Статья опубликована в рамках: XV Международной научно-практической конференции «Наука вчера, сегодня, завтра» (Россия, г. Новосибирск, 11 августа 2014 г.)
Наука: Медицина
- Условия публикаций
- Все статьи конференции
дипломов
Статья опубликована в рамках:
Выходные данные сборника:
НЕИНВАЗИВНЫЕ МЕТОДЫ В ОЦЕНКЕ ДОНОЗОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ У ДЕТЕЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ
Намазбаева Зулкия Игеновна
д-р мед. наук, профессор, руководитель лаборатории экологической биохимии и генетики Национального центра гигиены труда и профессиональных заболеваний, Республика Казахстан, г. Караганда
E-mail: zin9357@mail.ru
Базелюк ЛюдмилаТимофеевна
д-р биол. наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории экологической биохимии и генетики Национального центра гигиены труда и профессиональных заболеваний, Республика Казахстан, г. Караганда
E-mail: bazeluk42@mail.ru
Ешмагамбетова Алия Борашевна
канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории экологической биохимии и генетики Национального центра гигиены труда и профессиональных заболеваний, Республика Казахстан, г. Караганда
E-mail: alisha081175@mail.ru
Пудов Александр Михайлович
канд. биол. наук, старший научный сотрудник лаборатории экологической биохимии и генетики Национального центра гигиены труда и профессиональных заболеваний, Республика Казахстан, г. Караганда
E-mail: pudovam@list.ru
Введение. Атмосферный воздух является одним из ведущих объектов окружающей среды с которым связана наибольшая часть всех рисков здоровью населения. Согласно эпидемиологическим исследованиям в США и стран Европы смертность от сердечно-сосудистой и легочной патологии связывают именно с высокими концентрациями взвешенных веществ (TSР, РМ2,5, РМ10) в атмосфере. Именно такая токсичная городская пыль представляет наибольшую опасность при попадании в органы дыхания, так как быстро всасывается и оказывает раздражающее и общетоксическое действие, вызывая интоксикацию всего организма. Считают, что вредное воздействие TSР не имеет порога, ниже которого не наблюдалось бы нежелательных эффектов для здоровья человека [13, с. 137—146; 15, с. 163—171; 12, с. 41—43]. Проникновение повышенных концентраций большого числа вредных веществ через органы дыхания привело в наши дни к значительному изменению состояния здоровья и прежде всего детского возраста, где болезни органов дыхания занимают первое место в структуре общей заболеваемости. В последние годы доказана высокая информативность изучения эпителия слизистых оболочек полости носа (СОПН) и буккального эпителия щек (БЭЩ), которые обладают, чувствительностью к различным экзогенным и эндогенным воздействиям, подвергаются функциональным изменениям при различных нарушениях локального и системного гомеостаза [3, с. 48—50; 6, с. 20; 1, с. 105—110; 11, 30 с., 14, с. 225—228].
Целью исследования было: изучение фракционного состава пыли с установлением концентрации химических веществ входящих в состав взвешенных частиц и определение значимости цитологических изменений в СОПН и БЭЩ у детей проживающих в промышленном городе.
Материалы и методы исследования.
Исследования проводились в промышленном городе Темиртау, расположенном в Центральной части Казахстана и представляющим собой типичный крупный промышленный регион площадью 10 тыс. кв. м. с населением в 176 тыс. человек, где расположены предприятия черной и цветной металлургии, энергетической, строительной промышленности имеющие статус градообразующих. По количеству атмосферных выбросов на одного городского жителя приходится 2,1 тонны пылевых выпадений [16, с. 553—557; 5, с. 81—86].
$11. Для определения содержания TSР и дисперсного анализа микроскопическим методом в 1 зоне бралось по пять проб для анализа. Пробы отбирались на фильтре марки АФА-В с помощью аспиратора АПВ-4-12/220В-40. Среднесуточная проба отбиралась в течение 24 часов с равными интервалами, продолжительностью 60 мин. Со скоростью 10 л/мин в течение 10 минут [9, с. 28—31; 17, с. 329—334]. В качестве элюентов использовали 96 % этиловый спирт, изооктан, ацетон ацетонитрил. Для оценки плотности определяли удельный вес пыли с помощью седиментатора Грина, пикнометрическим методом. Плотность твердой фазы (Д) рассчитывали по формуле Д=В/А+В-С; где В — навеска сухой пыли; А — масса пикнометра с водой; VС — масса пикнометра с водой и пылью. Дисперсный состав взвешенных веществ определяли измеряя их размеры с помощью окумера сетки и объекта микрометра на микроскопе [7, с. 12—16; 10, с. 128—320; 8, с. 163—180; 4, с. 2—4]. Цену деления окулярной сетки можно определить по формуле: Е=Z*0,01/L, где Z — число делений шкалы объекта микрометра, 0,01 — цена делений объекта микрометра; Z — число делений шкалы окуляра.
Использовался высокоэффективный жидкостной хроматограф LC-20 Promince фирмы Shimadzu (Япония) для точного определения низких концентрации различных веществ, либо выявления примесей на фоне нескольких сопутствующих компонентов с близкими физико-химическими свойствами.
Дети детских садов, школ обследовались однократно, с участием педиатра, невропатолога, хирурга, офтальмолога, лор-врача, психолога. Из всех осмотренных лиц формировали группы, в которые включали лиц, соответствующих следующим критериям: дети дошкольного возраста (5—7 лет), подростки (14—16 лет), время проживания на территории населенного пункта со дня рождения.
Объем участников исследования определяли по формуле:
n = t2*p*(1000-p) ∆2
На проведение исследований с участием детей было получено разрешение локальной этической комиссии. Для проведения обследования детей у родителей было получено индивидуальное письменное согласие — разрешение.
Для исследования городской пыли (TSР) в городе были выделены 3 зоны.
Зона 1 — относительно экологически чистая местность (удаленность от промышленного предприятия и автомагистралей около 7 км, контрольный район).
Зона 2 — крупная автомагистраль республиканского значения 1000 метров.
Зона 3 — жилая зона около промышленного комплекса на расстоянии 1500 метров.
Нами были использованы методики цитологического анализа слизистой носа и щеки у организованных детей 5—7 лет — 108 человек и школьников 14—16 лет — 89 человек, проживающих на территории 2 и 3 зоны около промышленного предприятия, а также 30 детей — 5—7 лет и 30 школьников 14—16 лет (3 зона, контрольная группа). Все обследуемые дети без признаков респираторных заболеваний. Цитологические исследования проводились в весенние месяцы. Эти методики позволяют оценить состояние слизистой носа и щек как норма, воспаление, дистрофические изменения, кератинизация ядра, наличие патогенной микрофлоры и цитотоксическое действие факторов окружающей среды на слизистые эпителиоцитов. Соскобы со слизистой щек брали с помощью стерильного шпателя. Мазки высушивали на воздухе, затем окрашивали по методу Романовского-Гимза. При микроскопировании подсчитывали 300 клеток с каждого препарата. Контрольная группа обследованных детей была выбрана из 1 зоны и была сопоставлена с цитологическими показателями других регионов Казахстана, относящиеся к относительно экологически чистым районам и отработана в нашей лаборатории экологической биохимии и биофизики в качестве физиологических показателей [2, с. 34].
Статистическая обработка полученных данных была проведена с помощью программы Statistica 5.5. Была проведена оценка данных на нормальность распределения по Колмогорову-Смирнову. Для медицинских данных с нормальным распределением рассчитаны среднее арифметическое значение (М), ошибка среднего (m). Достоверность различий между полученными результатами и физиологическими показателями рассчитывались с использованием непараметрического метода Манна-Уитни.
Результаты и обсуждение.
Гигиеническая характеристика взвешенных частиц (TSР) промышленного города показала, что среднесуточная концентрация фракции РМ2,5 колебалась в пределах 0,2—0,5 мг/м3 (ПДКс.с.-0,05 мг/м3), а фракции РМ10 от 0,7 до 1,2 мг/м3 (ПДКс.с.-0,1 мг/м3). Кроме того, соотношение между фракциями РМ2,5, РМ10 и TSP было выше нормативных величин в среднем в 2 раза.
По данным таблицы 1 следует, что территория расположенная в непосредственной близости от промышленного предприятия и автомагистрали загрязнена органическими веществами. Превышение ПДК с.с. отмечено по содержанию сажи, минеральным маслам, ксилолу, фенолу и формальдегиду, кроме зоны 1.
Содержание тяжелых металлов в неорганической части пыли, определенное методом атомной абсорбции в таблице 1 указывает на превышение ПДК с.с. по железу, свинцу, марганцу.
Таблица 1.
Кратность превышения (ПДК с.с.) химических веществ по фракциям пыли (PМ10 PМ2,5) в атмосферном воздухе
Зоны
|
Мине-ральные масла |
сажа |
Кси-лол
|
Фор-маль- дегид |
Фе-нол |
Бенз (а) пирен |
Fe |
Рв |
Сd |
Mn |
ИЗА |
1 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,2 |
0,5 |
0,2 |
0,5 |
1,0 |
1,0 |
0,9 |
5 |
2 |
1,2 |
3,6 |
1,3 |
3,2 |
2,5 |
3,9 |
1,6 |
1,4 |
1,0 |
1,9 |
17 |
3 |
1,5 |
14,1 |
10,3 |
2,0 |
6,7 |
4,45 |
2,3 |
2,3 |
1,5 |
1,4 |
19 |
Таким образом, анализ гигиенических характеристик пыли (TSР) промышленного города показал, что городская пыль имеет сложный химический состав, содержащий токсичные вещества.
В слизистой оболочке полости носа (СОПН) у детей дошкольного возраста проживающих во 2 зоне г. Темиртау обнаружено снижение количества нормального плоского эпителия в 25 раз, в 3 зоне у детей встречались лишь единичные клетки, у подростков 2 и 3 зон выявлена аналогичная направленность изменений по сравнению с контрольной группой (1 зона) таблица 2. Необходимо отметить, что цитологические показатели контрольной группы и физиологические показатели равнозначны. Количество плоского эпителия с признаками повреждения повышено у детей проживающих во 2 зоне в 15,6 раз, в 3 зоне в 4,9 раз, у подростков в 28,2 раза и 26,4 раза соответственно. Количество кубического и цилиндрического эпителия у детей и подростков было снижено от 4,1 раза и 13,2 раза соответственно, а с признаками повреждения было повышено от 2,1 до 3,7 раз. Количество нейтрофильных лейкоцитов (НЛ) у детей 5—7 лет, проживающих во 2 и 3 зонах, было повышено от 9,4 до 15,4 раза, у подростков в 7,2 раза (3 зона), а с признаками повреждения (ДНЛ) (вакуолизированные и деструктивные) повышены во всех возрастных группах 2 и 3 зон от 3,0 до 5,8 раз. Обсемененность микрофлорой (стрептоккоками и стафилокками) повышена у обследованных детей дошкольного возраста проживающих во 2 зоне 9,7 раза, у подростков в 6,7 раза, в 3 зоне обсемененность наблюдалась только у детей 5—7 лет и была повышена в 6,5 раза.
Полученные нами результаты показали, что у детей проживающих в промышленных зонах г. Темиртау, в верхних дыхательных путях развиваются дистрофические процессы различной степени выраженности (таблица 2).
Параллельно были проведены цитологические исследования клеток буккального эпителия щек (БЭЩ) у этих же детей. Так, у детей-дошкольников проживающих во 2 и 3 зонах, отмечено снижение количество нормальных эпителиальных клеток на 30—37 %, у подростков на 94 % и на 47 % по сравнению с первой зоной. Наблюдается снижение
количества фагоцитированных апоптозных (остаточных) тел только у детей 5—7 лет второй зоны в 4,4 раза (таблица 3). Содержание клеток с кариорексисом у всех возрастных групп подростков было повышено как во второй так и в третьей зоне от 4 до 10 раз. Количество безъядерных клеток в сторону повышения отмечено только у детей 5—7 лет во второй зоне в 4,3 раза. Содержание ДНЛ у детей и подростков второй и третьей зон было повышено от 8,7—15,5 раз. Клетки с вакуольной дистрофией были повышены у подростков второй зоны в 12,2 раза и у лиц третьей зоны в 5,9 раза по сравнению с контрольной зоной. Количество тучных клеток было повышено как у детей дошкольного возраста, так и у детей школьного возраста, во второй зоне от 8—10,7 раза, в третьей зоне у детей 5—7 лет в 7,3 раза, у школьников в 3,9 раза. Повышенная обсемененность микрофлорой наблюдалась у всех возрастных групп промышленных зон от 5,6—7,9 раза.
В результате проведенного корреляционного анализа у детей проживающих в городе Темиртау выявлено, что ряд факторов химической природы, обнаруженных в атмосферном воздухе, негативно влияют на состояние плоского эпителия слизистой носа жителей.
У подростков обнаружен положительный коэффициент корреляции между числом клеток в БЭЩ с кариорексисом и концентрацией в атмосферном воздухе в пыли взвешенных веществ и фенола (r=0,82). Аналогичная корреляционная зависимость наблюдалась между фенолом в пыли и повышенным содержанием ДНЛ в буккальном эпителии щек у подростков (r=0,80) и у детей дошкольников (r=0,76), что проявлялось у обследованных лиц развитием хронических воспалительных процессов в БЭЩ. Выявлена корреляционная зависимость между количеством двуядерных клеток и интегральным показателем загрязнения воздуха — ИЗА (r=0,71), что приводит к повышенной пролиферации эпителиоцитов буккального эпителия щек.
Таблица 2.
Риноцитограмма (в %) у обследованных детей г.Темиртау (n=257, М±m, 95% ДИ)
Тип клеток |
1 зона |
2 зона |
3 зона |
|||
дети (5—7 лет) |
подростки (14—16 лет) |
дети (5—7 лет) |
подростки (14—16 лет) |
дети (5—7 лет) |
подростки (14—16 лет) |
|
Плоский эпителий |
40,0±3,4 (36—44) |
40,1±2,4 (35—45) |
1,57±0,58* (0,97—2,77) |
1,14±0,45* (0,18—2,1) |
0,21±0,1* (0,02—0,41) |
1,08±0,28* (0,51—1,65) |
Плоский эпителий с признаками повреждения |
2,0±0,03 (0—2) |
2,01±0,04 (0—2) |
31,35±7,98* (14,71—48,0) |
56,8±8,74* (38,3—75,2) |
9,95±3,15* (3,36—16,53) |
52,83±5,55* (41,60—64,0) |
Кубические и цилиндрические эпителиальные клетки |
45,0±4,2 (20—70) |
46,0±5,0 (21—72) |
4,3±1,08* (2,06—6,55) |
4,08±2,02* (0,18—8,3) |
10,95±2,98* (4,7—17,2) |
3,41±1,13* (1,12—5,7) |
Кубические и цилиндрические эпителиальные клетки с признаками повреждения |
5,0±1,2 (0—10) |
5,2±1,3 (0—10) |
10,7±2,46* (5,61—15,91) |
6,25±2,37* (1,24—11,3) |
18,69±4,14* (10,04—27,3) |
11,15±2,17* (6,75—15,5) |
Сегменто - и палочкоядерные нейтрофиллы |
2,0±0,9 (0—4) |
2,01±0,8 (0—4) |
18,8±4,19* (10,08—27,6) |
5,53±2,6 (0,2—11,03) |
30,88±4,96* (20,52—41,2) |
14,41±2,90* (8,54—20,29) |
Сегменто –и палочкоядерные нейтрофилыс признаками повреждения |
5,7±0,50 (2—9) |
5,9±0,6 (2,1—9,1) |
33,1±5,79* (21,06—45,2) |
26,2±6,0* (12,86—39,46) |
23,30±4,51* (19,89—38,7) |
17,23±3,03* (11,1—23,36) |
Эозинофилы |
0,3±0,01 (0—1) |
0,4±0,02 (0—2) |
0,0±0,00 |
0,0±0,00 |
0,0±0,00 |
0,0±0,00 |
Обсемененность микрофлорой (стрептококки и стафилококки) |
1,2±0,02 (0—2,4) |
1,4±0,02 (0—2,6) |
9,5±5,01* (0,92—20,0) |
9,47±4,75* (0,54—19,5) |
7,86±4,08* (0,65—16,33) |
0,0±0.00 |
Примечание: *Достоверные данные по сравнению с первой зоной
Таблица 3.
Буккальный эпителий щек (в %) у обследованных детей г.Темиртау (n=257, М±m, 95% ДИ)
Тип клеток |
1 зона |
2 зона |
3 зона |
|||
дети (5—7 лет) |
подростки (14—16 лет) |
дети (5—7 лет) |
подростки (14—16 лет) |
дети (5—7 лет) |
подростки (14—16 лет) |
|
Нормальные эпителиальные клетки |
85,00±4,25 (78—94) |
86,00±4,3 (79—95) |
62±4,5* (52,61—71,40) |
43,6±5,5* (31,97—55,19) |
65,14±3,76* (57,30—72,98) |
57,76±3,61* (44,44—59,06) |
Фагоцитированные апоптозные (остаточные) тела |
2,00±0,70 (0—4) |
2,04±0,80 (0—5) |
0,45±0,30 (0,00—1,07) |
3,72±2,44* (01,43—8,87) |
0,45±0,17 (0,9—0,81) |
1,84±1,23* (0,64—4,32) |
Кариорексис |
1,00±0,01 (0—2) |
1,02±0,01 (0—3) |
4,3±1,00 (2,24—6,42) |
8,08±1,93* (4,02—12,14) |
7,95±1,96* (5,46—10,45) |
10,74±1,9* (6,73—14,75) |
Безъядерные клетки |
4,00±0,75 (1—7) |
4,40±0,7 (1—7) |
17,4±5,21* (6,60—23,3) |
2,36±1,0 (0,24—4,48) |
2,59±0,55* (1,43—3,75) |
2,59±0,74* (1,09—4,10) |
Дегенерированные нейтрофильные лейкоциты |
1,00±0,25 (0—2) |
1,30±0,3 (0—3) |
12,7±2,90* (6,63—18,8) |
12,1±5,24* (1,05—23,17) |
15,52±3,18* (8,89—22,16) |
11,32±2,8* (11,59—23,0) |
Двухъядерные клетки |
6,00±1,20 (0—12) |
6,05±1,11 (0—13) |
2,04±0,49 (1,03—3,07) |
6,47±1,77* (2,73—10,2) |
3,74±0,90* (1,86—5,62) |
3,67±1,16* (1,31—6,02) |
Клеточная вакуольная дистрофия |
2,00±0,02 (0—4) |
2,03±0,02 (0—4) |
1,14±0,41 (0,28—2,00) |
24,8±6,17* (11,79—37,81) |
4,71±2,12* (0,31—9,16) |
12,04±2,26* (7,46—16,16) |
Тучные клетки |
3,00±0,35 (0—6) |
3,05±0,15 (0—6) |
24,14±4,46* (14,83—33,5) |
32,3±8,89* (13,54—51,07) |
21,88±4,57* (12,35—31,4) |
12,17±2,33* (7,45—16,88) |
Обсемененность микрофлорой (стрептоккоки,стафилоккоки) |
12,10±0,24 (5—19) |
13,10±0,03 (5—19) |
72,9±7,14* (58,01—87,8) |
78,9±8,68* (60,63—97,62) |
95,62±1,95* (91,55—99,6) |
73,37±34,8* (62,39—84,36) |
Примечание: *Достоверные данные по сравнению с первой зоной
Выводы:
- Проведенный химический анализ пыли по фракциям показал превышение токсических элементов по приоритетности — сажа, ксилол, фенол, бенз(а)пирен, железо, свинец, кадмий, марганец.
- Исследования цитологического статуса СОПН и БЭЩ у детей дошкольного и подросткового возраста позволили выявить нарушения барьерных свойств эпителиального пласта. Повышение фагоцитированных апоптозных (остаточных) тел в цитоплазме эпителиоцитов указывает на воздействие токсических факторов окружающей среды на организм детей, что подтверждено корреляционно-статистическими данными.
- У детей дошкольного возраста и учащихся школ, проживающих в промышленном городе, в верхних дыхательных путях наблюдаются катаральные и атрофические риниты, поскольку слизистая оболочка носа является первым и важнейшим биологическим барьером на пути поступления в организм техногенных факторов химической природы.
- Со стороны буккального эпителия щек обнаружены нарушения репаративных процессов, что отражается на их способности к адгезивным взаимодействиям с микроорганизмами, постоянно находящимися в полости рта, что приводит к их накоплению и нарушению местного иммунитета.
- Вследствие токсико-дисметаболических воздействий на организм возможно формирование патологических процессов, что требует дальнейшего углубленного изучения повреждающего воздействия химических факторов. Выявленные изменения цитоморфологических показателей позволяют рекомендовать неинвазивные анализы назального и буккального эпителия, для оценки действия неблагоприятных факторов окружающей среды, особенно для выявления ингаляционного действия загрязнителей атмосферного воздуха. Преимуществом цитологических тестов является их неинвазивность и возможность использования в качестве скрининг-показателей.
Список литературы:
- Абаджи М.А., Махрова Т.В., Маянская И.В. и др. // Нижегородский мед.журнал., — 2003. — № 3—4. — С. 105—110.
- Базелюк Л.Т., Намазбаева З.И., Аманжол И.А., Ешмагамбетова А.Б. Оценка цитологического статуса верхних дыхательных путей. (Методические рекомендации) г. Астана, 2012. — 34 с. (на русском и казахском языке).
- Беляева Н.Н., Сычева Л.П., Журков В.С., Алтаева А.А., Пономарева О.Ю., Бударина О.В., Коваленко М.А. Связь структурно-функциональных (гистологических и цитологических) показателей с цитогенетическими и цитотоксическими при оценке воздействия на организм. // Гигиена и санитария, — 2011. — № 5. — С. 48—50.
- Глебов И.Т. Сопротивление тканевого фильтра аспирационной системы. Екатеринбург: 2001. — С. 2—4.
- Глушкова А.В., Радилов А.С., Дулов С.А., Особенности проявления токсичности наночастиц / / Санитарно-гигиенические, — 2011 — № 2 — Р. 81—86.
- Голдовская Л.Ф., Сальтевская Е.В. Дисперсный состав аэрозольных частиц в районе предприятий стройиндустрии города Белгорода. Материалы II Международной открытой межвузовской научно-практической конференции «Региональные проблемы прикладной экологии». Белгород: 1998. — С. 20.
- Гордиенко Н.Н., Михайленко Г.Г. Исследование физико-химических свойств промышленных пылей. Одесса, 2001. — С. 12—16.
- Градус Л.Я. Руководство по дисперсионному анализу методом микроскопии. М., 1979. — С. 163—180.
- Григорьев Ю.И., Ершков А.В., Силин И.И. Качество воздушной среды и заболеваемости детей / / Санитарно-гигиенические, — 2000 — № 4 — Р. 28—31.
- Грин Х., Лейп В. Аэрозоли — пыли, дымы, туманы. Ленинград, 1969. — С. 128—320.
- Методические рекомендации «Методический подход в гигиенической оценке загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами (TSP). Аманжол И.А., Намазбаева З.И., Пудов А.М., Мукашева М.А., Бенц Т.В., Облезина А.В., Сабиров Ж.Б., Агеев Д.В. Караганда, 2012. — 30 с.
- Новиков С.М., Иваненко А.В., Волкова И.Ф., Корниенко А.П., Скворцова Н.С. Оценка ущерба здоровью населения Москвы от воздействия взвешенных веществ в атмосферном воздухе, Гигиена и санитария. № 6. М., 2009. — С. 41—43.
- Awram N., Medrea N., Serdaru M. Studies on the industrial pollution implication animal health and production in a massively metals polluted area // Stad. And Res.Vet.Med, 1995. — P. 137—146.
- Domachowske J.B., Bonville C.A., Rosenberg H.F. // Respier Res., — 2001. — V. 2 — P. 225—228.
- Maddalone R.F. Coal sorbent system for the extraction and disposal of heavy metals and organic compounds // Water. Air and soil Pollut., — 1996. — № 1. — P. 163—171.
- Mattoli S.// Environ. Hltt Perspect., — 2001. — V. 109. — P. 553—557.
- Yanagita M., Shimabucuro Y., Nozaki T. et. Al. // Biochem. Biophys.Res. Commun. — 2002. — V. 297. — P. 329—334.
дипломов
Оставить комментарий