CC BY
22
10.Рук-во по реабилитации больных с двигательными нарушениями. / Под ред. А.Н.Беловой, О.Н.Щепетовой.- Т. 1.— М.:, 1998.- 224 с.
11. Физиотерапия. /Под редакцией М. Вейсса, А. Зембатого / Пер. с польск. И. В. Осечинского.- М.: Медицина, 1986.- 352 с.
SYSTEM ANALYSIS THE INFLUENCE OF KINESITHERAPY ON RE-GIONAR HEMODYNAMICS IN PATIENTS WITH OSTEOCHONDROSIS
G.S. KOZUPITSA, V.M. ES’KOV, I.A. VASELTSOVA, O.N. BILENKAYA, N.P. NIKOLAEV
Summary
The statistical and of chaotic dynamic analysis methods were carried out used for identification of distinguishing between traditional and nontraditional (kinesitherapy) methods of relaxation. Chaotic dynamic has more evidence distinguishing than stochastic method for analysis of hemodynamics state.
Key words: kinesitherapy, hemodynamics, chaotic dynamic analysis, chaotic dynamic analysis
УДК: 574.2:613.632:615.272:616.4-092.4
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ КВАЗИАТТРАКТОРОВ ПОВЕДЕНИЯ ВЕКТОРА НАГРУЗКИ ТОКСИЧНЫМИ ХИМИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ОРГАНИЗМА ДЕТЕЙ ЮГРЫ
Т.Я. КОРЧИНА, О.Е. ФИЛАТОВА, В.Ф ПЯТИН, Ю.Г. БУРЫКИН*
Ханты-Мансийский автономный округ (ХМАО - Югра) является лидером среди субъектов РФ по добыче нефти (58% по России); по выработке электроэнергии занимает II место; III место - по добыче газа. Нефтегазовый комплекс Западно-Сибирского региона формировался в условиях отсутствия законодательной и нормативной баз.
Нерациональные приёмы природопользования, дизадапти-рованность к северным условиям промышленных технологий привели к крайне негативным экологическим последствиям [7]. Промышленное освоение Севера отрицательно сказывается на состоянии окружающей среды и, как следствие этого, может негативно отражаться на здоровье живущих здесь людей. Ущерб наносится не только природе, но и традиционной жизни коренных народов Севера. При индустриальном освоении региона совершенно не принимается во внимание органическая связь природы и быта населения. При этом намечается упадок социального уровня жизни северных народов, их культура. Сегодня антропогенное загрязнение среды обитания на Севере по своим темпам начинает превышать естественную эволюцию человека и, сопровождаясь ухудшением основных показателей здоровья населения, становится лимитирующим фактором социальноэкономического развития общества, приводит к появлению новых факторов дизадаптации [6].
Особенностью Югры является высокая степень урбанизации. Уровень урбанизации в ХМАО - Югре намного выше, чем в таких северных автономных округах, как Ямало-Ненецкий (ЯНАО), Долгано-Ненецкий, Эвенкийский и даже Чукотский. При средней доле городского населения по России 73% в Югре он превышает 91%. В 16 городах и 24 посёлках городского типа, приуроченных в основном к предприятиям нефтяной и газовой промышленности, проживает преимущественно пришлое население. Остальные, в т.ч.большая часть малочисленных народов Севера, проживают в 70 сельских образованиях. Численность представителей коренных народов Севера, проживающих на территории Югры, не превышает 20000 человек, их доля в связи с интенсивным освоением и заселением округа постоянно снижалась и ныне составляет около 1,5%. Это самый низкий показатель среди всех автономных округов и национальных республик, относимых к северным. Вмешательство человека в окружающую среду обусловило загрязненность продуктов питания токсическими веществами, которые обладают низким природным уровнем при высокой токсичности и риске поступления их в продукты питания. Первостепенным фактором риска для здоровья является контаминация продовольственного сырья и пищевых продуктов химическими веществами, потенциально опасными для
* 628400, г. Сургут, Пр-т Ленина, 1, СурГУ
здоровья. Продукты питания являются отражением окружающей и производственной среды. Чем выше загрязнённость среды, тем выше загрязнённость продуктов питания. Основной путь поступления вредных химических веществ (ксенобиотиков) в организм человека - пищевой [6].
В последние годы в работах многих отечественных [15] и зарубежных [17, 18] учёных показано, что исследование биосубстратов при скрининговой оценке элементного статуса на индивидуальном и, особенно, популяционном уровнях вполне обеспечивает получение необходимой информации для изучения функционального состояния организма человека в связи с действием внешних и внутренних факторов. Как следует из полученных нами данных, для жителей Югры характерны особенности элементного статуса, связанные с общефизиологическими изменениями в процессе онтогенеза и экологическими условиями и биогеохимическими особенностями местности. Выявление такого рода изменений возможно через исследование состава волос и сопоставление полученных данных с рекомендованным в качестве верхней и нижней границ физиологической нормы центиль-ным интервалом (от 25 до 75). Волосы, как никакой другой биосубстрат, отражают процессы, протекающие в нашем организме, и поэтому могут служить средством диагностики ряда заболеваний, связанных с нарушениями элементного обмена [1, 15, 17].
Из металлов-загрязнителей приоритетными признаны токсичные химические элементы: И& РЬ, Cd, вносящие значительный вклад в формирование риска здоровью населения [4]. Опасность токсичных химических элементов обусловлена их способностью к биоаккумуляции и концентрированию при движении по пищевой цепи. Токсичные химические элементы нельзя разрушить или преобразовать в ходе химических процессов. Кроме того, удаление токсичных химических элементов из организма затруднено, поскольку они прочно связываются с белками и другими компонентами клеточных структур.
Существуют огромные различия в образе жизни, характере питания и трудовой деятельности между представителями коренного и некоренного населения Югры. В нашем исследовании все обследованные представители некоренного населения использовали в пищу, преимущественно, привозные продукты питания, а подавляющее большинство аборигенов - местные. Большую часть рациона питания ханты занимает местная рыба, мясо оленя лося, а также ягоды: клюква, брусника, черника [2, 11, 19, 21].
Цель работы связана с изучением нагрузки организма детей коренного и некоренного населения Югры токсичными химическими элементами (^, РЬ и Cd) и определение концентрации данных токсикантов в местных продуктах питания.
Объект и методы исследования. Под наблюдением находилось 200 детей, среди которых некоренных жителей и ханты обследовано по 100 человек. Средний возраст - 11,2±4,3г. года. Дети некоренного и коренного населения Югры являлись жителями г. Сургута и Сургуского района. В волосах всех обследованных лиц определяли содержание 25 химических элементов: «жизненно необходимых» (I, Са, Со, Сг, Си, Бе, К, Mg, Мп, Ка, Р, 8е, 81, 7п) и «условно эссенциальных и токсичных элементов» (А1, Аб, Ве, Cd, И& Ы, N1, РЬ, 8п, Т1, V). Определение элементного состава волос производили методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой (АЭС - ИС и МС - ИС) 2000 (РегктЕ1тег Согр., США). Пробо-подготовка осуществлялась методом микроволнового разложения на приборе Mu1tiwave 3000, А. Рааг (Австрия). Анализ образцов волос осуществлялся в лаборатории АНО «Центра биотической медицины» города Москвы (аттестат аккредитации ГСЭН.Яи.ЦОА.311, регистрационный номер в Государственном реестре РОСС Яи.0001.513118 от 29 мая 2003г.) по стандартной методике в соответствии с требованиями МАГАТЭ, методическими рекомендациями МЗ СССР и ФЦГСЭН МЗ РФ [13]. Полученные результаты сравнивались с референтными величинами [15, 16]. В Сургутской межрайонной ветеринарной лаборатории (аттестат аккредитации №РОСС ЯИ. 0001.21ПЧ20 с 28.09.08г.) инверсионно - вольтамперометрическим методом было определено содержание токсичных элементов: ^, РЬ и Cd (ГОСТ Р 51301 - 99) в 28 пробах местной рыбы, обитающей в реках (стерлядь, сырок, налим, муксун, щука) и озёрах (карась, плотва, карп, язь, судак, окунь), в 21 пробах мяса северных животных (лось, олень) и в 19 пробах лесных дикоросов (клюква, брусника, черника). Результаты сравнивались с показателями предельно допустимых концентраций токсичных химических элементов в про-
дуктах питания согласно СанПин 2.3.2. 1078-01. «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы» [3].
Статистическая обработка данных осуществлялась с использованием программы «Biostat». Достоверность различий средних концентраций химических элементов в волосах у коренных и некоренных жителей Югры определяли по критерию Стьюдента с доверительной вероятностью Р>95%. Наряду с использованием традиционного детерминистско-стохастического подхода (ДСП) производилась идентификация параметров квазиаттракторов в рамках теории хаоса и синергетики (ТХС) [5].
Полученные в результате спектрального анализа данные обрабатывались с помощью зарегистрированной лабораторией биокибернетики и биофизики сложных систем программы: «Идентификация параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в т-мерном фазовом пространстве», предназначенной для научных исследований систем с хаотической организацией. Программа позволяет представить и рассчитать в фазовом пространстве с выбранными фазовыми координатами параметры аттрактора состояния динамической системы. Исходные параметры (координаты в т-мерном пространстве) вводились из текстового файла, после чего производился расчет координат граней, их длины и объема т-мерного параллелепипеда, ограничивающего аттрактор, хаотического и статистического центров, а также показатель асимметрии стохастического и хаотического центров. В качестве параметров системы вводились значения концентраций токсичных химических элементов. При этом в многомерном фазовом пространстве состояний (ФПС) (т=25) проводился анализ параметров многомерного параллелепипеда, ограничивающего аттрактор движения вектора состояния системы: объема V; координат геометрического и стохастического центров (координаты Хс и Xsi) и расстояния Гх между ними (показатель асимметрии стохастического и хаотического центров).
Таблица 1
Концентрация Н^, РЬ, Cd в волосах детей аборигенного и пришлого населения ХМАО — Югры (мкг/г)
показатель дети некоренного населения (n=100) дети ханты (n=100)
Hg Pb Cd Hg Pb Cd
<x> 0,74 1,47 0,075 7 34** 2,68 0,19
D*» 0,35 1,96 0,007 55,21 39,13 0,50
с x 0,59 1,40 0,08 7,43 6,26 0,71
О <x> 0,05 0,13 0,008 0,74 0,62 0,07
dx 0,1 0,26 0,015 1,45 1,22 0,14
Ме 0,64 1,01 0,04 4,79 0,73 0,034
25 пс 0,26 0,36 0,023 2,31 0,45 0,02
75 пс 1,08 2,2 0,098 9,37 2,52 0,09
Примечание: **p<0,01
Результаты. При сравнении концентрации в волосах химических элементов у детского некоренного и коренного населения Югры были получены следующие результаты (табл. 1).
Таблица 2
Параметры квазиаттракторов накопления токсичных химических элементов в волосах детей ХМАО — Югры (мкг/г)
Токсические элементы Дети некоренного Населения (n=100) Дети ханты (n=100)
Pb IntervalX1= 0.44 AsymmetryX1= 0.33 IntervalX1= 6.26 AsymmetryX1= 0.47
Hg IntervalX2= 2.68 AsymmetryX2= 0.23 IntervalX2= 49.36 AsymmetryX2= 0.35
Cd IntervalX3= 7.01 AsymmetryX3= 0.30 IntervalX3= 53.39 AsymmetryX3= 0.45
Интегральные параметры General asymmetry value rX = 2.19 General V value : 8.28e+000 General asymmetry value rX = 29.92 General V value : 1.65e+004
У детей ханты имелось превышающее норму достоверное (Р<0,01) увеличение концентрации ^ в волосах сравнительно с детьми пришлого населения. Средние значения концентрации ^ в волосах детей некоренного населения Югры находились в норме, а у детей ханты значительно превышали его. Индивидуальные величины содержания ^ превышали норму у 74 (74,0%) детей аборигенов и только у 3(3,0%) детей некоренного населения, а у 46 (46,0%) детей ханты был обнаружен избыток ^ 3-4 степени. Содержание РЬ в волосах детей коренного населения
также было выше по сравнению с детьми некоренного населения, но не достоверно. Повышенное содержание РЬ в волосах было зарегистрировано у 28(28,0%) детей ханты и у 26(26,0%) детей пришлого населения Югры.
Содержание Cd в волосах детей ханты было в 1,5 раза выше, чем у детей некоренного населения, однако достоверных различий не было. Средние величины концентрации Cd в обеих группах детей Севера находились в диапазоне нормальных значений [16, 17]. Индивидуальные концентрации кадмия были повышены примерно у 15,0% респондентов каждой группы, в основном у юношей старшего школьного возраста. Нами также были идентифицированы параметры квазиаттракторов вектора нагрузки токсичными химическими элементами организма детей коренного и некоренного населения ХМАО ^ Югры (табл. 2).
Рис.1. Положение вектора состояний организма детского некоренного населения Югры в фазовом пространстве состояний по токсичным химическим элементам (Н^, Pb,Cd)
Нд Оо
Рис.2. Положение вектора состояний организма детей ханты в фазовом пространстве состояний по токсичным химическим элементам (Hg, Pb,Cd)
Общий показатель асимметрии и объем трехмерного параллелепипеда, гранями которого являются концентрации токсических химических элементов (Cd, Hg, Pb) составляет: для детей ханты: General asymmetry value rX = 29.92 General; V value :
1.65e+004; для некоренных - General asymmetry value rX = 2.19 General; V value : 8.28e+000 (табл. 2). Значения интервалов концентраций токсических химических элементов (Hg, Pb, Cd) в волосах в группе детей ханты также значительно больше (в 7-18 раз) по сравнению с некоренными жителями.
Рост показателей асимметрии и объема по каждому признаку (концентрации токсичных химических элементов) и интегральных параметров в группе детей ханты указывает на неоднородность в выборке, связанной с накоплением токсикантов в организме у части обследуемых, несмотря на отсутствие статистически достоверных различий по критерию Стьюдента относительно Pb и Cd. Это может быть индикатором (маркером) для о региона (рис. 1, 2).
Выявленное в нашем исследовании превышение относительно референтных величин содержания токсичных химических элементов в волосах у большой части детей коренного населения Югры определило необходимость изучения содержания Hg, Pb и Cd в рыбе, мясе северных животных и лесной ягоде (табл. 3).
При исследовании рыбы, обитающей в реках (стерлядь, сырок, налим, муксун, щука) и в озёрах (карась, карп, плотва, язь, судак, окунь) ХМАО - Югры было зарегистрировано превышение концентрации Hg в 8(28,6 %) видах озёрной рыбы.
Превышение концентрации Pb и Cd не было зафиксировано ни в одной из 28 проб рыбы. Содержание Hg, Pb и Cd в 14 пробах мяса оленя и 7 пробах мяса лося, а также в 18 пробах северных
лесных ягод (по 6 проб клюквы, брусники и черники) оказалось значительно ниже ПДК [3]. Изучение местных продуктов питания, часто употребляемых в пищу коренным населением Югры, выявило превышение концентрации ^ почти в трети проб озёрной рыбы северного региона. В тканях рыб концентрация ^ в сотни раз больше, чем в воде [10]. Питание должно удовлетворять не только физиологические потребности организма в пищевых веществах и энергии, но и выполнять профилактические и лечебные задачи. Оно должно соответствовать требованиям санитарных норм и правил по допустимому содержанию химических, радиологических, биологических веществ, микроорганизмов, представляющих опасность для здоровья нынешнего и будущего поколений.
По концепции В.В. Ковальского [9], накопление химических элементов организмами определяется природой их геохимической среды и пищевыми цепями, через которые осуществляется связь организмов и среды (почвообразующие породы, почвы, микроорганизмы, вода, воздух, растения, животные, человек). Наличие взаимодействий между минеральными веществами из-за их лабильности и способности к образованию связей может отражаться в форме микроэлементного дисбаланса [16,17].
Вмешательство человека в окружающую среду обусловило загрязненность продуктов питания токсическими веществами, которые обладают низким природным уровнем при высокой токсичности и риске поступления их в продукты питания. Существенным если не первостепенным фактором риска для здоровья является контаминация продовольственного сырья и пищевых продуктов различными химическими веществами потенциально опасными для здоровья. Чем выше загрязнённость окружающей среды, тем выше загрязнённость продуктов питания. Основной путь поступления вредных чужеродных химических веществ (ксенобиотиков) в организм человека - пищевой, а конечным звеном миграции токсикантов в природе является человек [14]. В нашем исследовании во всех пробах местных продуктов были обнаружены токсичные химические элементы, концентрация которых как правило не превышала ПДК (табл. 3), но формировала постоянный путь поступления ^, РЬ и Cd в организм детей.
В условиях развития нефте- и газодобывающей отраслей, для которых характерны большие количества высокоминерализованных выбросов в окружающую среду, а также извлечение огромных количеств «попутных» компонентов (^, РЬ, Cd и др.), это приводит к значительному накоплению в экосистемах ряда токсичных химических элементов, радионуклидов. ХМАО -Югра из-за низких среднегодовых температур, застойного воздушного режима и т. д., характеризуется очень высоким потенциалом загрязнения атмосферы и почвы.
Особенности расселения, питания коренного населения с использованием традиционных продуктов являются факторами, способствующими включению токсичных элементов в пищевую цепочку. У аборигенного населения основной объём дневного рациона составляет озёрная рыба, образ жизни которых связан с донными отложениями замкнутых озёрных систем, в которых создаются условия для кумуляции токсикантов, выпадающих в виде осадков или смывающихся с загрязнённых участков земной поверхности [17].
Рыба является главным продуктом питания аборигенного населения и употребляется в варёном и сыром виде [11, 16, 17]. Выведение избытка ртути из организма человека составляет от
года до 10 лет [12, 16]. Постоянное поступление этого токсического элемента ведет к его накоплению в организме человека.
Для современной урбанизированной окружающей среды при нарастающей техногенной нагрузке важным аспектом неблагоприятного влияния на здоровье населения являются именно алиментарные токсикологические факторы малой интенсивности. Токсикологические риски связаны с поступлением в организм токсичных химических элементов.
Неспецифические биологические эффекты контаминантов пищи связаны с системным нарушением гомеостаза из-за повреждения метаболических, нейрогуморальных, иммунных, генетических и др. механизмов. Развивающийся синдром снижения резистентности организма ведет к росту его чувствительности к воздействию факторов окружающей среды, увеличению числа и ухудшению течения многих заболеваний [2, 8, 16, 17]. Токсичные химические элементы в местных продуктах питания и их повышенная концентрация в волосах большого числа детей аборигенного населения Югры указывает на важность пищевого пути поступления токсикантов в организм человека и на тесную взаимосвязь с антропогенным загрязнением окружающей среды.
Литература
1. Агаджанян Н.А., Ермакова Н.В. Экологический портрет человека на Севере.- М.: КРУК, 1997.- 205 с.
2.Агбалян Е.В.и др. // Сб. науч. тр. ГУ НИИ МП КС РАМН за 2006 год.- Вып. 4 / .- Тюмень: Сити- пресс, 2006.-С.4-16.
3. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов: СанПин 2.3.2. 1078-01.- М.: РИТ ЭКС -ПРЕСС, 2002.- 216 с.
4.Дунаев В.Н. и др. // Вестник ОГУ. Прилож.: Биоэлементы.- 2006.- №12.- С. 89-92.
5. Еськов В.М. и др. Синергетика в клинической кибернетике.- Ч.1.- Самара : Офорт, 2006.- 233 с.
6. Здоровье населения Ямало-Ненецкого автономного округа: состояние и перспективы.- Надым - Омск, 2006.809 с.
7. Информ.бюл. О состоянии окружающей среды ХМАО - Югры в 2003 г.- Ханты-Мансийск: Мониторинг,
2004.- 160 с.
8. Кирилюк Л.И. и др. // Сб. науч. тр. ГУ НИИ МП КС РАМН за 2006 г.- Вып. 4 .- Тюмень: Сити-пресс, 2007.- С.42-52.
9. Ковальский В.В. Геохимическая среда и жизнь.- М.: Наука, 1982.- 76 с.
10. Кузнецов А.Е. , Градова Н.Б. Научные основы экобиотехнологии.- М.: Мир, 2006.- 503 с.
11. Кулемзин В.М. , Лукина Н.В. Знакомьтесь: ханты.- Новосибирск: ВО Наука, 1992.- 136 с.
12. Ларионова Т.К. // Гигиена и санитария.- 2000.- № 3.-С. 8-10.
13. Подунова Л.Г. и др. Методика определения микроэлементов в диагностируемых субстратах атомной спектрометрией с индуктивно связанной аргоновой плазмой: Метод. реком.. - М.: ФУГСЭН МЗ РФ.- 17с.
14. Русакова Н.В. , Завистяева Т.Ю. // Гигиена и санитария.- 2006.- №5.- С. 100-102.
15. Скальная М.Г , Нотова С.В. Макро- и микроэлементы в питании современного человека: эколого-физиологические и социальные аспекты.- М.: РОСМЭМ, 2004.- 310 с.
16. Burgerstein L. Handbuch Naehrstoffe Vorbeugen und heilen durch ausgewogen Ernaehrung: Alles ueber Spurenelemente, Vitamine und Mineralstoffe.- Stuttgart: Karl F. Hang Verlag, 2002.512 p.
17. Grabeklis A.R., Skalny A.V. // Микроэлементы в медицине.- 2003.- Т.4.- Вып. 3.- С.25-31.
THE SYSTEM ANALYSIS OF QUASIATTRACTORS PARAMETERS OF
CONDUCT VECTOR LOADING OF TOXIC CHEMICAL ELEMENTS IN UGRA CHILDREN ORGANISM
T.YA. KORTCHINA, O.E. FILATOVA, V.F. PYATIN, YU.G. BURYKIN
Summary
At was proved that stage vector of toxic element of arrived citizen differ than of khante-cgildren.
Key words: quasiattractors parameters, toxic elements
Таблица 3
Содержание Hg, Pb и Cd в местных продуктах ХМАО — Югры (мг/кг)
Рыба (n=28) Мясо животных (n=21) Лесная ягода (n=18)
Hg Pb Cd Hg Pb Cd Hg Pb Cd
<x> 0,27 0,28 0,03 0,006 0,061 0,011 0,007 0,17 0,01
D*(x) 3,22 0,0008 0,0001 0,047 0,039 0,0004 7,94 0,006 3,51
С x 0,22 0,20 0,02 0,002 0,027 0,011 0,003 0,08 0,006
О <x> 0,05 0,05 0,005 0,005 0,008 0,003 0,001 0,026 0,002
dx 0,10 0,09 0,01 0,001 0,016 0,006 0,002 0,052 0,004
Ме 0,26 0,22 0,02 0,006 0,059 0,07 0,008 0.18 0,01
min 0,003 0,013 0,01 0,003 0,008 0,002 0,002 0,02 0,002
max 0,85 0,67 0,09 0,009 0,099 0,038 0,01 0,28 0,02
ПДК* 0,3 1,0 0,2 0,3 1,0 0,2 0,3 1,0 0,2
Примечание: ПДК* - [3]
