Автореферат и диссертация по медицине (14.00.09) на тему:Здоровье детского населения в условиях антропогенного свинцового загрязнения окружающей среды

Актуальность исследования

Свинец издавна используется человеком в различных сферах хозяйственной деятельности. Вместе с ростом производства и потребления свинца увеличивается его рассеяние в биосфере, связанное с добычей, переработкой, производством продукции и накоплением свинец содержащих отходов [Чибураев В.И., 1999].

Только с выхлопами автотранспорта в атмосферу ежегодно выбрасывается более 350 тысяч тонн свинца. Главным нестационарным источником загрязнения окружающей среды свинцом, помимо автотранспорта является авиация, использующая свинецсодержащий бензин. При сжигании топлива (уголь, нефть, газ) в атмосферу России выбрасывается около 400 тонн свинца в год. В результате охоты в водно-болотные угодья страны попадает до 1400 тонн свинцовой дроби ежегодно. Аккумуляторные заводы сбрасывают около 35 тонн свинца через канализационную систему. По экспертным оценкам, на свалках, транспортных площадках и в других местах по всей территории России в настоящее время находится до 1 млн. тонн свинца в отработанных аккумуляторах [Ключников С.О., Демин В.Ф., Потылико Г.Н., 2001].

Опасность свинца для человека определяется его значительной токсичностью и способностью накапливаться в организме. По оценке РАМН около 85% поступления свинца в организм человека происходит преимущественно с продуктами питания. С атмосферным воздухом поступает незначительное количество свинца - менее 1%, но при этом большая его часть абсорбируется в организме. По расчетам, с питьевой водой в организм человека в России поступает 2-3% свинца[Гильденскиольд С.Р., Кучма В.Р., Винокур И.Л., 1999].

Загрязненная свинцом почва является источником его поступления в продовольственное сырье и непосредственно в организм человека с пылью. Прямое поступление сивнца с почвой и пылью оценивается в 10-12 %. В продовольственное сырье и пищевые продукты свинец может поступать из почвы, воды, воздуха, кормов сельскохозяйственных животных по ходу пищевой цепи. Наиболее высокие уровни содержания свинца отмечаются в консервах в жестяной таре, рыбе свежей и мороженной, пшеничных отрубях, желатине, моллюсках и ракообразных. Высокое содержание свинца наблюдается в корнеплодах и других растительных продуктах, выращенных на землях вблизи промышленных районов и вдоль дорог [Штабский Б.М., 2000].

Отравление детей свинцом является огромной проблемой во всём мире. В силу особенностей обмена, наличия критических периодов роста и развития организм ребенка оказывается наиболее чувствительным к повреждающему действию ксенобиотиков, в том числе и свинца. При этом уровень и агрессивность поступившего в организм ксенобиотика может не превышать предельно допустимые границы. Этот существенный фактор риска является наиболее вероятной причиной задержки нервно-психического развития и неспецифического ухудшения здоровья детей [Баранов А.А., Щеплягина Л.А.,2002].

Многочисленные публикации в отечественной и зарубежной литературе описывают различные эффекты влияния антропогенного свинцового загрязнения окружающей среды на здоровье детского населения. Однако, существующие исследования содержат недостаточно информации по комплексной гигиенической оценке формирования патологических отклонений в состоянии здоровья детей, включая интеллектуальное развитие [Д.Райян, А.Гюзри, К. Масси, 1999, Снакин В.В., 1999].

В Декларации руководителей природоохранных ведомств стран "восьмерки" о влиянии окружающей среды на здоровье детей, принятой в США 06.05.97 г., признана важность проблемы воздействия свинца на здоровье детей, необходимость принятия дополнительных мер по предотвращению попадания свинца в окружающую среду и прекращению производства свинецсодержащих бензинов, дано обязательство исполнять и способствовать соблюдению в международном масштабе Декларации Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) по снижению риска воздействия свинца [Ellis MR; Kane KY, 2000].

Скрининговое исследование дошкольников показало, что адекватным методом для исследования показателей свинцовой нагрузки является определение уровня свинца в крови, причем происходит постоянный пересмотр рекомендуемого допустимого содержания свинца [Esteban Е; Rubin СН; Jones RL; Noonan G., 2001].

Результаты ряда крупных международных и национальных проектов подтвердили, что при концентрации свинца в крови ребенка выше 10мкг/дл происходит снижение коэффициента умственного развития (IQ). Влияние свинца проявляется также в изменениях двигательной активности, координации движений, времени зрительной и слухомоторной реакции, слухового восприятия и памяти. В старшем возрасте явления длительной свинцовой интоксикации выражаются в трудностях обучения [Michael J. Davis, 2002].

В России исследования по определению свинца в крови детей крайне немногочисленны. С 1980г. в различных городах России проводятся систематические исследования по определению накопления свинца в волосах с использованием современных инструментальных методов. Результаты расчётов риска свидетельствуют, что 44% детей в городах России могут иметь изменения в состоянии здоровья, обусловленные действием свинца [Опалинский Э.С., Новикова Г.Р., 1999].

По данным большинства исследователей, в условиях экологического неблагополучия раньше других систем реагируют иммунная, эндокринная и центральная нервная системы, вызывая широкий спектр функциональных расстройств. Затем появляются нарушения обмена веществ и запускаются механизмы формирования экозависимого патологического процесса [Авалиани С.Л., Ревич Б.А., Захаров В.М., 2001].

Среди многочисленных «мишеней» тяжелых металлов свободные радикалы и противостоящие им антиоксидантные системы имеют ведущее положение, так как нарушение баланса между образованием и гашением свободных радикалов обычно приводит к развитию стресса с последующей реальной угрозой гибели клетки и организма в целом. Свинец считается одним из наиболее токсичных металлов. Его пероксидантные эффекты и, в частности ингибирующее влияние на антиоксидантные ферменты, обычно более выражено при острых отравлениях, в том числе производственного характера. При длительном действии, как, например у популяций, которые в течении многих поколений проживают на загрязненных свинцом территориях, активность ферментов подвергается сложным изменениям, и j в том числе может возвращаться к исходному уровню или даже превосходить его, благодаря включению многочисленных адаптационных или селективных механизмов [Трахтенберг И.М., 2001].

Неврологические симптомы относятся к разряду ведущих при свинцовом отравлении, так как они формируются достаточно рано. Интоксикация свинцом опасна не только непосредственными клиническими проявлениями, но и отдалёнными последствиями в форме нарушения высших психических функций вплоть до нарушения социальной адаптации. В США ежегодно регистрируется свыше 250 тысяч случаев снижения умственного развития детей в результате вредного действия свинца [Д.Райян, А.Гюзри, К. Масси, 1999].

Воздействие свинца ассоциируется с повышенным риском антисоциального и делинквентного поведения, и процесс этот развивается постепенно [Olivier Е., 2003].

Таким образом, актуальность исследований состояния здоровья детей в условиях антропогенного свинцового загрязнения окружающей среды связана с распространенностью повреждающего фактора в различных районах России, недостаточностью изученности клинико-гигиенических аспектов данной проблемы в педиатрии, отсутствием научно обоснованных стратегичексих програм по минимизации воздействия свинцового згрязнения на детский организм, способов профилактики неблагоприятных последствий хронической свинцовой интоксикации.

Цель исследования Выявить закономерности формирования ответных реакций детского населения по показателям соматической заболеваемости, неспецифической резистентности, нейроэндокринной и психофункциональной регуляции в условиях длительного загрязнения окружающей среды соединениями свинца.

Задачи исследования

1. Провести комплексный анализ состояния окружающей среды на территории типового аккумуляторного производства и селитебной зоны.

2. Изучить соматическую заболеваемость детей, проживающих в районе расположения аккумуляторного производства.

3. Выявить закономерности формирования функциональных откликов в системах неспецифической резистентности, нейроэндокринной и психофункциональной регуляции детского организма в условиях длительного влияния соединений свинца.

4. Разработать интегральные критерии клинико-гигиенической оценки системы неспецифической резистентности, нейроэндокринной и психофункциональной регуляции детского населения, проживающего в условиях загрязнения окружающей среды соединениями свинца.

5. Создать систему математических моделей, описывающих динамику формирования донозологических ответных реакций системы неспецифической резистентности, нейроэндокринной и психофункциональной регуляции детского населения в условиях свинцового загрязнения.

Научная новизна и практическая значимость исследования

Установлено, что существующий уровень загрязнения окружающей среды соединениями свинца типового аккумуляторного производства является фактором малой интенсивности и представляет реальную опасность для формирования здоровья детей.

Выявлены минимально действующие уровни соединений свинца ниже пороговых, приводящие к формированию различных типов нозологических и донозологических изменений в организме детей.

Впервые выполнена комплексная оценка биологического ответа детского населения на длительное свинцовое загрязнение окружающей среды, включающего донозологические проявления и соматическую заболеваемость, составляющих определенную взаимосвязанную последовательность формирования адаптивных и дизадаптивных изменений. Ключевым звеном развития дизадаптивных реакций являются мембранотоксические эффекты в системах неспецифической резистентности, психофункциональной и нейроэндокринной регуляции.

Приоритетными являются данные о последовательности формирования реакций в условиях свинцовой контаминации, полученные на основе разработанных многофакторных математических моделей, в системе психофункциональной регуляции - сенсомоторные реакции, в системе нейроэндокринной регуляции - гипофизарно-гонадальное звено, в системе неспецифической резистентности ПОЛ-АОЗ - ферментативное звено антиоксидантной защиты. Прогностическими критериями адаптивных изменений установлены: в системе психофункциональных показателей - коэффициент вербального развития, аналитико-синтетические процессы, сенсомоторные реакции; в системе нейроэндокринной регуляции - лютенизирующая активность, гипофизарно - тиреоидное звено; в системе ПОЛ-АОЗ - вторичные продукты перекисного окисления липидов, ферментативное звено антиоксидантной защиты, антиоксидантная активность.

Патогенетически обоснована программа профилактических мероприятий для детского населения, проживающих в условиях антропогенного загрязнения окружающей среды.

Положения, выносимые на защиту

1. Для детей селитебной зоны аккумуляторного производства основным источником избыточного поступления свинца в организм, зависящим от возраста ребенка, являются местные продукты растительного и животного происхождения и пыль поверхностных слоев почвы, с избыточным содержанием ксенобиотика.

2. Ответные реакции детского населения формируются как опосредованный результат кумуляции свинца в биологических средах организма, заключаются в донозологических изменениях неспецифической резистентности, психофункциональной и нейроэндокринной регуляции, повышении показателей свинецзависимой патологии (болезни нервной и мочеполовой системы, опорно-двигательного аппарата, болезни крови и кроветворных органов).

3. В условиях свинцового загрязнения окружающей среды у детского населения формируется функциональный патологический след, включающий дисбаланс показателей системы ПОЛ - АОЗ, угнетение активности гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы и интеллектуального развития.

4. В развитии дизадаптивных реакций важным звеном являются мембранотоксические эффекты в системах неспецифической резистентности, психофункциональной и нейроэндокринной регуляции.

ВЫВОДЫ

1. Свинец является приоритетным фактором, определяющим здоровье детского населения, проживающего в районе типичного аккумуляторного производства. Техногенные выбросы свинца (0.784 т/год) приводят к его избыточному накоплению в значимых звеньях биологической цепи: в почвах - до 250 ПДК, в местных овощах - 15 ПДК, в молоке - 14.3 ПДК.

2. Для детского населения изучаемой территории характерен более высокий уровень заболеваемости и распространенности по общепризнанным «органам -мишеням» сатурнизма (р<0.05): болезней нервной системы, крови и кроветворных органов, болезней мочеполовой системы и опорно-двигательного аппарата, по сравнению с группой контроля.

3. Информативные донозологические изменения здоровья детского населения в условиях длительной свинцовой контаминации формируются на уровне неспецифической резистентность в системе ПОЛ-АОЗ, нейроэндокринной и психофункциональной регуляции.

4. Количество межсистемных корреляционных связей увеличивается на 66.67% в процессе психофункциональной дизадаптации детского населения к длительному влиянию соединений свинца.

5. Изменение интеллектуального статуса детского населения в возрастном диапазоне от 7 до 10 лет в условиях длительного свинцового воздействия основывается на значении коэффициента вербального развития, аналитико-синтетических процессах, успешности сенсомоторной реакции, с эффективностью диагностики 94.73%.

6. Динамика психофункциональной дизадаптации детского населения в возрасте от 7 до 10 лет описывается наиболее чувствительными к воздействию свинца показателями: сенсомоторной реакцией и темпом арифметических вычислений, уровень эффективности которых от 94.12% до 95.65%.

7. Мерой неблагоприятных изменений интеллектуального статуса детского населения при токсическом воздействии свинца является соотношение возраста ребенка и уровня IQ.

8. Адаптивная перестройка системы ПОЛ-АОЗ и нейроэндокринной регуляции в условиях длительного влияния антропогенного свинца заключается в согласованности изменений показателей SOD, а-токоферол, LG, PRL, Т4. Маркерами дизадаптивных изменений в системе ПОЛ-АОЗ являются показатели MDA, GSSG, АОА; в системе нейроэндокринной регуляции - LG, FSG, ТЗ, Т4.