О СОЗДАНИИ СИСТЕМЫ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ И ПРОФИЛАКТИКИ ИЗМЕНЕНИЙ ЗДОРОВЬЯ ДЕТЕЙ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Star InactiveStar InactiveStar InactiveStar InactiveStar Inactive
 

Гигиена и санитария, 2007, №6, С.70-73

И. Н. Ильченко, Л. И. Вялков, Л. Е. Сырцова, С. М. Ляпунов, О. И. Окина

Несмотря на то, что сегодня известно около 750 ток­сичных веществ, обладающих потенциальной нейротоксической способностью, к числу приоритетных относит­ся лишь 10: 5 из группы тяжелых металлов (свинец, мышьяк, ртуть, марганец, кадмий), а также бензол, винилхлорид, полихлорированные бифенилы, хлороформ, трихлорэтилен [15].

Приоритетность данной проблемы для общественно­го здоровья определяется высокой ожидаемой величиной риска воздействия тяжелых металлов на психическое здоровье российских детей. Расчетные данные свиде­тельствуют о том, что почти у 2 млн. российских детей до­школьного возраста следует ожидать отклонений со сто­роны показателей обучаемости, поведения и др. [3]. Со­гласно модели [23], рассчитанной для 100 тыс. населе­ния, снижение среднепопуляционного показателя коэф­фициента интеллектуального развития (IQ) на 5 ед. при­водит к двукратному увеличению числа лиц с субнор­мальными показателями.

Исследованиями ряда ученых [12] было установлено, что ЦНС является наиболее чувствительной к хрониче­ским, низкодозовым воздействиям токсикантов, попа­дающих в организм преимущественно через желудочно-кишечный тракт.

До сих пор остаются мало изученными вопросы, свя­занные с возможностью развития отклонений в психи­ческом здоровье детей при концентрациях тяжелых ме­таллов в биосредах, ниже допустимых значений (в диа­пазоне концентраций от 6 до 10 мкг/дл для свинца в кро­ви), наличии "коктейль-эффектов" тяжелых металлов.

В связи с вышеизложенным целью настоящего иссле­дования явилась разработка системы профилактических и образовательных мероприятий по снижению неблаго­приятного влияния свинца и других токсичных металлов на нервно-психическое развитие (НПР) детей дошколь­ного возраста.

Данная цель и способы ее достижения были сформу­лированы в кооперативной программе с аналогичным названием еще в 1999 г. В данной разработке приняли участие научные коллективы Государственного научно-исследовательского центра профилактической медици­ны Минздравсоцразвития РФ (Москва), Института ток­сикологии Минздравсоцразвития РФ (Санкт-Петер­бург), Научно-исследовательского института психологии РАО (Москва), Центра демографии и экологии человека Института народно-хозяйственного прогнозирования РАН (Москва), Геологического института РАН (Москва), Института нефтехимического синтеза РАН (Москва), Федерального НИИ медицинских проблем формирова­ния здоровья Минздравсоцразвития РФ (Москва). Про­грамма была согласована с Министерством здравоохра­нения России, главным детским психоневрологом РФ и главным педиатром [10]. Отличительной особенностью данной программы явились эколого-эпидемиологическая основа, использование современных методов диаг­ностики в отношении индикаторной экологически зави­симой патологии, стандартизация и жесткая процедура контроля качества. Данная работа выполнена с исполь­зованием вышеизложенных методических подходов.

Объектом исследования явились стратифицирован­ные случайные выборки детей в возрасте 5—7 лет, посе­щающих дошкольные детские учреждения (ДДУ) в 3 промышленных городах России. Процедуру стратифика­ции осуществляли на основе данных по загрязнению го­родских природных сред тяжелыми металлами. Детские сады отбирались случайным методом в пределах выбран­ных зон. Всего обследовано 447 детей. Охват обследова­нием составил 80% и более.

Критерии для включения в обследование: дети, по­стоянно проживающие в данных зонах города и там же посещающие ДДУ. Длительность проживания в данном районе не менее 5 лет. Отсутствие выраженных нервно-психических заболеваний (синдрома Дауна, фенилкетонурии, врожденных нарушений).

Одномоментные эколого-эпидемиологические ис­следования проводили в Липецке (1998—1999), Гусь-Хрустальном (2001-2002) и Подольске (2003-2004) в один и тот же период года (осень—зима), одной и той же бригадой специалистов.

В результате полученной информации от органов Роспотребнадзора были установлены основные источни­ки загрязнения природных сред тяжелыми металлами. В Липецке — это зона влияния Новолипецкого метал­лургического комбината (НМЛК) и тракторного завода, в Гусь-Хрустальном — зона влияния завода по производ­ству хрусталя, в Подольске — зона влияния аккумуля­торного завода. Производства этих предприятий выбра­сывают в атмосферу значительное количество загряз­няющих веществ, в том числе пыль, свинец, медь, цинк, соединения серы, азота, углерода и ряд других. Сотруд­никами аналитической лаборатории Института геологии РАН проведен сбор образцов почв, атмосферного воздуха на аэрозольных фильтрах, воды. С учетом полученных данных проведено ранжирование территорий городов по степени загрязнения атмосферного воздуха, воды питье­вой и хозяйственно -

Бытового назначения, а также поч­вы. По результатам ранжирования территорий городов проведен отбор ДДУ. Таким образом, в каждом городе выбраны 2—3 зоны с альтернативным уровнем загрязне­ния объектов окружающей среды тяжелыми металлами.

Лабораторно-аналитическое обеспечение Таблица 1



Исследуемый объект

Метод анализа

Определяемый элемент

Аппаратура

Атмосферный воздух, воздух помещений, мг/м3

Атомно-абсорбционный

Pb, Cu, Cd, Cr, Mn, As

"Квант 2А", Россия

Вода (питьевая, поверхностные водоемы), мг/дм3

То же

Pb, Cd, Си, Cr, Mn, Fe, As

То же

Почвы, донные отложения, мг/кг

Атомно-абсорбционный, рентгено-флюоресцентный

Pb, Cd, Cu, Zn, Cr, V, Ni, Mn, Co, As

"Квант 2А", АРФ-6 (Россия)

Волосы, мкг/г

Атомно-абсорбционный

Pb, Cd, Cu, Ni, Mn, Zn, Fe

"Квант 2А" (Россия)

Кровь, мкг/дл

Электрохимический

Pb

"LeadCare" (США)




Обученными специалистами по стандартной методи­ке выполнен отбор проб капиллярной крови и волос де­тей для определения элементов-токсикантов.

Пробы анализировали с использованием спектраль­ных и масс-спектрометрических методов, а капиллярную кровь исследовали с помощью электрохимического теста на приборе "Lead Care" [1]. Определение тяжелых метал­лов в волосах проводили по стандартной методике в со­ответствии с рекомендациями Di Pietro [14], позволяю­щими минимизировать внешнее загрязнение анализи­руемых проб (табл. 1).

Контроль качества аналитических работ проводили подшифровкой стандартных образцов состава. Исполь­зовали стандартные образцы состава почвы и растворов металлов в ампулах.

Методы обследования детей были стандартными и идентичными во всех выборках и включали детальную оценку НПР детей данного возраста с применением стандартных психометрических тестов, адаптированных к использованию у российских детей дошкольного воз­раста. Соблюдали рекомендации Агентства США по ре­гистру токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) для выявления ранних, специфических экологически зави­симых отклонений в НПР детей [19], в основе которых лежит принцип охвата разных сфер нервно-психической деятельности ребенка: сенсорной, моторной, когнитив­ной, поведенческо-эмоциональной, социальной.

Оценку НПР детей осуществляли следующим обра­зом.

Использовали тесты "Памяти и обучаемости" [21]. Для оценки памяти и обучаемости анализировали вер­бальные и невербальные субтесты, на их основе рассчи­тывали: индекс вербальной памяти, невербальной памя­ти, комплексный индекс памяти, индекс обучаемости.

Оценивали общие навыки ребенка: социальные, мо­торные, речевые, навыки письма и счета, общего НПР [16] по структурированному вопроснику для родителей, состоящему из 270 вопросов.

Определяли минимальные неврологические призна­ки для детальной оценки грубой и тонкой моторики ребенка [13]. Изучали такие показатели, как лево - и пра-ворукость, походка и ее устойчивость, качество и ско­рость быстрых мелких последовательных движений.

Для оценки возможного влияния медико-социальных факторов родители обследованных детей заполняли стандартные вопросники, включающие сведения об об­разовании, доходах, профессии, о течении беременно­сти, родов, раннем развитии ребенка, вредных привыч­ках родителей.

В результате проведенного исследования дана харак­теристика характера и степени загрязнения природных сред городов токсичными металлами с учетом специфи­ки промышленности, а также среды обитания организо­ванного детского населения. При одномоментном иссле­довании аэрозольной составляющей атмосферного воз­духа в Гусь-Хрустальном и Подольске значительных пре­вышений санитарно-гигиенических нормативов не вы­явлено. В почвах и грунтах максимумы валовых концен­траций также приходились на промышленные зоны, пре­вышение ПДК по отдельным элементам достигало 10-кратных величин. Превышение ПДК в питьевой воде по нейротоксикантам не установлено. Таким образом, в ре­зультате экологических исследований на территории 2 городов установлены зоны, характеризующиеся повы­шенными концентрациями токсичных элементов в поч­вах. Полученные материалы использованы на следую­щем этапе работ при подготовке эколого-эпидемиологи-ческих обследований детей.

Проведенный анализ содержания элементов токси­кантов в воздухе помещений ДДУ, в составе рационов питания показал отсутствие в них повышенных концен­траций токсичных элементов. В результате проведенных лабораторно-аналитических работ установлено, что ос­новными средовыми источниками поступления нейротоксикантов в организм детей, в исследуемых городах, являются почва и пыль.

Загрязнение диагностических биосред детей тесно коррелирует с характером и степенью загрязнения при­родных сред. Средние уровни нейротоксикантов в био­средах детей варьируют в субтоксическом диапазоне зна­чений и зависят от места проживания. Число детей, в крови и волосах которых обнаружены металлы-токси­канты в концентрации, выше допустимых уровней (по мягким критериям), указано в табл. 2.

Распространенность отклонений в НПР детей досто­верно различалась между городами. Самой низкой она была в Липецке (15,8%), а самой высокой — Подольске (38,9%) (табл. 3).


Таблица 2

Показатели детей — жителей Липецка, Гусь-Хрустального и Подольска, превышающие допустимые концентрации тяжелых металлов в крови и волосах


Параметр

Город

РbВ

РbН

МnН

СuН

Доля детей с повышенной концентра цией тяжелых металлов, %

Липецк

24,5

20,9

4,6

8,8

Гусь-Хрустальный

8,3

8,5

12,8

5,9

Подольск

7,6

10,8

7,2

33,8

Критерий [14] условий нормы

>10мкг/дл

> 8 мкг/г

> 1,1 мкг/г

>11,1мкг/г


Примечание. РЬВ — свинец в крови; РЬН — свинец в волосах; МnН марганец в волосах; СuН — медь в волосах.


Таблица 3

Распространенность (в %) отклонений в НПР детей дошкольного возраста — жителей трех российских городов

Распространенность отклоне­ний в НПР, %

Город

Общая

В комбинации с повышенным содержанием нейротоксичных элементов

Липецк (п - 150 человек) 15,8 11,5

Гусь-Хрустальный (л = 129 человек) 31,0 17,2

Подольск (п = 148 человек) 38,9 21,1

Примечание. Критерии для отклонений в НПР: < 89 для тестов памяти и обучаемости, < 2SD для общих навыков детей, < 2SD для минимальных неврологических признаков.

Вместе с тем доля экологически зависимых форм в структуре отклонений НПР детей была са­мая высокая в Липецке. В целом распространенность экологически зависимых отклонений в НПР детей со­ставляет 3—7% в пересчете на всех обследованных детей. В Гусь-Хрустальном проводили наблюдение за детьми в течение 1 года. В ходе проспективного наблюдения вы­явлено, что частота возникновения новых случаев откло­нений НПР резко возрастает при стабильно повышен­ных концентрациях свинца в крови начиная с субтокси­ческих значений 7 мкг/дл и более.

В ходе исследований было установлено, что по мере роста антропогенной нагрузки металлами-токсикантами достоверно снижаются индексы вербальной памяти (на 5 ед.) и обучаемости (на 12 ед.) детей. Аналогичные, ста­тистически значимые закономерности прослеживаются и в отношении других показателей НПР детей. По мере роста антропогенной химической нагрузки свинцом и другими металлами-токсикантами отмечается достовер­ное снижение показателей тонкой моторики, вырази­тельности речи, отмечается отставание общего НПР. У детей, проживающих в загрязненных районах городов, почти в 2 раза ниже скорость мелких последовательных движений, чаще встречаются избыточные оролицевые и проксимальные движения [5, 6].

По результатам исследований также установлено, что на НПР детей негативно влияют не только металлы-ток­сиканты, но и поведенческие факторы риска, в частно­сти курение в семье. Оказалось, что в Подольске роди­тели каждого 2-го обследованного ребенка курят, каж­дый 3-й курящий родитель курит в квартире, каждый 4-й — при ребенке. Установлено, что повышение концен­траций свинца в крови более 7 мкг/дл приводит к сни­жению индекса вербальной памяти на 7 ед., а аналогич­ное повышение концентраций свинца в крови в сочета­нии с курением в семье — к снижению ИВП на 10 ед. (различия статистически достоверны).

Для оценки независимого вклада медико-социальных факторов в НПР детей была использована множествен­ная логистическя регрессия (табл. 4). Значимыми оказа­лись низкий уровень образования матерей (ниже сред­него), курение матери во время беременности, употреб­ление алкоголя и лекарственных препаратов во время бе­ременности, родовая травма. Совокупный негативный вклад нейротоксикантов и медико-социальных факторов достигал 10—40%. Комплексное воздействие экологиче­ских и медико-социальных факторов риска приводило к выраженному отставанию НПР детей по большинству показателей.

Как следует из представленных выше данных эпиде­миологических исследований, экспозиционные нагруз­ки свинцом и другими нейротоксичными металлами от­носительно невелики. Потребность детского населения в комплексе лечебных мероприятий в сравниваемых горо­дах отсутствовала (не было выявлено детей с концентра­циями свинца в крови более 20 мкг/дл). Из табл. 5 видно, что от 61 до 83% детей не имели отклонений в НПР и концентрации металлов-токсикантов в биосредах не превышали допустимых уровней. Доля детей, нуждаю­щихся в мероприятиях по первичной и вторичной про­филактике, составила соответственно 4—18% и 12—21%. Поэтому проблема укрепления нервно-психического здоровья детей, проживающих в зонах повышенного экологического риска, является приоритетной для ана­лизируемых городов. В числе основных стратегий целе­сообразно основываться на информационной и образо­вательной технологиях, направленных на увеличение ос­ведомленности населения об экологических, поведенче­ских и социальных факторах риска развития отклонений в НПР и поведении детей с учетом конкретной ситуации в промышленном городе; изменение отношения населе­ния к указанным факторам риска и повышение уровня его мотивации; более активное вовлечение медиков и ги­гиенистов в профилактическую и образовательную рабо­ту с населением.

Основной технологией при реализации таких про­грамм могут стать образовательные модули для целевых групп. К целевым группам следует отнести работников практического здравоохранения (педиатров, детских психоневрологов, невропатологов), работников образо­вания, службы санитарно-эпидемиологического надзо­ра, население (прежде всего родителей). Так, например, содержанием образовательного модуля для работников практического здравоохранения может стать комплекс методических материалов по вопросам диагностики и профилактики токсического действия тяжелых металлов [2, 6, 9].

Для работников образовательных учреждений и роди­телей — это набор информационных материалов по во­просам скрининга и консультирование в городе относи­тельно основных путей поступления тяжелых металлов в организм детей, принципов здорового питания с повы­шением экопротекторных свойств пищи, факторов, усу­губляющих токсическое действие металлов, — курение, потребление алкоголя; основных принципов первичной профилактики и повышения устойчивости организма ребенка к свинцовой экспозиции и др.

Для работников службы санитарно-эпидемиологиче­ского надзора — это комплекс методических материалов для лабораторно-диагностических нужд [4, 10, 11, 18].

От 4 до 18% детей нуждаются в мероприятиях по пер­вичной профилактике. Основу данных мероприятий со­ставляют простейшие гигиенические мероприятия: час­тое мытье рук и тела ребенка, частая стирка верхней оде­жды, чистка обуви, мытье игрушек, особенно тех, с ко­торыми ребенок играет на улице, влажная уборка жилых помещений, мытье и герметизация окон и др. [8]. Кроме того, в комплекс мероприятий по первичной профилак­тике входит все, что способствует повышению устойчи­вости ребенка к воздействию металлов-токсикантов, прежде всего питание, направленное на повышение эко­протекторных свойств пищи [2], отдых детей за предела­ми города и ряд других. Представляется обоснованным подход к первичной профилактике, основанный на кон­курентных взаимоотношениях между металлами-токси­кантами и эссенциальными элементами и витаминами. Литературные данные свидетельствуют о том, что насыщение организма ребенка магнием, кальцием, цинком, железом, антиоксидантами способствует снижению вса­сываемости тяжелых металлов и их токсичности для ор­ганизма ребенка. Собственные результаты подтверждают наличие положительного эффекта на показатели памяти и обучаемости детей при повышении концентраций магния—кальция—железа в организме ребенка. Причем ве­личина данного положительного эффекта соизмерима с величиной отрицательного воздействия от металлов-ток­сикантов при условии хронических низкодозовых воз­действий [5, 6].

Таблица 5

Определение потребностей в мероприятиях по укреплению нервно-психического здоровья и профилактике среди детей дошкольного возраста


Нужды профилактики

Характер изменений здоровья детей

Доля детей в Липецке, %

Доля детей в

Гусь-ХруСтальном, %

Доля детей в Подольске, %

Укрепление здоровья

Нет отклонений в НПР

Металлы-токсиканты не превышают допустимых уровней

83,2

69

1,1

Первичная профилактика

Есть отклонения в НПР без превышения металлов-токсикантов

Есть превышения метало-токсикантов без отклонений в НПР

4,3

3,8

7.8

Вторичная профилактика

Есть отклонения в НПР в сочетании с превышением металлов-токсикантов выше допустимых уровней

11,5

7.2

1.1





2. являются вопросы, связанные с выбором оптимального экономически целесообразного комплекса аналитических методов, позволяющих с вы­сокой точностью определить токсичные элементы в ши­роком диапазоне концентраций в биологических образ­цах. Широкий и разнообразный по составу и агрегатному состоянию круг анализируемых объектов (биосубстраты — кровь, волосы, зубы, моча) обусловливает необходи­мость выработки универсальных схем пробоподготовки, позволяющих анализировать сложные органические матрицы с учетом технических возможностей лаборатор­ной службы. Остро стоит вопрос, связанный с оператив­ным контролем качества аналитических работ и межла­бораторного сравнения аналитических данных с исполь­зованием отечественных и зарубежных аттестованных стандартных образцов состава. Решение перечисленных проблем повысит качество работ в отечественных анали­тических лабораториях и приблизит эколого-эпидемиологические, медико-биологические и профилактические исследования к существующему мировому опыту.

3. Экологически зависимым отклонениям в НПР де­тей способствуют не только конкретные химические факторы, но также и медицинские, поведенческие, со­циальные. Комплексное воздействие экологических и медико-социальных факторов риска приводит к выра­женному отставанию НПР детей по большинству пока­зателей. Установленные закономерности необходимо учитывать при разработке мер профилактики, выборе форм оздоровления детей. Немаловажное значение мо­гут иметь мероприятия, направленные на повышение информированности населения, на изменение отноше­ния и поведенческих установок родителей.

Литература

1. Амбулаторная токсикология. "Свинец и здоровье де­тей: лабораторная диагностика (дидактические ма­териалы)" / Под ред. С. П. Нечипоренко. — СПб., 1999.

2. Диагностика и лечение отравлений свинцом у детей., СПб., 1997.

3. Доклад о свинцовом загрязнении окружающей сре­ды Российской Федерации и его влиянии на здоро­вье населения. — М., 1997.

4. Зайцева Н. В. и др. Определение химических соеди­нений в биологических средах. Методы контроля. Химические факторы. Сборник методических ука­заний МУК 4.1.763-4.1.779-99. - М., 2000. - С. 120-127.

5. Ильченко И. Н., Ляпунов С. М., Горобец П. Ю. // Об­щественное здоровье и профилактика заболеваний. - 2005. - № 5. - С. 58-62.

6. Ильченко И. Н., Горобец П. Ю., Шпак М. А. и др. // Профилактика заболеваний и укрепление здоровья. -2006. -№ 1. - С. 7-11.

7. Методы диагностики экологически зависимых от­клонений в нервно-психическом развитии детей: пособие для врачей / Ильченко И. Н., Ляпунов С. М., Матвеева С. В. и др. - М., 2004. - С. 52.

8. Оценка риска свинцового загрязнения окружающей среды для здоровья детского населения, подходы к формированию групп особо повышенного риска и принципы профилактики. — Екатеринбург, 1999.

9. Разработка системы профилактических мероприя­тий по снижению влияния свинца и других токсич­ных металлов на нервно-психическое развитие и по­ведение детей // Амбулаторная токсикология "Сви­нец и здоровье детей". — СПб., 1999. — С. 190—204.

10. Свинец и здоровье. Гигиенический и медико-био­логический мониторинг / Измеров Н. Ф., Ермолен­ко А. Е., Тарасова Л. А. и др. — М., 2000. - С. 256.

11. Характеристики погрешности и нормативы их опе­ративного контроля для выполнения измерений по­казателей состава и физико-химических свойств объектов санитарно-гигиенического контроля: Ме­тод, пособие. М.,

12. BufflerP. A., Crane M., Key М. М. // Environ. Hlth Perspect. - 1995. - Vol. 62. - P. 423-56.

13. Denkla M. B. // Psychopharmacol. Bull. — 1985. — Vol. 21, N 4. - P. 774-800.

14. Di Pietro E. S. et al. // Biol. Trace Elem. Res. - 1989. - Vol. 22. - P. 83-100.

15. Hutchinson L. J., Amler R. W., Lybarger J. A. et al. Neurobehavioral Test Battery for Use in Environmental Health Field Studies. - Atlanta, 1992.

16. Ierton H. Child Development Inventory. — 1992.

17. Lead Exposure and Child Development / Eds M. A. Smith et al. - 1989. - P. 129-147; P. 475-476.

18. The Office of Reference Materials. Certified Reference Materials Catalogue. Issue N 3. - 1996. — P. 188.