CC BY
5
занятий при освоении различных предметных ядер свидетельствуют о выраженном влиянии учебной нагрузки на организм. Как было показано, наибольшая изменчивость дорабочих уровней указанных признаков и наибольшие сдвиги неблагоприятного характера под влиянием учебной нагрузки происходили при изучении химико-биологического, технического и физико-математического профилей. Учитывая ухудшение скорости сенсомотор-ных реакций, критической частоты световых мельканий, пропускной способности зрительного анализатора при наличии значительных межкурсовых различий на этих профилях, можно говорить о напряженной степени функционирования и развитии утомления вследствие того, что еще не достигнут оптимальный уровень адаптированное™ [4, 8]. На значительную степень утомления указывают также коэффициенты — реакция на движущийся объект (увеличение коэффициента реакции на движущийся объект до 1,6—1.9 усл. ед. и коэффициента баланса до 1,0 усл. ед.). Снижение напряжения функциональных систем при изучении медицинского, гуманитарного и коммерческого профилей, о чем свидетельствует недельная и дневная динамика критической частоты световых мельканий, зрительно-моторной реакции, пропускной способности зрительного анализатора, реакции на движущийся объект, а также постоянство в течение всего периода обучения, указывает на долговременную адаптацию этих лицеистов к учебной нагрузке.
Литература
1. Адаптация организма подростков к учебной нагрузке / Колесов Д. В., Корниенко И. А., Фарбер Д. А. и др. - М., 1987.
2. Анохин П. К. Узловые вопросы теории фунциональ-ной системы. — М., 1980.
3. Грвбняк И. П., Машинистов В. В. // Гиг. и сан. — 1993. - № 6. - С. 36-37.
4. Евстафьева В. //., Шеин С. В., Никулочкина Л. /О. Ц Индивидуальные психофизиологические особенности человека и профессиональная деятельность. — Черкассы, 1991. - Т. 1. - С. 103-105.
5. Зеллис Ж. И. // Гиг. и сан. - 1994. - № 8. -С. 29-31.
6. Казаков В. И., Лях Ю. Е., Середенко Л. П. // Актуальные проблемы физиологии труда и профилактической эргономики. — 1990. — Т. 4. — С. 108—109.
7. Казначеев В. П. Современные аспекты адаптации. — Новосибирск, 1980.
8. Лупандин В. В., Лупандин В. Н. // >KvpH. высш. нервн. деят. - 1994. - Т. 44, № 3. - С. 610-613.
9. Шалимов П. М., Книга В. В.. Глухое Д. В. // Воен,-мед. журн. - 1994. - № 1. - С. 57.
Пгктупнла 05.11.97
Summary. The main point of a Lyceum is specialized education. The features of its educational process were studied by 6 profiles: medical, humanitarian, physicomathemati-cal, chemobiological, technical, and commercial. The impact of either profile on the functional status of 2627 children was also examined. Study at the chemobiological, technical, and physicomathematical Lyceums was shown to exert an unfavourable influence on the children's health.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1999 УДК 613.954:614.71-074
3. И. Намазбаева, Г. А. Кулкыбаев, Д. М. Джангозина, М. А. Мукашева, Н. М. Жанбасинова
ИНФОРМАЦИОННОЕ ЗНАЧЕНИЕ БИОКУМУЛЯЦИИ МЕТАЛЛОВ В ВОЛОСАХ У ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
Институт физиологии и гигиены трула АН Республики Казахстан. Караганда
В настоящее время с особой остротой встает проблема биохимического мониторинга человека в экологически неблагоприятных регионах, одним из которых является Карагандинская обл. [5|.
Одной из особенностей экологически обусловленных интоксикаций является длительный латентный период, в течение которого происходят метаболические изменения как ответ на постепенное накопление ксенобиотиков. В популяции это сопровождается повышением неспецифической заболеваемости, когда на определенное количество химических соединений, в том числе и на металлы, в организме не происходит формирования специфического "отклика". При этом в организме ку-мулируются ксенобиотический фактор, проявляющийся на первом этапе реакцией адаптации, трансформирующейся затем в преморбидные доклинические изменения, которые в последующем могут разрешаться клиническими синдромами. С учетом этого необходимы чувствительные методы индикации ранних изменений в организме, в том числе и при накоплении металлов.
На основании последних публикаций установлен факт накопления тяжелых металлов в волосах у детей в зависимости от расположения промыш-
ленных предприятий |5, 9|. Однако крайне недостаточно изучена взаимосвязь накопления металлов в волосах и раннего метаболического изменения в организме. Это особенно важно, так как выявление ранних преморбидных отклонений позволят своевременно проводить профилактические и оздоровительные мероприятия.
Цель наших исследований — выявление связи между накоплением металлов в волосах и ранними метаболическими реакциями в организме у детей, проживающих в районе с различным уровнем загрязнения.
Для оценки состояния здоровья детей применяли комплекс неинвазивных методов исследования. Для этого использовали конденсат выдыхаемого воздуха (КВВ), волосы, мочу, буккальные эпителии щек. В настоящее время считается общепринятым участие гистамина и серотонина в патогенезе многих заболеваний и состояний, в связи с чем мы сочли необходимым провести определение их в КВВ и моче |11|. КВВ собирали по методу [10]. Мочу для биохимических исследований обрабатывали согласно рекомендациям [2]. Определяли хо-линэстеразу (ХЭ) набором Био-Ла-Тест, лактатде-гидрогеназу (ЛДГ) и щелочную фосфатазу (ЩФ) с
Таблица
Сопоставление содержания микроэлементов в волосах (в мкг/г) у детей дошкольного возраста (6—7 лет)
Источник данных [_РЬ_|_^п_I_Си_!_Со_|_Сг_;_N1
ВОЗ 9.17 134 24,6 0.25 0.68 0.8
РайонС 5,0 ± 0.3 127 ±1,8 20 ± 3.8 0,2 ± 0,07 0,8 ± 0.09 0.8 ± 0,04
использованием автоанализатора. Параллельно проводили подсчет микроядер в буккальных эпи-телиях щек; для исследования использовали опущенные эпителиальные клетки, полученные из полости рта [4|. В волосах и моче определяли металлы атомно-адсорбционным спектрофотометром; подготовку биосубстратов проводили по методическим рекомендациям [3]. Дети для обследования были подобраны по методу копия—пара. Группу обследованных составили 300 детей в возрасте 6—7 лет, родившихся, проживающих и посещающих детские сады в изучаемых районах.
Основными источниками загрязнения воздушного бассейна Караганды являются угольные шахты, ТЭЦ — 1,3, промышленные предприятия: металлургический комбинат, заводы отопительного оборудования, металлоконструкций, проектные выбросы которых в атмосферный воздух составляют около 70 т пыли и газа в год [5]. Поступающие в воздушный бассейн промышленные выбросы способствуют значительному загрязнению тяжелыми металлами почвы и снега. В составе снега и почвы, как в аккумулятивном индикаторе, отражается специфическая антропогенная нагрузка на населенные пункты [6]. Пробы снега, почвы, витающей пыли, отобранные с территории детских садов, расположенных на разных расстояниях от промышленных предприятий, показали различную концентрацию химических элементов, сорбированных на угольных пылевых частицах. Уровень загрязнения воздуха оценивали на основании расчетного показателя суммарного загрязнения (Ксум), учитывающего концентрацию веществ, эффект суммации к класс опасности [6). Так, район А (территория детского сада), близко расположенный к угольным шахтам и промышленным предприятиям, по Ксум, равному 5, оказался очень загрязненным. район Б, расположенный вдали от промышленных предприятий, но с интенсивным уровнем автотранспортного движения, имел Ксум в пределах от 2,2 до 5 (уровень загрязнения от умеренного до высокого), а район С определен как относительно чистый. Кроме того, использовали материалы городского комитета охраны окружающей среды, центров Госсанэпиднадзора.
Результаты обследования детей в районе А показали высокую концентрацию металлов в волосах (РЬ, Си, Сг, Со), превышающую фоновые данные в 6—26 раз. Как отмечено выше, мы применяли высокочувствительный атомно-абсорбционный спектрофотометр, что позволило сопоставить полученные данные в контрольных группах с результатами других авторов и данными ВОЗ. Близость элементарного состава волос населения, проживающего в малозагрязненных частях города, свидетельствует об относительной стабильности микроэлементного статуса организма человека, находящегося в сходных условиях городской среды, и дает принципиальную возможность изучения состояния здоровья населения [7, 9]. Сопоставление получен-
ных фоновых концентраций (район С) по микроэлементному составу волос с аналогичными данными по другим странам мира показало хорошее совпадение по большинству элементов (табл. I).
Результаты исследования показали, что у детей, проживающих в районе А, имеется высокая концентрация металлов (РЬ, Со, Сг. Бе) в волосах, превышающая фоновое значение в 10—26 раз. У 75% детей концентрации цинка находились на среднем уровне. У 25% выявлено снижение накопления этого элемента, и по шкале стандарта его концентрация находилась на низком уровне. Согласно данным литературы, наличие 3 микроэлементных аномалий свидетельствует о мутагенном эффекте загрязнителей окружающей среды |4, 5].
Проведенный цитогенетический анализ позволил выявить накопление микроядер хромосомного происхождения: в целом по району 2,5 ± 0,20%, в контрольной группе 1,2 ± 0,5%. Общее количество клеток с микроядрами возросло на 85% по сравнению с контролем, что может свидетельствовать о мутагенном эффекте. При этом преобладание хромосомных палочек над нарушением веретена деления позволяет предположить активное влияние мутагенов химической природы. Дети не сталкиваются с профессиональными вредностями, и обнаружение повышенного числа клеток с микроядрами свидетельствует о влиянии химических мутагенов (металлов) на наследственный аппарат клетки на уровне синтеза, что позволяет характеризовать санитарно-гигиеническую ситуацию как неблагоприятную по мутагенному эффекту.
В конденсате выдыхаемого воздуха выявлено снижение уровня биогенных аминов: серотонина и гистамина на 61 и 44% соответственно. Можно предположить, что снижение содержания серотонина и гистамина связано с проникновением химических соединений через тканевые барьеры, их раздражающим действием на слизистые пограничного эпителия.
У детей, проживающих в районе Б, содержание свинца в волосах было на уровне средних интервалов (от 2 до 6 мкг/г). Содержание цинка и меди находилось на очень низком уровне и колебалось для цинка от 40 до 80 мкг/г, для меди — от 2,8 до 3,4 мкг/г. Согласно данным литературы, дефицит этих элементов индуцирует нарушение метаболических процессов, деструкцию внутриклеточных органелл и структур [5, 7, 8], что проявляется в угнетении деятельности системы иммунного ответа, снижении образования антител, числа лимфоцитов, уменьшении массы лимфоидной ткани. 2п-дефицитное состояние может проявляться в угнетении половой системы — подавление сперматогенеза, задержка развития половых признаков [7, 12].
В конденсате выдыхаемого воздуха у детей выявлено снижение содержания серотонина и гистамина в среднем на 50%, по-видимому, снижение биогенных аминов связано с компенсаторной реакцией организма. На основании этого можно
Таблица 2
Содержание ферментов и биогенных аминов в моче у детей, проживающих в районах с различным уровнем загрязнения (М ± т)
Район
Активность ферментов, Ел/л на I мкмоль креатинина
ЛДГ
ЩФ
ХЭ
Гистамин. мкг/л
Ссротонин, мкг/л
С Б А
0,39 ± 0,01 1,17 ± 0,25* 1,25 ± 0,3*
0.52 ± 0,03 1,9 ± 0.07** 1.2 ± 0.09**
2,8 ± 0.028 3.6 ± 0,27* 4,0 ± 0.3*
5,9 ± 0,3 3.9 ± 0,4** 3,3 ± 0.9*
10,2 ± 0,75 5.1 ± 0.5** 4,7 ± 0.2**
П р и м е ч а н и е. Статистически достоверные величины: одна звездочка — 0,05, дг>с звездочки — 0,01.
предположить, что гистамин при длительном воздействии раздражителей в малых концентрациях сдерживает через супрессоры избыточный синтез и клеточные реакции замедленного типа, которые не могут иметь защитного значения [1|, тем самым биогенные амины выступают в роли связующего звена и ограничителя аллергических реакций. При нарушении механизмов контроля, т. е. при неадекватном повышении выделения медиаторов, возможен переход реакции с гомеостатического уровня на патологический, повреждающий. В то же время содержание гистамина и серотонина в моче также снижалось, что коррелировало с их уровнем в конденсате выдыхаемого воздуха.
В моче у обследованных детей из района А и Б обнаружена высокая экскреция РЬ, Си и 2.\\, что сопровождалось повышением активности в моче ЛДГ, ХЭ, ЩФ.
Согласно данным литературы |2], по активности ХЭ в моче можно судить о степени нарушения проницаемости гломерулярного фильтра. В нашем исследовании у детей из района А активность ХЭ была в 1,5 раза выше, чем у детей из района С. У детей из района Б также выявлена высокая активность ХЭ, ЛДГ и ЩФ (табл. 2). Повышение активности ферментов в моче происходит за счет выхода их из разрушившихся клеток почечной ткани, а также вследствие нарушения реабсорбционной способности почечного эпителия.
Согласно приведенным данным, феномен экзи-мурии тесно связан с содержанием металлов в моче и глубиной повреждения. При незначительном повреждении клетки повышается активность ферментов, связанных с щеточной каймой (ЩФ), при выраженном повреждении повышается активность цитоплазматических ферментов (ЛДГ). При повышенной гломерулярной фильтрации в моче возрастает активность как высоко-, так и низкомолекулярных ферментов (например, ХЭ) |1, 2, 12].
Таким образом, сопоставление данных об уровне загрязнения окружающей среды, накоплении металлов в волосах, а также изменениях биохимических и цитогенетических показателей в КВВ и моче у детей, проживающих в районах с различной экологической нагрузкой, свидетельствует о по-
стоянном высоком токсическом, мутагенном воздействии неблагоприятных факторов. Выявленные ранние биохимические изменения позволят объективно определить группу риска и проводить своевременные оздоровительные мероприятия.
Л и те р ату р а
1. Вайсфельд И. Л., Кассиль Г. Н. Гистамин в биохимии и физиологии. — М., 1981.
2. Дыекторская Л. И., Ержанов И. Д., Окунев Д. Ю. Ц Лаб. дело. - 1988. - № 9. - С. 3-8.
3. Дмитриев М. Т., Грановский Э. Н. Методические рекомендации по спектральному определению тяжелых металлов в биохимических материалах и объектах окружающей среды. — М., 1986. — С. 51.
4. Илышских Р. С. // Цитол. и генет. — 1990. — № 2. — С. 40-45.
5. Кулкыбаев Г. А. // Медицинские аспекты экологии. - Караганда, 1995. - С. 180.
6. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве. — М.. 1990.
7. Микроэлементозы человека, этиология, классификация, органопатология / Авцын А. П., Жаворонков А. Н., Риш М. А. и др. - М., 1991.
8. Иамазбаева 3. И. Современные проблемы экологии Центрального Казахстана. — Караганда, 1996. — С. 388-396
9. Ревич Б. А. Ц Гиг. и сан. - 1990. - № 3. - С. 55-59.
10. Сидоренко Г. И., Збровский Э. И., Левина Д. И. // Тер. арх. - 1980. - № 3. - С. 65-68.
11. Сыромятникова Н. В., Гончарова В. Н. // Пульмонология. - 1993. - № 2. - С. 30-36.
12. Urinary Enzymes in Clinical and Experimental Medicine. - Berlin, 1993. - P. 326.
Поступила 01.09.97
S u m тагу. Hair and urine metal accumulation was studied in healthy children living in different pollution areas. The levels of biogenic amines, the activity of the enzymes LDH, AP, and cholinesterase were also determined in the exhaled air condensate (EAC) and urine. High accumulation of metals, low EAC levels of biogenic amines, high activity of the urine enzymes were observed in the children residing in high polluted areas. At the same time these changes were less marked in the moderately polluted areas. The revealed changes allow one to select children at risk and to make health-promoting measures.
