Влияние экотоксикантов на показатели функции внешнего дыхания у детей при бронхиальной астме и рецидивирующем бронхите (на примере воздействия свинца и фтора)

Актуальность проблемы. Респираторная аллергия занимает одно из ведущих мест в патологии детского возраста. За последние годы наблюдается рост респираторных аллергических заболеваний (АЗ) среди детского населения [1, 5,16, 26, 30, 37, 45, 56, 77, 81, 118, 134].

В развитии и течении респираторной аллергии имеют значение не только предрасполагающие факторы, такие как наследственность и атопия, вызывающие обострение болезни, но и способствующие возникновению аллергии, одним из которых является антропогенное загрязнение воздушного бассейна [5, 32, 37, 56, 193]. Рост бронхиальной астмы (БА), отмечаемый за последние годы, связан в значительной мере с загрязнением окружающей среды ксенобиотиками (КС) [22, 57].

По данным Ю. Е. Вельтищева, заболеваемость БА в среднем по России на 1000 детей составляет 9,7 в экологически благополучных и 24,0 в экологически неблагополучных районах, рецидивирующих бронхитов — 6,0 и 94,0 соответственно [144].

По мнению многих авторов, наиболее чувствительным маркёром загрязнения атмосферного воздуха является бронхиальная гиперрективность (БГР) [36, 62, 78, 164, 166, 168, 217]. Она наблюдается у всех больных БА в период обострения и у 80% в период ремиссиикроме того, возможно выявление БГР у практически здоровых людей от 7 до 20% [81].

Известно, что одним из наиболее мощных источников загрязнения атмосферного воздуха являются химические агенты выбросов промышленных предприятий, а также выхлопные газы автотранспорта, содержащие более 200 химических соединений [5, 116].

Имеющаяся информация гигиенического мониторинга среды обитания указывает на зависимость влияния КС на органы дыхания [136]. Например, риск токсического воздействия свинца (РЬ) в связи с повышенной экспозицией к многосредовому свинцовому загрязнению промышленного и транспортного происхождения занимает второе ранговое место [26].

По данным Величковского Б. Т. (1994), в том случае, если принять за 100% число химических соединений, для которых в результате токсикологических исследований установлены предельно допустимые концентрации в объектах окружающей среды, то на долю веществ, проникающих с воздухом через органы дыхания, придётся 53,3%.

Так как механизмы защиты органов дыхания от воздействия химических веществ не настолько сильны, как, например, детоксицирующая функция печени, организм человека значительно более чувствителен к проникновению химических веществ через лёгкие, чем через желудочно-кишечный тракт. Некоторые соединения в результате биотрансформации образуют метаболиты с более высокой цитотоксичностью, чем исходные продукты. Они могут взаимодействовать с белками, приводя к образованию аллергенов техногенной природы, которые обусловили стремительное возрастание патологической гиперчувствительности населения [26].

Особое значение это имеет в педиатрии в связи с высокой чувствительностью детского организма к воздействию экологических факторов [31, 32, 37, 57, 77, 99, 138]. с ш: •: ¦

Поэтому, экологический подход в медицине должен показывать современное научное осмысление единства организма и окружающей среды [113] и необходимость установления причинно-следственных связей массового заболевания с подозреваемым^!) экологическим (и) фактором (ами) и его выявляемым (и) источником (ами) по результатам комплексной санитарно-экологической оценки среды обитания и изменения здоровья населения зоны поражения с использованием подхода, ориентированного, прежде всего, на болезнь [79]. В связи с этим, является оправданным создание клиник или отделений детской, экопатологии с целью выявления экологически отягощенной патологии, в т. ч. респираторной, и её последующей коррекции [138].

В государственном докладе «О состоянии окружающей природной среды и влиянии факторов среды обитания на здоровье населения Свердловской области в 2002 году» сказано, что город Екатеринбург является крупнейшим промышленным и густонаселённым центром, с наличием большого числа автомагистралей и автотранспорта. Он входит в число 13 городов Свердловской области, отнесённых к территориям с техногенным загрязнением.

Город Екатеринбург состоит из семи административных районов. Число детей, больных БА, проживающих в Железнодорожном районе (ЖДР), на конец 2004 г. в возрасте 0−15 лет составило 462 человека, что составляет 28,4% от всех больных астмой детей в городе. Заболеваемость детей БА в 2004 г. в ЖДР составила 19,1 на 1000 детского населения. Анализ динамики заболеваемости за 2000;2004 гг. выявил значительный прирост показателей 27,7%.

По данным атласа загрязнения снеговой съёмки местности, произведённой Институтом Промышленной Экологии Уро РАН, ЖДР является одним из наиболее неблагополучных в экологическом отношении районов города Екатеринбурга в связи с наличием большого количества крупных автомагистралей и плотностью движения автотранспорта, промышленных предприятий, железнодорожного вокзала и одновременно высокой плотностью селитебной застройки. Лидирующими по атласу загрязнения являются такие микроэлементы как РЬ и фтор (Б). .

Учитывая актуальность вышеизложенной проблемы, в нашем исследовании рассмотрено влияние предрасполагающих и способствующих факторов на развитие БГР, клинико-лабораторные и функциональные сдвиги в организме детей, больных БА и РБ, в связи с воздействием экотоксикантов, в частности РЬ и Р, занимающих лидирующее место в загрязнении воздушного бассейна города. Как известно, повышенные концентрации последних способствуют сенсибилизации организма, запуская иммунные и неиммунные механизмы аллергических реакций, участвуют в генезе иммунодефицитных расстройств, оказывают на эпителий респираторного тракта раздражающее действие, вызывая развитие дегенеративных изменений эпителия бронхов.

Цель работы определить роль повышенных концентраций свинца и фтора, встречающихся на исследуемой территории города с высокой антропогенной нагрузкой в формировании обструкции при БА и РБ у детей.

Задачи исследования:

1. Ранжировать территорию Железнодорожного района (ЖДР) по степени загрязнения свинцом и фтором и изучить частоту проявлений БА и РБ в зависимости от степени загрязнения.

2. Определить методические подходы к постановке синдромального диагноза синдрома экологической дезадаптации (СЭД) и синдрома химической гиперчувствителыюсти (СХГ) на фоне БА и РБ.

3. Определить наличие и влияние основных предрасполагающих и способствующих факторов формирования БГР с вычленением роли экологической компоненты.

4. Проанализировать клинические, химико-аналитические данные и показатели функции внешнего дыхания (ФВД) у детей на фоне БА и РБ.

5. Оценить эффективность проведённых методов терапии детям с повышенным содержанием РЬ и Б в биологических средах организма в процессе этапного лечения в условиях клиники детской экопатологии.

Научная новизна.

Впервые с целью эпидемиологической характеристики территории района проведено ранжирование по степени загрязнения КС. Проанализировано совпадение «эпицентров» конкретных химических агентов по данным снеговой съёмки местности с компактностью проживания детей, больных БА и РБ.

Отработана методика построения синдромалыюго экологического диагноза по комплексу эпидемиологических, анамнестических, клинических, лабораторно-функциональных и химико-аналитических данных.

В отличие от ранее выполненных работ, направленных на выявление факторов агрегированного риска впервые была проведена достоверная оценка клинического течения БА и РБ в зависимости от концентрации экотоксикантов (свинца и фтора) как биомаркёров воздействия.

Новым явилась апробация медико-организационных комплексных воз действий на больных БА и РБ с наличием экологической компоненты заболевания и анализ эффективности, базирующийся на результатах исследования.

Практическая значимость. Проведённое исследование позволило оценить роль экологических факторов в формировании БГР. Результаты работы позволяют рекомендовать комплекс клинико-лабораторных и функциональных методов исследования детям с наличием хронической и рецидивирующей бронхолёгочной патологии, проживающих в условиях атмосферного загрязнения города. Проведённая оценка эффективности методов терапии даёт возможность использовать комплекс элиминационных лечебных мероприятий детям с доказанным влиянием экологических факторов на состояние здоровья.

Внедрепне результатов исследования в практику. Данные лабораторных химико-токсикологических методов на содержание КС и продуктов их метаболизма, обследование по методу Фолля используются в диагностике и комплексной терапии больных БА и РБ с целью проведения элиминационных, дезинтоксикационных, противовоспалительных мероприятий в отношении экотоксикантов как дополнительных к основной базисной терапии. Использование данных, полученных по результатам исследований, нашло отражение в создании новых методик лечения и реабилитации детей с экоассоциированной патологией, которые рекомендованы для практического применения.

Апробация работы.

Основные положения работы докладывались:

— на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные проблемы профилактической медицины, управления качеством среды обитания и здоровья населения промышленных регионов России» — 19.11.04 г. — город Екатеринбург;

— Международной научно-практической конференции «Медико-биологические и экологические проблемы здоровья человека на Севере» — 11−13 ноября 2004 г. в г. Сургуте;

— на 9-м конгрессе педиатров? России*"Актуальные проблемы педиатрии" - 1012 февраля 2004 г. в г. Москве;

— Областной научно-практической конференции «Преодоление бедности и соблюдение толерантности — два вектора политики сбережения населения Свердловской области», секция, «Санитарно-эпидемиологическое благополучие и здоровая окружающая среда как фактор увеличения продолжительности жизни населения» — 7.12.04 г. — город Первоуральск;

— научно-практической конференции «Экология и здоровье детского населения Железнодорожного района» — 25.05.03 г. — Детская городская больница № 16, город Екатеринбург^ .ш < и.

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 7 научных статьях.

Объём и структура работы.

Диссертация содержитж-'^1−3511 страниц’машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов и практических рекомендаций, иллюстрирована 30 таблицами и 9 рисунками.

Список литературы

включает 145 отечественных и 79 зарубежных источников.

Результаты исследования показали, что обращаемость по поводу обострения вышеуказанной патологии в течение любого месяца года была неоднородной. Эти данные свидетельствуют о том, что частота приступов бронхиальной обструкции не зависела от сезонности года, периода поллинации растений, а от других факторов, возможно, экологических.

Вышеперечисленные факты — большое число адресов проживания больных БА и РБ (78,5% по РЬ и 51,4% по Р) в зонах с высокой интенсивностью выпадения Pb и F и, в связи с этим, высокая реактивность по методу Фолля к РЬ и F, зависимость экскреции А-АЛК и F от степени загрязнённости ими местности, а также независимость обращаемости больных по поводу бронхообструктивных состояний от сезонности, послужили поводом для проведения данного исследования, направленного на выявление влияния двух наиболее агрессивных экотоксикантов РЬ и F на формирование БГР у детей, больных БА и РБ.

Согласно цели и задачам исследования, эколого-гигиеническим данным, было проанализировано наличие факторов риска, оказывающих, по нашему мнению, влияние на формирование БГР. Для анализа были взяты основные факторы риска более высокой нагрузки экотоксикантами, носящие как дополнительный, так и индивидуальный характер наряду с общими масштабами экологического неблагополучия.

Известно, что непосредственную роль в получении более или менее высокой свинцовой нагрузки играет расстояние от места жительства больного до автомагистрали, так как, наибольшая концентрация свинца, как и других загрязнителей, определяется в радиусе 30 метров от автомагистрали. Несмотря на положительные тенденции в решении данной проблемы, в связи с государственными нормативами, запрещающими использовать в качестве топлива этилированный бензин, на автомагистралях ЖДР проходит, а зачастую и скапливается, большое количество грузового транспорта, использующего дизельное топливо.

Данные нашего исследования показали, что из всех исследуемых детей 112 (51,8%) жило в непосредственной близости от автомагистрали (до 30 метров), что больше числа больных, проживавших на более отдалённом от автомагистрали ¡-расстоянии. Так, на примерном расстоянии 30−50 м жило 38 (17,6%) больных (р<0,01), 50−100 м — 25 (11,6%) (р<0,001), 100−300 м -22 (10,2%) (р<0,001), 300−500 м — 12 (5,6%) (р<0,001), более 500 м — 7 (3,2%) (р<0,001). Межгрупповые различия были статистически не достоверны р>0,05). Прослеживалось. также уменьшение количества исследуемых больных в зависимости от близости проживания от автомагистрали.

Автостоянка (наличие 15−20 машин и более) во дворе жилого дома была у 113 (52,3%) исследуемых детей: у 100 (%) детей 1-й группы и у 13 (37,3%) детей 2-й группы. Межгрупповые различия статистически не достоверны (р>0,05). Из-за наличия автостоянки во дворе жилого дома создавалась более высокая концентрация выхлопных газов в более замкнутом пространстве с меньшей циркуляцией и скоростью воздушных масс, особенно в утренние часы («прогрев» автомобиля). А именно в это время выше патофизиологическая вероятность возникновения приступов БА.

Возможно, проживание в непосредственной близости от автомагистрали и наличие автостоянки во дворе дома могли также являться факторами риска формирования БГР.

Таким образом, эпидемиологическая характеристика опытного района показала:

— наличие «зон концентрации» проживания больных БА и РБ, которые совпадали с данными атласа загрязнения района РЬ и были расположены около промышленных предприятий и автомагистралей;

— зависимость числа больных БА и РБ и уровня содержания у них свинца крови и экскреции Д-АЛК и Р от степени загрязнённости местности РЬ и Р;

— преобладание повышенной акупунктурной чувствительности по методу Фолля к Р у больных с хронической и рецидивирующей бронхолёгочной патологией, а к влиянию РЬ — для всей популяции в целом в связи с большим числом проживающих на территории с высокой интенсивностью выпадения РЬ;

— превалирование числа, исследуемых больных, живущих вблизи автомагистрали и с наличием автостоянки во дворе дома.

Глава 4. Клинико-лабораторная характеристика исследуемых больных с учётом влияния экотоксикантов.

4.1. Клиническая характеристика.

Как известно, изучение патогенеза БА привело к установлению ряда факторов риска её возникновения у детей, из которых наиболее значимы наследственная предрасположенность к атопии, воздействие неблагоприятных экологических факторов и профессиональной вредности на организм матери и плода в антенатальном периоде, роль респираторной инфекции. [81].

По документам Национального детского консенсуса по БА, среди факторов риска по формированию’данной патологии выделяют: а) предрасполагающие факторы: пол, наследственность и атопияб) способствующие развитию БА при наличии этиологических факторовв) триггеры, то есть, провоцирующие обострение.

Удельный вес каждого предрасполагающего и способствующего фактора, логическая цепочка развития изменённой реактивности бронхов от рождения ребёнка с наследственной предрасположенностью до клинической манифестации на специфические и неспецифические раздражители представляют особый интерес как этапы формирования БГР.

Нами рассмотрены) предрасполагающие и способствующие факторы формирования БГР у наблюдаемых больных. По возрастному составу исследуемые дети были распределены следующим образом: «««>» * Уъ< V* I ' V.

Практические рекомендации.

1. Дети, проживающие в условиях техногенного загрязнения города и имеющие рецидивирующую или хроническую патологию органов дыхания, подлежат комплексному обследованию с использованием определения экотоксикантов в биологических средах, согласно эколого-гигиенической характеристике местности.

2. При подтверждении воздействия экологических токсикантов на организм больного ребёнка в виде тканевых и системных метаболических реакций необходимо проведение комплекса медицинских и реабилитационных мероприятий, направленных на элиминацию токсических соединений и их метаболитов с использованием фармакологических и физиотерапевтических средств. •.

3. Наиболее действенной формой проведения элиминационной терапии может быть госпитализация в специализированные отделения детской экопатологии.

4. При проведении первого дородового патронажа беременной женщины целесообразно выявлять и по возможности ликвидировать такие предрасполагающие факторы риска формирования БГР как работа в профессионально вредных условиях и активное или пассивное курение женщины.