CC BY
117
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2012 БИОЛОГИЯ Вып. 2
УДК 616.3-053.2
КЛИНИКО-ЛАБОРАТОРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЗАБОЛЕВАНИЙ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ У ДЕТЕЙ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ФЕНОЛА И ФОРМАЛЬДЕГИДА
О. А. Маклаковаа, О. Ю. Устиноваа, А. И. Аминоваа , К. П. Лужецкийь
а Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15 ь Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения, 614045, Пермь, ул. Монастырская, 82; [email protected]; (342)2372534
Изложены результаты анализа клинико-анамнестических и лабораторных данных обследования детей с заболеваниями органов дыхания, ассоциированных с неблагоприятным влиянием фенола и формальдегида. Показано воздействие промышленных токсикантов на механизмы формирования респираторной патологии.
Ключевые слова: клинико-анамнестические исследования; фенол; формальдегид; детская респираторная патология.
Введение
По данным Всемирной организации здравоохранения в последнее десятилетие более трети болезней детского возраста обусловлено вредным влиянием факторов внешней среды, которые, с одной стороны, могут явиться причиной заболевания, с другой - изменить картину болезни и утяжелить ее течение [Мамчик и др., 2008, Онищенко 2002]. Согласно результатам исследований, факторы антропогенной природы приводят к изменениям функций практически всех органов и систем, в результате чего нарушается адаптация организма к условиям среды обитания, ухудшается физическое развитие и морфофункциональное состояние организма, повышается риск возникновения хронической патологии. Анатомо-фи-зиологические особенности в виде повышенной проницаемости кожи и слизистых оболочек, незрелости ферментных систем, системного и местного иммунитета в сочетании с интенсивным процессом роста способствуют тому, что дети более чувствительны к воздействию даже малых концентраций техногенных факторов среды обитания, при этом сроки проявления неблагоприятных эффектов у них короче.
По данным государственной отчетности в России за последние пять лет произошел рост общей заболеваемости детей в возрасте до 14 лет на 8%, и в 2010 г. этот показатель составил 238 388.8 на 100 тыс. детей. В структуре всей заболеваемости более половины занимают болезни органов дыхания (в 2010 г. уровень их достиг 126 075.0 случаев на 100
тыс. детского населения), среди которых превалируют острые респираторные вирусные заболевания и аллергические поражения дыхательного тракта (поллиноз, аллергический ринит, рецидивирующий обструктивный бронхит, бронхиальная астма). В условиях комбинированного воздействия химических факторов загрязнения среды обитания число абсолютно здоровых детей снижается в 5.1 раза, а частота выявления заболеваний органов дыхания и желудочно-кишечного тракта увеличивается в 2.92.2 раза. При анализе заболеваемости детей в зонах с различной повышенной техногенной нагрузкой выявились определенные изменения в структуре, распространенности, тяжести течения, хронизации и темпов роста заболеваемости.
Рядом исследователей выявлена четкая зависимость между уровнем загрязнения окружающей среды некоторыми органическими соединениями (формальдегидом, фенолом) и показателями распространенности рецидивирующих ларинготрахеи-тов, бронхитов, хронических болезней легких [На-мазова и др., 2004]. Наибольшая распространенность респираторных аллергозов наблюдается среди детей, проживающих в городах, особенно в районах с массивным загрязнением воздушной среды побочными отходами промышленного производства и автомобильного транспорта, что обусловлено полит-ропным неспецифическим действием химических токсикантов, возможностью суммации эффектов воздействия. Длительное раздражающее действие фенола и формальдегида в сочетании с сенсибили-
© Маклакова О. А., Устинова О. Ю., Аминова А. И., Лужецкий К. П., 2012
79
зирующим эффектом на слизистую оболочку респираторного тракта поддерживает неспецифическое воспаление [Куценко, 2002], особенно у детей с респираторными аллергозами. Установлено, что негативное воздействие антропогенных поллютантов и других загрязнителей воздушной среды на органы дыхания может способствовать подавлению системы местной защиты против вирусных и бактериальных агентов, усиливать проникновение аллергенов через поврежденную слизистую [Намазова и др., 2004]. Фенол и формальдегид помимо прямого органного оказывают и общетоксическое и ферментопатическое действия [Зайцева, Землянова, Акатова, 2007, Онищенко 2002]. Воздействие неблагоприятных техногенных химических факторов способствует появлению новых патогенетических звеньев и механизмов формирования респираторной патологии у детей. Кроме того, кумуляция в организме токсикантов промышленного происхождения при-волит к нарушению гормонального и микроэле-ментного гомеостаза, дисфункции адаптационнокомпенсаторных систем и других. Развивающаяся гипоксия активизирует процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) и истощает антиоксидантный потенциал организма [Зайцева, Аверьянова, Корю-кина, 1997].
На территориях с поликомпонентным загрязнением атмосферного воздуха, характерным для крупных мегаполисов с развитой промышленной структурой, отмечается не только превышение уровня заболеваемости органов дыхания в 1.8-2.0 раза с преобладанием патологии органов дыхания с аллергокомпонентом (в 4.6 раза), но и в 2.8 раза увеличивается частота встречаемости расстройств вегетативной нервной системы, в 1.6 раза - патологии иммунной системы [Косарев, Сиротко, 2002; Долгих, Зайцева, Кривцов, 2009]. Кроме того, проведенные исследования показали четкую зависимость уровня заболеваемости аллергопатологией, превалирования доли респираторных аллергозов и смешанных форм аллергических заболеваний от степени экологического неблагополучия [Балаболкин, 2008].
Таким образом, состояние здоровья детей имеет тесную взаимосвязь с вредными химическими факторами внешней среды, которые, действуя на органы и системы, способствуют срыву адаптационнокомпенсаторных механизмов и приводят к развитию нарушений состояния здоровья детей. Несмотря на значительное количество работ по изучению этиологии, патогенеза, диагностики различных изменений дыхательной системы, отсутствует тенденция к снижению заболеваемости у детей.
Цель работы - выявить клинико-лабораторные особенности заболеваний органов дыхания у детей, проживающих в условиях воздействия фенола и формальдегида.
Материал и методы
Для изучения особенностей течения заболеваний органов дыхания у детей было проведено клинико-лабораторное обследование 110 детей в возрасте от 3 до 7 лет.
Все пациенты были разделены на две группы: основную группу составили 68 детей (из них 53% -девочки и 47% - мальчики), проживающих на территории с хроническим воздействием техногенных факторов среды обитания (формальдегид, фенол). В атмосферном воздухе в районах проживания пациентов средние годовые концентрации формальдегида регистрировались на уровне до 2.4 ПДКс.с., фенола - до 3.5 ПДКс.с.
Группу сравнения составили дети (42 чел.) с аналогичной патологией, проживающие на территориях относительного санитарно-гигиенического благополучия, с отсутствием в атмосферном воздухе токсикантов промышленного производства (фенола и формальдегида). Группы были сопоставимы по полу и возрасту.
Всем детям была проведена углублённая оценка состояния здоровья, выполнен комплекс эпидемиологических, клинико-анамнестических (анкетирование), биохимических, иммунологических, химико-аналитических, функциональных и инструментальных методов исследования.
Активность окислительных процессов и антиок-сидантной системы определяли биохимическими методами по уровню АОА и МДА в сыворотке крови. Ферментативную функцию печени оценивали по уровню активности АЛТ, АСТ, щелочной фосфата-зы; состояние клеточного и гуморального иммунитета - по содержанию сывороточных иммуноглобулинов A, M, G и состоянию фагоцитоза. Клинико-лабораторная диагностика выполнена с помощью автоматического гематологического «Abakus junior» (Австрия), биохимического «Stat Faх-2600» (США), иммуноферментного «Stat Faх-2100» (США) анализаторов.
Определение формальдегида и фенола в биосубстратах осуществляется в соответствии с «Методическими рекомендациями об обнаружении и определении 1,2-дихлорэтана и ряда ароматических углеводородов в биологическом материале методом газожидкостной хроматографии», утвержденными Министерством здравоохранения СССР 4.12.78 г. № 10-8/82 методом парофазного анализа с различными вариантами пробоподготовки. Используемая аппаратура - газовый хроматограф (модели 6890, 6890N, 6850, 7890A, регистрационный номер в Государственном реестре № 15118-07, страна производитель США), аппаратно-программный комплекс «Хроматэк-Кристалл-5000» (регистрационный номер в Государственном реестре № ФСР 2009/04091, ТУ 9443-004-12908609-99).
Исследование функции внешнего дыхания проводили на компьютерном спирографе «Schiller SP-
10», ультразвуковое исследование органов гепато-билиарной зоны проведено ультразвуковым сканером Toshiba «APLЮ XG» и Toshiba «Шато SSA-640А» с использованием линейных датчиков частотой от 7.5 до 13 МГц по стандартной методике с оценкой топографо-анатомических отношений, макроструктуры печени, желчевыводящих путей.
Математическая обработка осуществляется с помощью параметрических методов вариационной статистики. Для оценки достоверности полученных результатов используется критерий Фишера (оценка адекватности моделей), критерий Стьюдента (сравнение групп по количественным признакам), критерий х2-квадрат (сравнение структуры признаков). Различия полученных результатов считаются статистически значимыми при р < 0.05.
Результаты исследования
В ходе исследования контаминации биосред у детей основной группы, в отличие от детей группы сравнения, установлено превышение референтного
предела по содержанию формальдегида в 2.2 раза, фенола - в 4.0 раза (табл. 1). Выявленные токсиканты, согласно литературным данным, кроме пульмотоксичности вызывают нарушение деятельности гепатобилиарной системы, что, возможно, способствует развитию сенсибилизации организма и возникновению аллергической патологии респираторного тракта. Уровень фенола в крови у детей основной группы превышал референтный у 76.7% и содержание формальдегида у 88.5%, в группе сравнения у 33.5% и 53.3% соответственно.
Таким образом, в биосредах детей с респираторной патологией, проживающих на территориях с неблагоприятным влиянием техногенных химических факторов, отмечается повышение содержания фенола и формальдегида.
У детей с контаминацией биосред фенолом и формальдегидом в 1.2 раза чаще, чем в группе сравнения, отмечались хронические воспалительные заболеваний рото- и носоглотки с гипертрофией лимфоидной ткани.
Таблица 1
Содержание токсикантов в биосредах (крови) детей обеих групп
Определяемое соединение Региональный фо- Основная группа Группа сравнения
новый уровень, мг/дм3 М±т, мг/дм3 % проб превышения М±т, мг/дм3 % проб превышения
Фенол 0.01±0.001 0.058±0.010* 76.7* 0.017±0.009 33.5
Формальдегид 0.005+0.0014 0.011+0.002* 88.5* 0.0053+0.002 53.3
*статистически достоверные различия с группой сравнения (р < 0.05).
Дети основной группы предъявляли жалобы на частые простудные заболевания (более 5 раз в год) (79.0 против 62.0% группы сравнения, р = 0.05), заложенность носа (87.0 и 71.0% соответственно, р = 0.05). Острые респираторные заболевания у них протекали с приступообразным кашлем в 1.5 раза чаще (р = 0.04), кашель принимал затяжной характер (более двух недель) у 68% больных в основной группе и наблюдался у детей группы сравнения в 1.5 раза реже (37%, р = 0.03). Кроме того, в отличие от детей сравниваемой группы, дети основной жаловались на быструю утомляемость (41.0 и 13.0%, р = 0.01), головные боли (45.0 и 23.0%, р = 0.02), нарушения ночного сна (27.0 и 10.0%, р = 0.03). Также отмечались жалобы диспепсического характера: вздутие живота (в основной группе у 21.0% детей, в группе сравнения у 7.0%, р = 0.04), тошнота (18.0 и 9.0% соответственно, р = 0.001), периодические боли в животе, неустойчивый стул преобладали у детей основной группы.
При объективном обследовании у детей основной группы, в отличие от детей группы сравнения, чаще выявлялись: бледность кожи, темные круги вокруг глаз (28 и 10% соответственно, р = 0.02), лимфаденопатия подчелюстных лимфатических узлов (57 и 27% соответственно, р = 0.001). При осмотре зева отмечались: гипертрофия 1 степени (у 44 и 28%, р = 0.08), II степени (у 14 и 7%, р =
0.24), III степени (у 8 и 2%, р = 0.17). У детей основной группы в 2 раза чаще верифицировалась заложенность носа (р = 0.04).
Выраженность клинической симптоматики рецидивирующих трахеитов и бронхитов у детей с контаминацией биосред фенолом и формальдегидом была достоверно выше, чем в группе сравнения: длительный малопродуктивный кашель (38 против 20% группы сравнения, р = 0.05), коробочный оттенок перкуторного легочного звука (25 против 10% соответственно, р = 0.04), удлиненный выдох (36 и 19%, р = 0.048), сухие хрипы при форсированном дыхании (43 и 25%, р = 0.048).
Респираторная патология у детей в обследованных группах сочеталась с функциональными заболеваниями желудочно-кишечного тракта. Симптомы поражения гепатобилиарной системы преобладали у детей основной группы: болезненность при пальпации в правом подреберье, околопупочной области встречались у них в 2 раза, а увеличение размеров печени в 1.6 раза чаще (у 27 и 15%).
Сравнительный анализ результатов клинико-лабораторного обследования показал, что для пациентов основной группы, в отличие от пациентов группы сравнения, характерно повышение в общем анализе крови содержания лейкоцитов (7.35 ± 0.19 х 109 против 6.18 ± 0.25 х 109/л, р = 0.00), у 45.4% детей была выявлена эозинофилия (4.01 ± 0.81%),
у 100% - увеличение эозинофильно-лимфоцитарного индекса (0.11 ± 0.01 у.е.) (табл. 2). Анализ биохимических показателей крови у детей основной группы свидетельствовал об активизации процессов перекисного окисления липидов, содержание гидроперекиси липидов, образующегося в качестве первичного продукта, составило 423.13 ± 30.21 мкмоль/см3, что достоверно выше физиологической нормы и показателя у детей сравниваемой группы (р = 0.00). Уровень малонового диальдегида в плазме крови составил 3.16 ± 0.27 мк-моль/см3, что в 1.3 раза выше физиологического
Клинико-лабораторные
предела и показателя группы сравнения (2.34 ± 0.13 мкмоль/см3, р = 0.00). Оценка окислительно-восстановительного гомеостаза установила усиление антиоксидантных процессов у 48.5% детей основной группы, при этом средний показатель АОА составил 39.28 ± 1.66% (р = 0.00), в сравниваемой группе он был в пределах физиологической нормы. При оценке функции печени выявлено, что повышение активности АСАТ в 2.7 раз чаще отмечалось в основной группе (р = 0.037), а уровень щелочной фосфатазы у них был на 10% ниже, чем в группе сравнения (р = 0.042).
Таблица 2
данные детей обеих групп
Показатель, ед. измерения Физиологическая норма Показатели основной группы (М+т) Показатели группы сравнения (М+т) Различия между группами (р)
Лейкоциты, 107 дм3 5.5-7.5 7.35+0.19 6.18+0.25 0.00
Эозинофилы, % 0-3 4.01+0.08 3.9+0.09 0.069
Абсолютное число эозинофилов, 107дм3 150-350 284.58+36.12 246.15+32.89 0.117
Билирубин общий, мкмоль/дм3 0-18.8 6.38+0.74 8.65+0.98 0.00
АСАТ, Е/дм3 6-37 33.88+1.8 30.16+2.86 0.029
Щелочная фосфатаза, Е/дм3 71-645 286.18+26.25 317.42+15.23 0.042
Гидроперекись липидов, мкмоль/см3 0-350 423.13±30.21 318.64+17.15 0.00
Малоновый диальдегид плазмы, мкмоль/см3 1.8-2.5 3.16+0.27 2.34+0.13 0.00
Антиоксидантная активность плазмы, % 36.2-38.6 39.28+1.66 36.63+1.38 0.015
IgG, г/дм3 8.22-11.18 9.97+0.53 10.23+0.28 0.387
IgА, г/дм3 0.68-1.44 1.2+0.09 1.3+0.07 0.08
^М, г/дм3 1.11-1.82 1.24+0.06 1.28+0.03 0.235
^Е общий, МЕ/мл 0-49.9 128.5+10.62 112.97+12.68 0.062
Фагоцитарное число, у.е. 0.8-1.2 1.14+0.11 1.07+0.08 0.305
Фагоцитарный индекс, у.е. 1.5-2 1.81+0.09 1.87+0.048 0.24
Процент фагоцитоза, % 35-60 62.45+4.04 57.27+2.43 0.029
Абсолютный фагоцитоз, 107 дм3 0.964-2.988 2.56+0.16 2.0+0.12 0.00
У детей с респираторной патологией и контаминацией биосред фенолом и формальдегидом в 42.3% случаев отмечался повышенный уровень иммуноглобулина класса А, в 33.3% - пониженный уровень по сравнению с физиологической нормой, тогда как в сравниваемой группе этот показатель только в 26.8% превышал нормативные данные. В основной группе наблюдалось: увеличение процента фагоцитоза (62.45 ± 4.04%) относительно группы сравнения (57.27 ± 2.43%, р = 0.029) и физиологической нормы; абсолютного фагоцитоз (2.56 ± 0.16 х 109 против 2.0 ± 0.12 х 109/дм3 группы сравнения, р = 0.00). Уровень общего иммуноглобулина Е у детей основной группы в 2.5 раза превышал физиологическую норму, в 1.7 раза - показатель группы сравнения (р = 0.06).
Зависимость выявленных отклонений гомеостатических показателей от контаминации биосред химическими веществами доказана методом математического моделирования. Установлена достоверная связь между уровнем МДА, гидроперекиси липидов в крови и концентрацией фенола ^2 = 0.10-0.38, 21.82 < F < 123.39, р = 0.0001); активностью АОА и содержанием фенола и формальдеги-
да (Я2 = 0.10-0.38, F = 45.14-52.17, р = 0.000); АСАТ - и уровнями фенола (Я2 = 0.62-0.71, 102.45 < F < 466.09, р = 0.0001), общего ^Е и концентрацией формальдегида ^2 = 0.49 при р < 0.05), ^А в сыворотке крови, абсолютного фагоцитоза, процента фагоцитоза и количеством в крови формальдегида (Я2 = 0.72 при р < 0.05).
По данным компьютерной спирографии выявлены легкие изменения функции внешнего дыхания в виде умеренных рестриктивных (48.7%) и обструктивных (22.2%) нарушений (табл. 3). Средние показатели объемных скоростей на уровне средних бронхов составили 96.68 ± 19.92% от должных половозрастных нормативов и были статистически значимо ниже аналогичных показателей у детей группы сравнения (р = 0.01).
При ультразвуковом обследовании детей основной группы у каждого 10 ребенка верифицирована дисхолия, в группе сравнения она выявлялась только у 3 детей.
Заключение
Таким образом, у детей с заболеваниями органов дыхания, ассоциированными с неблагоприятным воздействием химических промышленных токсикантов, преобладают хронические воспалительные заболевания рото- и носоглотки с гипертрофией лимфоидной ткани. Анализ предъявляемых детьми жалоб показал, что у детей с контаминацией биосред фенолом и формальдегидом выраженность клинических проявлений респираторного и вегетативного синдромов была выше в 1.5-2 раза, чем в группе сравнения. При объективном
обследовании у детей основной группы преобладала клиническая симптоматика в виде интоксикации, респираторных проявлений и нарушений ге-патобилиарной системы. Оценка клинико-лабораторных данных у больных с заболеваниями дыхательной системой выявила, что наличие контаминации биосред фенолом и формальдегидом отягощает клинические проявления респираторной патологии и обусловливает возникновение нарушений адаптационно-приспособительного гомеостаза с развитием интоксикационного, иммуннодефицитного, дисметаболического и дезадаптацинного синдромов.
Таблица 3
Показатели спирографии у детей обеих групп
Показатель СПГ Основная группа Группа сравнения Различия между группами (Р)
FVC 0.920±0.086 1.098±0.093 0.05
FEF1 0.951±0.131 1.056±0.125 0.247
FEF25-75 1.499±0.125 1.654±0.231 0.237
PEF 1.967±0.491 2.496±0.209 0.05
MEF75 1.917±0.472 2.374±0.199 0.077
MEF50 1.617±0.129 1.719±0.178 0.353
Полученные данные необходимо учитывать при проведении профилактики, которая должна способствовать элиминации из организма токсикантов, нормализовать функцию нервной системы и окислительно-восстановительный гомеостаз, снижать выраженность воспалительных реакций у детей с болезнями органов дыхания, ассоциированных с неблагоприятным воздействием фенола и формальдегида.
Библиографический список
Балаболкин И.И. Аллергические заболевания у детей. М: ГОЭТАР, 2008. 356 с.
Долгих О.В., Зайцева Н.В., Кривцов А.В. Иммунитет детей в условиях экспозиции ксеногенных соединений // Вестн. Урал. мед. акад. науки. 2009. № 2/1(24). С. 252-253.
Зайцева Н.В., Землянова М.А., Акатова А.А. Клинические особенности формирования бронхиальной астмы у детей в условиях воздействия геотехногенных химических факторов. Пермь, 2007. 145 с.
Зайцева Н.В., Аверьянова Н.И., Корюкина И.П. Экология и здоровье детей пермского региона. Пермь, 1997. 56 с.
Косарев В.В., Сиротко И.И. Загрязняющие факторы окружающей среды крупного промышленного города // Гигиена и санитария. 2002. № 1. С. 6-8.
Куценко С.А. Основы токсикологии. СПб.: Фолиант, 2002. 570 с.
Мамчик Н.П. и др. Вероятностные факторы среды обитания в формировании заболеваемости болезнями эндокринной системы у детей Воронежской области // Педиатрия. 2008. Т. 87, № 6. С. 141-146.
Намазова Л.С. и др. Эпидемиология и профилактика аллергических болезней и бронхиальной астмы на современном этапе // Вопр. совр. педиатрии. 2004. Т. 3, № 4. С. 66-70.
Онищенко Г.Г. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. М.: НИИ ЭЧ и ГОС, 2002. 408 с.
Поступила в редакцию 14.05.2012
Clinical and laboratory features of respiratory diseases in children in the context of the impact of phenol and formaldehyde
О. А. Маklаkоvа, candidate of medicine, lecturer; [email protected] O. Yu. Ustinova, doctor of medicine, professor; [email protected] A. I. Aminova, doctor of medicine, professor; [email protected] Perm State University. 15, Bukirev str., Perm, Russia,614990; [email protected]; (342)2372534 K. P. Louzhetsky, candidate of medicine, deputy head of Environmental and Hereditary Immunopathology Clinic FSSI «Federal Scientific Center for Medical and Prophylactic Health Risk Management Technologies» of Federal State Service for Surveillance in the Sphere of Consumers Protection and Human Well-Being, 82, Monastyrskaja str., Perm, Russia, 614045; [email protected]
On the basis of the analysis of clinical and anamnestic and laboratory data as a result of examination of children with diseases of respiratory organs, associated with the adverse impact of phenol and fore-мальдегида, show the impact of industrial toxicants on the mechanisms of formation of the respiratory-'s pathology.
Key words: clinical and anamnestic research; phenol; formaldehyde; children's respiratory pathology.
Маклакова Ольга Анатольевна, кандидат медицинских наук, доцент Устинова Ольга Юрьевна, доктор медицинских наук, профессор Аминова Альфия Иршадовна, доктор медицинских наук, профессор
ФГБОУВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
Лужецкий Константин Петрович, кандидат медицинских наук, заместитель заведующего клиникой экозависимой и наследственной иммунопатологии ФГУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
