27628:2007 Workplace atmospheres — Ultrafine, nanoparticle and nano-structured aerosols — Inhalation exposure characterization and assessment (IDT).

³ МУК 4.1.4155-25 «Методика измерения массовой концентрации аэрозолей преимущественно фиброгенного действия в воздухе рабочей зоны гравиметрическим методом».