CC BY
55
УДК 616.832-004.2-02:574.24:546.3:001.8(045)
АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ КАДМИЕМ И НИКЕЛЕМ И ЕГО ВОЗМОЖНОЕ ВЛИЯНИЕ НА РАЗВИТИЕ РАССЕЯННОГО СКЛЕРОЗА
© 2014 М.И. Белоусов, И.И. Шоломов, Ю.Ю. Елисеев
Саратовский государственный медицинский университет им. В.И.Разумовского
Поступила в редакцию 02.10.2014
Впервые проведено изучение содержания кадмия и никеля в городской среде на возможное участие в развитии рассеянного склероза у населения г. Саратова. Было проведено изучение содержания кадмия и никеля в биосубстратах больных рассеянным склерозом и окружающей среде. Установлено, что увеличение содержания кадмия и никеля в объектах городской среды коррелирует с показателями заболеваемости рассеянным склерозом. Высокий уровень загрязнения окружающей среды кадмием и никелем способствует развитию заболевания рассеянным склерозом у восприимчивых групп населения.
Ключевые слова: экотоксиканты, рассеянный склероз, антропотехоногенное загрязнение, кадмий, никель
Современное состояние учения о рассеянном склерозе (РС) позволяет вывести его за рамки нозологической формы и рассматривать как модель взаимодействия иммунной, нервной и эндокринной систем в условиях непрерывного течения патологического процесса, возникающего под влиянием антропотехногенных факторов, что придает проблеме фундаментальное значение. [1]. Наблюдаемый в последние годы во всем мире рост заболеваемости РС сопровождается резким подъемом уровня инвалидности молодого населения [2]. На сегодняшний день наиболее общепринятым является мнение, что РС может возникнуть в результате взаимодействия ряда неблагоприятных внешних и внутренних факторов. К неблагоприятным внешним факторам относят вирусные и/или бактериальные инфекции; влияние токсических веществ и радиацию (в т.ч. солнечную); особенности питания; геоэкологическое место проживания, особенно велико его влияние на организм детей; травмы; частые стрессовые ситуации. Генетическая предрасположенность к РС, вероятно, связана с сочетанием у данного индивидуума нескольких генов, обусловливающих нарушения системе иммунорегу-ляции. Таким образом, этиология РС до сих пор представляется недостаточно ясной, и изучение
Белоусов Михаил Игоревич, аспирант. Е-mail: mihail1404@mail.ru
Шоломов Илья Иванович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой нервных болезней. Е-mail: ilsholomov@mail.ru
Елисеев Юрий Юрьевич, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой общей гигиены и экологии. Е-mail: yeliseev55@mail.ru
влияния тяжелых металлов (ТМ) на распространение болезни может выявить новые факторы в ее развитии [3].
Новизна исследования заключается в оригинальном подходе, связанным с изучением возможного влияния содержания ТМ в городской среде на участие в развитии РС на конкретном примере населения г. Саратова, что ранее не проводилось.
Методика исследования состояла в изучении показателей уровня заболеваемости РС городского населения при антропогенном воздействии кадмия и никеля. Для унификации и получения сопоставимых данных были разработаны карты эпидемиологического и клинического обследования больных, была изучена информация отчетов неврологических кабинетов поликлиник и сформирована выборка пациентов с достоверным РС. В проведении исследования приняли участие 450 человек с РС с данными анамнестического, клинического наблюдения и инструментальной диагностики. Включение в исследование проводилось в соответствии с диагностическими критериями McDonald et al., 2010. Началом заболевания считали момент появления первых симптомов. Время постановки диагноза РС определяли по году его установления неврологом. Критериями исключения были наличие других неврологических заболеваний. В качестве контрольной группы приняли участие в исследовании 30 обследуемых одной возрастной группы обоего пола. Все прошли осмотр и не имели патологии со стороны ЦНС и соматических заболеваний с симптомами, аналогичными
РС. Обследование проводилось среди лиц, кото- накоплению экотоксикантов. Саратов имеет кот-рые подписали добровольное информированное ловинный рельеф в центральной и южной и согласие относительно взятия в стерильных ус- холмисто-балочный равнинный рельеф в север-ловиях, из локтевой вены 20 мл крови, с после- ной частях города. Основная застроенная часть дующим определением содержания кадмия и города, включая исторический центр, размещена никеля, а так же определением этих элементов в в Приволжской котловине. Саратовская котло-моче. вина узкими мысообразными водоразделами де-Все прошедшие обследование и вошедшие лится на три субкотловины: Северную, Цен-в исследование проживали в г. Саратове, распо- тральную и Южную. В Северной возник и разложенном в Среднем Поволжье, на правом бере- вивался Саратов до 20-х годов XX века. Это гу р. Волги, в южной части Восточно-Евро- наиболее освоенная и плотно застроенная часть пейской равнины. Административно по данным Саратова. В Центральной расположена северная 2013 г. Саратов включает 6 районов: Заводской часть Заводского района с главными машино-(187,8 тыс. чел.), Ленинский (262,4 тыс. чел.), строительными предприятиями. Южная пред-Кировский (135,1 тыс. чел.), Волжский (73,0 тыс. ставляет собой сочетание крупных промышлен-чел.), Фрунзенский (50,1 тыс. чел) и Октябрь- ных предприятий химии и нефтехимии, нефте-ский (118,8 тыс. чел.), общей численностью хранилищ, агропромышленных комплексов, 827,2 тыс. человек. 4 последних района распо- дачных массивов и жилой застройки разного ти-ложены в центре города и традиционно счита- па - от частной одноэтажной до многоэтажной. ются «центральными». Центральные районы го- Застройка в южной промышленной зоне (Заво-рода занимают площадь в 141 км2, что составля- дской район) носит «полосчатый» характер: воет 40,3% площади города, промышленные - 209 круг крупных заводов, а также вдоль линии же-км2, или 59,7%. Плотность населения централь- лезной дороги находятся поселки разноэтажной ных районов - 2,8 тыс. чел, а в промышленных и индивидуальной застройки. Центральная и районах - 2,4 тыс. человек на 1 км2. южная части города расположены в котловине Анализ природно-ландшафтных и градпла- (высота над уровнем моря 50-80 м), окружённой нировочных особенностей городской территории с 3-х сторон невысокими горами Приволжской показал, что Саратов представляет собой мозаику возвышенности: Лысая (286 м), Лопатина (274 совершенно различных по природным условиям м), Алтынная (251 м), Соколовая (165 м), Увек ландшафтных выделов, способствующих ( 1 35 м).
Рис. 1. Цифрами обозначены горы, окружающие Саратов: 1 - Лысая гора, 2 - Лопатина гора, 3 - Алтынная гора, 4 - Соколовая гора, 5 - Увек
Среди возможных причин роста встречаемости РС наиболее часто указывались промышленные факторы, производственная деятельность, урбанизация городов [4-6]. В то же время
г. Саратов - один из развитых в промышленном отношении городов Поволжского региона. Он может быть отнесен к территориям с высокой степенью экологического неблагополучия, так
как в городе функционируют большое количество промышленных площадок, на которых расположены предприятия химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей отрасли, теплоэнергетического комплекса, растет производство строительных материалов, машиностроение [7].
Оценка качественных и количественных характеристик показателей состояния атмосферного воздуха проводилась на базе комплексной лаборатории по мониторингу окружающей среды ФГУ «Саратовский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» прямыми инструментальными исследованиями уровня загрязнения воздуха в жилых районах, вблизи промышленных предприятий и местах с интенсивным движением транспорта. Количественное изучение содержания химических веществ в почве проводилось в Саратовском областном ФГУЗ «Центре гигиены и эпидемиологии». Биологический мониторинг за содержанием кадмия и никеля, находящихся в сыворотке крови и в моче, проводился на базе лабораторной службы Хеликс методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Статистическая обработка результатов выполнена при помощи пакета программ Statistica for Windows, Release 6.0, "StatSoft Inc." и с использованием программных средств «MS Excel for Windows». Для оценки различий показателей по сравнению с исходными данными были использованы t-критерий Стьюдента и непараметрические методы.
Экспериментальная часть с анализом, обобщением и обсуждением результатов исследования. Результаты первого этапа исследования - характеристика выборки исследования: большую часть обследованных пациентов с РС составляли 290 женщин (64,5%), меньшую 160 мужчин (35,5%). Средний возраст больных на момент обращения был 38±1,6 года. Степень поражения центральной нервной системы значительно варьировала в зависимости от времени возникновения, продолжительности воздействия патологического фактора. В группе сравнения средний возраст составил 34±2,8 лет. В этой группе равномерно были представлены
Из всех обратившихся в клинику больных с наибольшей частотой отмечались больные с цереброспинальной формой РС с ремитирующим типом течения заболевания. Так, с данной формой патологии в 68,2% случаев больные выявлялись в Ленинском и в 59,5% в Кировском районах г. Саратова. Вторично-прогресирующий тип течения заболевания РС был выявлен в 21,3% случаев, а первично-прогрессирующее течение заболевания отмечалось у 14,9% пациентов, проживающих в Ленинском и Кировском районах города. Аналогичное распределение типов течения заболеваний РС отмечалось и у больных, проживающих в Заводском и Октябрьском районах г. Саратова (по 13,5%).
Наиболее частым симптомом начала заболевания у больных РС являлось нарушение функций тазовых органов, что, как правило, проявлялось в виде частичной задержки или императивных позывов на мочеиспускание -55,4%. Напротив, такие симптомы начала заболевания, как ретробульбарный неврит и частичная атрофия дисков зрительных нервов, диагностировались крайне редко,
соответственно составляя 3,5% и 0,9%. Больные с данной симптоматикой проживали как в вышеуказанных, так и в остальных районах города. Нетипичными для поражения зрительного нерва при РС являются: отсутствие боли в дебюте; значительное снижение зрения; двустороннее поражение; отсутствие
спонтанного восстановления зрения через 2-3недели.
На втором этапе исследования изучено содержание металлов в биосубстратах обследуемых, что является одним из адекватных критериев оценки степени накопления кадмия и никеля. Это было использовано для установления корреляционной зависимости между загрязнением среды ТМ и состоянием здоровья человека. Из 450 обследованных с достоверным РС сформирована идентичная контрольной группа из 30 человек с ремиттирующим типом течения заболевания для изучения содержания никеля и кадмия в крови и моче. Полученные результаты по определению токсичных металлов сравнивали с физиологически допустимыми величинами [911].
Концентрация кадмия в сыворотке крови больных РС составляла у женщин 0,065±0,05 мкг/л и у мужчин 0,071±0,04 мкг/л, превышала референсные значения содержания ТМ, а также наличие его в сыворотке крови обследованных из группы сравнения 0,032±0,03 мкг/л. Аналогичные результаты были получены в отношении содержания в сыворотке крови больных РС никеля, который составлял 0,34±0,09 мкг/л, в то
мужчины и женщины.
Предстояло проанализировать степень распространенности РС на территории г. Саратова. В большинстве популяций риск РС приблизительно одинаков и варьирует от 35 до 70 случаев на 100 000 населения [8]. Распространенность РС была рассчитана для всех жителей г.Саратова, отнеся 450 больных на 01.01.2014 г. к численности населения в 840 785 человек. Она оказалась равной 53,5 на 100 000 населения.
время как в сыворотке крови контрольной группы уровень содержания никеля составлял 0,13±0,06 мкг/л (при уровне токсичности никеля > 50 мкг/л). Еще более наглядным представлялось выявленное нами у обследуемых больных с РС, проживающих в Кировском и Ленинском районах, наличие высокого уровня содержания никеля в моче, равное соответственно 1,8±0, 1 и 1,5±0,09 мкг/л (р < 0,05), что более, чем в 2 раза превышало концентрацию никеля (0,7±0,05 мкг/л) в моче контрольной группы. Вместе с тем, содержание никеля в моче обследуемых пациентов из Заводского и Октябрьского района также было высоким, однако результат не был достоверным (р > 0,05), по сравнению с группой контроля соответственно составлял 1,0±0,09 и 0,9±0,06 мкг/л. Изучаемая нами концентрация кадмия в моче больных, проживающих в Кировском районе, была на уровне 3,6±1,2 мкг/л, а в Ленинском - 4,0±1,59 мкг/л, что превышало средние показатели физиологической нормы соответственно в 1,5-2 раза (р<0,01). Высокие концентрации кадмия и никеля в исследованных биосубстратах обследуемой группы могли быть связаны с их высоким содержанием в окружающей среде.
Анализируемое распределение больных по районам, на наш взгляд, объяснялось концентрированием загрязняющих веществ в объектах городской среды, что было напрямую связано с особенностями городского рельефа и городской атмосферы, являющимися природными факторами экологического риска. В целом город имеет котловинный рельеф в центральной, южной, и холмисто-балочный рельеф в северной своих частях. Последнее и способствует накоплению экотоксикантов, где и расположены Кировский и Ленинский районы.
Рис. 2. «Роза ветров» для г. Саратова за 2013 г.
К факторам, существенно влияющим на распределение ТМ в городской котловине, также относится ветровой режим (рис. 2). На территории города имеет место частая повторяемость
ветров западных румбов (52,8%), значительна также доля южных и восточных ветров (43%). Наиболее неблагоприятны ветры южного и западного направлений, оказывающие большое влияние на миграцию загрязняющих веществ в Ленинский и Кировский районы. Таким образом, котлованный рельеф, направление господствующих ветров, частые штили, характерные для г. Саратова, способствуют застою воздушных масс и, следовательно, загрязняющих веществ в селитебной зоне центральных частей города, где и расположен Кировский район.
Следует отметить, что максимальные среднесуточные концентрации кадмия в атмосфере над территорией г. Саратова в 2013 г. были на уровне 0,0015-0,0017 мг/м3, что, ниже среднего содержания кадмия в атмосфере промышленных городов России (0,01 мг/м ), однако это в 5-5,5 раз превышало ПДК. Содержание никеля в атмосферном воздухе г. Саратова обнаруживалось в количестве 0,0073-0,0081 мг/м3 (7,3-8,1 ПДКсс). Среднегодовые концентрации кадмия составили 0,0013±0,00021 мг/м3 (4,3 ПДКсс) и никеля 0,0061±0,0007 мг/м3 (б,1 ПДКсс).
Гигиеническая значимость загрязнения почвы в черте населенного пункта определяется главным образом как источника вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха, с одной стороны, и как индикатора загрязнения атмосферного воздуха, с другой. В городских почвах всех районов города, за исключением Ленинского и Кировского, среднее содержание никеля практически не превышало фоновое. Наиболее опасные концентрации никеля были связаны, в основном, с очагами локального загрязнения на территории отдельных промышленных предприятий, в основном расположенных в Ленинском районе, что на фоне высокого естественного содержания элемента могло представлять угрозу для людей, проживающих в непосредственной близости от источников загрязнения. Было выявлено значительное загрязнение почв северной и центральной частей (Ленинский и Кировский районы) города никелем на площади 100-120 га с концентрацией в пределах 15001700 мг/кг (18,8-21,3 ПДК).
Выводы:
1. В отдельных районах города заболеваемость РС представлена не равномерно. 86,5% больных проживали в Ленинском и Кировском районах города.
2. Повышение заболеваемости РС коррелирует с высоким уровнем содержания кадмия и никеля в отдельных районах городской среды.
3. Высокий уровень загрязнения окружающей среды кадмием и никелем может являться пусковым моментом в развитии заболевания РС.
4. С целью уменьшения роста заболеваемостью РС рекомендовать с профилактической целью рациональное и сбалансированное по витаминному и микроэлементному составу питания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Завалишин, ИА. Рассеянный склероз: современные аспекты этиологии и патогенеза // ИА. Завалишин, М.Н. Захарова // Журн. неврологии и психиатрии. Спец. вып. «Рассеянный склероз». 2003. № 2. С. 1017.
2. Гришина, Л.П. Актуальные проблемы инвалидности в Российской Федерации / Л.П. Гришина, Д.Д. Войтехов, Н.Д. Талалаева. - М., 1995. С. 128-129.
3. Шмидт, Т.Е. Рассеянный склероз: руководство для врачей. 2-е изд. / Т.Е. Шмидт, Н.Н. Яхно. - М.: МЕДпресс-информ, 2010. 272 с.
4. Алексеева, Г.Ю. Влияние факторов антропотехно-генного загрязнения на развитие рассеянного склероза в Саратове / Г.Ю. Алексеева, М.И. Белоусов, Ю.Ю. Елисеев, И.И. Шоломов // Окружающая среда и здоровье. Материалы науч.-практ. конф. с межд. уч., посвященной 100-летию основания ка-
ANTHROPOGENOUS POLLUTION OF THE URBAN ENVIRONMENT BY CADMIUM AND NICKEL AND ITS POSSIBLE INFLUENCE ON THE DEVELOPMENT OF MULTIPLE SCLEROSIS
© 2014 M. I. Belousov, I.I. Sholomov, Yu.Yu. Eliseyev Saratov State Medical University named after V.I. Razumovskiy
For the first time it was carried out the research of cadmium and nickel content in urban environment on the possible participation in development of multiple sclerosis in the population of Saratov. It was carried out the research of cadmium and nickel content in biosubstrata of patients with multiple sclerosis and environment. It is established that increase of cadmium and nickel in objects of urban environment correlates with indicators of multiple sclerosis incidence . High level of environmental pollution by cadmium and nickel promotes development of multiple sclerosis in susceptible groups of the population.
Key words: ecotoxicant, multiple sclerosis, anthropotechonogenicpollution, cadmium, nickel
Mikhail Belousov, Post-graduate Student. Е-mail: mihail1404@mail.ru
Iliya Sholomov, Doctor of Medicine, Professor, Head of the Nervous Diseases Department. Е-mail: ilsholomov@mail.ru
Yuriy Eliseev, Doctor of Medicine, professor, Head of the Common Hygiene and Ecology Department. Е-mail: yeliseev55@mail.ru
федры общей гигиены и экологии и 10-летию создания медико-профилактического факультета. -Саратов, 2012. С. 13-14.
5. Flodin, U. Multiple sclerosis in nurse anaestatists / U. Flodin, A.M. Landtblom, O. Axelson // Occup. Environ. Med. 2003. V. 60 (1).P. 66-68.
6. Макаров, В.З. Ландшафтно-экологическая модель территории крупного города. В. кн. Геологические науки-99. Избр. труды межвуз научн. конференции.
- Саратов, 1999. С. 100-103.
7. Авцын, А.П. Микроэлементозы человека / А.П. Ав-цын, А.А. Жаворонков, МА. Риш, Л.С. Строчкова.
- М.: Медицина, 1991. 496 с.
8. Гусев, Е.И. Эпидемиологические характеристики рассеянного склероза в России / Е.И. Гусев, ИА. Завалишин, А.Н. Бойко и др. // Журнал неврологии и психиатрии (Рассеянный склероз). 2002. Т. 102, № 2. С. 3-5.
9. Ревич, Б.А. Загрязнение атмосферного воздуха городов России как причина изменений состояния здоровья людей // Бюллетень Центра экологической политики России. 2000. №6. С. 19-21.
10. Штабский, Б.М. О единой допустимой суточной дозе ксенобиотиков и их ПДК в различных средах / Б.М. Штабский, М.Р. Гжегосткий // Токсикологический вестник. 2002. №1. С. 28-33.
11. Эмсли, Дж. Элементы. - М.: Мир, 1993. 256 с.
