Автореферат и диссертация по медицине (14.00.09) на тему:Влияние различных факторов внешней среды на кислородотранспортную функцию крови у детей

'I Си

На правах рукописи

ФРАНКЕ Елена Валентиновна

ВЛИЯНИЕ

РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА КИСЛОРОДОТРАНСПОРТНУЮ ФУНКЦИЮ КРОВИ У ДЕТЕЙ

14.00.09 - педиатрия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург 1997

Работа выполнена в Санкт-Петербургской педиатрической медицинской академии.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор В.В.Юрьев.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Л.В.Эрман,

доктор медицинских наук, профессор С.В.Алексеев.

Ведущее учреждение:

Санкт-Петербургская государственная медицинская академия последипломного образования.

Защита диссертации состоится "«¿^ " 1997 г. в // час

на заседании специализированного Совета Д.084.12.01. ХЗанкт-Пе-тсрбургской государственной педиатрической медицинской академии (194100, Санкт-Петербург, ул. Литовская, д. 2).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке академии.

Автореферат разослан " " (Х-КЩ 1997 г.

Ученый секретарь

специализированного Совета

кандидат медицинских наук,

доцент В.Л.Лисс

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Основным компонентом, осущест-злякяцим кислородотранспортную функщш крови, является гемоглобин. К настоящему времени накоплено значительное количество ¡сследований, посвященных изменению системы гемоглобина, как $ онтогенезе, так и под влиянием различных факторов внешней ;реды [Стародуб Н.Ф., 1987; Лопатина Н.И., Данилова Л.А., 1993; НшБтап Т.НЛ., 1993 и др.].

Однако основная масса исследований, проведенных авторами I касающаяся онтогенетических изменений гетерогенной системы -емоглобина, относится к 70-80-м годам. На современном этапе, характеризующимся нестабильностью социально-экономической обстановки, ухудшением состояния пиродной среды и качества медицинской помощи, возникает проблема нового подхода к понятию 'норма", а, следовательно, к поиску тестов, отражающих воздействие различных факторов применительно к особенностям регионов.

Имеются отдельные работы [Юрьев В.В., Юрьев В.К., Хомич М.М., 1996], посвященные комплексным исследованиям здоровья 1етей в различных регионах Северо-Запада России с использованием автоматизированной системы "ЗапиБ". Работ, касающихся срав-яительных изменений кислородотранспортной функции крови у детей в различных регионах Северо-Запада, нам встретить не удалось.

Цель и задачи исследования. Основная цель работы заключалась в изучении кислородотранспортной функции крови у детей в различных регионах Северо-Запада.

Исходя из поставленной цели, задачами работы явилось:

1. Выявление региональных особенностей состояния окружающей среды в республике Карелия, Коми и городе Санкт-Петербурге.

2. Проведение оценки состояния здоровья детей в вышеуказанных регионах.

3. Определение региональных особенностей изменений кислородотранспортной функции крови и разработка нормативов по изучаемым показателям для детей Северо-Запада.

4. Разработка тестов, позволяющих оценивать неблагоприятное влияние факторов внешней среды на организм детей.

Научная новизна работы. В настоящей работе впервые проведена сравнительная оценка кислородотранспортной функции крови в зависимости от региона и района проживания детей.

Впервые проведено комплексное исследование состава гемоглобина, активности СОД, состояния здоровья детского населения, антропогенных факторов и их сравнительное изучение. Выявлены региональные особенности этих показателей.

Научно-практическая значимость работы состоит в том, что показаны изменения гетерогенной системы гемоглобина в зависимости от различных факторов внешней среды, свидетельствующие о биохимической адаптации кислородотранспортной функции крови на молекулярном уровне. Результаты работы позволили выявить региональные особенности заболеваемости детей, на основании которых могут быть предложены рекомендации, направленные на сохранение и укрепление здоровья детей. На основании полученных результатов предложены тесты, позволяющие сделать раннюю оценку неблагоприятных влияний факторов внешней среды.

Установлены возрастные нормативы фетального гемоглобина, сульфгемоглобина, метгемоглобина, карбоксигемоглобина и активности супероксиддисмутазы у детей Северо-Западного региона России.

Реализация результатов работы. По теме диссертации опубликовано 8 работ. Материалы диссертации доложены на научно-практической конференции "Проблемы оптимизации образа жнзш: и здоровья человека". (СПб, 1995), на Российской конференции пс детской гематологии (СПб, 1995), на III Всероссийском конгрессе с международным участием "Экология и здоровье детей - основ; устойчивого развития общества" (СПб, 1997).

Положения, выносимые на защиту:

1. Выявлены значимые отличия в содержании различны? форм гемоглобина в зависимости от региона проживания.

2. Изменения кислородотранспортной функции крови в раз личных регионах Северо-Запада носят адаптивный характер и на ходятся в тесной взаимосвязи с состоянием системы антиоксндант ной защиты.

3. Для раннего выявления неблагоприятных воздействий раз личных факторов внешней среды на организм детей возможно не пользование в качестве чувствительных тестов изменения гетеро генной системы гемоглобина.

Объем и структура работы. Задачи, поставленные при прове-leniin настоящего исследования, определили структурное построе-е диссертации. Работа состоит из 5 глав, представляющих основ-1ые разделы работы. Диссертация изложена на 149 страницах, ил-дастрирована 14 таблицами н 22 рисунками. Список литературы ¡ключает 278 источников - 128 отечественных н 150 зарубежных

IBTOpOB.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Проведен анализ патологической пораженности детского насе-1ения городов Санкт-Петербург, Сегежа Республики Карелия i Ухта Коми Республики. В исследование вошли 9864 ребенка.

В этих же регионах оценена экологическая обстановка.

Кислородотранспортную функцию оценивали по содержанию Детального гемоглобина по методу одноминутной щелочной дена-урацни [Singer К., 1968], метгемоглобина, карбоксигемоглобина i сульфгемоглобнна по методу М.С.Кушаковского (1968). У части Ifcreii определялась активность супероксиддисмутазы по методу З.А.Костюк и др. (1990). Всего было обследовано 557 детей. Для выяснения возможного влияния экологической обстановки в г.Сеге-ка и г.Ухта были проанализированы результаты внутри региона, >тличающиеся по состоянию атмосферного бассейна (г.Сегежа) 1 водоснабжения (г.Сегежа и г.Ухта).

Для статистической обработки на персональной ЭВМ типа ВМ PC/XT 386 использовались следующие средства:

- пакет прикладных программ BMDP-90 (Biomedical Compiler Programs, версия для PC/AT)

- программа Microsoft Excel for Windows 4.0.

СОБСТВЕННЫЕ ДАННЫЕ

Проведенный санитарно-гигиенический анализ экологической ¡итуации в обследованных регионах выявил отчетливые особеннос-и, связанные со спецификой инфраструктуры промышленного фоизводства.

При общей неблагоприятной ситуации во всех регионах [аиболее значимым

- для г.Ухта являлось загрязнение водного бассейна продук-амп нефтепереработки;

- для г.Сегежа - загрязнение воздушного бассейна в результате целлюлозно-бумажного производства;

- для Санкт-Петербурга - загрязнение и воздуха, и водного бассейна.

В г.Ухта анализировались районы с разным характером водозабора - в первом районе он осуществлялся из реки Ухта и подземных источников, во втором водоснабжение проводилось только из реки Ухты и в третьем - исключительно из подземных источников.

В г.Сегежа были выделены "неблагоприятный" район, находящийся в непосредственной близости от целлюлозно-бумажного н асбестового комбинатов (по розе ветров), район, находящийся в отдалении, был оценен как условно благополучный. Отдельно анализировалась ситуация в пос.Надвоицы, находящегося в 25 км от г.Сегежа, где наиболее значимым фактором являлось загрязнение водного бассейна солями тяжелых металлов и фтором.

□ Ухта □ Cereza □ Санкт-Петербург

Рис. 1. Патологическая пораженность детей заболеваниями по классам МКБ-1Х.

При анализе патологической пораженности можно было отметить следующие региональные особенности. В Санкт-Петербурге и Ухте чаще диагностировались заболевания эндокринной системы, расстройств питания, нарушений обмена веществ и иммунитета (III класс по МКБ). Болезни органов дыхания (VIII класс) имели вы-

сокую распространенность, но не отличались в различных регионах. Болезни кожи и подкожной клетчатки (XII класс) наиболее часто встречались в Ухте, реже в Сегеже и еще реже в Санкт-Петербурге. Особенно большие отличия были обнаружены в отношении заболеваний опорно-двигательного аппарата (XIII класс), они существенно чаще диагностировались в Санкт-Петербурге по сравнению с Ухтой и, тем более, Сегежей. Эти данные приведены на рис. 1.

□ 1-й район 02-й район О 3-й район

Рис. 2. Заболеваемость детей (на 1000) по классам МКБ-1Х по

Рис. 3. Заболеваемость детей (на 1000) по классам МКБ-1Х по районам г.Сегежи.

При анализе внутрирегиональной патологической пораженнос-ти можно было отметить следующие отличия: в г.Ухта достоверно чаще встречались патология органов дыхания (VIII класс) в первом районе и болезни кожи и подкожной клетчатки во втором районе (XII класс) (рис. 2). В г.Сегежа в "неблагополучном" районе чаще наблюдались болезни эндокринной системы, расстройств питания, нарушений обмена веществ и иммунитета (III класс), а в Надвонцах реже диагностировались заболевания органов дыхания (VIII класс) (рис. 3).

Изучение состава гемоглобина показало существенные региональные отличия.

Среднее содержание фетального гемоглобина оказалось наиболее низким в г.Сегежа, при приблизительно одинаковом его уровне в г.Ухте и Санкт-Петербурге (рис. 4), причем необходимо отметить, что он определялся у 78% детей в Санкт-Петербурге и 47% и 42% в Ухте и Сегеже. Одновременно были обнаружены и внутрирегиональные особенности, так в Карелии он наиболее редко встречался и был низким в пос.Надвоицы, а в Ухте - во втором районе (рис. 5).

□ Ухта □ Сегеха □ Санкт-Петербург

Рис. 4. Содержание фетального гемоглобина в различных регионах (в % к общему гемоглобину).

Сегежа, Надвоицы Ухта

Рис. 5. Содержание фетального гемоглобина в зависимости от района проживания в г.Сегежа, пос.Надвоицы и г.Ухта.

Содержание карбоксигемоглобина оказалось наиболее низким в г.Ухта, практически не отличаясь в г.Сегежа и Санкт-Петербург (рис. 6). Значимых отличий во внутрирегиональных районах как в Сегеже, так и в Ухте найдено не было.

□ Ухта □ Сегежа □ Санкт-Петербург

Рис. 6. Содержание карбоксигемоглобина в различных регионах (в % к общему гемоглобину).

Сульфгемоглобин обнаруживался у подавляющего большинства детей обследованных регионов, причем наиболее высокий уровень его наблюдался в Санкт-Петербурге, не отличаясь в г.Сегежа и Ухта (рис. 7). В г.Ухта четко прослеживалась зависимость от района проживания, наиболее высокое его содержание выявлено в третьем районе (рис. 8). В Сегеже такой закономерности найдено не было.

г-/

/ У д.^В-

□ Ухта ОСегежа □ Санкт-Петербург

Рис. 7. Содержание сульфгемоглобина в различных регионах (в % к общему гемоглобину).

□ 1-й район П2-Й район ПЗ-й район

Рис. 8. Содержание сульфгемоглобина в зависимости от района проживания в г.Ухте.

Содержание метгемоглобина оказалось наиболее высоким в г.Сегеже, почти в 2 раза превышая уровни в г.Ухта и Санкт-Петербург (рис. 9). Отчетливо низкий уровень метгемоглобина наблюдался в первом районе г.Ухта (рис. 10), в Сегеже значимых различий в зависимости от района проживания не наблюдалось.

ю

У

У Щ

/

□ Ухта □ Сегежа □Санкт-Петербург

Рис. 9. Содержание метгемоглобина в различных регионах (в % к общему гемоглобину).

10

¿с

СИУ\

Ухта

Сегежа

Рис. 10. Зависимость содержания метгемоглобина от районов проживания в городах Ухта и Сегежа.

Активность супероксиддисмутазы определялась только в г.Ухта и Санкт-Петербург, где она оказалась почти в 2 раза ниже (рис. 11). Одновременно была обнаружена высокая положительная корреляционная связь между активностью фермента и содержанием метгемоглобина (коэффициент корреляции - 0,72).

ПУхта □Санкт-Петербург

Рис. И. Активность СОД в различных регионах (в % ингибирова-

ния).

На основании полученных данных удалось разработать нормальные величины исследованных показателей для здоровых детей Северо-Запада от 2 лет и старше. В связи с достаточно большим разбросом показателей за нормальные были приняты колебания от 10 до 90 центилей (табл. 1).

Таблица 1

Содержание различных форм гемоглобина (в % к общему) и активность СОД (в % ингибировакия) у детей старше 2 лет (по данным исследований Северо-Запада в 1992-1995 г.г.)

Возраст Фетальный Мет- Карбокси- Сульф- СОД

гемоглобин гемоглобин гемоглобин гемоглобин

2-4 года 0-8,5 0-10,9 0-1,92 : 0-1,42 27,0-58,3

5-7 лет 0-8,5 0-6,7 0-1,90 0-1,35 25,5-47,0

Старше 7 лет 0-5,4 0-12,6 0-1,96 0-1,50 -

Сравнительный анализ заболеваемости, изменений гетерогенной системы гемоглобина и активности СОД показал, что каждый обследованный регион характеризуется специфическими особенностями, включающими комплекс факторов. К числу этих факторов можно в первую очередь отнести регионально-климатические, которые в сочетании с неблагоприятными экологическими воздействиями определили структуру патологической пораженности.

Кроме того, имеется зависимость заболеваемости от района проживания. Такая же зависимость прослеживается и в отношении изменений состава гемоглобина. Наши данные свидетельствуют и о том, что у детей, отнесенных к I, II и III группам здоровья, показатели гемоглобина отличаются от общепринятых до настоящего времени нормативов и характеризуются сдвигом в сторону более ранних сроков развития. Это позволяет предположить о некоторой задержке биологического созревания детей.

Полученные результаты исследования состава гемоглобина также свидетельствуют о нарушениях кислородотранспортной функции крови, находящейся в тесной взаимосвязи с системой AÖ3.

Таким образом, сравнение содержания состава гемоглобина, особенностей техногенного загрязнения в регионах и характера заболеваемости показало, что изменение системы гемоглобина может рассматриваться как маркер воздействия определенных неблагоприятных факторов. Так, в регионах, где наиболее значимым являлось загрязнение атмосферы (г.Сегежа и г.Санкт-Петербург), отмечались наиболее высокие цифры карбоксигемоглобина. В этих же регионах обнаружена высокая заболеваемость болезнями органов дыхания.

В регионах, где основным неблагоприятным фактором являлось загрязнение водного бассейна (пос.Надвоицы, 1-й и 3-й районы г.Ухты), отмечаются наиболее высокие значения метгемоглоби-на. В этих же регионах проживания была отмечена наиболее высокая заболеваемость болезнями эндокринной системы и желудочно-кишечного тракта.

Между повышенными значениями фетального гемоглобина, сульфгемоглобина не удалось обнаружить четкой корреляции этих показателей с уровнем техногенного загрязнения в обследуемых регионах.

ВЫВОДЫ

1. Установлены региональные особенности состава гемоглобина, отражающие изменения кислородотранспортной функции крови, направленность которых имеет характер омоложения и свидетельствует о задержке созревания (наступления биологической зрелости).

2. Определены стандартные величины по основным составляющим системы гемоглобина для здоровых детей республики Коми, Карелии и Санкт-Петербурга.

3. Показана взаимосвязь активности СОД и кислородотранспортной функции крови. Кроме того, низкая активность СОД сочетается с высокой заболеваемостью костно-мышечной системы и соединительной ткани у детей.

4. Заболеваемость обследованных детей, проживающих в регионах Северо-Запада России составила 3008,8. Из них наиболее низкая отмечена в Карелии - 2563,9%?, в г.Ухте и г.Санкт-Петербурге она была выше и составила соответственно 3305,0%о н3157,5%^

Наибольшую распространенность в республиках Коми и Карелия имеют заболевания эндокринной системы, обмена веществ, расстройства питания и иммунитета, болезни органов дыхания, болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани. В Санкт-Петербурге преобладают болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани.

5. Дана подробная санитарно-гигиеническая характеристика обследуемых регионов. Определены специфические неблагоприятные факторы каждого региона в отдельности.

Наиболее загрязнена атмосфера в г.Санкт-Петербурге и г.Се-геже, неудовлетворительное состояние водного бассейна отмечается в 1-м и 3-м районах г.Ухты, а также в пос.Надвоицы.

6. Установлена взаимосвязь заболеваемости, изменений системы гемоглобина, активности СОД, кислородотранспортной функции крови с воздействием различных неблагоприятных факторов внешней среды. Так, в регионах с наиболее загрязненной атмосферой (Сегежа и Санкт-Петербург), отмечены наиболее высокие значения карбоксигемоглобина, а также значительный вес заболеваний органов дыхания в структуре патологической пораженности детского населения.

В регионах с неудовлетворительным состоянием водного бассейна (1-й и 3-й районы г.Ухты и пос.Надвоицы) наиболее высоко содержание метгемоглобина, высокий уровень эндокринной патологии и болезней желудочно-кишечного тракта.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для выявления неблагоприятных воздействий факторов внешней среды на организм детей рекомендуется в качестве дополнительных исследований использовать такие чувствительные тесты, как определение феталыюго гемоглобина, метгемоглобина, карбок-сигемоглобина и сульфгемоглобина.

2. Использовать в качестве маркеров для характеристики загрязнения атмосферы - карбоксигемоглобин, для характеристики загрязнения водного бассейна - метгемоглобин.

3. Для оценки отклонений в состоянии здоровья ребенка использовать полученные в настоящей работе стандартные величины по содержанию основных компонентов гемоглобина для детей Северо-Западного региона России.

4. Состав гемоглобина следует использовать в качестве дополнительного критерия для оценки биологического возраста детей.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Франке Е.В., Засульский Ф., Иванов А. Гликозилирование белков. Тез. городской научн. конф. "Возрастные особенности детского организма в норме и патологии". - Л., 1985.

2. Франке Е.В. Гликнрование белков крови животных. Тез. городской межвузовской конф. "Энзимодиагностика, возможности и перспективы". - Л., 1985.

3. Франке Е.В., Горланов И.А., Блннов А.Е., Турина О.П., Севашевич A.B. Некоторые показатели иммунитета и факторов неспецнфическон защиты при нейродермитах у детей. Тез. докл. И Всерос. съезда дерматологов и венерологов. -Челябинск, 1989. - С.424-426.

4. Франке Е.В. Гетерогенная система гемоглобина в диагностике гематологических заболевании у детей. В кн.: От наукн к практике. Тез. Рос. конф. по детской гематологии. - СПб., 1995. - С.41-42.

5. Франке Е.В. Изучение состава гемоглобина у детей в различных регионах Северо-Запада России. В кн.: Проблемы оптимизации образа жизни и здоровья человека. Научно-практ. конф. - СПб., 1995. - С.200-201.

6. Франке Е.В. Производные гемоглобина в онтогенезе п их изменения под влиянием внешних воздействий. В кн.: Концепция развития Санкт-Петербурга на ближайшие и отделенные периоды с расстановкой приоритетов, основанных на общественном согласии. - СПб., 1996. - С.53-54.

7. Франке Е.В. Гетерогенность система гемоглобина при гематологических заболеваниях у детей. В кн.: 1 Северо-Западная научно-практ. конф. педиатров н детских хирургов, посвященная Дню защиты детей и 20-летню ДГБ N1. - СПб., 1997.

8. Франке Е.В., Юрьев В.В., Данилова Л.А. Влияние внешней среды на кислородотранспортную функцию крови. Тез. Ill Всерос. Конгресса с международным участием "Экология и здоровье детей - основа устойчивого развития общества". - СПб., 1997.