CC BY
14
ного аппарата (класс VII, Н) — 13,4%, причем чаше болели девочки (14,9% против 12% мальчиков), болезни костно-мышеч-ной системы и соединительной ткани (класс XIII, М) — 11%. На 5-м месте факторы, влияющие на состояние здоровья и обращения в учреждения здравоохранения (класс XXI, Z) — 10,2%. На 6-й позииии у мальчиков психические расстройства и расстройства поведения (класс V, F) — 10,1 %, у девочек — болезни эндокринной системы, расстройства питания и нарушения обмена веществ (класс IV, Е) — 7,2%.
Структура заболеваемости сельских детей края значительно отличается от таковой городских учащихся. Так, 1-е место у городских школьников занимали болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани (класс XIII, М) — 29,4%, 2-е место — болезни органов пищеварения (класс XI, К) — 20,6% от общей заболеваемости [2].
Таким образом, нами выявлены следующие особенности заболеваемости сельских школьников в Ставропольском крае:
1. Наименьшее число практически здоровых детей регистрировалось в 9 лет независимо от пола (17,4% мальчиков и 18,4% девочек).
2. Критическим периодом для формирования морфофунк-циональных нарушений является возраст 8 лет у мальчиков и 9 лет у девочек, когда ко II группе здоровья были отнесены 62,9% мальчиков и 67,4% девочек.
3. Хроническая патология чаще всего выявлялась независимо от пола в возрасте 15 лет, когда в III группу здоровья входили 32,1% мальчиков и 31,8% девочек.
4. В сравнении с общероссийскими данными среди сельских детей достоверно ниже удельный вес здоровых детей и выше уровень функциональных или хронических нарушений.
5. Структура заболеваемости сельских школьников имеет свои особенности: наибольшее значение имеют болезни органов дыхания (класс X, .0, болезни органов пищеварения (класс XI, К), болезни глаза и его придаточного аппарата (класс VII, Н), тогда как у городских школьников главную роль играют болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани (класс XIII, М), болезни органов пищеварения (класс XI, К), болезни системы кровообращения (класс IX, I).
Л итература
1. Алифанова Л. А. // Педиатрия. — 2002. — № 6. — С. 37-41.
2. Зарытовская Н. В. Физическое развитие школьников, проживающих в йоддефицитном регионе: Ав-тореф. дис. ... канд. мед. наук. — Ставрополь, 2001.
3. Зарытовская Н. В., Калмыкова А. С., Ткачева Н. В., Марочкина Л. И. // Педиатрия. — 2002. — № 6. — С. 50-53.
4. Минздрав: Всероссийская диспансеризация детей — 2002 // http://www.demoscope.ru/weekly/2003/0135/ апа1И01.рЬр
Поступила 14.10.04
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2006 УДК 612.24.0б:[612.6.05 + 614.7].08
Д. А. Димитриев, А. Д. Димитриев, И. В. Сорокина
ВЛИЯНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ И СРЕДОВЫХ ФАКТОРОВ НА СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ
Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева, Чебоксары
Изучение влияния факторов окружающей среды на состояние системы внешнего дыхания является одним из ключевых вопросов в биологии человека. Это обусловлено тем особым местом, которое занимает данная система в организме человека, а также ее высокой чувствительностью к воздействию экзогенных факторов. Система внешнею дыхания изучается в различных областях физиологии, экологии человека [1] в целях как выявления закономерности функционирования этой системы, так и оценки характера и степени влияния загрязнителей атмосферного воздуха на респираторную функцию [2]. Чаще всего такие исследования носят однофакторный характер, т. е. при планировании исследования изначально предполагается наличие ведущего фактора внешней среды, оказывающего сильное влияние на состояние бронхолегочной системы. Однако, как указывают Ф. Фогель и А. Мотульски [3], организм человека и любой его параметр являются результатом взаимодействия большого количества факторов, среди которых можно выделить экзогенные и эндогенные группы факторов. К числу последних следует отнести особенности генотипа.
В литературе имеется большой объем данных, свидетельствующих о влиянии генетических факторов на систему внешнего дыхания (32, 35, 38, 47]. В основе всех проведенных исследований лежит близнецовый метод количественной оценки степени генетической детерминации отдельных признаков. Близнецовый метод базируется на том факте, что монозиготные близнецы развиваются из одной зиготы. Отсюда следует, что генетически они должны быть идентичными, а фенотипические различия между монозиготными близнецами объясняются средо-выми причинами. Следовательно, чтобы определить, детерминирован ли признак генетическими факторами и в какой мере его изменчивость может быть модифицирована средой, необходимо измерить степень сходства монозиготных близнецов. Поскольку считается, что дизиготные близнецы так же, как монозиготные, развиваются в одинаковых условиях, но имеют лишь половину общих по происхождению генов, их используют в качестве подходящего контроля [3].
В ходе исследований, проведенных в различных странах, были получены данные, свидетельствующие о значительном влиянии наследственности на показатели внешнего дыхания, в частности на форсированный объем выдоха и форсированную жизненную емкость. Так, в ходе проведенных в России исследований функционального состояния внешнего дыхания у 71 пары монозиготных близнецов и 45 пар дизиготных близнецов было выявлено, что наследственность оказывает существенное
влияние на эти показатели [47]. Аналогичные результаты были получены и при исследовании 54 близнецовых пар в Индии [10].
Высокий уровень корреляции по функциональным показателям системы внешнего дыхания был выявлен у 72 здоровых близнецовых пар из Японии [35]. В исследовании S. Redline и соавт. [38] также было показано, что коэффициент корреляции по форсированному объему выдоха в 1-ю секунду у монозиготных близнецов составил 0,71. Ими же установлено, что уровень корреляции по этому же показателю между родственниками находился в прямой зависимости от характера родственных связей (50% общих генов - от 0,16 до 0,29; 25% - от 0,09 до 0,27; 12,5% — 0,06 (двоюродные); от -0,14 до 0,14 — отсутствие родственных связей). Аналогичная зависимость установлена и для форсированной жизненной емкости легких.
G. McClearn и соавт. [32] провели исследование о характере корреляции между показателями внешнего дыхания и возрастом на примере 230 шведских пар близнецов. Ими исследуемые были разделены на 2 группы по возрасту (старше 65 лег, младше 65 лет). В результате анализа было выявлено, что влияние наследственности на жизненную емкость легких несколько выше для группы более младшего возраста. Это говорит о том, что по мере увеличения возраста степень наследственной преформи-рованности показателей внешнего дыхания уменьшается и увеличивается влияние факторов окружающей среды. К подобному заключению пришли и ученые других стран [23, 26].
Генетические факторы кодируют повышенную чувствительность органов дыхания к действию неблагоприятных экзогенных факторов — сигаретному дыму, метахолину, гистамину [35]. Существенное влияние курения на функциональное состояние системы внешнего дыхания не вызывает сомнения. Это положение нашло яркое подтверждение в работе М. Svartcngren и соавт. [44], изучавших показатели внешнего дыхания у дисконкор-дантных по курению монозиготных близнецовых пар. Ими было выявлено, что форсированный объем выдоха в 1-ю секунду значительно ниже у куривших по сравнению с некурившими. Аналогичная картина характерна и для жизненной емкости легких.
Значимое влияние неблагоприятного семейного аллергического анамнеза и выраженной кожной аллергической реакции на уровень бронхиальной чувствительности к гистамину было выявлено в исследовании 527 детей и подростков из Копенгагена [4, 5].
Косвенным доказательством значительного влияния генетических факторов на систему органов дыхания являются межра-
совые и межэтнические различия в уровнях значения параметров внешнего дыхания и в характере реакции на неблагоприятные воздействия внешней среды [8, 11, 31, 33, 46].
Так, в ходе исследований, проведенных в Австралии, сравнивали спирометрические показатели гималайских шерпов с таковыми же показателями европейцев, работающих в угольной и железодобывающей промышленности. В результате было выявлено, что шерпы имеют значительно большие показатели внешнего дыхания по сравнению с представителями белой расы. При этом авторы делают предположения о том, что это адаптационная реакция на хроническую гипоксию и высокий уровень физической нагрузки [22].
При изучении системы внешнего дыхания и заболеваемости астмой афро-американских детей и детей американцев европейского происхождения ученые США обнаружили расовые различия в соотношении между обшим уровнем иммуноглобулина Е и чувствительностью дыхательных путей к аллергенам [25].
В ходе изучения, посвященного выявлению этнических различий в функциональном состоянии дыхательной системы среди белых американцев, афро-американцев и граждан США мексиканского происхождения в возрасте от 8 до 80 лет, было установлено, что белые американцы имели более высокие показатели форсированной жизненной емкости и форсированного объема выдоха в 1-ю секунду по сравнению с американцами мексиканского происхождения и афро-американцами по всему возрастному ряду [19].
Все эти исследования свидетельствуют о существенном влиянии генетических факторов на дыхательную систему. В то же время на показатели системы внешнего дыхания потенциально могут влиять и экзогенные факторы. В работе Ip Ms и со-авт. [24] показано, что факторы окружающей среды могут оказывать значительное влияние на различия, наблюдаемые при оценке функции легких у представителей разных этнических групп.
Среди факторов окружающей среды, влияющих на дыхательную систему, большое место занимает курение. Проведенное в Южной Африке обследование 726 учащихся старших классов в возрасте 16 лет показало, что у подверженных пассивному курению детей значительно чаще наблюдаются респираторные заболевания [39]. L. Doyle и соавт. [12] выявили, что большинство показателей внешнего дыхания существенно понижается с увеличением уровня воздействия пассивного курения. Подобные результаты были получены и в ходе исследований, проведенных в Бостоне J. Hanrahan и соавт. [20]. Изучение влияния активного и пассивного курения матери во время беременности на показатели дыхательной системы детей в возрасте 5 лет в США (Калифорния) показало, что среди детей курящих матерей чаще встречаются респираторные заболевания и нарушения развития системы внешнего дыхания по сравнению с детьми некурящих матерей [14]. Исследование, проведенное F. Gilliland и соавт. [17], позволило сделать выводы о том, что курение матери во время беременности связано с понижением функций легких у детей в школьном возрасте.
Как известно, любой морфологический и функциональный показатель формируется в ходе процесса реализации генотипа в фенотипе в конкретных средовых условиях, т. е. в ходе онтогенеза. Представление об онтогенезе как о непрерывном процессе, в котором ранее протекающие этапы оказывают влияние на последующие периоды развития, позволяет нам рассматривать проблему онтогенетической преформированности становления системы внешнего дыхания. Важнейшим этапом формирования организма является период внутриутробного развития, в ходе которого происходит как формирование организма в морфологическом аспекте, так и формирование функциональных особенностей в последующие периоды онтогенеза [1, 6]. Период внутриутробного развития одновременно характеризуется высокой чувствительностью к воздействию неблагоприятных средовых факторов. В то же время оценка такого воздействия представляется затруднительной в силу большого числа факторов и эффектов от их влияния. Это выдвигает на первый план интегральные показатели, которые позволяют в той или иной степени отразить результаты внутриутробного развития как целостного процесса. К числу таких показателей следует отнести массу и длину тела при рождении. Низкая масса тела при рождении часто бывает ассоциирована с нарушениями эластичности легких и повышенным сопротивлением [16]. В литературе имеется большой объем данных, свидетельствующих о влиянии массы тела новорожденного на показатели внешнего дыхания в последующие периоды онтогенеза [4, 5, 7, 15, 34]. Исследования, проведенные в .Австралии J. Kennedy и соавт. [28], показали, что у детей 11 лет с массой тела при рождении ниже 1500 г наблюдался пониженный форсированный объем выдоха в 1-ю секунду (р < 0,00001) и пониженная форсированная жизненная емкость (р < 0,001), а отношение остаточного объема к общей емкости легких было выше (р < 0,00001) по сравнению с детьми
из контрольной группы, масса тела при рождении которых была больше 2000 г. Все это указывает на то, что низкая масса тела при рождении связана с низкими значениями показателей внешнего дыхания в последующие этапы жизни. Аналогичная зависимость была выявлена в ходе исследования школьников 7,5—12 лет, проведенного в Австрии в 13 маленьких альпийских общинах [30]. При этом в качестве смешивающих факторов, оказывающих влияние на систему внешнего дыхания, авторы рассматривали продолжительность беременности, уровень образования родителей, генетическую предрасположенность, бытовые факторы и факторы окружающей среды. В ходе многомерного анализа ими было обнаружено, что маленькая масса при рождении, низкий уровень образования матери, более короткий срок беременности и размеры семьи связаны со множеством показателей функции легких. Например, дети с низкой массой тела при рождении при нормальном гестационном сроке имели форсированный объем выдоха на 148 мл ниже нормы. Исследование подтверждает то, что низкая масса при рождении является важным предиктором ослабления функции легких в школьном возрасте (7,5—12 лет). В то же время степень и направление связей могут различаться в зависимости от уровней взаимодействующих переменных. Одним из важнейших феноменов, изучаемых при определении значимости того или иного фактора для формирования риска, является взаимодействие между факторами [41]. Примером такого взаимодействия могут служить данные о снижении функций внешнего дыхания у II-летних детей, родившихся преждевременно и массой тела менее 1501 г, подвергающихся пассивному курению [12]. Схожие результаты были получены итальянскими исследователями [45].
R. Roña и соавт. [40] выявили связь массы тела при рождении с функционированием легких у детей в возрасте 5—11 лет. О влиянии массы тела при рождении на функциональное состояние дыхательной системы свидетельствуют результаты статистического анализа данных, проведенного с учетом воздействия смешивающих факторов на изучаемый показатель. Были выявлены значительные связи между массой тела при рождении и форсированной жизненной емкостью, форсированным объемом выдоха в 1-ю секунду.
Масса тела при рождении влияет не только на показатели функционирования легких, но и на риск возникновения различных респираторных заболеваний в последующие периоды онтогенеза. Так, исследование, проведенное в Австралии, показало, что дети с низкой массой при рождении (менее 1501 г) чаще болеют тяжелыми заболеваниями органов дыхания в первые два года жизни. В возрасте от 2 до 8 лет функциональное состояние дыхательной системы не зависит от массы тела при рождении. В 11 лет масса тела при рождении связана с уменьшением форсированного объема выдоха в 1-ю секунду (j> < 0,0001) и форсированной жизненной емкости (р < 0,001) [29]. М. Wjst и соавт. [48] установили, что у детей в возрасте 5—14 лет, родившихся с низкой массой тела (< 1500 г), отмечалась повышенная гипсрреактивность, проявившаяся в снижении форсированного объема выдоха в I -ю секунду на 292 мл после проведения холодовой пробы.
Другое исследование, проведенное в Англии, выявило, что дети с низкой массой тела при рождении в возрасте 8—9 лет намного чаще, чем их ровесники в контрольной группе (с нормальной массой тела при рождении), используют ингалятор, отсутствуют в школе и подвергаются госпитализации из-за респираторных заболеваний [34].
Возможный механизм связи между низкой массой тела при рождении и повышенным риском дисфункции органов дыхания у детей и взрослых был изучен в ходе экспериментальных исследований, проведенных в Мельбурне R. Harding и соавт. [21]. В ходе исследования ими было установлено, что у животных с низкой массой тела отмечаются сниженная чувствительность к гипоксии, структурная функциональная незрелость легких, сниженный уровень диффузии углекислого газа из крови в альвеолярный воздух. Одновременно ими отмечается усиление экспрессии гена протеина сурфактанта, особенно у плодов с высоким уровнем циркулирующего кортизола.
Перенесенные в более раннем возрасте заболевания и нарушения развития могут также оказывать влияние на состояние здоровья и значения функциональных параметров в последующие периоды онтогенеза [13, 18, 27—29, 36, 37]. Исследования, проведенные В. Schraeder и соавт. [42], показали, что тяжелые перинатальные заболевания влияют на параметры работы легких в позднем детстве.
Исследование английских ученых [9] показало, что нарушение работы легких в нсонатальный период (исследуемая группа детей нуждалась в искусственной вентиляции, т. е. в дополнительном кислороде в течение 30 дней после рождения) связано с понижением растяжимости легких и повышением остаточного объема грудной клетки в первый год жизни. Ими же установлено, что растяжимость легких в раннем детстве имеет связь с
форсированным объемом выдоха в 1-ю секунду в 9 лет. S. Shaheen и соавт. [43] выявили, что дефицит в форсированном объеме выдоха в 1-ю секунду и форсированной жизненной емкости у взрослых связан со случаями пневмонии и бронхита в первые два года жизни.
Таким образом, исследование влияния экзогенных факторов на систему внешнего дыхания должно учитывать большую группу смешивающих факторов, среди которых можно обозначить как уже традиционно используемые при расчете должных величин параметров внешнего дыхания (пол, возраст, антропометрические показатели), так и наследственность (уровни параметров внешнего дыхания у родственников), социальный статус, особенности протекания беременности и размеры тела при рождении. Этот подход позволит уменьшить как информационную систематическую ошибку, так и уровень систематической ошибки подбора сравниваемых групп.
Литература
1. Димитриев А. Д., Косолапое А. Б. Окружающая среда и здоровье человека (Онтогенетические аспекты). — Владивосток, 1990.
2. Димитриев Д. А. // Гиг. и сан. — 2002. — № 1. -С. 70-71.
3. Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека: Пер. с англ. — М., 1989. — Т. 1.
4. Backer V., Ulrik С. S., Hansen К. К. et al. // Ann. Allergy. - 1992. - N 2. - P. 116-122.
5. Backer V., Ulrik C. S., Hansen К К. et al. // Ugeskr. Laeger. - 1993. - N 49. - P. 3982-3986.
6. Barker D. J. P. // Br. J. Obstet. Gynaecol. - 1992. -Vol. 99. - P. 275-276.
7. Benito Zaballos M. F., Pedras Garsia C., Salazar V., Villalobos A. //An. Esp. Pediatr. - 1991. - N 2. - P. 85-89.
8. Bremner P. R., de Klerk N. H., Ryan G. F. et al. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 1998. - Vol. 158. -P. 1724-1729.
9. Chan K. N.. Wong Y. C., Silverman M. // Pediatr. Pul-monol. - 1990. - N 2. - P. 74-81.
10. Chatterjee S., Das N. // Ann. Hum. Biol. - 1995. -Vol. 22. - P. 289-303.
11. Cunningham J., Dockery D. W., Gold D. R., Speizer F. E. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 1995. - Vol. 152. - P. 565-569.
12. Doyle L. W, Ford G. W., Olinsky A. et al. // Med. J. Aust. - 1996. - N 5. - P. 266-269.
13. Doyle L. W, Ford G. W., Olinsky A. et al. // J. Paediatr. Child. Hlth. - 1996. - N 4. - P. 339-343.
14. Eskenazi В., Bergmann J. J. // Am. J. Epidemiol. — 1995. - Vol. 142. - P. 10-18.
15. FarelA. M., HooperS. R., Teplin S. W. et al. //J. Learning Disabilities. - 1998. - N 2. - P. 118-126.
16. Fitzgerald D. A., Mesiano G., Brosseau L. et al. // Pediatrics. - 2000. - N 6. - P. 1209-1215.
17. Gilliland F. D., Berhane K, McConnell R. et al. // Thorax. - 2000. - Vol. 55. - P. 271-276.
18. Gross S. J., lannuzzi D. A/., Kveselis D. A., Anbar R. D. //J. Pediatr. - 1998. - N 2. - P. 188-192.
19. Hankinson J. L., Odencrantz J. R., Fedan К. B. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 1999. - Vol. 159. -P. 179-187.
20. Hanrahan J. P., Brown R. W., Carey V. S. et al. // Am. J. Respir. Crit Care Med. - 1996. - Vol. 154. -P. 670-680.
21. Harding R., Tester M. L., Moss T. J. et al. I I Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. - 2000. - N 1-2. - P. 114-119.
22. Havruk A. P., Gilbert M., Burgess K. R. I I Respir. Physiol. Neurobiol. - 2002. - Vol. 132. - P. 223-232.
23. Hubert H. В., Fabsitz R. R., Feinleib M. et al. I I Am. Rev. Respir. Dis. - 1982. - Vol. 125. - P. 409-415.
24. Ip Ms, Karlberg E. M., Karlberg J. P. et al. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 2000. - Vol. 162. - P. 424-429.
25. Joseph C. L., Ownby D. R., Peterson E. L., Johnson С. C. 11 Chest. - 2000. - Vol. 117. - P. 1336-1344.
26. Kawakami Y, Shida A., Yamamoto H. et al. 11 Chest. — 1985. - N 4. - P. 507-511.
27. Kennedy J. D. // J. Paediatr. Child. Hlth. - 1999. -N 6. - P. 516-521.
28. Kennedy J. D., Edward L. J., Bates D. J. et al. // Pediatr. Pulmonol. - 2000. - N 1. - P. 32-40.
29. Kitchen W. H., Olinsky A., Doyle L. W. et al. // Pediatrics. - 1992. - N 6. - P. 1151-1158.
30. Lercher P., Schmitzberger R. // Eur. Respir. J. - 1997.
- N 11. - P. 2502-2507.
31. Lester L. A., Rich S. S., Blumenthal M. N. et al. // J. Allergy. - 2001. - Vol. 108. - P. 357-362.
32. McClearn G. E, Svartengren M., Pedersen N. et al. I I J. Gerontol. - 1994. - Vol. 49. - P. 264-268.
33. McKenzie S. A., Chan E., Dundas /. et al. // Arch. Dis. Childh. - 2002. - Vol. 87. - P. 248-251.
34. McLeod A., Ross P., Mitchell S. et al. // Arch. Dis. Childh. - 1996. - N 3. - P. 188-194.
35. Nishimura M., Kusaka Т., Kobayashi S. et al. // Nihon Kyobu Shikkan Gakkai Zasshi. - 1991. - Vol. 29. -P. 40-45.
36. Noble V., Myrray M., Alexander J. et al. // Arch. Dis. Childh. - 1997. - Vol. 76. - P. 315-319.
37. Parat S., Moriette G., Delaperche M. F. et al. I I Pediatr. Pulmonol. - 1995. - N 5. - P. 289-296.
38. Redline S., Tishler P. V., Rosner B. et al. // Am. J. Epidemiol. - 1989. - Vol. 129. - P. 827-836.
39. Richards G. A., Terblanche A. P., Theron A. J. et al. // S. Afr. Med. J. - 1996. - N 2. - P. 143-147.
40. Rona R. J., Gulliford M. C., Chinn S. // Br. Med. J. -1993. - N 6881. - P. 817-820.
41. Rothman K. J., Greenlan K. S. // Modern Epidimiology.
- 1998. - 2-nd Ed. - P. 748.
42. Schraeder B. D., Czajka C., Kalman D. D. et al. // Clin. Pediatr. - 1998. - N 4. - P. 237-245.
43. Shaheen S. O., Sterne J. A., Tucker J. S., Florey C. D. // Thorax. - 1998. - N 7. - P. 549-553.
44. Svartengren M., Ericsson С. H., Mossberg В., Camner P. //Ann. Allergy. - 1990. - Vol. 64. - P. 124-128.
45. Todisco Т., de Benedictis F. M., Iannacci L. et al. // Eur. J. Pediatr. - 1993. - N 1. - P. 55-58.
46. Trowbridge C. A., Gower B. A., Nagy T. R. et al. // Am. J. Physiol. - 1997. - Vol. 273. - P. 809-814.
47. Whitfield К. E., Grant J. D., Ravich-Scherbo I. et al. // Exp. Aging Res. - 1999. - Vol. 25. - P. 255-265.
48. Wjst M., Popescu M., Trepka M. J. et al. // Pediatr. Allergy. Immunol. - 1998. - N 2. - P. 80-90.
Поступило 14.09.04
