锰暴露致心血管系统损伤效应的初步研究

发布时间：2017-08-14 11:36

本文关键词：锰暴露致心血管系统损伤效应的初步研究

【摘要】：目的通过回顾性队列研究,分析锰暴露对工人血压及心电图的影响,并探讨锰暴露与心率、心电图ST段改变之间的剂量反应关系；通过动物慢性染毒实验研究观察硫酸锰对大鼠心肌组织的损害效应。方法1.以广西职业锰暴露工人健康队列(Guangxi Manganese-exposed Workers Healthy Cohort)作为研究人群。对该公司工作场所职业病危害因素进行调查,识别接触到锰烟尘的工作岗位,并对工作场所中空气中总锰尘及呼吸性锰尘进行连续3天的定点及个体采样。通过检测到的空气锰浓度,评估不同岗位工种锰烟尘暴露水平。收集该公司5个生产车间(一分厂一车间,一分厂二车间,二分厂,三分厂,物流分厂成品储运车间)394个锰暴露工人尿样,所有采集尿样工人均来自广西职业锰暴露工人健康队列(GXMEWHC)。通过检测工人尿中锰浓度,对尿锰作为内暴露生物标志物的敏感性进行分析。通过各工种空气锰烟尘暴露水平及工人职业史,计算工人锰烟尘短期暴露量(TWA)和累积暴露指数(CEI),在此基础上,探讨锰暴露对工人血压、心率改变及心电图ST段改变的影响。2.将40只4周龄,体重200-220克雄性SPF级SD大鼠随机分为空白对照组(生理盐水)、低剂量组(5mg/kg)、中剂量组(15mg/kg)、高剂量组(25mg/kg),每组10只。采用腹腔注射硫酸锰染毒,每周5次,共24周。无创尾套法测量大鼠的血压,计算大鼠的心脏脏器系数,在这4组大鼠中,每组随机选择3只大鼠,通过电镜观察大鼠的心肌超微结构。结果1.5个车间空气定点采样得到的总锰尘短时间接触浓度(STEL)分别为(1.16±0.68)mg/m3, (0.75±0.70)mg/m3,(0.20±0.19)mg/m3,(0.09 ±0.07)mg/m3,(4.46±2.78)mg/m3,差异有统计学意义(P0.05)；5个车间个体采样得到空气中呼吸性锰烟尘时间加权平均浓度(TWA)分别为(0.27 ±0.20)mg/m3,(0.10±0.05)mg/m3,(0.09±0.07)mg/m3,(0.06±0.05) mg.m3, (0.50±0.40)mg/m3。一分厂二车间,二分厂,三分厂与成品储运车间锰尘浓度进行比较,差异有统计学意义(P0.05)。一分厂一车间采集到74个工人尿样,尿锰浓度1.5～62.95μ g/L；一分厂二车间采集到99个工人尿样,尿锰浓度为0.1～83.9μ g/L；二分厂共采集到74个工人尿样,尿锰浓度为0.1～110.7 μ g/L；三分厂共采集到92个工人尿样,尿锰浓度为0.9～118.6μ g/L；成品储运车间共采集到55个工人尿样,尿锰浓度为1.0～1003.1μ g/L。各车间工人尿锰浓度差异具有统计学意义(P0.05)。2.本队列研究共纳入1572个研究对象,研究对象收缩压(126.2± 11.8)mmHg,舒张压(79.2±8.1)mmHg,其中108人(6.9%)被诊断为高血压；心率异常的有73人次(4.6%)；心律不齐的有60人次(3.8%)；心电传导阻滞的有83人次(5.3%)；ST段改变的有223人次(14.2%),心脏早搏的有22人次(1.4%)；电轴偏转的有59人(3.8%)；心室高电压的有27人(1.7%)。3.在短期锰暴露与工人心血管系统之间的关系研究中, 按照不同工种个体采样得到呼吸性锰尘TWA分为4组,其中内对照组(TWA≤0.02mg/m3)402人；低暴露组(0.02TWA≤0.13 mg/m3)426人；中暴露组(0.13TWA ≤0.34 mg/m3)381人；高暴露组(TWA0.34 mg/m3)363人。4组工人性别、工龄、民族、BMI指数、婚姻状况、文化水平、吸烟情况、饮酒、收缩压、心室率及ST段改变具有统计学差异(P0.05)。采用多元线性回归分析影响工人血管收缩压的因素,结果显示：性别、工龄及BMI对工人收缩压改变有影响,经检验,回归系数经和回归方程均有意义检验(P0.05),回归系数方程：Y=107.656+0.172×工龄-5.6×性别+1.039×BMI。采用多元线性回归分析影响工人心率的因素,结果显示：工龄、BMI、吸烟、呼吸性锰尘TWA对工人心室率改变有影响,经检验,回归系数及回归方程均有意义(P0.05)。回归系数方程：Y=71.349+0.108×工龄+0.928×吸烟-3.295×呼吸性锰尘TWA。在导致工人心电图ST段改变的多因素分析中,通过COX比例风险回归模型校正混杂因素后,以内对照组作为参比组,低、中、高暴露组分ST段改变的风险比(hazard ratio,HR)分别为1.44 (95%CI:0.88～2.37)、1.86 (95%CI:1.17～3.01)、6.90 (95%CI:4.42～10.78)。4.在长期锰暴露与工人心血管系统之间的关系研究中, 按照不同呼吸性锰尘累积暴露指数(CEI)分为4组,其中内对照组(CEI≤0.45mg/m3)393人,低暴露组(0.45CEI≤1.46mg/m3)394人,中暴露组(1.46CEI ≤3.60mg/m3)393人,高暴露组(CEI3.60mg/m3)392人。4组工人年龄、工龄、婚姻状况、文化水平、吸烟情况、心室率及心电图ST段改变具有统计学差异(P0.05)。在导致工人心率改变的多因素分析中,多元线性回归分析显示：工龄、吸烟及呼吸性锰尘CEI对工人心室率改变有影响,经检验回归系数及回归方程均有意义(P0.05)。回归系数方程：y=72.499+0.157×工龄+0.966×吸烟-1.055×呼吸性锰尘CEI。在导致工人心电图ST段改变的多因素分析中,通过COX比例风险回归模型校正混杂因素后,以内对照组作为参比组,低、中、高暴露组中ST段改变的风险比(hazard ratio,HR)分别为1.20, (95%CI:0.74～1.95).1.36, (95%C7:0.84～2.18)、2.24, (95%CI:1.42～3.54)。5.在锰暴露量与工人心血管系统的剂量反应关系研究中,工人心率与锰尘暴露水平成反比关系,呈显著的剂量反应关系,但短期暴露对工人心率的影响更大,短期锰暴露的基准剂量(BMD)为0.25mg/m3,基准剂量95%可信区间下限(BMDL)为0.23mg/m3；工人的ST段改变异常率与锰暴露量呈正比关系,呈明显的剂量反应关系。短期锰暴露导致工人ST段改变的基准剂量(BMD)为0.25mg/m3,基准剂量95%可信区间下限(BMDL)为0.23mg/m3；长期锰暴露导致工人ST段改变的BMI)为3.68 mg/m3.y, BMDL为3.21mg/m3.y。6.4组大鼠的血压无显著性差异(P0.05),空白对照组、低、中、高剂量组大鼠心脏脏器系数分别为(0.24±0.10)%,(0.25±0.02)%,(0.26±0.02)%,(0.24±0.02)%。其中对照组与中剂量组的心脏脏器系数有统计学差异(P0.05)。大鼠心肌超微结构观察,与对照组相比,各染毒组均出现不同程度的线粒体超微结构改变及心肌纤维退行性变,其中线粒体表现为水肿,空泡样变及嵴消失；心肌纤维表现为肌纤维排列疏松,肌束紊乱及肌束断裂。结论1.锰暴露可导致工人心率下降及心电图ST段改变；锰暴露与工人心率、ST段改变呈显著的剂量反应关系。2.锰可导致大鼠心肌线粒体形态结构发生异常改变(水肿、固缩),心肌纤维结构紊乱、肌纤维溶解或断裂。
【关键词】：锰尿锰 回归性队列研究 心血管系统 剂量反应关系
【学位授予单位】：广西医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R135
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