Określenie narażenia na aerozol bakteryjny i grzybowy w

mgr Anna Ławniczek-Wałczyk
Rozprawa doktorska
Endotoksyny i (1-3)-β-D-glukany jako markery mikrobiologicznego zanieczyszczenia
środowiska pracy
Promotor: dr hab. n. med. Rafał L. Górny, prof. CIOP-PIB
STRESZCZENIE
Jakość higieniczna powietrza na stanowiskach pracy jest istotnym wyznacznikiem
zdrowia oraz samopoczucia pracowników. Szczególnie ważna jest w tym kontekście
obecność endotoksyn bakteryjnych oraz (1-3)-β-D-glukanów pochodzenia grzybowego. Oba
te czynniki będąc selektywnie rozpoznawane przez komórki układu odpornościowego, mogą
modulować jego odpowiedź immunologiczną. Biorąc pod uwagę fakt, że oddziaływanie
endotoksyn i (1-3)-β-D-glukanów na organizm człowieka zależy zarówno od ich stężenia, jak
i od głębokości penetracji w układzie oddechowym, niezwykle ważne staje się poznanie
zarówno sposobów ich transportu w środowisku, jak i potencjalnych skutków zdrowotnych
wywołanych narażeniem inhalacyjnym.
Głównymi celami rozprawy były ocena przydatności endotoksyn i (1-3)-β-D-glukanów
jako markerów mikrobiologicznego zanieczyszczenia środowiska pracy, określenie form ich
transportu w powietrzu oraz ocena wpływu tych czynników na występowanie dolegliwości
zdrowotnych
u
narażonych
pracowników.
Badania
zostały
przeprowadzone
w
3
środowiskach pracy o różnym stopniu i źródle mikrobiologicznego zanieczyszczenia tj. w
przemysłowych fermach drobiu (środowisko pracy zanieczyszczone pyłem organicznym
pochodzenia zwierzęcego), elektrociepłowniach współspalających biomasę (środowisko
pracy zanieczyszczone pyłem organicznym pochodzenia roślinnego) i pomieszczeniach
biurowych (środowisko pracy o niskim stopniu zanieczyszczenia powietrza szkodliwymi
czynnikami mikrobiologicznymi; grupa kontrolna). Badania środowiskowe obejmowały
analizę stężeń endotoksyn i (1-3)-β-D-glukanów w próbkach aerozolu ziarnistego oraz
ilościową i jakościowa analizę mikroorganizmów w próbkach bioaerozolu. Próbki aerozolu
ziarnistego i bioaerozoli pobierano za pomocą wysokosprawnych impaktorów Sioutasa i
Andersena. Badania medyczne obejmowały analizę stężeń mediatorów prozapalnych w
popłuczynach pobieranych z jamy nosowej pracowników. W celu analizy subiektywnych
odczuć związanych z warunkami pracy, wśród pracowników badanych zakładów
przeprowadzono badanie ankietowe. Badaniami medycznymi i ankietowymi objęto łącznie 68
osób.
Uzyskane wyniki badań pozwoliły na wyciągnięcie następujących wniosków:
1
‒
istotność statystyczna korelacji pomiędzy stężeniami pyłu PM10 i bioaerozolu
całkowitego, a stężeniami endotoksyn i (1-3)-β-D-glukanów w powietrzu potwierdza
celowość wykorzystania obu tych wysokokonserwatywnych struktur jako markerów
mikrobiologicznego zanieczyszczenia
w monitorowaniu
i ocenie
stanu jakości
higienicznej środowiska pracy;
‒
głównym nośnikiem endotoksyn i (1-3)-β-D-glukanów na stanowiskach pracy w fermach
drobiu
i
elektrociepłowniach
są
cząstki
aerozolu
ziarnistego
o
średnicach
aerodynamicznych 2,5-10µm, a w pomieszczeniach biurowych cząstki o średnicach
aerodynamicznych mniejszych niż 2,5µm. Fakt ten wskazuje, że zarówno pomiar
stężenia, jak i charakterystyka rozkładu ziarnowego cząstek frakcji PM10 powinny być
prowadzone za pomocą wysokosprawnych mierników wolumetrycznych i stać się
immanentną częścią procedury kontroli jakości higienicznej środowiska pracy;
‒
spośród trzech badanych środowisk pracy, największe narażenie na szkodliwe czynniki
biologiczne i pyłowe obserwowano na stanowiskach pracy w przemysłowych fermach
drobiu i elektrociepłowniach, najmniejsze w budynkach biurowych. Stężenia bioaerozoli
zmierzone na stanowiskach pracy w fermach drobiu przekraczały wartości dopuszczalne
dla bakterii (w tym dla gatunków zaliczanych do grupy 2. zagrożenia) i endotoksyn, co
wskazuje, że pracownicy ferm drobiu mają codzienny, bezpośredni kontakt z
biologicznymi czynnikami zagrożenia zdrowia;
‒
w badanych środowiskach pracy stężenie mikroorganizmów żywych nie przekraczało
6% stężenia bioaerozolu całkowitego, co jednoznacznie wskazuje, że tylko pomiar
stężenia
bioaerozolu
zanieczyszczenia
całkowitego
środowiska
pozwala
pracy
uzyskać
immunologicznie
pełny
obraz
reaktywnymi
poziomu
cząstkami
pochodzenia mikrobiologicznego;
‒
analiza rozkładów ziarnowych aerozoli prowadzona w badanych środowiskach pracy
wykazała, że cząstki pyłowe i biologiczne mogą być deponowane w układzie
oddechowym w jamie nosowej, gardle, oskrzelach pierwszo- i drugorzędowych oraz
pęcherzykach płucnych, co u narażonych osób może powodować wystąpienie
niekorzystnych skutków zdrowotnych ze strony układu oddechowego;
‒
wykonywanie czynności zawodowych przez pracowników ferm drobiu w środowisku
zanieczyszczonym endotoksynami powodowało istotny statystycznie wzrost stężenia
interleukin IL-8, IL-1β i IL-6 oraz całkowitej liczby komórek w popłuczynach nosowych w
porównaniu do grupy kontrolnej pracowników biurowych. Na stanowiskach pracy w
elektrociepłowniach obserwowano istotną statystycznie korelację pomiędzy stężeniem
(1-3)-β-D-glukanów i całkowitą liczbą komórek w popłuczynach nosowych. Zależności te
mogą świadczyć o rozwoju reakcji zapalnych w drogach oddechowych u narażonych
2
osób i potwierdzają, że pomiary stężeń markerów prozapalnych w popłuczynach
nosowych pracowników są wiarygodnym narzędziem analitycznym w ocenie stanu
zdrowia pracowników narażonych na szkodliwe czynniki biologiczne.
3