Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Экология и формирование сочетанной хронической патологии у детей
Глава 2. Объем и методы исследований 47
Глава 3. Экологическая характеристика окружающей среды и особенности физического развития детей в Приаралье 68
Глава 4. Клинические и фенотипические маркеры экологических влияний 99
Глава 5. Структура и особенности сочетанной хронической патологии у детей, проживающих в регионах экологического неблагополучия 113
Глава 6. Иммунные и хромосомные нарушения у детей, проживающих в регионах экологического неблагополучия 163
Глава 7. Прогнозирование сочетанного воздействия экологических факторов на формирование хронической патологии у детей и программа ее коррекции 180
Глава 8. Обсуждение полученных результатов 200
Выводы 242
Практические рекомендации 244
Список литературы 246
- Экология и формирование сочетанной хронической патологии у детей
- Объем и методы исследований
- Экологическая характеристика окружающей среды и особенности физического развития детей в Приаралье
- Клинические и фенотипические маркеры экологических влияний
Введение к работе
Осознание значимости влияний окружающей среды на здоровье детей нашло свое отражение в документах ООН по правам ребенка, проведении Всемирных саммитов по экологически обусловленному здоровью детей и декларациях по выживанию, защите и развитию детей для их безопасного и здорового будущего [3,14,31,43,47,53,58,198,388,393,475,496]. Негативное воздействие неблагоприятных факторов окружающей среды на здоровье населения приобрело особую значимость для Казахстана. Трагедия умирающего Аральского моря обусловила экологическую катастрофу природы огромного региона Центральной Азии и населения, проживающего на этой территории [9,11,32,44,45,62,70,88,105,351,537]. В связи с этим чрезвычайно важным, с позиций человеческого здоровья, является определение уровней химических и токсических веществ, пестицидов и радионуклидов в компонентах окружающей среды и организме детей для прогнозирования возникновения хронической патологии органов и систем, врожденных пороков развития [103,107,110,136]. Наряду с изучением воздействия факторов окружающей среды Приаралья на физическое и психическое развитие детей, очень важными являются исследования воздействия химических и радиационных факторов этого региона на геном растущего организма [1,41,45,55,70,74,84,131,134,148]. Требует изучения мутагенность сочетанных воздействий химических экотоксикантов на генетические структуры детского организма [105,107,163,168230]. Это позволит определить закономерности формирования и возможные пути прогнозирования сочетанных форм хронической патологии у детей Приаралья, что необходимо для разработки стратегии и тактики первичной и специализированной медицинской помощи детям в опасных регионах экологических катастроф, которые могут произойти в любое время и в любом месте земного шара [7,11,29,49,204].
5 Анализ состояния здоровья и вариантов течения различных форм патологии в современных условиях показал, что при хронической патологии демографическая ситуация проявляется замедленной сменой поколений, отсутствием прироста населения, небольшой средней продолжительностью жизни и измененным патоморфозом [13,24,45,66,67,68,72,75,103,112,118,126, 232,250,362]. Поэтому правительства должны обеспечить повышение благосостояния населения особенно в экологически опасных регионах и осуществлять там специализированную защиту уязвимых групп населения. Это особенно справедливо в отношении детей, которые не имеют возможности выбора своей среды обитания, условий проживания и рациона питания [32,33,35,64,247,249,275]. Кроме того, они обладают ограниченной способностью понимания долгосрочных последствий критических эффектов нездоровой среды обитания [15,35,232,243,252].
Для решения этих проблем вовлекается все большее число различных специалистов на всех уровнях, особенно в рамках научно-технического сотрудничества по представлению ЮНЕСКО. Можно полагать, что в ближайшем будущем всеми будет признано, что только совместными усилиями ученые смогут достичь качественно нового уровня знаний и технологий для эффективной защиты окружающей среды и здоровья детского населения экологически неблагополучных регионов [249,250,254]. Такая работа активно проводится в Республике Казахстан в рамках Государственных научно-технических программ: «Экологически зависимые заболевания у детей Прнаралья, обусловленные действием химических токсических веществ окружающей среды» (№ гос. регистрации 0194 РК 01024), «Влияние неблагополучных факторов окружающей среды в регионе экологического бедствия Республики Казахстан» (№ гос. регистрации 0119 РК 00503), Международной научно-технической программы «Оценка химической и радиационной нагрузки на организм детей региона экологической катастрофы Аральского моря и разработка стратегии их реабилитации»[193,226], а также на основании Договора о сотрудничестве между Республиканским государственным казенным предприятием «Казахский национальный медицинский университет им. С.Д.
Асфендиярова» и Государственным учреждением Научный центр здоровья детей Российской академии медицинских наук.
Необходимость решения сложных проблем взаимодействия растущего организма с неблагополучными условиями окружающей среды и непосредственное участие в реализации указанных выше научных программ определили цель и задачи данной работы.
Цель исследования: установить закономерности формирования сочетанной хронической патологии у детей, проживающих в экологически неблагополучных регионах Приаралья, для прогнозирования ее частоты и обоснования программ профилактики.
Задачи исследования: определить макро- и микроэлементный состав воздушных аэрозолей, питьевой воды и почвы Приаралья и оценить накопление ксенобиотиков в биологических тканях детей, постоянно проживающих в экологически неблагополучных условиях; оценить динамику физического развития детей экологически неблагополучных регионов; определить структуру и частоту выявления различных форм сочетанной хронической патологии у детей, проживающих в регионах экологического неблагополучия; определить изменения иммунной системы при хронической соматической патологии у детей Приаралья; оценить состояние хромосомного аппарата у детей постоянно проживающих в экологически неблагополучных регионах; определить пути прогнозирования сочетанного воздействия различных факторов окружающей среды на формирование хронической патологии у детей.
7 Научная новизна. Впервые с использованием универсальных ядерно-физических методов проведен аналитический мониторинг макро- и микроэлементного состава проб аэрозолей, питьевой воды и почв различных регионов Приаралья; выявлены значимые химические ксенобиотики этих сред, определены концентрации ведущих токсических соединений в регионах экологического неблагополучия, существенно влияющие на состояние здоровья детей, проживающих в этих зонах. Выделены экологически опасные регионы с преимущественным воздействием на растущий организм солеобразующих аэрозолей и зона с высокой концентрацией тяжелых металлов в аэрозолях и почве у объектов горно-добывающей и урановой промышленности Приаралья. Впервые в выделенных зонах экологического неблагополучия установлены нарушения физического развития детей, которые характеризуются выраженной ретардацией и определяются значимым замедлением темпов развития и полового созревания растущего организма .
Впервые выявлена частота и клинико-морфологические особенности сочетанных форм хронической патологии у детей, проживающих в различных регионах Приаралья, которые определяются существенной наследственной отягощенностыо, отсутствием жалоб и болевого синдрома, измененным патоморфозом на фоне вторичного иммунодефицитного состояния, преобладанием хронических болезней органов пищеварения и дыхания с высокой степенью диспластических и дистрофических изменений цитологического статуса слизистых оболочек.
Впервые определены иммунные показатели, характеризующие экологически обусловленный синдром вторичного иммунодефицитного состояния у детей, проживающих в неблагополучных регионах. Установлены закономерности формирования и динамика структурных повреждений внутренних органов, характеризующиеся постепенным переходом дистрофических и диспластических клеточных процессов в
8 метаплазию тканей с хронизацией патологии у детей экологически неблагополучных регионов.
Впервые обнаружено, что высокие концентрации аэрозолей химических экотоксикантов и сочетанное воздействие факторов малой интенсивности являются ведущими причинами нестабильности генома у детей, постоянно проживающих в экологически неблагополучных регионах. Впервые выявлены особенности повреждений генома у детей Приаралья, которые характеризуются повышением частоты хромосомных аберраций хроматидного типа, значимым уменьшением интенсивности репарации индуцированных повреждений ДНК в клетках периферической крови и увеличением частоты асинхронной репликации гена р53 в интерфазном ядре на фоне сохраненного полиморфизма 72 кодона этого гена, максимально выраженных у детей, проживающих в зоне экологической катастрофы.
Впервые проведено этнотипирование гена р53 у детей, проживающих в экологически неблагополучных зонах. Установлено, что у детей-казахов содержание аргининовых аллелей (Arg/Arg) в 3 раза превышает уровни пролиновых аллелей (Pro/Pro), у русских детей, напротив, было увеличено содержание аллеля Pro/Pro. Частота аргининовых аллелей 72 кодона 4 экзона гена р53 у детей, постоянно проживающих в Приаралье, соответствует таковым для азиатских популяций, что указывает на отсутствие грубых поломок хромосомного аппарата.
Впервые обнаружены тесные положительные связи между частотой аберраций хромосомного типа и асинхронно реплицирующимся геном р53 у детей, проживающих в благополучных регионах, что свидетельствует об отсутствии негативного влияния на генетическое здоровье детей высоко засоленных аэрозолей окружающей среды. Впервые показано, что установленные цитогенетические и молекулярно- биологические показатели состояния здоровья детей различных регионов Приаралья являются значимыми количественными маркерами повреждающего действия экологически неблагоприятных факторов на
9растущий организм и могут использоваться для прогнозирования и разработки программ профилактики и реабилитации детей на индивидуальном уровне.
Практическая значимость. Впервые в педиатрической практике внедрены ядерно-физические методы количественного определения содержания экотоксикантов в объектах окружающей среды и биологических субстратах при обследовании детей, проживающих в экологически неблагоприятных условиях. Установлено, что внедрение комплекса экологической диагностики в 2,6 раза увеличивает эффективность выявления сочетанных форм хронической патологии. Доказано, что частота сочетанных форм хронической патологии определяется не только прямым действием экотоксикантов, но и длительным воздействием экологических факторов малой интенсивности, особенно в регионах с развитой горно-перерабатывающей и урановой промышленностью. Обосновано комплексное углубленное медицинское обследование детей, позволяющее выявлять ранние признаки повреждающих воздействий факторов окружающей среды и разработаны способы диагностики и прогнозирования хронических болезней у детей, защищенные 9 патентами Республики Казахстан: способ диагностики хронического фиброзирующего альвеолита у детей; способ ранней диагностики миокардиодистрофий; способ диагностики хронического неинфекционного колита у детей на ранних стадиях; способ диагностики повреждений слизистой оболочки мочевых путей у детей; способ прогнозирования хромосомных повреждений у детей; способ диагностики последствий воздействия внешних причин у детей; способ диагностики последствий внешних причин; способ определение ущерба здоровью населения от воздействия отрицательных факторов окружающей среды, способ оказания медико-экологической помощи населению.
Экология и формирование сочетанной хронической патологии у детей
В современном мире существуют различные по размерам и конфигурации ареалы наиболее острых экологических ситуаций, занимающих примерно 15 % суши и океана [44,357]. В основном такие ареалы располагаются в самых густонаселенных и освоенных частях планеты Земля. В связи с этим насущной необходимостью является определение понятий, разработка систематизации экологически обусловленных нарушений здоровья и научное обоснование критериев их диагностики на индивидуальном и популяционном уровнях[4,26,40,45,65,67,68,363].
По набору экологических проблем эти ареалы подразделяются на преимущественно с ухудшением условий проживания населения и состояния его здоровья; с истощением или потерей природно-ресурсного потенциала; с нарушением ландшафтов как систем жизнеобеспечения. Принято считать, что наиболее острыми являются экологические ситуации, которые определяют как катастрофические, кризисные и критические [44,68,430].
Катастрофические ситуации характеризуются глубокими и необратимыми изменениями природы, утратой природных ресурсов и резким ухудшением условий проживания населения, что вызвано в основном многократным превышением антропогенных нагрузок на ландшафты региона. Признак катастрофической ситуации - ощутимое изменение здоровья людей в густонаселенных районах, а также утрата генофонда и уникальных природных объектов (Аральское море и примыкающие к нему районы, зона Чернобыльской катастрофы) [11,29,31,67,84,100,103].
Кризисная ситуация близка к катастрофической и переход этот может осуществиться, если не будут приняты необходимые меры в течение небольшого промежутка времени (в Республике Казахстан - некоторые районы Кызылординской области; в России - Кольский полуостров, Кузбасс, Байкал; на Украине - прибрежно-приморские зоны Черного и Азовского морей, Донбасс) [45,86,107,136,139,163,168,186].
Критическая ситуация характеризуется возникновением значительных и слабо компенсируемых изменений ландшафтов, быстрым нарастанием угрозы истощения или утраты природных ресурсов, уникальных природных объектов, значительным ухудшением условий проживания населения. Антропогенные нагрузки, как правило, превышают установленные нормативные величины и экологические требования. При уменьшении или прекращении антропогенных воздействий и проведении природоохранных мероприятий здесь возможна нормализация экологической обстановки, улучшение условий проживания населения, повышение качества отдельных природных ресурсов и частичное восстановление ландшафтов. На большей части территории суши и акватории океана среди острых экологических ситуаций преобладают критические [11,68,181,189,194,219].
В конце XX века человечество впервые в своей истории столкнулось с такой экологической проблемой мирового значения, как исчезновение на глазах одного поколения крупнейшего озера, называемого Аральским морем. Исчезновение или колебания размеров внутриконтинентальных водоемов по естественным причинам не такое уже редкое явление на Земле (примеры -озера Лобнор, Чад и др.), но Арал гибнет по вине человека. Сложившаяся в Аральском регионе ситуация расценена как экологическая катастрофа, сопоставимая по масштабам лишь с чернобыльской аварией и кризисом в зоне Сахеля в Африке. Основанием для такой оценки послужили масштаб необратимых процессов деградации экосистемы Аральского моря, рост заболеваемости и смертности местного населения, истощение ресурсов, обеспечивавших жизнь и хозяйство. На территории бассейна Аральского моря сейчас проживает около 50 млн. человек [15,45,67,107,134].
Приаралье - крупный регион, который занимает обширные территории площадью 21 млн. 226 тыс. га. В зоне бедствия расположены 30 городских и 580 сельских населенных пунктов [11,103,131].
В недалеком прошлом - в начале 60-х годов двадцатого столетия Арал был солоноватоводным озером-морем объемом 1064 куб. км, площадью 66 тыс. кв. км со средней соленостью воды 10-11 %о. Его равновесие поддерживалось притоком ежегодно 56 куб. км пресных вод рек Амударья и Сырдарья, что составляло 81 % приходной части водного баланса. Водоем обладал высокой биологической продуктивностью и своеобразным животным миром со слабым развитием фитопланктона, имел важнейшее рыбохозяйственное, охотохозяйственное, транспортное и рекреационное значение[134,168,220].
Арал оказывал благотворное смягчающее влияние на климат пустынных ландшафтов в радиусе 100-200 км, что проявлялось в снижении летних температур, увеличении длительности безморозного периода, дополнительном увлажнении воздуха с последующей конденсацией влаги в песках. Море служило главным солеприемником Средней Азии. Гидрогеологическое значение Арала сказывалось в подпоре грунтовых вод. К местам их разгрузки, служивших водопоями для диких и домашних животных, были приурочены высокопродуктивные заросли тростника, служившие убежищем для 220 видов птиц, кабанов, ондатры, камышового кота, шакала, лисицы, волка и других зверей [11,44].
Установлено, что основная причина Аральского кризиса заключается в глубоком несоответствии сложившейся производственной структуры хозяйства возможностям и состоянию экосистемы. С 60-х годов основная стратегия экономического развития региона подразумевала непрерывное расширение орошаемых площадей за счет использования стока Амударьи и Сырдарьи и их притоков (водозабор до 100 куб. км) и рост производства таких водоемких культур, как хлопчатник (расход воды до 12 тыс. куб. м /га). При этом из-за несовершенства оросительных систем каждый второй кубометр воды не доходил до полей. Излишняя вода приводила к засолению почв, именно поэтому в Средней Азии на каждые 3 га орошенных земель приходится 1 газасоленных[11].
Объем и методы исследований
Для решения поставленных задач было обследовано 1138 детей в возрасте от 3 до 16 лет, постоянно проживающих в Кзылординской области Республики Казахстан. Все обследованные дети были распределены на 4 группы: 1-ю группу составили 332 ребенка, проживающих в Шиелинском районе, (свыше 400 км от Аральского моря) - район относительного благополучия; 2-ю группу составили 325 детей, проживающих в Жалагашском районе, (от 200 до 400 км от Аральского моря) - зона экологического кризиса; 3-ю группу составил 331 ребенок, проживавших в Казалинском районе (территория шириною в 200 км от Аральского моря) - зона экологической катастрофы (рис.2). 4-ю (референтную) группу составили 150 детей, проживавших в регионе экологического благополучия (п. Алатау, Алматинской области). Такое районирование основано на Постановлении Верховного Совета Республики Казахстан «О неотложных мерах по коренному преобразованию условий проживания населения Приаралья» от 18.01.1992 г. [224].
Основываясь на представленном распределении, принятом в Республике Казахстан, нами были проведены комплексные системные исследования в рамках Государственных научно-технических программ: «Экологически зависимые заболевания у детей Приаралья, обусловленные действием химических токсических веществ окружающей среды» (№ гос. регистрации 0194 РК 01024), «Влияние неблагополучных факторов окружающей среды в регионе экологического бедствия Республики Казахстан» (№ гос. регистрации 0119 РК 00503), в соответствии с Международной научно-технической программой «Оценка химической и радиационной нагрузки на организм детей региона экологической катастрофы Аральского моря и разработка стратегии их реабилитации», а также на основании Договора о сотрудничестве между Республиканским государственным казенным предприятием «Казахский национальный медицинский университет им. С.Д. Асфендиярова» и Государственным учреждением Научный центр здоровья детей Российской академии медицинских наук.
Распределение обследованных детей основной группы по врзрасту и полу представлено в табл.3. Среди всех обследованных преобладали дети школьного и старшего школьного возраста, хотя в каждом возрастном периоде значительных тендерных различий не выявлено. Кроме того, не выявлено значимых различий среди детей, постоянно проживавших в описанных выше регионах Приаралья. Обследование всех детей проводилось в соответствии с Хельсинской декларацией Всемирной медицинской ассоциации: рекомендации для врачей по проведению биомедицинских исследований на людях[35,45,144,305].
Все исследования были проведены в отделении «Экология и дети», а также в специализированных клинических отделениях Республиканской детской клинической больницы (РДКБ) «Аксай», (Алматинская область) после 3-дневной адаптации детей к клиническим условиям, так как дети прибывали на поезде, группами по 20 - 50 человек. Длительность переезда составляла 1 сутки. Все дети наблюдались и обследовались в стандартизованных клинических условиях. Обследование включало: 1) обязательное клиническое и лабораторное исследование согласно стандартам выявленного основного заболевания и сопутствующей патологии; 2) дополнительные методы исследования и инструментальная диагностика согласно стандартам основного заболевания и сопутствующей патологии; 3) специальные исследования и консультации специалистов: анализ иммунного статуса, генетические, гистологические и электронно-микроскопические исследования. Диагностика различных форм патологии у детей проводилась в соответствии с международной классификацией болезней десятого пересмотра (МКБ-10). Прижизненный забор материала путем биопсии слизистых оболочек проводился при эндоскопическом обследовании в соответствии с рекомендациями для врачей по проведению биомедицинских исследований на людях [45,97,243,244,428]. Для определения активности воспаления при хронической патологии респираторной системы у детей Приаралья и поиска новых критериев дифференциальной диагностики нами проведены специальные дополнительные исследования динамики содержания провоспалнтельных интерлейкинов (ИЛ) 2, - 6, - 8; противовоспалительных ИЛ-4 и ИЛ-10 и метаболитов оксида азота в сыворотке крови 94 больных детей 10-16 лет, из них с хроническим бронхитом было 48 больных (длительность заболевания 5 лет) (см. табл. 25) и 46 больных детей с интерстициальными заболеваниями легких (ИЗЛ) с аналогичной длительностью заболевания в стадии обострения (см. табл.26).
При наблюдении уточнялись жалобы и анамнестические данные, для выявления в семьях родственников с различными формами эмбрио- и фетопатий, а так же наследственных синдромов и заболеваний. В обязательном порядке учитывались данные о здоровье и возрасте родителей, профессиональных вредностях, течении беременности и родов, питании. При этом было выявлено, что все обследованные дети проживали в одинаково тяжелых климатических, социальных и экономических условиях, характерных для описанных выше регионов Приаралья.
Следует отметить, что до настоящей госпитализации сведения о наличии патологии со стороны той или иной системы органов по анализу индивидуальных карт развития Ф.112, имелись только у 16% всех обследованных детей.
На 2 этапе обследования всем детям проводилось углубленное клинико-инструментальное исследование [183,188,296,300]. После проведения общеклинического и углубленного обследования выявлялась группа детей, нуждающихся в применении специальных методов:
1. 1.ЭФГДС проводили с целью выявления прямых и косвенных признаков функциональных и морфологических изменений пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки;
2. ультразвуковое исследование сердца проводилось по общепринятой методике в В- и М-режимах для оценки морфометрических, гемодинамических параметров, показателей сократительной способности миокарда, а также для выявления MAP при врожденных аномалиях развития сердца;
3. ультразвуковое исследование органов брюшной полости проводили с помощью ультразвуковых систем SAL 38 A, SSH - 100А фирмы Toshiba с применением датчиков с частотой 3,5 и 5 МГц;
4. ультразвуковое исследование (УЗИ) щитовидной железы, органов репродуктивной системы проводилось с целью уточнения характера изменений со стороны эндокринной системы детям, у которых во время клинического обследования было выявлено увеличение щитовидной железы как с признаками гормональных нарушений, так и без них. УЗИ репродуктивной системы проводилось детям с подозрением на патологические изменениями со стороны органов малого таза или мошонки.
Экологическая характеристика окружающей среды и особенности физического развития детей в Приаралье
Проведенные комплексные исследования с использованием современных физико-химических методов позволили нам впервые осуществить экологический мониторинг окружающей среды различных регионов Приаралья и выявить ведущие факторы ее загрязнения.
Определение радиационной нагрузки показало, что у-фон в населенных пунктах указанных регионов Приаралья находится в диапазоне 0,098-0,168 мкЗв/час и не превышает средних значений для мест с нормальным радиационным фоном (0,1 мкЗв/час) при уровне вариаций 0,05-0,17 мкЗв/час. Средние уровни радона в жилых помещениях составили: 93 Бк/м3 - для зоны 1, 45 Бк/м3 - для зоны 3 и 44 Бк/м3 - для зоны 2 и не превышали нормы по допустимому содержанию радона (200 Бк/м3). Исследование радионуклидного состава почв Приаралья
Изучение радионуклидного состава почв гамма-спектрометрический методом показало высокую производительность и чувствительность метода, достаточную для оценки радиационной нагрузки и эффективного выявления радиационного загрязнения техногенного характера.
При этом в качестве аналитических параметров были выбраны концентрации следующих нуклидов: Ra, Th, К и Cs. Оценка концентраций в почве первых трех из перечисленных нуклидов необходима для подсчета суммарной радиационной нагрузки. Эти радионуклиды имеют естественную природу и их уровни и вариации определяются в основном только типами почв. Концентрация ,37Cs в почве может служить высокочувствительным индикатором техногенного загрязнения (как правило, за счет ядерных испытаний). Вместе с тем, 137Cs присутствует в окружающей среде в небольших количествах как результат первых ядерных испытаний и аварии на Чернобыльской АЭС. Эту концентрацию обычно называют глобальным выпадением [29,49,226,251]. Для северного полушария уровень глобальных выпадений составляет порядка 3-10 Бк/кг 137Cs. В табл. 6 приведены средние уровни концентраций указанных радионуклидов в почве по данным университета Айдахо (США).
Таким образом, каждый из перечисленных радионуклидов обладает своим типичным фоновым значением. Следует иметь в виду, что фактические значения концентраций, например для Cs, могут достаточно сильно отличаться в ту или иную стороны от средних значений за счет природного перераспределения на поверхности почвы, особенно в местах со сложным рельефом.
Таким образом, анализ радионуклидного состава почв Приаралья свидетельствуют о типичных для северного полушария уровнях глобальных выпадений Cs и типичных уровнях других естественных радионуклидов. Эти данные свидетельствуют, что радиационная обстановка в обследованных нами регионах Приаралья является нормальной и наличие естественного радиационного фона не представлять угрозу для здоровья человека.
При определении реальной радиационной нагрузки в регионах, установлено, что полная эффективная доза облучения населения региона (2,75 мЗв/год) не превышает уровня, оцененного для всех источников облучения ( 10 мЗв/год). Основным источником радиационной нагрузки в изученных нами регионах является радон (1,48 мЗв/год). Уровень радиационного фона не представляет опасности для здоровья детского населения, хотя в почве регионов были также обнаружены высокие концентрации урана (11,9 мкг/г — 3-я зона; 12,5 мкг/г - 2-я зона; 1-я - 10,4 мкг/г) при контроле 2,7 мкг/г.
Наряду с этим выявлено, что среднегодовое потребление с водой пестицидов составляет для зоны экологической катастрофы 20 мг, для зоны экологического бедствия 0,14 мг и для региона относительного благополучия 7,2 мг, хотя пестициды в питьевой воде должны отсутствовать. В питьевой воде региона сравнения (п.Алатау) пестициды не обнаружены.
При анализе проб воздуха нами выделена прибрежная 3-я зона с высоким уровнем солеобразующих аэрозолей. При этом в 1-й зоне, которая
определена как зона экологического благополучия, было установлено значимое увеличение содержания солей тяжелых металлов (U, Pb, Sr, Zr и др.), что обусловлено близостью объектов урановой и горно-перерабатывающей промышленности (табл.8). При этом показатель вредности воздуха для 2-го и 3-го регионов был в 2 раза выше, чем для благополучного региона. Исследования воздушного бассейна показали также, что годовое потребление химических элементов с вдыхаемым воздухом для изученных населенных пунктов в разы (Mg, Si, V, Mn, Zn), a no некоторым элементам на порядки (Na, Al, S, CI, Ca, Si, Fe, Си) превышало аналогичные показатели региона сравнения. При этом основной вклад в повышенную химическую нагрузку во 2-й и 3-й зонах вносят такие элементы, как Na, К, S, С1 и другие галогены, а в зоне относительного благополучия преобладают тяжелые металлы: Pb, Cr, Sr, Zr.
Анализ проб питьевой воды в поселках Приаралья выявил ее сильную засоленность по органолептическим данным и уровням сухого остатка, Na, CI, SO4 и NO3. Средние значения сухого остатка и указанных солей для этих населенных пунктов не только в несколько раз превышали их концентрации в регионе сравнения (329 мг/л - сухой остаток и 33 мг/л - для Na), но для поселков 1-й и 2-й зон даже превышали ПДК (1000 мг/л - по сухому остатку и 200 мг/л - по натрию).
Средние концентрации CI, SO4 NO3 в воде поселков региона не превышали ПДК (О - 350 мг/л, S04 - 500 мг/л и N03 - 45 мг/л), но были существенно повышены по сравнению с контролем (С1 - 8,0, мг/л, SO4 - 27 мг/л и NOj - 2,2 мг/л). Наиболее неблагополучной по содержанию солевых компонентов является вода частных колодцев г. Казалинск и п. Жалагаш, где концентрации солей превышали ПДК в 3-5 раз. Во всех поселках Приаралья концентрации железа превышали ПДК (0.3 мг/л) и были на порядок выше содержания Fe в питьевой воде пос. Алатау (0.04 мг/л).
Питьевая вода в зоне 2 характеризовалась пониженными концентрациями Са и Mg (11 мг/л и 5.3 мг/л соответственно), которые были в несколько раз меньшими, чем в питьевой воде в зоны 1 (Са - 60 мг/л, Mg 73 38 мг/л), 3 (Са - 49 мг/л, Mg - 25 мг/л) и 4 (Са - 60 мг/л, Mg - 17 мг/л). При обнаружении в питьевой воде нескольких элементов, относящихся к 1 и 2 классам опасности, лимитирующий параметр вредности (ЛПВ) для всех регионов был увеличен 2,9-3,7 раза. Очевидно, что по ЛПВ ни один из поселков Приаралья не отвечает санитарно-эпидемиологическим критериям. Причем если в регионе сравнения основной вклад в высокое значение ЛПВ дают Sr, Si и Ва, содержащиеся в больших количествах в почве, то в населенных пунктах Приаралья помимо этих элементов на высокие значения ЛПВ особенно влияют Na, Se, U и Cd.
Таким образом, установленные закономерности изменений элементного состава окружающей среды позволяют выделить постоянно и длительно действующие факторы, формирующие неблагополучную экологическую ситуацию в регионе Приаралья: 1) высохшее дно Аральского моря (солевой фактор, сера, ее окислы и галогены); 2) отвалы урановых рудников и рудоперерабатывающих предприятий Южного Казахстана, ближайший из которых расположен в 30 км от пос. Шиели (Pb, Cr, Си, U, Sr, Zr); 3) геохимически обусловленные особенности грунтовых вод (Fe, U, Se, Cd); 4) избыточное использование пестицидов (хлорорганические соединения) в сельском хозяйстве с выявлением их в питьевой воде всех обследованных поселков. Векторы действия первых двух источников противоположно направлены, что формирует градиент «солевого» воздействия (убывание по мере удаления от Арала) и градиент «рудного» фактора (убывание по мере приближения к Аралу) в регионе. Биогеохимические аномалии грунтовых вод, определяющих качество питьевой воды, повсеместно связаны с высокими концентрациями в них урана и железа, а антропогенным фактором риска является наличие пестицидов в питьевой воде этих регионов.
Клинические и фенотипические маркеры экологических влияний
Как показали наши исследования, первым крупным органом растущего организма, непосредственно воспринимающим различные воздействия окружающей среды, является кожа ребенка. Кожа - самый обширный орган организма, чутко реагирующий на повреждающие воздействия окружающей среды [21,34,39,46,91,214]. В коже могут формироваться депо экотоксикантов, приводящих к нарушениям состояния всего организма. Поэтому изменения кожи могут быть непосредственными и информативными показателями повреждающего воздействия окружающей среды, особенно при постоянном проживании детей в экологически неблагополучных регионах (табл.17)
Структуру повреждений кожи у детей изученных регионов составили преимущественно однотипные дерматологические изменения, которые характеризовались нарушениями пигментации с гипер - и гипопигментированными пятнами на открытых участках тела, усилением сосудистого рисунка на коже передней поверхности грудной клетки и живота; избыточным шелушением в области крупных суставов (рис. 11).
Нарушения пигментации диагностировались у 68,7% детей 3-й зоны, 91,4% - 2-й и 91,8% - 1-й зоны, тогда как аналогичный показатель диагностирован только у 18,0% обследованных детей п.Алатау. Среди нарушений пигментации кожи у всех обследованных детей частота гиперпигментация и гипопигментации кожи детей, постоянно проживающих в экологически неблагополучных регионах, была существенно увеличена по сравнению с референтной группой, хотя эти данные по регионам значимо не различались (табл.17).
Такая высокая частота нарушений пигментации кожи может быть непосредственно связана с постоянным действием факторов внешней среды на растущий организм.
Сосудистые изменения кожи были выявлены у 22,4% детей 3-й, 48,6% - 2-й и 53,4% - 1-й зоны, что в 1,6 - 3,8 раз выше показателя у детей 4-й зоны. Среди сосудистых изменений кожи чаще диагностировались телеангиэктазии (табл.17).
Избыточное шелушение кожных покровов чаще диагностировалось у детей, проживающих во 2-м регионе - 42,7%, по сравнению с аналогичными показателями детей, проживающих в 3-й - (7,5%), 1-й - (8,9%) и 4-й зонах (3,3%). Эти изменения кожи чаще наблюдали при нарушениях питания и гиповитаминозах, сочетавшихся с различными формами патологии органов желудочно-кишечного тракта у обследованных детей.
У большинства обследованных детей отмечался нормальный тургор кожи - 3-й регион - 92,5%, 2 зона - 87,1%, I зона - 82,2% и у 94,6% детей 4-й зоны. Снижение тургора кожи диагностировалось чаще у детей 1-й зоны -17,8% и у второй зоны- 12,9% (табл.17).
Клиническими проявлениями хронической ксеногенной интоксикации со стороны кожи являются различные варианты цианоза, который служит одним из важных внешних проявлений патологии органов дыхания и сердечно-сосудистой системы, сопровождающихся развитием гипоксемии, у детей в экологически неблагополучных регионах. Цианоз чаще диагностировался у детей, проживающих во 2-й - (54,3%) и 1-й зонах (53,4%), по отношению к детям 3-й зоны (29,9%) и группы сравнения (28%). Среди всех обследованных детей наиболее часто диагностировался периорбнтальный и периоральный цианоз (табл.17).
Значимыми проявлений нарушений состояния вегетативной нервной системы при хронической соматической патологии у обследованных детей были изменения влажности и температуры конечностей, а так же наличие яркого, разлитого и стойкого дермографизма.
Патологические изменения дермографизма диагностировались у 74,6% детей 3-го региона, 80% - 2-го и 71,2% - 1-го региона, что в 1,5 -1,7 раз больше аналогичного показателя детей группы сравнения (48%). Яркий дермографизм регистрировался одинаково часто у всех обследованных детей, как и стойкий дермографизм. Таким образом, основные изменения кожных покровов у детей, постоянно проживающих в экологически неблагополучных регионах Приаралья, характеризуются бледностью и нарушениями пигментации кожи, сосудистыми изменениями кожи и ее избыточным шелушением, формированием цианоза различных участков, изменениями тургора и дермографизма.
Наибольший процент в структуре изменений кожных покровов у детей составили однотипные дерматологические изменения, которые характеризовались нарушениями пигментации с гипер - и гипопигментированными пятнами на открытых участках тела, усилением сосудистого рисунка на коже передней поверхности грудной клетки и живота; гиперкератозом областей крупных суставов.
Выявленная гиперпигментация кожи, обусловленная избыточным накоплением меланина в эпидермисе и дерме у детей, непосредственно связана с воздействием на кожу факторов внешней среды физической природы - избыточная инсоляция, тепловое облучение, повреждения вследствие постоянного действия минимальных доз радиации, а также длительного действия экотоксикантов химической природы - особенно тяжелых (Pb, Си, Zn, Sr, Va, As и др.). Наряду с этим, нельзя исключить, ингибирование тяжелыми металлами ферментативных систем, регулирующих пигментный обмен в коже [67,69,71,214,270,319]. Следует учитывать также, что гиперпигментация кожи нередко является одним из первых симптомов патологии внутренних органов и может длительное время доминировать в клинической картине соматических заболеваний. Обнаружение первично возникшей диффузной или ограниченной гиперпигментации кожи является клиническим маркером и показанием для дальнейшего комплексного обследования ребенка[267,317]. В связи с установленными изменениями кожных покровов у детей в экологически неблагополучных регионах можно полагать, что они являются отражением нарушений состояния внутренних органов обследованных детей.
