CC BY
22
УДК: 574.2: 57.04+551.590.21+579.24
Т. С. Завадская, Р. Е. Михайлов, Е. Н. Чеботарева
СОПРЯЖЕННОСТЬ РОСТА МИКРОФЛОРЫ В ОРГАНИЗМЕ ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В КИРОВСКО-АПАТИТСКОМ РАЙОНЕ, С ВАРИАЦИЯМИ ГЕЛИОГЕОФИЗИЧЕСКИХ АГЕНТОВ
Аннотация
Цель работы состояла в выявлении связи между ростом микрофлоры в организме детей, проживающих в Кировско-Апатитском районе, и вариациями гелиогеофизических агентов. В работе использовались данные результатов анализа микрофлоры в анализах, взятых из носоглотки у детей, проходивших обследование в микробиологической лаборатории. В работе обнаружены качественные и количественные особенности состава микрофлоры в разные фазы цикла солнечной активности (СА), показана вариабельность микрофлоры в разных возрастных группах детей, выявлен разнонаправленный характер связи между различными представителями микрофлоры с СА и геомагнитной активностью.
Ключевые слова:
микрофлора, гелиогеофизические агенты.
T. S. Zavadskaya, R. E. Mikhaylov, E. N. Chebotareva
DEPENDENS OF MICROFLORA GROWTH IN THE CHILDREN ORGANISM
ON THE HELIOGEOPHYSICAL AGENTS VARIATIONS
IN THE KIROVSK-APATITY REGION
Abstract
The purpose of this study was to identify the relationship between the growth of the microflora in children who live in the Kirovsk — Apatity area, and variations heliogeophysical agents. The study used data from the analysis of the results of the microflora in the analyzes taken from the throat and nose in children, held a survey in the microbiological laboratory. The paper identified the qualitative and quantitative composition of microflora particular, it shows the variability of the microflora in different age groups of children revealed multidirectional communication between various representatives of the microflora, solar and geomagnetic activity.
Keywords:
microflora, heliogeophysical agents.
Введение
Неоспоримый вклад в объяснение связи, обнаруженной А. Л. Чижевским [1, 2], между эпидемическими процессами и различными фазами цикла солнечной активности, внес казанский бактериолог С. Т. Вельховер [3]. Именно ему принадлежит открытие циклической метахромазии бактерий, зависящей от фаз СА. А. Л. Чижевский придавал этому феномену большое концептуальное значение, так как видел в микроорганизмах одну из возможных связей между СА и процессами в биосфере. В настоящее время явление метахромазии коринебактерий известно как «эффект Чижевского — Вельховера» [4, 5]. Дальнейшее исследование причин
сопряженности между ростом микрофлоры и СА показало, что геомагнитная активность (ГМА) играет какую-то роль в модуляции роста микрофлоры. Однако однозначных результатов в выявлении причинно-следственных связей между воздействием космофизических агентов, ассоциированных с CА, и ростом микрофлоры в организме человека пока не получено.
Цель данного исследования состояла в выявлении возможной связи между качественным и количественным составом микрофлоры в носоглотке детей и вариациями гелиогеофизических агентов, ассоциированных с СА.
Материал и методы
Материалом для выявления качественных и количественных особенностей микрофлоры в различные фазы СА (с 2008 по 2015 гг.) служили результаты анализов (9149 анализа) микрофлоры в носоглотке детей (4475 детей в возрасте от 0 до 15 лет), проживающих в Кировско-Апатитском районе. Записи результатов анализов за указанный период были предоставлены микробиологической лабораторией города Кировска.
Геофизические данные для сопоставления динамики роста микрофлоры и вариабельности гелиогеофизических агентов были получены на сайте ftp://nssdcftp.gsfc.nasa.gov/spacecraft_data/. Статистический анализ всех данных проводили с применением программного обеспечения Statistica 10.
Результаты и обсуждение.
На рис. 1 отражена ежегодная динамика обращений в микробиологическую лабораторию для анализа микрофлоры в носоглотке детей.
а б
Рис. 1. Динамика ежегодных обращений в микробиологическую лабораторию для анализа микрофлоры в носоглотке мальчиков и девочек (а); динамика ежегодного соотношения числа обращений для анализа микрофлоры у мальчиков и девочек (б)
Показано, что общее число обращений (рис.1, а) возрастает к 2013 г., кроме того, можно видеть, что обращаемость (заболеваемость) у девочек выше,
чем у мальчиков. В 2013 г. почти в два раза увеличилось количество обращений относительно предыдущих пяти лет, но соотношение (девочки и мальчики) числа обращений для в 2013 г. не изменилось. Результаты анализов детей, прошедших обследование, классифицировали по возрастным группам (до 2 лет, от 2 до 3 лет, 4-7, 8-11 и 12-15 лет), отдельно у мальчиков и девочек.
На рис. 2, а, видно, что среди мальчиков наибольшая частота обращений в лабораторию для анализа микрофлоры в носоглотке характерна для групп детей, соответствующих возрасту от 0 до 7 лет. С возрастом частота обращений в этой группе снижается. Среди девочек данный показатель снижается в возрастных группах от 8 до 11 лет (рис. 2, б). С 2008 по 2012 гг. количество обращений у мальчиков колебалось (с возрастанием) от 56 до 193, у девочек — от 81 с ростом до 290. Рост заболеваемости наблюдался в 2013 г., а следовательно, выросло количество обращений в лабораторию. В 2013 г. в группе мальчиков зарегистрировано 421 обращений, пик роста обращаемости был в 2014 г. — 457, в 2015 г. зафиксировано снижение уровня до 370. Среди девочек пик роста обращаемости наблюдался в 2013 г. — 556, в последующих годах рост снизился до 534. Возможно, что рост обращаемости связан с увеличением применения антибиотикотерапии среди населения, что привело к более устойчивым штаммам бактерий или в связи с увеличением приезжего населения [6, 7].
а б
Рис. 2. Динамика ежегодной частоты обращений в лабораторию для анализа микрофлоры в носоглотке в различных возрастных группах мальчиков (а) и девочек (б). По оси абсцисс - годы; по оси ординат - частота обращений
В 2013 г. произошло объединение больниц Кировска и Апатиты, вследствие чего микробиологическая лаборатория стала обслуживать население сразу двух городов. Для оценки обращаемости было проведено нормирование количества детского населения. В 2008-2012 гг. нормирование произведено на количество детей Кировска, а с 2013-2015 — населения двух городов.
По данным Росстата на 2015 г., в Кировске детей в возрасте от 0 до 15 лет зарегистрировано: мальчиков — 5155; девочек — 2656. В городе Апатиты дети в возрасте от 0 до 15 лет составляют: мальчики — 9580; девочки — 4835. На основании этих данных было проведено нормирование детского населения по годам, что отражено на рис 3.
Так как с 2008 г. обращаемость каждый год увеличивалась, нормирование было произведено для того, чтобы оценить соотношение обращений вне зависимости от увеличения количества населения. В группе
мальчиков прослеживается волнообразная динамика среди нормированных данных с максимумами в 2010 г. — 26,38, 2012 г. — 37,44 и 2014 г. — 31,01. В группе девочек структура нормированных данных возрастает и к 2010 г. составляет 96,01, в 2011 г. падает до 80,2, в 2012 г. достигает своего максимума в 109,19. Далее соотношение постепенно снижается и стабилизируется 20142015 гг. — 71,29.
Рис. 3. Динамика ежегодных обращений в микробиологическую лабораторию для анализа микрофлоры с учетом соотношения количества мальчиков и девочек, проживающих в Апатитско-Кировском районе
Как показано на рис. 4 и 5, в анализах, взятых из носа, наиболее часто встречаются следующие виды бактерий: Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Neisseria непатогенная. На рис. 4 отображена встречаемость бактерий в анализах проб из носа среди девочек.
Встречаемость Staphylococcus epidermidis имела примерно одинаковый рост на протяжении 3 лет (с 2008 по 2010 гг. включительно не превышал 300), в 2011-2012 гг. достигла пика роста (примерно 475), затем наблюдался равномерный спад каждый год до изначально стабильного состояния.
Рис. 4. Динамика роста патогенной микрофлоры у девочек (нормированная на 1000) в период с 2008 по 2015 гг. в анализах, взятых из носа
Пик роста встречаемости Staphylococcus aureus зафиксирован в 2009 г. (450), в дальнейшем все вернулось на уровень 2008 г. (менее 200) и сильно не изменялось.
Уровень встречаемости Streptococcus pyogenes резко варьировался: в 2008 г. — 300, в 2009 г. — 100, в 2010 г. — около 250, в 2011 г. небольшое сокращение до 225, в 2012 г. зафиксировано снижение в 4 раза — чуть больше 50, этот уровень сохранялся и в последующие годы.
Встречаемость Neisseria непатогенной за год (с 2008 по 2009 гг.) сократилась вдвое (до 100), далее в 2012 г. возросла до почти 200 и, продолжая расти к 2014 г., достигла пика роста — 275.
Уровень встречаемости Staphylococcus saprophyticus не превышал 100, пик роста был в 2011 г. — 225, в последующие годы произошел резкий спад — около 50.
Остальные бактерии немногочисленны, чтобы можно было выявить какие-либо закономерности.
На рис. 5 отображена динамика встречаемости бактерий в анализах проб из носа среди мальчиков. Наибольший уровень роста Staphylococcus epidermidis зафиксирован в 2008 г. — 425, а в 2009 г. он резко сократился и не превысил 250, в последующем каждый год увеличивался примерно на 50 единиц, второй пик роста наблюдался в 2012 г. — 400, в 2013 г. этот показатель снизился до 275, в 2014 г. снова вырос на 50, но в 2015 г. вернулся к уровню 2013 г.
Уровень встречаемости Staphylococcus aureus в 2008 г. составил 280, пик роста наблюдался в 2009 г. — 475, затем в 2010 г. резкий спад до 200 и в последующие годы рост встречаемости не превышал 250.
Встречаемость Neisseria непатогенной имела волнообразный характер: в 2009 г. около 100, в 2010 г. наблюдался первый пик роста — 300, с 2011 г. показатель снижался на 100 единиц каждый год до минимального в 2012 г. — около 100, затем зафиксирован резкий рост в 2013 г. — около 250, в 2014 г. — более 300, в 2015 г. — снижение на 50 единиц.
Остальные виды бактерий не имели ярко выраженных изменений и не превышали 150 единиц.
500 400 300 200 100 О
I I ll'V
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
I Staphylococcus epidermidis I Neisseria непатог.
Staphylococcus aureus I Невыявлено Streptococcus pyogenes Staphylococcus saprophyticus Streptococcus негем.
Рис. 5. Динамика роста патогенной микрофлоры у мальчиков (нормированная на 1000) в период с 2008 по 2015 гг. в анализах, взятых из носа
Как показано на рис. 6 и 7, в анализах, взятых из зева, наиболее встречаемы следующие виды: Streptococcus pyogenes, Neisseria непатогенная. Причем относительно Streptococcus pyogenes наблюдается постепенный спад (примерно с 900 до 250 в группе девочек и с 800-900 до 200±50 у мальчиков). Рост Neisseria непатогенной стабилен и имеет невыраженный волнообразный
характер колебаний встречаемости группе мальчиков в пределах 600-800, с минимальным значением 500 в 2009 г. и в группе девочек в пределах 700-750, с минимальным значением 500 в 2008 г. Уровень встречаемости Staphylococcus aureus у девочек с 2008 по 2010 гг. вырос примерно от 200 до 350, затем снизился до 150 и в дальнейшем не превышал 200. У мальчиков данный показатель в 2008-2009 гг. был в районе 300, затем постепенно снизился и с 2013 г. не превышал 200. С 2012 г. в обеих группах увеличилось количество чистых анализов (в пределах 300). Рост остальной микрофлоры колеблется от 0 до 200, без видимых изменений.
Рис. 6. Динамика роста патогенной микрофлоры у девочек (нормированная на 1000) в период с 2008 по 2015 гг. в анализах, взятых из зева
Рис. 7. Динамика роста патогенной микрофлоры у мальчиков (нормированная на 1000) в период с 2008 по 2015 гг. в анализах, взятых из зева
Для определения влияния активности гелиогеофизических показателей на динамику роста патогенной микрофлоры был проведен корреляционный анализ. В табл. 1 приведены некоторые достоверные корреляционные связи между динамикой роста патогенной микрофлоры в пробах, полученных из носа у девочек и мальчиков, и индексами геомагнитной возмущенности.
Как видно на табл. 1, наиболее значимая и частая корреляция у Staphylococcus aureus, он отрицательно коррелирует с планетарным индексом ^р) -0,81 в обеих группах и индексом магнитной активности (ар) -0,82 у девочек и -0,83 у мальчиков, а также положительно реагирует с индексом напряженности магнитного поля (Dst): 0,82 и 0,92 — у девочек и мальчиков соответственно. Staphylococcus saprophyticus отрицательно взаимозависим
с индексом напряженности магнитного поля (Dst) — -0,83 у девочек. Корреляция наблюдается между встречаемостью Streptococcus anhaemolyticus и излучением Солнца на радиоволнах (f10.7_index) — 0,78, корреляция есть между ростом Corynebacterium pseudodiph и количеством солнечных вспышек (R) 0,75 в группе мальчиков. Streptococcus haemolyticus коррелирует с излучением Солнца на радиоволнах (f10.7_index): 0,77 — у девочек и 0,83 — у мальчиков, а также с количеством солнечных вспышек (R) — 0,77 у мальчиков. Streptococcuc viridans положительно соотносится с количеством солнечных вспышек (R) — 0,91 и с излучением Солнца на радиоволнах (f10.7_index) — 0,92 в группе девочек.
Таблица 1
Корреляции гелиогеофизических агентов с анализом микрофлоры из носа, взятых у девочек и мальчиков
Девочки Мальчики
Kp- index R Dst-index ap-index f10.7-index Kp- index R Dst-index ap-index f10.7-index
Staph. aureus -0,81 -0,57 0,83 -0,82 -0,53 -0,81 -0,64 0,92 -0,83 -0,6
Staph. saproph. 0,45 0,32 -0,83 0,44 0,28 -0,11 0,22 0,38 0,01 0,2
Strept. anhaemol. 0,41 0,52 -0,63 0,38 0,51 0,53 0,74 -0,23 0,43 0,78
Staph. haemol. 0,64 0,69 0,09 0,6 0,77 0,67 0,77 0,09 0,63 0,83
Strept. viridans 0,72 0,91 -0,41 0,72 0,92 0,43 0,48 -0,72 0,44 0,44
Coryn. pseud. 0,53 0,65 -0,02 0,63 0,62 0,48 0,75 0,08 0,47 0,75
Таблица 2 Корреляции гелиогеофизических агентов с анализом микрофлоры из зева,
взятых у девочек и мальчиков
Девочки Мальчики
Kp- index R Dst-index ap-index f10.7-index Kp- index R Dst-index ap-index f10.7-index
Neiss. непат. 0,82 0,54 -0,92 0,82 0,52 -0,07 0,4 0 0,03 0,34
Strept. py°g. -0,68 -0,97 0,14 -0,66 -0,99 -0,76 -0,97 0,3 -0,72 -0,99
Staph. aureus -0,4 -0,5 -0,12 -0,4 -0,52 -0,54 -0,83 0,44 -0,56 -0,77
Staph. Haemol. 0,67 0,75 0,09 0,63 0,81 0,66 0,85 0,06 0,62 0,89
Strept. viridans 0,74 0,95 -0,44 0,79 0,92 0,65 0,86 -0,56 0,68 0,83
В результатах анализов, полученных из зева у девочек, наиболее значимая корреляция у Neisseria непатогенной, она положительно взаимозависима с планетарным индексом ^р) 0,82 и индексом магнитной активности (ар) 0,82, а также отрицательно соотносится с индексом напряженности магнитного поля (Dst) -0,92. Streptococcus pyogenes
отрицательно взаимозависим с количеством солнечных вспышек (R) -0,97 у девочек и мальчиков, с излучением Солнца на радиоволнах (f10.7_index) — -0,99 у мальчиков и девочек и с планетарным индексом ^р) -0,76 в группе мальчиков. Streptococcuc viridans положительно коррелирует с количеством солнечных вспышек (R) — 0,95 у девочек и 0,86 у мальчиков, с индексом магнитной активности (ар) 0,79 у девочек и с излучением Солнца на радиоволнах (f10.7_index) — 0,92 у девочек и 0,83 у мальчиков. У Streptococcus haemolyticus есть корреляция с излучением Солнца на радиоволнах (f10.7_index) —
0.81.у девочек и 0,89 у мальчиков и с количеством солнечных вспышек (R) 0,85 у мальчиков. В группе мальчиков также выявлена отрицательная корреляция между уровнем встречаемости Staphylococcus aureus и количеством солнечных вспышек (R) -0,83, он также коррелирует с излучением Солнца на радиоволнах (f10.7_index) -0.77.
Заключение
Среди детского населения большая часть хронических заболеваний приходится на заболевания дыхательной системы. Сочетание острых респираторных инфекций и ЛОР-патологий (хронические аденоиды, хронический и рецидивирующий тонзиллит, отит, синусит, бронхит) у детей дошкольного и школьного возраста составляет до 35 % [7, 8].
В нашем исследовании мы проанализировали и сопоставили все полученные данные о качественном и количественном составе микрофлоры в носоглотке детей, выявили сопряженность роста бактерий родов Staphylococcus и Streptococcus (возбудители острых респираторных вирусных заболеваний и ангин) с вариациями гелиогеофизических агентов, ассоциированных с СА [9-11], что доказывает достоверное влияние геомагнитных возмущений на организм человека в целом и на его микрофлору в частности. Анализ частоты обращений показал, что в условиях Заполярья дети (до 15 лет) наиболее подвержены респираторным заболеваниям [12]. Разделение на возрастные группы выявило, что наиболее чувствительны дети в возрасте до 7 лет, что объясняется особенностями детской иммунной системы, в частности, низким уровнем имунноглобулинов A и G [13, 14]. Благодаря прогнозам СА и ГМА можно прогнозировать вспышки инфекционных заболеваний и предпринимать превентивные меры для снижения риска заболеваемости и инфицированности среди населения.
Также наблюдается устойчивый рост заболеваемости, что, вероятно, связано с неблагоприятной экологической обстановкой и социально-экономическими факторами.
Литература
1. Чижевский А. Л. Земное эхо солнечных бурь. М.: Мысль. 1973. 349 с.
2. Чижевский А. Л. Космический пульс жизни (Земля в объятиях Солнца. Гелиотараксия). М.: Мысль. 1995. 767 С.
3. Вельховер С. Т. О некоторых функциональных свойствах коринебактерий // Журн. микробиол., эпидем. и иммунобиол. 1935. Т. 15, № 6. С. 869-878.
4. Вельховер С. Т. Годовой ход метахромазии волютина коринебактерийной клетки // Микробиология. 1936. Т. XV, вып. 5. С. 731-736.
5. Шестопалов И. П., Рогожин Ю. А. Корреляция между микробиологической (S. aureus) и сейсмической активностью с учетом взаимосвязей «Солнце — Земля» и генерации нейтронных потоков // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2005. Т. 39, № 93. С. 20-26.
6. Доклад о состоянии здоровья населения и организации здравоохранения в Мурманской области по итогам деятельности за 2013 г. URL: minzdrav.gov-murman.ru/files/doclad.pdf
7. Емельянова М. П. Новый взгляд на терапию острого вирусного ринита у детей // Вопросы современной педиатрии. 2011. Т. 10, № 4. С. 115-118.
8. Ершова А. К. Комплексный подход к лечению острых респираторных вирусных заболеваний // Рус. мед. журн. 2011. Т. 19, № 18. С. 1132-1134.
9. Завадская Т. С. Вариабельность микрофлоры человека в зависимости от гелиогеофизических агентов в условиях Заполярья / Т. С. Завадская [и др.] // Труды Кольского научного центра РАН. Серия «Гелиогеофизика». Апатиты, 2015. Вып. 1, № 6(32). С. 50-54.
10. Белишева Н. К. Вклад высокоширотных гелиогеофизических агентов в заболеваемость населения Евро-Арктического региона // Вестник Урал. медицинской академической науки. Екатеринбург, 2014. № 2(48). С. 5-11.
11. Меркушев И. А. Связь роста микрофлоры с геокосмическими агентами / И. А. Меркушев [и др.] // Научное приборостроение РАН. 1998. Т. 7, № 1-2, прил. 1. С. 62-63.
12. Краткий справочник по космической биологии и медицине / ред. А. И. Бурназян. М.: Медицина, 1967. 296 с.
13. Основные показатели здоровья матери и ребенка, деятельность службы охраны детства и родовспоможения в Российской Федерации / Мин-во здравоохранения РФ; Департамент мониторинга, анализа и стратегического развития здравоохранения; Центральный НИИ организации и информатизации здравоохранения Минздрава РФ. М., 2015. 164 с.
14. Беляева Н. Н. Связь изменений слизистых оболочек носа и рта с иммунным статусом при воздействии факторов окружающей среды / Н. Н. Беляева [и др.] // Гигиена и санитария. 2001. № 5. С. 62-64.
Сведения об авторах Завадская Татьяна Сергеевна
инженер Научно-исследовательского центра медико-биологических проблем адаптации человека в Арктике КНЦ РАН, Апатиты E-mail: [email protected]
Михайлов Роман Егорович
младший научный сотрудник Научно-исследовательского центра медико-биологических проблем адаптации человека в Арктике КНЦ РАН, Апатиты E-mail: [email protected]
Чеботарева Елена Николаевна
руководитель лаборатории микробиологического анализа Апатитско-Кировской центральной городской больницы
