Исследование негативного воздействия техногенных химических факторов окружающей среды на состояние здоровья и показатели заболеваемости детей заслуживают большого внимания в настоящее время. Актуальность проблемы подтверждают сохраняющиеся негативные тенденции в изменении показателей здоровья населения и в первую очередь у детей на промышленно развитых территориях Российской Федерации. Особую роль среди регуляторных систем, обеспечивающих адаптацию организма человека к условиям среды обитания, занимает эндокринная система, при этом она наиболее подвержена негативному воздействию техногенных химических факторов окружающей среды [1, 2, 3, 4].
Среди химических факторов, наиболее серьезную угрозу для формирования эндокринной патологии, нарушений гормоногенеза и процессов развития у детей при хроническом ингаляционном воздействии представляют ароматические (бензол), кислородсодержащие (фенол) и полициклические углеводороды (бенз(а)пирен), оказывающие негативное воздействие на фоне дефицита эссенциальных микроэлементов (йод, цинк) [5, 6].
Вместе с тем, ранее выполненные исследования не в полном объеме характеризуют клинические особенности формирования эндокринных нарушений у детей, проживающих в условиях загрязнения атмосферного воздуха веществами, оказывающими негативное воздействие на гормоногенез.
Цель исследования: выявить клинические особенности формирования эндокринных нарушений у детей на территориях с загрязнением атмосферного воздуха веществами, оказывающими воздействие на гормоногенез, и изучить их связь с воздействием химических техногенных факторов (бензол, фенол, бенз(а)пирен).
Материалы и методы
Проведено клиническое, химико-аналитическое и функциональное обследование детского населения, проживающего в крупном промышленном городе с превышением в атмосферном воздухе содержания бензола, фенола и бенз(а)пирена до 4,1/1,35 ПДК м.р./ ПДК с.с. Группу наблюдения составили 288 детей в возрасте 3-7 лет (5,3±0,25 лет), 45,8 % всех обследованных детей – мальчики (132 человека), 54,2 % – девочки (156 человек).
В зависимости от уровня и спектра загрязнения среды обитания, все обследованные дети были разделены на группы: 92 человека, проживавших в зоне влияния вагонного завода (бензол, фенол), – группа наблюдения № 1; 98 человек, проживавших в центре города (фенол), – группа наблюдения № 2; 98 человек, проживавших в районе технического поселка (фенол, бенз(а)пирен), – группа наблюдения № 3.
Группу сравнения составили 94 человека в возрасте 3-7 лет (5,5±0,09 лет), проживающие в условно чистом районе города, 43,6 % всех обследованных детей – мальчики (41 человек) и 56,4 % – девочки (53 человека). Исследованные территории относятся к районам с лёгким уровнем йодного дефицита.
Для выявления клинических особенностей нарушений эндокринной системы, гормоногенеза и процессов развития у детей было проведено углубленное клинико-лабораторное обследование, которое включало: 1) осмотр врачами-специалистами (педиатр, эндокринолог); 2) ультразвуковое сканирование щитовидной железы по стандартной методике на аппарате «Toshiba VIAMO» (Япония) с использованием линейного мультичастотного датчика; 3) оценку тиреоидного статуса (ТТГ, Т4 свободный, антитела к ТПО в крови) методом иммуноферментного анализа с использованием иммуноферментного анализатора «Infinite F50 Teca» (Австрия); 4) определение уровня экскреции йода с мочой осуществляли в разовой порции мочи церий-арсенитовым методом (Wawschinek O., 1985 г.) в модификации лаборатории клинической биохимии Эндокринологического научного центра РАМН.
Определение уровня цинка в крови проводилось методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на спектрофотометре PERKIN-ELMER-3110 с атомизацией в пламени; бенз(а)пирена – методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, бензола и фенола – методом капиллярной газовой хроматографии и парафазного анализа с использованием аппаратно-программного комплекса «Хроматэк-Кристалл-5000».
Обработка результатов исследований осуществлялась с помощью параметрических методов вариационной статистики (критерии Фишера и Стьюдента). Для оценки различий в значении параметра между малыми выборками использован непараметрический метод Манна – Уитни (Mann – Whitney U-test). Для установления причинно-следственных связей между воздействием техногенных факторов среды обитания и развитием у детей нарушений функций эндокринной системы, характерных клинических синдромов и функциональных нарушений было выполнено математическое моделирование, включающее анализ вероятности регистрации анализируемых показателей при возрастании концентрации химических веществ в крови.
Результаты и их обсуждение
Химико-аналитическое исследование установило, что среднее содержание бензола (0,0017±0,001 мг/дм3) в крови исследуемых детей группы наблюдения № 3 в 1,2 раза превышало показатель группы сравнения (0,0014±0,0006 мг/дм3)(ρ<0,05), концентрация фенола (0,056±0,02-0,07±0,01мг/дм3) в крови детей групп наблюдения № 1,2 в 1,5-1,8 раза превышала показатель группы сравнения (0,038±0,008 мг/дм3)(ρ<0,05), в 5,6-7,0 референтный норматив (0,01±0,037 мг/дм3)(ρ<0,05), содержание бенз(а)пирена (0,000007-0,00001 нг/дм3) в группах наблюдения № 1,2,3 достоверно превышало референтный уровень (0,0±0,000 мг/дм3)(ρ<0,05), на фоне сниженной в 2,1-2,4 раза концентрации цинка в крови (2,87±0,12-3,32±0,122 мг/дм3) в группах наблюдения относительно референтного уровня (табл. 1).
Патология эндокринной системы в общей структуре выявленных заболеваний в группах наблюдения занимала 5 ранговое место и диагностировалась в 1,6 раз чаще (28,7%), чем в группе сравнения (18,0%, р=0,037). Наиболее высокий уровень эндокринной патологии выявлен в группе наблюдения № 3 – 31,5 % (р=0,02).
Таблица 1
Среднегрупповое содержание химических соединений в крови детей исследуемых районов, мг/дм3 (М±m)
|
Вещество |
Рефернтный уровень |
Группа наблюдения |
Группа сравнения |
||
|
№1 |
№2 |
№3 |
|||
|
Бензол |
0,0±0,0 |
0,0007±0,0006 |
0,003±0,001*, ** |
0,0017±0,001* |
0,0014±0,0006 |
|
Фенол |
0,01±0,0037 |
0,056±0,02*,** |
0,07±0,01*,** |
0,036±0,008* |
0,038±0,008 |
|
Бенз(а)пирен |
0,0±0,0 |
0,0000012 |
0,0000071 |
0,00001019* |
0,0000061 |
|
Цинк |
7,00±0,014 |
3,07±0,128*,** |
3,32±0,122* |
2,87±0,12*,** |
3,19±0,11 |
* достоверность различий с референсным уровнем, р1≤0,05
** достоверность различий с группой сравнения, р2≤0,05
В качестве приоритетных нозологических форм в группах наблюдения выявлены: эндемический зоб (E04.9), избыточное питание (E67.8) и ожирение (E66.0) у 7,3-10,1 %, 6,4-10,9 % и 3,0-6,1 % обследованных детей, что в 1,3-2,0 раза чаще, чем в группе сравнения (р≤0,05).
У детей групп наблюдения установлена достоверная причинно-следственная связь вероятности развития заболеваний эндокринной системы, избыточного питания при повышенном содержании в крови бензола (R2=0,76; р=0,00) и бенз(а)пирена (R2=0,31-0,64; р=0,00)(табл. 2).
Содержание гормонов гипофизарно-тиреоидной системы, в частности, Т4 свободного (16,4±1,1-16,6±0,5 пмоль/л), ТТГ (1,2±0,2-1,8±0,1 мкМЕ/см3) и антител к ТПО (1,9±0,5-3,0±3,6 МЕ/см3), находилось в пределах нормы, при этом уровень свободного тироксина в группах наблюдения в 1,13 раза был достоверно ниже группы сравнения – 18,6±0,5 пмоль/л (р≤0,05)(табл. 3).
В группах наблюдения №1,3 выявлен недостаточный уровень йодного обеспечения (8,5-6,9мкг/100см3), экскреция йода с мочой снижена в 1,8-1,4 раза относительно группы сравнения (12,4 мкг/100см3), в 1,2 раза физиологической нормы. При оценке уровня йодного дефицита пониженное содержание йода в моче выявлено у 75,0-90,0 % обследованных детей при 44,4 % в группе сравнения (р=0,016-0,027).
В группах наблюдения установлены достоверные причинно-следственные связи вероятности понижения йода в моче при повышенном содержании фенола в крови (R2=0,14-0,39, F=12,01-45,53; р = 0,000-0,002).
УЗИ щитовидной железы выявило в группах наблюдения изменения структуры и объема органа у 27,6-43,4 % обследованных детей, что в 1,6-2,0 раза больше, чем в группе сравнения (16,7-21,8 %, р=0,01-0,05) (табл. 4).
Таблица 2
Параметры моделей связи нозологий и классов заболеваний эндокринной системы у детей исследуемых районов с химическими факторами среды обитания
|
Параметры моделей |
b0 |
b1 |
R2 |
F |
p |
|
Бензол – Болезни эндокринной системы |
-2,759 |
342,4 |
0,766 |
344,87 |
0,00 |
|
Бенз(а)пирен – Болезни эндокринной системы |
-1,877 |
655,7 |
0,312 |
132,91 |
0,00 |
|
Бенз(а)пирен – Избыточное питание (E67.8) |
2,644 |
133,1 |
0,637 |
509,66 |
0,00 |
Таблица 3
Результаты исследования гормонального гомеостаза и антител к ТПО
|
Показатель |
Норма |
Группа наблюдения (М±m) |
Группа сравнения |
|||
|
Low |
High |
№1 |
№2 |
№3 |
||
|
Т4 свободный, пмоль/л |
10 |
25 |
16,6±0,5* |
16,4±1,1* |
16,5±0,5* |
18,6±0,5 |
|
ТТГ, мкМЕ/см3 |
0,3 |
4 |
1,4±0,1 |
1,2±0,2* |
1,8±0,1* |
1,6±0,1 |
|
Антитела к ТПО, МЕ/см3 |
0 |
30 |
1,9±0,5 |
3,0±3,6 |
2,7±0,9 |
2,9±1,0 |
|
Йод в моче, мкг/100см3 |
10 |
50 |
8,47±2,2* |
10,6±2,7 |
6,9±1,4* |
12,4±3,5 |
* – достоверность различий показателей с группой сравнения (р≤0,001-0,05)
Таблица 4
Данные ультразвукового исследования щитовидной железы у детей исследуемых районов, %
|
Нозология |
Группа наблюдения |
Группа сравн. |
Достоверность отличия |
||||
|
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
P1 |
P2 |
P3 |
||
|
Наличие изменений структуры и объема щитовидной железы |
32,6 |
43,4 |
28,4 |
16,7 |
0,01 |
0,00 |
0,18 |
|
Увеличение тиреоидного объема |
27,6 |
33,4 |
28,1 |
21,8 |
0,59 |
0,26 |
0,52 |
|
Диффузные изменения структуры щ.ж. |
28,7 |
36,7 |
36,3 |
17,9 |
0,08 |
0,02 |
0,01 |
|
Нормальная структура щ.ж. |
59,4 |
56,6 |
63,7 |
80,3 |
0,04 |
0,02 |
0,01 |
р1 – достоверность различий группы наблюдения № 1 с группой сравнения
р2 – достоверность различий группы наблюдения № 2 с группой сравнения
р3 – достоверность различий группы наблюдения № 3 с группой сравнения
Заключение
По результатам проведенного исследования у детей, проживающих на территориях с загрязнением атмосферного воздуха веществами, оказывающими воздействие на гормоногенез (бензол, фенол, бенз(а)пирен) патология эндокринной системы диагностировалась в 1,7 раз чаще (28,7 %), чем в группе сравнения (18,0 %, р=0,037). В качестве приоритетных нозологических форм в группах наблюдения диагностируются – эндемический зоб (E04.9), избыточное питание (E67.8), ожирение (E66.0) у 3,0-10,9 % обследованных детей, что в 1,3-2,0 раза чаще, чем в группе сравнения (р≤0,05). Установлена достоверная причинно-следственная связь развития заболеваний эндокринной системы и избыточного питания при повышенном содержании в крови бензола (R2=0,76; р=0,00) и бенз(а)пирена (R2=0,31-0,64; р=0,00).
Диагностирован сниженный уровень йодного обеспечения (в 1,8-1,4 раза относительно группы сравнения снижена экскреция йода с мочой – 8,5-6,9мкг/100см3, уровень свободного тироксина в группах наблюдения в 1,1 раза достоверно ниже группы сравнения), связанный с воздействием химических струмогенов (снижения экскреции йода при увеличении содержания фенола в крови, R2=0,14-0,39, F=12,01-45,53, р = 0,000-0,002). Ультразвуковое исследование щитовидной железы выявило в группах наблюдения изменения структуры и объема органа у 27,6-43,4 % обследованных детей, что в 1,6-2,0 раза больше, чем в группе сравнения (16,7-21,8 %, р=0,01-0,05).
Рецензенты:
Землянова М.А., д.м.н., профессор, заведующая отделом биохимических и цитогенетических методов диагностики ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», г. Пермь;
Репецкая М.Н., д.м.н., профессор, заведующая кафедрой детских болезней лечебного и стоматологического факультетов, ГБОУ ВПО ПГМА им. ак. Е.А. Вагнера Минздрава России, г. Пермь.
Работа поступила в редакцию 24.06.2014.