Введение к работе
Актуальность проблемы. Анализ литературных данных свидетельствует о том, что вследствие многокомпонентного загрязнения окружающей среды и вторжения в гомеостаз человеческого организма различных ксенобиотиков создаются условия для возникновения химического стресса (Жук Е.Г., 1990). За последние 70 лет описано множество случаев острой нитритной интоксикации, вызванной употреблением воды (Дискаленко А.П., 1969, Heijden С.А., 1988), колбасных изделий (Субботин Ф.Н., 1963) или растительных продуктов (Опополь Н.И. 1990), содержащих повышенные дозы прямых метгемоглобинообразо-вателей (МО) - нитратов и нитритов. Экспериментально доказано, что формирующаяся при этом метгемоглобинемия (МЕТ-емия) сочетается с явлениями гипоксемии и тканевой гипоксии, способствующих замедлению антитоксической функции печени (Чарный А.П., 1961; Бурбелло А.Т., 1990), нарушению работы репродуктивной (Габович Р.Д., 1987), пищеварительной (Роома М.Я., 1991) и иммунной систем (БардикЮ.В., 1991, а также вероятности возникновения эндогенного нитрозообразо-вания с возможным канцеро-, эмбрио- и тератогенным эффектом (Бо-говский П.А., 1981; Hartman Р.Е., 1982).
При комбинированном воздействии нитратов и нитритов с непрямыми МО возможно возникновение потенцирующего "эффекта коктейля" смеси ксенобиотиков, самостоятельно не превышающих ПДК (Ры-марь-Щербина Н.Б., 1995), например, с веществами, поддерживающими дисбактериальные реакции (антибиотики, ядохимикаты (Шмидт ГЦ 1968), или веществами, усиливающими действие нитритов (соли тяжелых металлов (Волчек В.И., 1991), хлорорганические пестициды (Ток-томысова З.С., 1993) или диоксины (Miles C.J., 1988). Широкой распространенности МЕТ-емии среди детского населения как в нашей стране (Капанадзе Ш.Х., 1964, Опополь Н.И., 1993), так и за рубежом (Шмидт П., Кнотек 3., 1966; Challes B.C., 1985), способствует нарастающее загрязнение окружающей среды, в том числе и продуктов питания (Ту-тельян В.А. с соавт., 1994), физиологическое несовершенство антитоксических систем детского организма (Цыганенко О.И., 1993) и рост патологии органов пищеварения среди детей ( Шаробаро В.Е., 1995).
В условиях нарастающего санитарно-экологического неблагополучия очевидна необходимость всестороннего изучения МЕТ-емии, гигиеническая оценка которой должна быть построена по системному принципу (Жук Е.Г., 1988) и включать исследование состояния окружающей среды, выявление случаев МЕТ-емии и групп риска, нуждающихся в коррекции и наблюдении.
В Смоленской области в зонах комплексного промышленно- сельскохозяйственного загрязнения, приоритетными токсикантами, определяющими санитарно-экологическую ситуацию, являются атмосферные выбросы (в том числе окислы азота и аммиак, превышающие допустимую величину в 4-5 раз) и почвенные прямые (нитраты) и непрямые МО (тяжелые металлы, ядохимикаты). В продуктах питания, производимых в области, обнаружено содержание свыше ПДК различных МО: нитратов - в 4,5% проб, ядохимикатов - в 5% проб, антибиотиков - в 33% проб (Русецкий B.C., 1991). Нагрузка нитрозаминами на одного человека в области составляет 1,1-1,8 мг в день (Божков В.Н., 1989).
В литературе, как приводилось выше, немало работ, авторы которых детально изучали зависимость возникновения МЕТ-емии от следующих причин - повышенного количества прямых МО в пищевом рационе, возраста детей и наличия диспепсии. Тогда как зависимость возникновения МЕТ-емии от экологических условий проживания, а также сезонности, сбалансированности и состава рациона, изучена еще недостаточно.
Литературные материалы свидетельствуют об актуальности, во-первых, изучения взаимосвязи состояния здоровья детей с загрязнением продуктов питания, и, во-вторых, выявления групп риска по МЕТ-емии для своевременного проведения профилактических мероприятий.
Однако для соответствующих массовых исследований не определены параметры выявления критической санитарно-экологической ситуации, связанной с воздействием комплекса различных МО, нет щадящих донозологических методов диагностики. Для предупреждения МЕТ-емии не используется гигиеническая коррекция рациона, способная положительно влиять на уровень МЕТ-емии и сопутствующую ей активацию перекисных процессов.
Все это определило цель настоящей работы: изучить годовую динамику МЕТ-емии у детей, определить методы донозологической диагностики и алиментарные способы коррекции.
Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:
-
Изучить годовую динамику уровня метгемоглобина (Мет-НВ) у детей для выявления наиболее опасного периода года по МЕТ-емии.
-
Определить уровень Мет-НВ у здоровых детей в различном возрасте для выделения групп риска по МЕТ-емии в условиях локальной критической санитарно-экологической ситуации.
-
Изучить пищевую ценность рационов детей изучаемых районов Смоленской области и опасность возникновения МЕТ-емии в связи с особенностями состава этих рационов.
-
Оценить санитарно-экологическую ситуацию изучаемых зон, связанную с воздействием МО.
-
Определить взаимосвязь между содержанием Мет-НВ крови и уровнем нитритов, лизоцима и малонового диальдегида (МДА) в слюне для разработки неинвазивных тестов донозологической диагностики МЕТ-емии .
-
Обосновать возможные алиментарные способы коррекции МЕТ-емии.
-
Разработать алгоритм диагностики и коррекции МЕТ-емии у детей.
Материалы и методы исследования. На основании концепции о системе комплексных критериев гигиенической оценки (Жук Е.Г., 1994) и анализа литературных данных была составлена рабочая программа исследований, результатом которой явилось построение алгоритма диагностики и коррекции МЕТ-емии у детей. Программа была апробирована при изучении санитарно-экологической ситуации в двух промышленных зонах (Дорогобужский промузел и г. Смоленск) и сельскохозяйственной зоне (г. Велиж), что позволило оценить в натурных условиях предлагаемый алгоритм. При этом использовались-методы: санитарно-экологические, гигиенические (санитарно-экологическое описание, расчетные, анкетно-статистические, антропометрические, лабораторные, в том числе гематологические, биохимические, бактериологические) и клинические (изучение анамнеза, медицинские осмотры).
Гигиеническая оценка экологической обстановки, связанной с воздействием различных МО в зонах проживания обследуемых детей проводилась с помощью разработанной нами методики, основанной на изучении и систематизации данных отчетов ОЦ ГСЭН (ф. 18), агрохимлаборатории (ф. 9-БСХ), НИР СХИ, СГМА, ИМГРЭ (г. Москва), данных бюро статистики Комитета по здравоохранению при администрации Смоленской области за 3-5 лет. При этом использованы классификация загрязнения атмосферного воздуха (Ревич Б.А., Сает Ю.Э., 1989), классификация загрязнения почвы (Евстафьева Е.В., 1994) и методика комплексной гигиенической оценки состояния окружающей среды (Савельева Л.Ф., 1996). Выявление критической санитарно-экологической ситуации (более 20 баллов), связанной с воздействием МО, основано также на оценке санитарно-экологических показателей, включающих ретроспективный анализ заболеваемости и числа врожденных аномалий развития среди детей за 3 года.
Объектом исследования явились 767 детей Смоленской области: 145 детей до года, 521 дошкольник, 60 детей от 7 до 12 лет, 41 подросток. 691 ребенок имел I группу здоровья и 76-II группу здоровья. Из них 20
детей с функциональными нарушениями системы пищеварения, а 56 - с анемией легкой степени. 96 детей проживали в закрытом дошкольном учреждении, 671 - проживали в семье и посещали дошкольное учреждение. Было сформировано 3 группы наблюдения, постоянно проживающих в местностях с различными источниками загрязнения окружающей среды: I зона (110 детей) - с промышленно-сельскохозяйственным (Дорогобужский р-н); II зона (614 детей) - с промышленно-транспортно-сельскохозяйственным (г. Смоленск); III зона (43 ребенка) - с преимущественно сельскохозяйственным (Велижский р-н).
Для суммарной оценки воздействия на организм прямых и непрямых МО проводилось обследование детей на содержание Мет-НВ крови по методу Эвелин и Меллоу в модификации Кушаковского М.С. (1968) и в соответствии с методическими рекомендациями № 10-11/117 (1987). О состоянии перекисных процессов судили по уровню МДА в слюне по методу Jagi в модификации Jchichara (1978), используя набор "Биоконт-ТБК". Для оценки состояния неспецифического иммунитета мы исследовали содержание лизоцима в слюне с помощью турбодимет-рлческого метода (по методу Parry R., Chandan R, Shanani К, в модификации Гранта Х.Я. и соавт., 1973).
Содержание нитритов в слюне определяли фотометрическим методом (Храмов И.П., 1992).
Гигиенические показатели состояния здоровья оценивались следующими методами: физическое развитие с помощью компьютерной программы "ANTRUM", нервно-психологическое развитие и функциональное состояние сердечно-сосудистой, дыхательной систем по общепринятой методике (ЧертокТ.Я., Нибш Г., 1987).
Характер питания изучался статистически-социологическим методом с применением компьютерных программ: "EpiInfo-5", "ANTRUM", "SPSS-for-Windows 6.0", разработанных для Российской Федерации Институтом питания РАМН.
Проведено статистически-компьютерная обработка данных, 210 интервью-опросов, проанкетировано 385 родителей и персонала.
Корреляционный анализ проводился общепринятым методом построения парных корреляционных рядов (Ашмарин И.П. с соавт., 1962). Статистическая обработка проведена методом малой выборки для заданной вероятности 95% (Самойлов Н.Н., 1970).
В ходе исследований получено около 9000 первичных данных, из них проведено 767 медицинских осмотров, произведено 240 общих анализов крови (3840 исследований), 948 биохимических анализа на Мет-НВ, 141 анализ слюны на МДА, 128 анализа слюны на содержание ли-
зоцима, 74 анализа слюны на нитриты, 60 бактериологических посевов кала на дисбактериоз, обработано 385 анкет.
Личный вклад автора диссертации определяется разработкой и научным обоснованием методических основ зонального алгоритма диагностики и коррекции МЕТ-емии у детей, проведением, обобщением и анализом натурных и экспериментальных медико-гигиенических, рас-четно-биохимических, санитарно-экологических, медико-статистических наблюдений и литературных данных.
Научная новизна. Впервые изучены закономерности годовой динамики МЕТ-емии у детей. Установлено, что уровень МЕТ-НВ повышается в период с мая по сентябрь, когда в рационе увеличивается количество сырых ранних овощей и фруктов. Особенно часто МЕТ-емия выявлялась у детей в возрасте до года, 3-7 лет и среди подростков; у детей, проживающих в напряженной экологической обстановке и находящихся на несбалансированном питании; а также у диспансерных больных с функциональной патологией пищеварительной системы. Случаи МЕТ-емии достоверно выявлялись в 2-4 раза чаще в условиях наибольшего многокомпонентного промышленно-транспортного загрязнения.
Разработаны и апробированы в натурных условиях скрининговые методы донозологической диагностики МЕТ-емии. Впервые выявлена обратная зависимость между содержанием Мет-НВ в крови и лизоцима в слюне. Определена прямая корреляционная зависимость между уров,-нем Мет-НВ крови и содержанием продуктов перекисных процессов, а также нитритов в слюне, что позволило разработать соответствующие экспресс-тесты.
Впервые среди детского населения Смоленского Нечерноземья проведены многолетние натурные гигиенические исследования некоторых закономерностей изменения неспецифической резистентности организма в зависимости от химического стресса пищевой этиологии. В рационах детей изучаемых районов выявлен избыток жиров и углеводов, а также дефицит по белку (8-10%), пищевым волокнам и витаминам -антиоксидантам (С, А, бета-каротину). Отмечено, что чаще МЕТ-емия возникает среди детей, в рационах которых отмечался наибольший дефицит антиоксиданта - витамина С ( до 34%). Увеличение в рационе количества сырых ранних овощей и фруктов соответственно повышает Мет-НВ крови у детей на фоне несбалансированного питания.
Проведено медико-гигиеническое обоснование применения двух способов алиментарной профилаклики метгемоглобинемии - субнит-ритной диеты и комплексной гигиенической коррекции рациона.
Опираясь на системный принцип (Жук Е.Г., 1988), разработан алгоритм, позволяющий формировать комплексную программу коррекции здоровья детей, проживающих в условиях локальной критической санитарно-экологической ситуации. Он может быть использован при осуществлении мониторинга состояния здоровья детей в экологически неблагоприятных условиях, что позволит своевременно прогнозировать состояние здоровья детей и применять адекватные профилактические меры.
Практическая ценность. Работа выполнена по плану НИР Смоленской государственной медицинской академии по теме: "Годовая динамика, донозологическая диагностика и алиментарные способы коррекции метгемоглобинемии у детей". Зарегистрирована в ВНТЦ, номер государственной регистрации 01930006154 от 01.01.93 года.
По результатам исследования составлена классификация прямых и непрямых МО, являющихся приоритетными токсикантами изучаемых зон Смоленской области.
Предложена методика определения критической санитарно-эколо-пической ситуации, связанной с воздействием различных МО.
По результатам исследований определен период года, опасный для возникновения МЕТ-емии среди детей (с мая по сентябрь) в условиях критической санитарно-экологической ситуации.
Впервые дана классификация детей в зависимости от степени риска возникновения МЕТ-емии. Предложено 4 группы: здоровые, группа риска, дети с МЕТ-емией и дети с подострой интоксикацией в условиях хронического воздействия МО.
Для первичной донозологической диагностики этих групп предложены критерии МЕТ-емии - уровень нитритов, МДА и лизоцима в слюне.
Разработан алгоритм диагностики и коррекции МЕТ-емии у детей в неблагоприятной экологической ситуации. Использование алгоритма позволяет получить дополнительный комплекс данных для полной гигиенической оценки здоровья детского населения, проживающего в условиях постоянного воздействия МО и проводить соответствующую алиментарную профилактику возникновения МЕТ-емии у детей.
Выполненная работа явилась основой для разработки и реализации программы неотложных мероприятий по оздоровлению детей Дорогобужского промышленного узла и Смоленского дошкольного детского дома.
Внедрение в практику. Результаты исследований использованы в рамках реализации Федеральной целевой программы "Дети Севера"
(справка о внедрении №01-44 от 17.04.97) Государственным комитетом по охране окружающей среды Смоленской области для НТЦ и экологической пропаганды, в том числе при подготовке Доклада о состоянии окружающей среды Смоленской области в 1993 году (акт внедрения № 200 от 02.04.97 г.). Материалы работы явились основой для разработки и реализации Программы неотложных мероприятий по оздоровлению санитарно-экологической ситуации в районе Дорогобужского промуз-ла, утвержденной решением областного Совета народных депутатов от 15.05.92 г. № 49п (акт внедрения N 468 от 31.03.97), а также совместной НПР Смоленского областного комитета по охране природы и СГМА по теме "Изучение многофакторного загрязнения окружающей среды и здоровья населения Дорогобужского промышленного узла" (акт внедрения № 141 от 06.04.95 г. и № 94 от 06.04.95). На базе кафедры детских инфекций СГМА внедрен полуколичественный безаппаратный экспресс-тест определения нитритов слюны и суммарной нитратно-нитритной нагрузки рациона питания (рационализаторское предложение № 12536 от 13.02.95 и акт внедрения № 14 от 15.09.95).
Скрининг-модификация цианидного метода определения Мет-НВ крови, предназначенная для массового обследования населения в отдаленных районах, внедрена в биохимической лаборатории Смоленской областной больницы (акт внедрения № 82 от 08.02.95 г.) и кафедре пропедевтики детских болезней (акт внедрения № 12 от 16.09.95 г.).
Впервые алгоритм диагностики и коррекции МЕТ-емии, созданный на основе применения саливарных тестов: МДА слюны (рационализаторское предложение № 1253а от 13.02.95 г.) и уровня Мет-НВ как комплексного показателя состояния здоровья в экологически неблагоприятной ситуации (рационализаторское предложение № 1253в от 13.02.95 г.), внедрен при обследовании детей Смоленского дошкольного детского дома (акт внедрения № 12 от 31.06.96 г.).
Разработанное нами примерное однодневное меню и два способа для коррекции повышенного уровня Мет-НВ внедрены в д/к "Теремок" (п. Верхнеднепровский), д/с "Колобок" (д. Полибино) Дорогобужского района (акт внедрения № 141 от 06.02.95 г.) и Смоленском дошкольном детском доме (акт внедрения № 12 от 31.01.96 г.).
Предложенные нами алиментарные способы профилактики МЕТ-емии - субнитритная диета и комплексная гигиеническая коррекция рациона - позволяют нормализоватьуровень Мет-НВ у 45% детей, имеющих его повышенное содержание.
Для практических врачей, педиатров, диетологов и специалистов ГСЭН разработан "Алгоритм выявления и коррекции метгемоглобине-
мни у детей в неблагоприятных экологических условиях" (информационное письмо, утвержденное Комитетом по здравоохранению администрации Смоленской области от 24.01.96 г.).
В Московском НИИ гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана одобрен проект методических рекомендаций, предназначенных для специалистов ГСЭН: "Способы алиментарной профилактики метгемоглобинемии у детей, проживающих в неблагоприятных экологических условиях" (Бюро научного совета 18.04.97,протокол №6) и направлен наутверждение проект методических рекомендаций "Донозологическая диагностика метгемоглобинемии у детей" (справка № 03/20 от 18.04.97 г.).
В областном центре внедрены следующие алиментарные профилактические меры повышения резистентности организма к воздействию мет-гемоглобинообразователей: начато производство молочнокислых смесей на основе бифидобактерий (кефир "Бифидок", кисломолочный бифидо-бактерин); поступает в торговую сеть витаминизированные молоко и творожные сырки, отрубной хлеб (докторские булочки, зерновые хлебцы и батоны); ведется продажа населению и организациям витаминно-анти-оксидантного сухого напитка "Золотой шар", сока "Тампико".
Диссертационные материалы используются в учебном процессе на кафедре педиатрии ФУВ СГМА (акт внедрения № 12 от 16.09.95 г.), на кафедрах общей гигиены (акт № Нот 15.05.95 г.) и детских инфекционных болезней (акт № 14 от 15.09.95 г.), в Смоленском университете экологических знаний (акт внедрения № 30/95 от 10.10.95 г.).
По материалам диссертации Смоленским ЦНТИ выпущены информационные листки: "Организация профилактического питания населения в экологических условиях Нечерноземья" УДК613.2. № 192-95. Сер.Р.76.33.35.; "Экспресс-тестопределения суточной нитратно-нитрит-ной нагрузки на организм" УДК.616-072.85. № 100-95. Сер.Р.76.13.025; "Бифидумбактерин" УДК615.24. № 6-96. Сер.Р.76.31.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Годовая динамика уровня Мет-НВ детей различного возраста.
-
Саливарные показатели -уровень нитритов, малонового диаль-дегида и лизоцима в слюне - являются неинвазивными экспресс-тестами донозологической диагностики метгемоглобинемии.
-
Алиментарная профилактика метгемоглобинемии при помощи субнитритной диеты и комплексной гигиенической коррекции рациона.
-
Алгоритм диагностики и коррекции метгемоглобинемии у детей позволяет проводить комплексное гигиеническое изучение состояния здоровья детей в условиях локальной критической санитарно-экологи-ческой ситуации.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на региональном семинаре-совещании "Питание: экология и здоровый образ жизни" в г. Смоленске (25-27.10.89 г.), на республиканском совещании заведующих отделами гигиены питания областных СЭС в г. Москве (4-7.02.90 г.), на научно-практической конференции "Санитарно-экологические проблемы Нечерноземья и здоровье населения" в г. Смоленске (17-18.12.91 г.), на совместном заседании научных обществ детских врачей, гигиенистов, эпидемиологов и инфекционистов (28.04.90 г., 02.02.96 г.).
Материалы диссертации были представлены также на международной медицинской ярмарке, проходившей 15-17 ноября 1995 г. в г. Смоленске.
Апробация диссертации прошла на кафедре общей гигиены и экологии СГМА 21.06.1996 г.
Структура диссертации. Диссертация написана в соответствии с общепринятыми правилами (ГОСТ 7.32-81) и состоит из следующих разделов: введения, обзора литературы, 6 глав собственных исследований, обсуждения результатов, практических рекомендаций, выводов, списка литературы (208 отечественных и 75 иностранных авторов) и приложений. Работа иллюстрирована 22 таблицами, 9 рисунками и 2 графиками.