CC BY
45
ВЕСТНИК ТГГПУ. 2007. №2-3(9-10)
ФИЗИОЛОГИЯ
УДК 612.6
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ У ДЕТЕЙ МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА, ПРОЖИВАЮЩИХ В КРУПНОМ ПРОМЫШЛЕННОМ ГОРОДЕ
© Р.Г.Биктемирова, А.Р.Мухамедиева
Дан сравнительный анализ функциональных показателей ССС и перекисного окисления липидов у детей 8-10 лет, проживающих в разных районах г.Нижнекамска.
Проблема экологической физиологии в настоящее время приобрела большую актуальность в связи с осознанием глубоких изменений среды обитания человека [1]. Экологическая напряженность в ряде регионов России и промышленное загрязнение жилых территорий городов в последнее десятилетие стало серьезной угрозой населению, особенно детскому [2]. Анализ физиологической адаптации организма человека к техногенному загрязнению окружающей среды имеет большое теоретическое и прикладное значение [3; 4; 5; 6; 7; 8]. Известно, что здоровье детской популяции формируется под воздействием сложного комплекса социально-гигиенических, биологических и экологических факторов. Несмотря на то, что действие факторов внешней среды на организм человека многогранно, наиболее непоправимый вред здоровью детей, как наиболее уязвимой части популяции наносит загрязнение атмосферного воздуха [9; 10; 11; и др.].
Впервые изучен уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ) у детей младшего школьного возраста в разных экологических районах крупного промышленного города Нижнекамск. Проведен корреляционный анализ между показателями сердечно-сосудистой системы, уровнем ПОЛ и количественно-качественным составом атмосферного воздуха.
Целью работы явилось комплексное изучение морфофункционального состояния сердечнососудистой системы и уровня перекисного окисления липидов детей 8-10 лет, проживающих в разных экологических условиях крупного промышленного города.
К числу городов, в котором сконцентрирован высокий промышленный потенциал, относится г.Нижнекамск, где расположено более 20 крупных предприятий нефтехимического профиля. Так, АО "Нижнекамскнефтехим" объединяет 23 завода, выбрасывающих в окружающую среду более 110 ингредиентов. Анализ выбросов Нижнекамского тепло-промышленного комплекса (по
данным ЦГСЭН и санитарно-промышленной лаборатории ОАО "Нижнекамскнефтехим") показал, что в атмосферный воздух поступают такие вредные вещества, как углеводороды, диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода, аммиак, формальдегид, фенол, сероводород, пыль и др. Кроме того, в список специфических загрязнителей входят без(а)пирен, стирол, бензол, этилбен-зол, толуол, 4,4-диметил-1,3-диоксан.
Для исследования нами выбраны районы города с различной степенью загрязнения атмосферного воздуха. Установлено, что загрязнение окружающей среды г.Нижнекамск носит зональный характер.
С (мг/м3) 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1
0,5 О
СО2 802 N02 :ЫИ3 НСОН □ ОЧР ■ ЗР
Рис.1. Сравнительная характеристика количественно-качественного состава атмосферного воздуха в г. Нижнекамск
Как видно на рис.1, наибольшая концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе наблюдалась на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ). Концентрация аммиака определялась на уровне 0,85±0,14 мг/м3 (0,2 ПДК), диоксида азота - 0,80±0,07 мг/м3 (0,085 ПДК), что выше ПДК в 49 раз. Причем диоксид азота, диоксид серы и аммиак относят к 2, 3, 4 классу опасных веществ. На основе расчета Ксум и ранжирования территорий по степени экологического неблагополучия экспериментальный район (Ксум=15,62; Р=12,25) отнесен нами к территориям с высоким уровнем потенциального риска для здоровья детей, по сравнению с ОЧР (КСум=2,32; Р=1,4).
Как известно, для индикации общего состояния организма и его механизмов адаптации используют показатели сердечно-сосудистой сис-
темы. Для оценки влияния загрязнения окружающей среды на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы у детей 8-10 летнего возраста нами проводился анализ ЧСС, АД, а также показатели синусового ритма сердца, отражающего взаимодействие симпатических и парасимпатических отделов вегетативной нервной системы [12].
Сравнительный анализ ЧСС у детей 8-10 лет, проживающих в разных экологических районах г.Нижнекамск, показал некоторые достоверные различия. Так, у девочек 9 лет ЧСС достоверно выше (88,48±3,28 уд/мин) в ЗР по сравнению со сверстницами из ОЧР (80,16±1,26 уд/мин). Такая же тенденция характерна практически для всех возрастно-половых групп детей 8-10 лет в исследуемых районах.
Сравнение показателей САД и ДАД у детей 8-10 лет, проживающих в разных экологических районах, показал достоверные различия показателей ДАД у девочек 8 лет. ДАД выше у девочек 8 лет (58,00±3,24мм.рт.ст.) в ЗР по сравнению с детьми (53,60±2,60 мм.рт.ст.) в ОЧР. В то же время дети, проживающие в ЗР имеют более высокие значения показателя ЧСС и ДАД (р<0,01) по сравнению с детьми из ОЧР, что можно рассматривать как преобладание симпатикотониче-ского типа регуляции сердечной деятельности (табл.1).
Как видно из табл.1, условия проживания оказывают влияние на состояние вегетативной нервной системы. Так, величина ВИК у девочек 9 лет ЗР достоверно выше, чем у сверстниц, проживаю-
щих в ОЧР (р<0,05). Регистрируемые положительные значения ВИК свидетельствуют о централизации механизмов управления сердечным ритмом и об увеличении тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы.
Анализ изменений сердечного ритма выявил, что вариационный размах (АХ), характеризующий степень активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, достоверно ниже у девочек 9 лет (0,21±0,02 с) в ЗР по сравнению со сверстницами того же возраста (0,33±0,03 с) в ОЧР. АМо в этом возрасте у девочек увеличивается (51,06±4,48%) в ЗР по сравнению со сверстницами (36,31±4,17%) в ОЧР, что свидетельствует о незрелости симпатических ре-гуляторных механизмов. Во всех остальных группах исследуемых детей в разных экологических районах достоверных различий не наблюдается (табл.2).
Значение интегрального показателя (ИН), отражающего поступление в систему синусового узла коррегирующей информации, является результатом деятельности других физиологических систем и организма в целом [13]. ИН в исследуемых группах колебался в широких пределах (табл. 2). Так, у девочек 9 лет в ЗР города ИН достоверно выше на 172,22 у.е. (260,13±85,06 у .е.), чем в ОЧР (87,91±15,05 у.е.). Высокие значения ИН (ИН>180 у.е.) у девочек в ЗР г.Нижнекамск указывают на возрастание центрального контура управления сердечным ритмом и об увеличении напряжения механизмов регуляции.
Таблица 1
Вегетативные показатели у детей 8-10 лет в условиях относительного покоя (М±т)_
Пол Р-ны Возраст (лет) ЧСС, уд/мин САД, мм.рт.ст. ДАД, мм.рт.ст. ВИК
8(п=10) 84,14±2,05 95,3±4,07 ** 53,6±2,6 35,29±4,18
ОЧР 9(п=13) * 80,16±1,26 91,81±4,73 53,63±4,41 * 32,85±5,62
я т о и <и 10(п=10) 80,24±2,58 106,7±2,82 61,4±1,12 22,69±3,03
8(п=12) 93,88±4,78 103,66±4,25 ** 58,00±3,24 36,62±4,33
ЗР 9(п=15) 88,48±3,28 1 85,93±2,23 1 47,2±2,48 *1 45,75±3,35
10(п=10) 85,94±3,73 109,4±3,78 1 66,2±2,68 22,12±3,60
8(п=13) 83,78±3,18 101,38±4,68 55,15±2,24 33,15±3,48
я ОЧР 9(п=12) 86,1±3,45 103,16±3,31 56,5±1,93 33,55±2,91
я Т 10(п=12) 82,65±4,07 107,08±3,59 60,41±2,57 24,21±6,49
л ч ЗР 8(п=11) 89,38±4,57 102,63±3,25 58,72±2,65 32,45±4,76
9(п=15) 1 80,02±2,80 1 98,13±3,18 1 59,06±2,38 1 24,91±3,73
10(п=11)
84,26±3,42
108,91±3,21
58,09±1,82
29,66±4,21
Примечание: ОЧР - относительно чистый район; ЗР - загрязненный район; * - р<0,05, ** р<0,01(достоверность различий между показателями в разных экологических районах); 1 - половые различия.
При сравнительном анализе значений ИН нами выделены три типа нейровегетативной регуляции (нормотонический, ваготонический и симпатикотонический) сердечного ритма. В ЗР нами выявлено 34,65% - нормотоников, 39,36% -симпатикотоников, 25,99% - ваготоников, в то время как в ОЧР 46,6% - нормотоников, 28,06% - симпатикотоников, 25,34% - ваготоников. Та-
ким образом, нами отмечено увеличение доли детей с симпатикотоническим типом регуляции вегетативной нервной системы. Очевидно, сим-патикотонический тип регуляции функций отражает снижение адаптационных возможностей организма и может служить своеобразным фактором риска в развитии вегетативных дисфункций и различных заболеваний [14].
Таблица 2
Показатели сердечного ритма у
Пол Р-ны Возраст (лет) Амо % АХ с ИН у-е-
8(п=10) 42,91±3,03 1 0,24±0,02 148,02±14,87
ОЧР 9(п=12) * 36,31±4,17 ** 0,33±0,04 *1 87,91±15,06
« 10(п=10) 35,35±4,17 0,27±0,03 148,12±53,02
Т О и <и 8(п=12) 43,15±4,32 0,24±0,04 235,47±69,84
ЗР 9(п=11) *1 51,06±4,48 ** 0,21±0,02 * 260,13±85,06
10(п=10) 38,87±5,78 0,25±0,03 209,27±101,31
8(п=10) 43,20±4,74 1 0,33±0,04 118,30±19,17
а я ОЧР 9(п=10) 35,25±3,13 1 0,19±0,02 1 165,25±25,47
т л 10(п=10) 39,63±2,59 0,25±0,02 139,11±21,30
« ¡3 8(п=16) 40,37±3,44 0,28±0,03 246,54±134,69
ЗР 9(п=16) 1 45,45±4,06 0,21±0,03 205,79±48,01
10(п=10) 39,41±5,45 0,28±0,04 237,87±138,14
Примечание: ОЧР - относительно чистый район; ЗР - загрязненный район; * - р<0,05, ** -р<0,01(достоверность различий между показателями в разных экологических районах); 1 - половые различия.
ИВР показал некоторые достоверные различия у детей 8-10 лет, проживающих в разных экологических районах. Девочки 9 лет имеют достоверно низкий показатель ИВР (120,83±18,95 у .е.) в ОЧР, чем сверстницы в ЗР (303,19±81,20 у.е.). Таким образом, у детей в ЗР наблюдается нарушение баланса механизмов регуляции сердечной деятельности, что проявляется активизацией симпатического отдела вегетативной нервной системы.
Полученные данные свидетельствуют о том, что неблагоприятные экологические условия снижают адаптационно-компенсаторный резерв ССС, что, очевидно, обусловлено незрелостью
вегетативной нервной системы детей младшего школьного возраста.
Исследования ПОЛ выявило достоверные различия в показателях у детей 8-10 лет, проживающих в разных экологических районах (табл.3). Так, концентрация МДА в моче у детей в ЗР составляет 6,09±0,62 нмоль/мл, что выше на 31,3% по сравнению с показателями у сверстников в ОЧР (4,18±0,22 нмоль/мл). Такая же закономерность наблюдается при сравнении содержания этаноламина в изучаемых районах. Концентрация ЭА достоверно выше на 31,8% (50,01±7,14 мг/сут) у детей 8-10 лет в ЗР, чем в ОЧР (33,09±3,78 мг/сут).
Таблица 3
Показатели ПОЛ у детей 8-10 лет, проживающих в разных экологических _районах (М ± т)_
Показатели ОЧР (п=17) ЗР (п=16) р
Малоновый диаль-дегид (МДА), нмоль/мл 4,18±0,22 6,09±0,62 <0,01
Этаноламин (ЭА), мг/сут 33,09±3,78 50,01±7,14 <0,05
Примечание: ОЧР - относительно чистый район; ЗР - загрязненный район; п - количество детей.
Выявленная активация уровня ПОЛ у детей в ЗР может свидетельствовать о нарушении равновесия между образованием радикалов, перекисей липидов и о воздействии на них системы антиок-сидантов. Стрессорное воздействие техногенного загрязнения окружающей среды, очевидно, может быть причиной формирования окислительного стресса у детей, проживающих в неблагоприятных экологических условиях. Исследование ПОЛ можно использовать как стресс-индикатор экологической дезадаптации организма детей к неблагоприятным экологическим условиям.
Нами проведен корреляционный анализ между показателями ССС (ЧСС, ИН, САД и ДАД),
ПОЛ (МДА и ЭА) и количественно-качественным составом атмосферного воздуха (СО2, 802, ОД, НСОН и Ш2).
ЧСС и САД у девочек в ЗР достоверно коррелируют с концентрацией КО2 в атмосферном воздухе(г=0,65). У мальчиков 9 лет в ЗР выявлена достоверная прямая связь между ИН - 802, N02, ад, НСОН и обратная между ИН - СО2 (р<0,05). У детей 9 лет в ЗР повышение концентрации N02, NH3, 802, НСОН в атмосферном воздухе способствует увеличение ИН, что свидетельствует о более напряженном характере адаптации к неблагоприятным экологическим условиям.
Анализ взаимосвязи между показателями ПОЛ и количественно - качественным составом атмосферного воздуха показал, что выявленная у детей достоверная положительная корреляция между МДА - NНз, МДА - Ш2, ЭА - СО2, ЭА -НСОН, не зависит от экологических условий проживания (рис.2). Из этого следует, что одной из причин повышения уровня ПОЛ у детей 8-10 лет является загрязнение воздушного бассейна на границе санитарно - защитной зоны. Так, повышение концентрации №Н3 и NО2 в атмосферном воздухе ЗР способствует увеличению МДА, а повышение концентрации СО2 и НСОН - увеличению содержание ЭА.
Загрязненный район
Относительно чистый район
МДА
- 1 802
ЭА
ад3
НСОН
МДА
802
ЭА
Рис2. Корреляция между концентрацией некоторых веществ в атмосферном воздухе и концентрацией МДА и ЭА в моче у детей 8-10 лет, проживающих в разных экологических районах
Примечание: - положительная корреляция;
--------- отрицательная корреляция.
3
Таким образом, выявленные корреляционные связи между изучаемыми показателями и количественно-качественным составом атмосферного воздуха можно рассматривать как индикатор не-
благоприятного воздействия экологических условий проживания на детский организм.
1. Матюхин В.А. Экологическая физиология человека и восстановительная медицина. / В.А.Матю-хин, А.Н.Разумов. М., 1999.
2. Лысенко А.И. Особенности физического развития и заболеваемость детей в возрасте 4-7 лет на территориях города с различным уровнем антропогенной нагрузки: Дисс. ... канд. мед. наук / А.И.Лысенко. - Казань, 2002.
3. Аболевская А.В. Уровень адаптированности системы гипоталамус - гипофиз - кора надпочечников детей при различном загрязнении атмосферного воздуха / А.В.Аболевская, Е.П.Усанова, Р.А.Матнивский и др. // Гиг. и сан. 1993. №2. С.40-43.
4. Антропова М.В. Умственная работоспособность учащихся 1-4-х классов, проживающих в экспериментальных климатических условиях / М.В.Антропова, Н.В.Соколова // Гиг. и сан. 1996. №5. С.17.
5. Быстрых В.В. Атмосферное загрязнение и антропометрические показатели новорожденных Оренбурга / В.В.Быстрых, В.М.Боев // Гиг. и сан. 1995. №1. С.3-4.
6. Димитриев Д. А. Влияние загрязнения атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий на функциональное состояние центральной нервной системы у дошкольников / Д.А.Димитриев // Тез. II съезда физиологов Сибири и Дальнего Востока - Новосибирск, 1995. С.80-81.
7. Димитриев А.Д. Окружающая среда и здоровье человека (онтогенетические аспекты) / А.Д.Ди-
митриев, А.Б.Косолапов. Владивосток, 1990. С.199.
8. Тупицин И.О. Сенситивные периоды развития сердечно-сосудистой системы / И.О.Тупицин, И.Т.Андреева // Материалы XVII съезда физиологов Росс. Ростов-на-Дону, 1998. С.16.
9. Даутов Ф.Ф. Состояние детей дошкольного возраста на территориях с различным уровнем антропогенной нагрузки / Ф.Ф. Даутов, А.И.Лысенко, А.Х.Яруллин // Гиг. и сан. 2002. №4 С.41-43.
10. Галсанджанвын О. Физическое развитие и некоторые функциональные показатели детей г.Улан-Батора, проживающих в районах с различной экологической ситуацией: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук / О.Галсанджанвын. Иркутск, 1996.
11. Михалев В.П. Разнонаправленность адаптационных популяционных реакций на равные деформации среды / В.П.Михалев // Рос. физиолог. журнал им. И.С. Сеченова (часть 2). 2004. Т.90. №8. С.289-290.
12. Романова И.И. Комплексная оценка влияния антропогенного загрязнения окружающей среды на морфофункциональный статус детей школьного возраста: Дис.канд. биол. наук / И.И.Романова. Казань, 2001.
13. Баевский Р.М. Математический анализ сердечно -го ритма при стрессе / Р.М.Баевский, О.И.Кириллов, С.З.Клецкин. М., 1984.
14. Глазачев О.С. Вегетативный и психоэмоциональный статус у младших школьников из регионнук-лидного загрязнения местности / О.С.Глазачев, В.П.Рыбаков, И.О.Тупицын // Физиолог. человека. М., 1994. Т.20. №2. С.129-135.
THE COMPARATIVE ANALYSIS OF MORPHOFUNCTIONAL PARAMETERS OF SCHOOL CHILDREN, LIVING IN AN INDUSTRIAL CITY
R.G.Biktemirova, A.R.Muhamedieva
The comparative analysis of functional indixes of cardiovascular system and LPO (lipid peroxide oxidation) in the age group of children of 8-10 y.o. living in diverse districts of Nizhnekamsk city.
