Влияние аэровыбросов целлюлозно-бумажного производства на организм подростков коми Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

УДК 574.24+616.6+613.96

ВЛИЯНИЕ АЭРОВЫБРОСОВ ЦЕЛЛЮЛОЗНОБУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОРГАНИЗМ ПОДРОСТКОВ КОМИ*

© 2009 г. Ю. Г. Солонин, Е. Р. Бойко, Н. Г. Варламова,

Н. А. Вахнина, Т. В. Есева, А. М. Канева, О. А. Кеткина,

Т. И. Кочан, Т. П. Логинова, *Т. М. Лыюрова,

О. И. Паршукова, *Е. Н. Помаскина, М. Б. Пономарев,

Н. Н. Потолицына, В. Д. Шадрина

Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН,

*Коми филиал Кировской государственной медицинской академии, г. Сыктывкар

Экологическая обстановка в районах размещения предприятий целлюлозно-бумажной промышленности как у нас в стране, так и за рубежом остается напряженной, поскольку такие предприятия являются мощными источниками загрязнения водоемов, почвы и атмосферного воздуха вредными для растительного и животного мира веществами [11].

Данные отечественной и зарубежной литературы [6, 7, 9, 16, 18—20] свидетельствуют о неблагоприятном воздействии загрязнения атмосферного воздуха выбросами целлюлозно-бумажного производства на функциональное состояние организма и здоровье как взрослых людей, так и детей и подростков. Вместе с тем нет данных о влиянии таких выбросов на организм сельских жителей коми. Несомненно, что исследования в области этнофизиологии и этноэкологии весьма актуальны и должны получить дальнейшее развитие.

В настоящей работе поставлена задача определить возможное влияние аэровыбросов Сыктывкарского лесопромышленного комплекса (Республика Коми) на некоторые физиологические, психофизиологические и биохимические показатели сельских жителей коми подросткового возраста, проживающих на расстоянии около 5 км от источника загрязнения в поселке, периодически (по розе ветров до 40 % времени в году) находящемся под парогазовым и дымовым факелом данного предприятия. При направлении ветров от комбината в сторону поселка в атмосферном воздухе присутствуют меркаптаны, сероводород и другие сернистые соединения раздражающего действия, которые беспокоят жителей своим запахом. Другие существенные источники загрязнения воздушной среды в данном поселке отсутствуют.

Методика

Обследованы подростки этнической группы коми 14—15 лет — учащиеся двух средних школ: одна из них находится в поселке Зеленец (группа экологического влияния), вторая — в относительно благополучном в экологическом отношении селе Корткерос (контрольная группа). Под наблюдение взяты 14 мальчиков и 18 девочек контрольной группы и 13 мальчиков и 12 девочек группы экологического влияния, т. е. все практически здоровые подростки данной возрастной группы, имеющиеся в наличии в обследованных школах. По данным планового медосмотра большинство из подростков отнесены ко 2-й группе здоровья (в соответствии с Приказом Минздрава РФ от 2003 года [8]), имеющей некоторые функциональные и морфофункциональные отклонения. Их половое развитие соответствовало возрастным нормам.

Все подростки были ознакомлены с целью и методами обследования и дали добровольное согласие на участие в нем. Было получено согласие

* Работа поддержана Госконтрактом № 02.512.11.2190.

Для оценки влияния на функциональное состояние организма экологического фактора проведены комплексные обследования подростков коми обоих полов 14-15 лет, проживающих в различных экологических условиях. В группе подростков, подвергающихся воздействию загрязнений атмосферного воздуха серосодержащими выбросами целлюлозно-бумажного производства, по сравнению с контрольной группой (проживающие в относительно чистом районе) снижены переносимость гипоксемии, резервы кар-диореспираторной системы, уровень физического здоровья, ухудшена регуляция гемодинамики при кратковременной физической нагрузке, повышены концентрации гемоглобина и кротонового альдегида в крови. Отмеченные влияния свидетельствуют о гипоксии и более выражены у девочек.

Ключевые слова: подростки коми, целлюлозно-бумажное производство, экологические влияния, кардиоре-спираторная система, внутренняя среда, гипоксия, половые различия.

родителей и преподавателей. Перед обследованием все участники получили доступную и подробную инструкцию. Методом опроса у подростков выявляли состав семьи, семейный климат, посещаемость спортивных секций, наличие вредных привычек, особенности питания. В социальном плане и по наличию вредных привычек, по характеру питания заметной разницы между группами не выявлено.

Обследование включало анкетирование, измерение антропометрических и физиометрических параметров, физиологические исследования в покое и при физической нагрузке, психофизиологическое тестирование и изучение психоэмоционального статуса, забор крови для биохимических исследований.

По данным длины и массы тела вычисляли индекс массы тела (ИМТ). Жизненную емкость легких (ЖЕЛ) определяли сухим спирометром и рассчитывали «жизненный индекс» (ЖИ), т. е. отношение ЖЕЛ к массе тела. Силу мышц измеряли пружинным динамометром и рассчитывали динамометрический индекс (ДИ), равный отношению силы к массе тела. Проводили пробы с задержкой дыхания (Штанге и Генчи).

Функции внешнего дыхания у подростков в покое сидя определяли на микропроцессорном спирографе СПМ-01-«Р-Д». Наряду с известными показателями измеряли форсированную ЖЕЛ (ФЖЕЛ).

Частоту сердечных сокращений (ЧСС) измеряли пальпаторно, систолическое (СД) и диастолическое артериальное давление (ДД) определяли по методу Короткова. Вычисляли среднединамическое давление (СДД) по Хикему, «двойное произведение» (ДП) по Робинсону, вегетативный индекс Кердо (ВИК), кар-диореспираторный индекс Скибинской (КРИС).

Проводили пробу Мартине (20 приседаний за 30 с) с измерением ЧСС до нагрузки и сразу после ее окончания до полного восстановления ЧСС. Уровень физического здоровья (УФЗ) устанавливали по Г. Л. Апанасенко [1].

Функцию внимания определяли с помощью пробы Шульте — Платонова, регистрируя время поиска черных и красных цифр в определенном порядке, субъективные состояния «самочувствие», «активность» и «настроение» — по известному методу САН.

Регистрировали время простой зрительной моторной реакции (время ЗМР), критическую частоту различения световых мельканий (КЧСМ) с помощью компьютерного комплекса для психофизиологического тестирования «НС-ПсихоТест» (фирма «НейроСофт», г. Иваново).

Забор крови осуществляли с 8 до 10 часов натощак из локтевой вены в вакутайнеры «Bekton Dickinson BP» (Англия). Сразу после забора крови готовился гемолизат (в разведении 1:10) для определения показателей обеспеченности тиамином и рибофлавином

[13]. После этого кровь центрифугировали, а сыворотку отбирали и замораживали. Образцы гемолизатов и сывороток крови хранили до выполнения анализа в замороженном состоянии при —20 °С.

Обеспеченность организма тиамином оценивали по так называемому ТДФ-эффекту, т. е. по приросту активности эритроцитарного тиаминзависимого фермента

транскетолазы до и после добавления тиаминдифосфата

[14]. Об обеспеченности организма рибофлавином судили по ФАД-эффекту, т. е. по приросту активности эритроцитарного рибофлавинзависимого фермента глутатионредуктазы [12, 14].

Концентрацию в сыворотке крови витаминов А и Е устанавливали флуорометрически [12, 17], а концентрацию селена — флуорометрическим методом с 2,3-диаминонафталином [5].

В сыворотке крови с использованием наборов фирмы «С^опо1аЬ» (Швейцария) определяли концентрации глюкозы, лактата, общего холестерина, триглицеридов.

Содержание гемоглобина определяли гемоглобин-цианидным методом, а каталитическую активность глю-татионпероксидазы — по окислению восстановленного глутатиона в присутствии гидроперекиси третичного бутила в водных гемолизатах эритроцитов.

Концентрацию кротонового альдегида и диеновых конъюгатов по методу [3] определяли на спектрофотометре <^рейшшс Genesys-6» (Англия), оснований Шиффа — на флуориметре «Флюорат-2АБЛФ» (Лю-мэкс, Россия).

Материалы обработаны статистически с применением программы Биостат (версия 4.03). Сравнение выборок проведено с использованием критерия Манна — Уитни [4].

Результаты исследования

Результаты исследования показали (таблица), что по большинству измеряемых параметров и показателей между группами нет статистически значимых различий. Это касается длины, массы тела, ИМТ, силовых показателей (ДИ у всех ниже нормы), ЧСС (у девочек выше нормы) и ВИК (у всех положительный, что говорит о преобладании симпатической регуляции кровообращения), многих показателей внешнего дыхания (ФЖЕЛ и др.), содержания в крови общего холестерина, глюкозы и лактата (в группе влияния концентрация лактата достоверно выше нормы), витаминов В1, В2, А и Е (у девочек в группе влияния ниже нормы), времени сен-сомоторных реакций, критической частоты различения световых мельканий, результатов выполнения пробы на внимание (теста Шульте — Платонова) и теста САН, содержания в крови диеновых конъюгатов (у всех выше нормы) и оснований Шиффа, групп здоровья.

По некоторым показателям обнаруживаются определенные тенденции или существенные различия. У мальчиков в группе экологического влияния имеется тенденция к снижению массы тела и ИМТ, результатов пробы Штанге, ЖЕЛ, ФЖЕЛ, концентрации витамина Е, КРИС и повышению ВИК, содержания триглицеридов, лактата, кротонового альдегида и диеновых конъюгатов. У них же статистически значимые различия выявляются по СД, ДД, СДД, ДП, содержанию селена, которые понижены, но в то же время увеличены время восстановления ЧСС и содержание гемоглобина в крови.

У девочек в группе экологического влияния следует отметить тенденции к уменьшению ФЖЕЛ, СД, ДД, СДД, ДП и увеличению массы тела, ИМТ, рабочего

Сравнение различных показателей у подростков коми, проживающих в разных экологических условиях (М ± т)

Показатель Контрольная группа Группа экологического влияния

Мальчики п=14 Девочки п = 18 Мальчики п=13 Девочки п=12

Длина тела, см 165,0±2,5 160,0±1,2 163,0±2,6 161,0±1,9

Масса тела, кг 56,5±4,0 50,3±1,4 50,3±2,5 54,7±2,2

ИМТ, кг/м2 20,40±0,92 19,50±0,48 18,7±0,54 21,10±0,76#

Сила кисти, кг 33,6±2,7 23,2±0,9# 31,2±2,5 25,1±1,1#

ДИ, % 59,1±1,61 46,70±2,19# 61,7±3,10 45,60±2,30#

Проба Штанге, с 58,0±4,1 43,0±4,2# 46,0±5,2 32,0±3,2#*

Проба Генчи, с 22,0±2,0 19,0±1,9 26,0±3,7 15,0±1,5#

ЖЕЛ, мл 3740±189 3025±105# 3350,0±242 2717±98#*

ЖИ, мл/кг 69,0±2,7 62,0±1,8# 67,0±1,9 50,0±1,9#*

ФЖЕЛ, мл 4000±460 3250±210 3450±390 3020±190

СД, мм рт. ст. 123,0±3,2 115,0+2,4 113,0±3,7* 110,0±3,5

ДД, мм рт. ст. 72,0±1,6 74,0±1,9 64,0±2,2* 68,0±2,2

СДД, мм рт. ст. 89,0±1,6 87,0±2,1 80,0±2,1* 82,0±2,4

ДП, усл. ед. ЧСС, уд./мин: 98,0±4,0 96,0±4,6 83,0±3,3* 89,0±4,9

покой 77,0±3,5 84,0±2,6 74,0±2,7 81,0±3,5

нагрузка 117,0±3,5 125,0±2,5 114,0±3,9 127,0±3,6#

прирост 40,0±4,0 40,0±3,3 39,0±3,6 46,0±4,8

Время восстан. ЧСС, с 105,0±10,4 110,0±8,5 140,0±10,5* 162,0±7,8*

ВИК, % 4,9±4,4 13,0±2,3 12,7±4,9 15,0±3,4

Тест Шульте, с 131,0 ± 9,8 118,0±9,3 132 ,0±10,5 115,0±11,0

Время ЗМР, мс 216,0±7,3 207,0±5,3 205,0±4,9 214,0±5,8

КЧСМ, Гц Тест САН (баллы): 39,8±0,5 38,8±0,5 40,1±0,4 39,0±0,9

самочувствие 56,8±2,4 53,2±1,5 60,0±1,5 55,2±2,6

активность 46,5±2,2 47,2±2,0 49,9±1,9 48,5±2,3

настроение 59,3±2,0 56,1±2,3 60,3±1,7 55,7±2,6

Гемоглобин, г/л 138,0±2,9 134,0±3,7 147,0±2,7* 146,0±1,4*

Общий холестерин, ммоль/л 3,51±0,19 3,14±0,20 3,40±0,35 3,39±0,27

Триглицериды, ммоль/л 0,43±0,04 0,34±0,04 0,62±0,09 0,53±0,04*

Глюкоза, ммоль/л 4,20±0,24 3,90±0,42 4,2±0,23 3,90±0,35

Лактат, ммоль/л 2,03±0,34 2,08±0,32 2,76±0,32 2,43±0,32

Вит. В1, усл. ед. 1,09±0,03 1,10±0,03 1,09±0,02 1,07±0,02

Вит. В2, усл. ед. 1,15±0,05 1,20±0,06 1,15±0,04 1,19±0,06

Вит. А, мкг/дл 36,0±2,4 35,5±2,6 38,7±5,7 35,3±4,1

Вит. Е, мкг/мл 11,2±0,42 8,80±0,73# 9,00±1,70 7,80±0,87

Селен, мкг/л 82,80±2,04 76,90±1,86# 76,00±1,90* 78,00±2,90

Глутатионпероксидаза, мкмоль/мин-г НЬ 68,80±2,52 79,70±3,37# 68,70±4,00 66,50±2,90*

Кротоновый альдегид, усл. ед. 0,76±0,04 0,79±0,03 0,99±0,08 0,95±0,06*

Диеновые конъюгаты, усл. ед. 1,76±0,11 1,76±0,05 2,10±0,22 1,93±0,14

Основания Шиффа, усл. ед. 0,01±0,00 0,01±0,00 0,01±0,00 0,01±0,00

КРИС, усл. ед. 27,5±2,4 15,7±2,0# 22,0±3,4 11,0±1,4#*

УФЗ, баллы 8,20±0,80 9,00±0,74 8,60±0,93 4,50±1,13#*

Группа здоровья 1,90±0,15 2,30±0,13 1,50±0,08 2,20±0,17#

Примечание. Различия статистически значимы (р < 0,05): # — по полу в каждой группе; * — между группами.

прироста ЧСС, концентраций общего холестерина, лактата, диеновых конъюгатов. У них достоверно повышены время восстановления ЧСС, содержание гемоглобина, триглицеридов, кротонового альдегида. В этой же группе статистически значимо снижены результаты пробы Штанге, ЖЕЛ и ЖИ, ДД, активность глутатионпероксидазы, КРИС и УФЗ.

Выявлены и половые различия по некоторым показателям. В обеих группах у девочек в сравнении с мальчиками достоверно снижены силовые показатели и время выполнения пробы Штанге, ЖЕЛ и ЖИ, КРИС. В контрольной группе у девочек ниже содержание витамина Е и селена, выше активность глута-тионпероксидазы. В группе экологического влияния у девочек достоверно ниже результаты пробы Генчи,

а выше ИМТ, ЧСС при нагрузке, хуже здоровье (по группам здоровья).

Обсуждение результатов

По данным литературы [10], сероводород и диоксид серы подавляют дыхательные ферменты (оксидазы) и приводят к гипоксии организма. Гипоксия характеризуется нарушением окислительно-восстановительных процессов, накоплением промежуточных продуктов гликолиза, липолиза, протеолиза и развитием метаболического ацидоза, активным формированием свободных радикалов, усилением процессов перекисного окисления липидов, истощением антиоксидантной системы [2, 15].

Таким образом, у подростков коми, периодически подвергающихся воздействию серосодержащих и иных

вредных веществ в воздухе, снижена переносимость гипоксемии, повышено содержание гемоглобина, как компенсаторная реакция на дефицит кислорода, замедлена перестройка кровообращения после кратковременной физической нагрузки (ухудшение регуляции гемодинамики), снижены уровень функционирования (уменьшение резервов) кардиореспираторной системы и физическое здоровье. Все это может свидетельствовать о состоянии гипоксии, характерной для многих видов отравлений химическими веществами. В большей степени отмеченные изменения выражены у девочек.

Итак, периодическое загрязнение атмосферного воздуха выбросами целлюлозно-бумажного производства даже на расстоянии 5 км от источника негативно влияет на функционирование дыхательной и сердечнососудистой систем, внутреннюю среду организма подростков коми и снижает у них физическое здоровье. Более ранимым является организм девочек.

Список литературы

1. Апанасенко Г. Л. Методика оценки уровня физического здоровья по прямым показателям / Г Л. Апанасенко // Социальная гигиена, организация здравоохранения и история медицины. — Киев, 1988. — Т. 19. — С. 23—28.

2. Бизенкова М. Н. Метаболические эффекты антиоксидантов в условиях острой гипоксической гипоксии / М. Н. Бизенкова, М. Г. Романцов, Н. П. Чеснокова // Фундаментальные исследования. — 2006. — № 1. — С. 17-21.

3. Гаврилов В. Б. Спектрофотометрическое определение содержания гидроперекисей липидов в плазме крови /

B. Б. Гаврилов, М. И. Мишкорудная // Лабораторное дело.

- 1983. - № 3. - С. 33-35.

4. Гланц С. Медико-биологическая статистика : пер. с англ. / С. Гланц. - М. : Практика, 1999. - 459 с.

5. Голубкина Н. А. Флуометрический метод определения селена / Н. А. Голубкина // Журнал аналитической химии.

- 1995. - Т. 50. - С. 492-497.

6. Ефимова Н. В. Влияние аэровыбросов предприятий целлюлозно-бумажной промышленности на заболеваемость населения / Н. В. Ефимова, А. Д. Журавлева, А. И. Пыжьянов, Л. А. Минько // Гигиена и санитария. - 1992. -№ 3. - С. 65-66.

7. Меркаптаны // Энциклопедия по безопасности и гигиене труда : пер. с англ. - Т. 2. - М., 1986. - С. 1219.

8. О комплексной оценке состояния здоровья детей : приказ Минздрава РФ от 30 дек. 2003 г., № 621.

9. Селюжицкий Г. В. Гигиена труда в целлюлознобумажной промышленности / Г В. Селюжицкий, А. М. Гарбуз, Н. П. Кандыбор и др. - М., 1989. - 216 с.

10. Сероводород // Энциклопедия по безопасности и гигиене труда : пер. с англ. - Т. 4. Ч. 2. - М., 1987. -

C. 2220.

11. Солонин Ю. Г. Влияние предприятий целлюлознобумажной промышленности на здоровье населения / Ю. Г. Солонин // Экологические аспекты демографической политики и проблемы здравоохранения на Российском Севере : материалы Второго Северного социально-экологического конгресса, Сыктывкар, 19-21 апр. 2006 г. - Сыктывкар : КРАГСиУ, 2007. - С. 70-85.

12. Спиричев В. Б. Методы оценки витаминной обеспеченности населения : учебно-методическое пособие / В. Б. Спиричев, В. М. Коденцова, О. А. Вржесинская и др. - М., 2001. - 68 с.

13. Способ определения обеспеченности организма витамином В1 в скринирующих исследованиях : пат. № 2138815 Рос. Федерации / Бойко Е. Р, Соловьев А. Г, Сидоров П. И., Кирпич И. А. — 1999.

14. Теоретические и клинические аспекты науки о питании / отв. ред. М. Н. Волгарев. — М., 1987. — 217 с.

15. Ушкалова Е. А. Антиоксидантные и антигипок-сические свойства актовегина у кардиологических больных / Е. А. Ушкалова // Трудный пациент. — 2005. — № 3. - С. 1-5.

16. Ферару Г. С. Выявление «экологически зависимых» болезней, обусловленных деятельностью целлюлознобумажного производства / Г С. Ферару // Экология человека. — 2001. — № 3. — С. 31-33.

17. Чернулкенс Р. Ч. Одновременное флуорометрическое определение концентрации витаминов А и Е в сыворотке крови / Р Ч. Чернулкенс, П. С. Грибаускас // Лабораторное дело. — 1984. — № 6. — С. 362—365.

18. Marttila O., Jakkola J., Vilkka V. et al. // Environ. Res. — 1994. — Vol. 66, N 2. — P 152—159.

19. Mirabelli M. C., Wings S. // Environ. Res. — 2006. — Vol. 102, N 18. — P. 96—100.

20. Nasca P. C., Baptiste M. S., MacCubbin P. A. et al. // Am. J. Epidemiol. — 1988. — Vol. 128, N 6. — P 1256—1265.

INFLUENCE OF ATMOSPHERIC POLLUTION FROM A PULP-AND-PAPER MILL ON ORGANISM OF KOMIAN ADOLESCENCES

Yu. G. Solonin, E. R. Bojko, N. G. Varlamova,

N. A. Vakhnina, T. V. Eseva, A. M. Kaneva,

O. A. Ketkina, T. I. Kochan, T. P. Loginova,

*T. M. Lyurova, O. I. Parshukova, *E. N. Pomaskina,

M. B. Ponоmarev, N. N. Potolitsyna, V. D. Shadrina

Institute of Physiology, Ural Division, Russian Academy of Sciences,

*Komi Application of Kirov Medical State Academy, Syktyvkar, Russia

For estimation of influence of ecological factor, the complex investigations of Komian adolescences (14-15 year-old boys and girls) residing under different environmental conditions have been carried out. The group of adolescences exposed to atmospheric pollution with sulfur-containing substances from a pulp-and-paper mill as compared with the control (residing in a relatively “clean” area) is characterized by lower tolerance to hypoxemia, decreased reserves of cardiorespiratory system and level of physical health, worsened hemodynamic regulation under short-time physical exercise, increased concentrations of hemoglobin and crotone aldehyde in blood. These features testify about hypoxia and are more expressed in girls.

Key words: Komian adolescences, pulp-and-paper mill, ecological influences, cardiorespiratory system, internal environmental, hypoxia, sexual dimorphism.

Контактная информация:

Солонин Юрий Григорьевич — доктор медицинских наук, профессор, зав. лабораторией социальной физиологии Института физиологии Коми научного центра УрО РАН

Адрес: 167982, г. Сыктывкар, ГСП-2, ул. Первомайская, д. 50

Тел. (8212) 24-14-74, факс (8212) 44-78-90

E-mail: [email protected]

Статья поступила 04.05.2008 г.