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,  РМ_2,5,  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  РМ_2,5  колебалась  в  пределах  0,2—0,5  мг/м³  (ПДК_с.с.-0,05  мг/м³),  а  фракции  РМ₁₀  от  0,7  до  1,2  мг/м³  (ПДК_с.с.-0,1  мг/м³).  Кроме  того,  соотношение  между  фракциями  РМ_2,5,  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  PМ_2,5)  в  атмосферном  воздухе

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.