Глава 5. Оценка адаптационных процессов у детей, п

Глава 5. Оценка адаптационных процессов у детей, проживающих в различных условиях экологического благополучия

У всех детей сравниваемых групп показатели жизненной емкости легких (ЖЕЛ) не имели отличий от физиологической нормы (р=0,88-0,95), но ЖЕЛ (мальчики – 1184,8±124,6 мл, девочки – 1048,6±106,8 мл) и жизненный индекс (48,5-53,7 мл/кг) детей группы наблюдения были ниже группы контроля (ЖЕЛ: мальчики – 1321,2±117,0 мл, девочки – 1233,6±111,8 мл, р0,001; жизненный индекс – 57,3-60,4 мл/кг, р=0,01-0,05). Нарушения функции дыхания у детей группы наблюдения встречалось в 3,5 раза чаще, чем в контроле (p


Рисунок 8 – Структура нарушений функции дыхания у детей сравниваемых групп

У детей группы наблюдения установлено выраженное напряжение механизмов вегетативной регуляции. Амплитуда моды, характеризующая состояние активности симпатического звена вегетативной нервной системы, составляла 40,67±1,02% и превышала показатель контроля – 28,89±2,87% (р=0,036) и физиологическую норму (р0,001); одновременно индекс напряжения, отражающий активность компенсаторных механизмов вегетативной регуляции, составлял 108,68±14,24 у.е. (с физиологической нормой – р0,001), в то время как в контроле не превышал 96,92±12,86 у.е. (с физиологической нормой – р=0,42), и эти различия носили значимый характер (р0,001); показатель моды (Мо), свидетельствующий о состоянии активности гуморально-метаболического звена вегетативной регуляции, имел тенденцию к повышению (0,88±0,06 сек., р=0,05), в то время как в группе контроля приближался к физиологической норме – 0,60±0,07 сек. (р=0,93); вариационный размах (Дх), характеризующий состояние парасимпатического звена вегетативной нервной системы, у детей группы наблюдения составлял 0,74±0,04 сек., в группе контроля – 0,38±0,02 сек. (р=0,87). При физической нагрузке у детей группы наблюдения нарастание активности адаптационно-компенсаторных механизмов вегетативной нервной системы имело минимальный характер: гуморально-метаболического звена – 13,94±3,69% (в контроле – 38,59±1,37%, р0,001); парасимпатического звена – 15,50±1,11% (в контроле – 40,63±8,43% (р0,001). У 75,2% детей группы наблюдения доминирующим вариантом вегетативного тонуса являлась симпатикотония (в контроле – 62,8%, р=0,017), однако у каждого пятого ребенка (18,4%) установлена ваготония. В группе контроля ваготония, как менее характерный тип вегетативной реактивности у детей, встречался в 2,7 раза реже (6,9%, р=0,006), а эйтония регистрировалась в 4,7 раза чаще (30,3% против 6,4%, p
Средняя продолжительность основных комплексов и интервалов электрокардиограммы у детей сравниваемых групп не имела статистически значимых отличий (р=0,063-0,99), однако вариант «физиологической нормы» процессов возбуждения и проведения в миокарде встречался у детей группы наблюдения в 1,9 раза реже, чем в контроле (29,9% против 55,9%, р0,001). Для определения резервных возможностей сердечно-сосудистой системы был проведен расчет индекса выносливости Квааса (физиологическая норма для детей 6-7 лет – 21-23 у.е.), увеличение которого свидетельствует о снижении ее резервных возможностей. У детей группы наблюдения коэффициент Квааса составил 23,41±1,28 у.е. (в контроле – 21,78±1,16 у.е., р=0,45), что не имело достоверных отличий с возрастной нормой (р=0,27-0,72), однако в группе наблюдения детей с индексом выносливости Квааса 25 у.е. было 20,9%, в то время как в контроле – только 5,9% (р=0,001). Для определения группы здоровья результаты оценки индивидуальных показателей физического развития были соотнесены с показателями заболеваемости детей. В группе наблюдения первую группу здоровья имели 5,4% детей (в контроле в 2,7 раза чаще – 14,7%, р=0,003), вторую – 23,0 и 50,9% соответственно (р0,001), третью – 71,6 и 34,4% соответственно (р0,001).

Глава 6. Результаты оценки состояния обменных процессов у детей с различным уровнем содержания тяжелых металлов в крови

Повышенный уровень МДА в плазме крови детей группы наблюдения регистрировался в 8,9 раза чаще (р=0,0001), а уровень общей АОА (34,75±1,93%) был ниже показателя группы контроля (42,58±1,78%, р=0,0001); частота регистрации пониженной общей АОА, характеризующей истощение функциональных возможностей антиоксидантной защиты, была в 5 раз выше контроля (р=0,001). У детей группы наблюдения содержание гидроперекиси липидов составило 452,20±18,12 мкмоль/см3, что в 1,3 раза выше группы контроля (361,30±11,26 мкмоль/см3; р0,001), а число детей с подобными нарушениями было в 3,4 раза выше (р0,001). Активность глутатионпероксидазы (82,30±9,35 нг/см3) в 2,4 раза превышала показатель группы контроля (33,70±4,12 нг/см3; р0,001), а количество детей с высоким уровнем фермента – в 10,6 раза (р0,001). Результаты исследования свидетельствуют о значительном напряжении у детей группы наблюдения окислительных процессов с истощением механизмов защиты у 47,1-55,8%. У детей группы наблюдения Na/К коэффициент (30,420±0,536) был ниже показателя контроля (35,910±0,884) (р0,001), а число детей с нарушенным соотношением Na и К – в 1,7 раза выше (р0,01). Установлено, что у детей группы наблюдения частота выявления повышения активности АСАТ на фоне снижения холинэстеразы в 2,8-5,3 раза выше (р=0,0001), а глубина отклонения показателей от физиологической нормы в 2,0-2,1 раза больше (р=0,0001) контроля. Уровень сиаловых кислот в сыворотке крови детей группы наблюдения в 1,3 раза выше (р=0,0001) и регистрируется в 3 раза чаще (р=0,0001). В группе наблюдения детей с дефицитом витамина В12 и В6 было в 7,1-7,6 раза больше (р0,001), а дефицит витамина С имел каждый десятый ребенок, в то время как в группе контроля физиологическая обеспеченность этим витамином установлена у всех детей (р0,001). В группе наблюдения установлена высокая активность реакций гиперчувствительности немедленного типа (р=0,04), а число детей с повышенным эозинофильно-лимфоцитарным индексом было в 2,8 раза выше контроля (р0,0001). Сравнение среднегрупповых показателей состояния кальциевого обмена не выявило различий в содержании общего и ионизированного кальция (р=0,93-0,96), однако детей с уровнем общего кальция в крови ниже физиологической нормы в группе наблюдения было в 10,7 раза больше, чем в контроле (33% против 3,1%; р0,0001); сниженный уровень ионизированного кальция регистрировался у половины детей группы наблюдения (56%), в группе контроля – только в 0,98% (р0,0001). Среднегрупповое содержание лютеинизирующего, фолликулостимулирующего и тиреотропного гормонов, а также Т4 свободного не имело статистически значимых различий (р=0,54-0,86) в группах, однако уровень кортизола и пролактина у детей группы наблюдения был достоверно выше показателя группы контроля (р0,001). У каждого пятого ребенка группы наблюдения (22,5-22,6%) был снижен уровень кортизола и тиреотропного гормонов, активно участвующих в реакциях адаптации, в то время как в группе контроля таких детей было только 0,98% (р0,001). Содержание N-остеокальцина, С-концевых телопептидов и тартрат-резистентной кислой фосфатазы не имело статистически значимых различий между группами (р=0,62-0,81); уровень маркера ремоделирования костной ткани – костного изофермента щелочной фосфатазы – у детей группы наблюдения был достоверно ниже показателя группы контроля (р0,0001). В группе наблюдения низкие показатели ремоделирования костной ткани были выявлены у 24,8-28,4% детей, что достоверно выше группы контроля (0,98%; р0,0001), а повышенный уровень резорбции в группе наблюдения имели 7,6-9,7% детей (в контроле – 0,98%; р0,0001). Сравнение результатов кариотипирования показало, что полиморфизм хромосом у детей группы наблюдения встречается в 2,2 раза чаще, чем в группе контроля (31,3% против 14,2%; р=0,001), на фоне выявленных у 2,2% детей хромосомных аберраций (группа контроля – 0%; р=0,001).

Глава 7. Причинно-следственные связи повышенного содержания тяжелых металлов в крови с показателями физического развития и адаптационными процессами у детей

Исследование причинно-следственных связей выявило детерминирующую роль повышенной контаминации крови тяжелыми металлами в нарушениях физического развития и адаптационных процессов у детей. Установлена достоверная связь снижения роста и веса детей с повышенным содержанием в крови свинца и хрома: вклад свинца в снижение ростовых показателей составил 45%, вклад хрома в снижение массы тела – 48% (р0,0001). Выявлена зависимость снижения мышечной силы детей от наличия в крови повышенных концентраций свинца, хрома и марганца (вклад свинца – 26%, хрома – 33%, марганца – 39%; р0,002-0,0001). Установлена достоверная связь снижения жизненной емкости легких с повышенным содержанием в крови хрома и марганца. Вклад хрома – 23%, марганца – 40% (р0,001-0,0001). Выявлена достоверная связь снижения биологического возраста детей с повышенным содержанием в крови свинца, вклад которого составил 31% (р=0,003). Установлена связь развития гипореактивности симпатического звена вегетативной нервной системы с повышенным содержанием в крови хрома и никеля (вклад хрома – 32%, никеля – 14%; р0,001-0,003); гипореактивности гуморально-метаболического звена и снижения адаптационно-компенсаторных механизмов вегетативной нервной системы – с повышенным содержанием хрома (вклад хрома 27 и 22% соответственно; р=0,02-0,03); снижение резервных возможностей сердечно-сосудистой системы при нагрузке – с повышенным содержанием свинца и никеля, вклад свинца – 32%, никеля – 27% (р0,0001). Выявлена связь рестриктивных нарушений функции дыхания с повышенным содержанием в крови хрома, никеля и марганца (вклад хрома – 26%, никеля – 18%, марганца – 44%; р0,001-0,012). Установлена зависимость снижения минеральной плотности костной ткани с повышенным содержанием в крови свинца (вклад – 54%) и марганца (вклад – 39%) (р0,003-0,0001). Доказано, что развитие патологии опорно-двигательного аппарата в значительной мере определяется наличием повышенного уровня тяжелых металлов в крови: плоскостопие – марганец (вклад – 28%; р=0,002), сколиоз – свинец и марганец (вклад – 37 и 42% соответственно; р0,0001), деформации позвоночника в горизонтальной и сагиттальной плоскостях – марганец (вклад – 36 и 29% соответственно; р=0,001-0,003). Исследование причинно-следственных связей позволило доказать участие тяжелых металлов в нарушениях обменных процессов. Установлено, что активация процессов оксидации и истощение антиоксидантной защиты связано с присутствием в крови повышенных концентраций никеля, марганца, свинца (вклад от 17 до 39%; р=0,001-0,02); дефицит витаминов С, В12 и В6 на 21-35% определяется свинцом, никелем и ванадием (р=0,004-0,01); снижение уровня Са-ионизированного в крови связано на 26-38% с повышенным содержанием в крови свинца, никеля и марганца (р=0,001-0,04); повышение уровня кортизола на 28% определяется повышенным содержанием в крови марганца (р=0,02); нарушение равновесия процессов ремоделирования и резорбции костной ткани на 19-34% детерминировано свинцом, марганцем и ванадием (р0,001-0,03). Снижение функциональной активности гепатоцитов на 24% – никелем (р=0,001), а развитие сенсибилизации – никелем и марганцем (вклад – 31 и 42% соответственно, р0,001-0,03).

Обсуждение результатов

На основании полученных данных была установлена связь загрязнения объектов среды обитания комплексом тяжелых металлов с нарушениями физического развития и адаптационных процессов у детей (рис. 9).

Предприятия металлургического профиля на селитебных территориях, находящихся в зоне влияния источников выбросов, могут создавать загрязнение среды обитания комплексом тяжелых металлов до 5,0 ПДКс.с., что формирует у детского населения контаминацию крови тяжелыми металлами, в 1,5-5,3 раза превышающую референтные уровни. Увеличение среднесуточной дозы поступления тяжелых металлов в организме на 110-3 мг/кг может увеличивать концентрацию контаминантов в крови на 410-4-7,610-2 мг/дм3. В ходе исследования установлено, что повышенная контаминация крови тяжелыми металлами детерминирует у детей развитие нарушений минерального и электролитного обменов, снижение активности реакций антиокислительной защиты, уровня витаминов, развитие нарушений костного метаболизма, гормонального профиля, ферментативно-синтетической функции гепатоцитов и сенсибилизации. Разбалансированность обменных процессов является основой формирования нарушений физического развития детей и несостоятельности адаптационных процессов, проявляющихся снижением на 10-20% весо-ростовых показателей, грациализацией, дисгармоничным развитием и повышением уровня стигматизации у 40% детей, снижением мышечной силы и минеральной плотности костей, задержкой зубной зрелости и биологического возраста у 20-30% детей, развитием в 1,5-3,8 раза чаще морфологических изменений опорно-двигательного аппарата, снижением на 10-20% резервных возможностей дыхательной системы, развитием рестриктивных нарушений дыхания у 50% детей, снижением на 25-35% адаптационного резерва сердечно-сосудистой и вегетативной нервной систем. Нарушения физического развития и снижение адаптационных возможностей предопределяют повышенную заболеваемость детей болезнями дыхательной, эндокринной и вегетативной нервной системы (в 1,4-1,8 раза), опорно-двигательного аппарата и сердечно-сосудистой системы (в 2,4-2,6 раза), аллергической патологией (в 8,5 раз), в связи с чем более 70% детей имеют третью группу здоровья (рис. 9).


Рисунок 9 – Влияние загрязнения объектов среды обитания комплексом тяжелых металлов на физическое развитие и адаптационные процессы у детей

ВЫВОДЫ

1. Функционирование предприятий металлургического профиля создает на селитебных территориях в зоне влияния предприятия повышенный уровень загрязнения объектов среды обитания комплексом тяжелых металлов (марганец, ванадий, хром, никель, свинец) на уровне до 5,0 ПДК, что формирует у детей контаминацию крови марганцем, ванадием, хромом, никелем, свинцом, в 1,5-5,3 раза превышающую референтный предел.

2. Установлена зависимость повышенного содержания тяжелых металлов в крови от дозы поступления в организм; увеличение среднесуточной дозы тяжелых металлов в организме на 110-3 мг/кг может увеличивать концентрацию контаминантов в крови на 410-4-7,610-2 мг/дм3.

3. У детей с содержанием в крови тяжелых металлов, в 1,5-5,3 раза выше референтного предела, установлено увеличение в 1,6-3,5 раза соматометрических, физиометрических и морфологических нарушений физического развития и в 1,5-3,7 раза – нарушений адаптационных процессов, на 31-35% детерминированных повышенным содержанием марганца, свинца, хрома, никеля и ванадия в крови.

4. Повышение содержания тяжелых металлов в крови в 1,3-2,4 раза увеличивает у детей частоту дисгомеостаза минерального и электролитного обменов, дефицит витаминов, нарушение гормонального фона, снижение ферментативно-синтетической функции гепатоцитов и костного метаболизма, сенсибилизацию организма; нарушения обменных процессов на 19-42% детерминированы повышенным содержанием в крови комплекса тяжелых металлов – марганца, свинца, хрома, никеля и ванадия.

5. Для снижения негативного влияния антропогенного загрязнения среды обитания на здоровье детского населения целесообразно включение потенциально опасных для физического развития и адаптационных процессов тяжелых металлов (марганца, ванадия, свинца, хрома и никеля) в программы экологического мониторинга на территориях размещения предприятий металлургического профиля.