Особенности дыхательной патологии у детей, проживающих в условиях аэрогенного воздействия акролеина и формальдегида Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

ИЮНЬ IK (303) ЗНиСО

27

© Маклакова О. А., Коротаева И. П., Устинова О.Ю., 2018 Ц УДК 614.7:616.2-053.2

= ОСОБЕННОСТИ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ПАТОЛОГИИ У ДЕТЕЙ,

^ ПРОЖИВАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ АЭРОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

"= АКРОЛЕИНА И ФОРМАЛЬДЕГИДА

>= О.А. Маклакова1'2, И.П. Коротаева1, О.Ю. Устинова1,2

1ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления срисками здоровью населения», ул. Монастырская, 82, г. Пермь, 614045, Россия

2ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», ÍZ ул. Букирева, 15, г. Пермь, 614990, Россия

Проведено обследование 158 детей в возрасте 4-7 лет, проживающих в условиях хронической аэрогенной низкоуровневой экспозиции акролеина и формальдегида.

У 82,3 % детей с повышенным содержанием в крови акролеина и формальдегида диагностированы болезни органов дыхания. Каждый второй ребенок имеет хроническое воспалительное заболевание слизистой носа, в том числе 29,1 % - аллергический ринит, которое проявляется жалобами на нарушение носового дыхания, не связанное с сезонностью, носовой эозинофилией и наличием назальной обструкции. У 6,3 % детей, проживающих в условиях хронической низкоуровневой экспозиции акролеина и формальдегида, выявлено наличие бронхиальной астмы, проявляющееся признаками периферической обструкции.

Ключевые слова: дети, патология органов дыхания, акролеин, формальдегид, атмосферный воздух.

О.А. Maklakova, I.P. Korotaeva, O.Yu. Ustinova □ FEATURES OF RESPIRATORY PATHOLOGY IN CHILDREN LIVING IN THE CONDITIONS OF AEROGENIC EXPOSURE TO ACROLEIN AND FORMALDEHYDE □ Federal Scientific Center of Medical-Preventive Health Risk Management Technologies, 82 Monastyrskaya str., Perm, 614045, Russia; Perm State National Research University, 15, Bukireva str., Perm, 614990, Russia.

A survey of 158 children aged 4-7 years living in a chronic aerogenic low-level exposition to acrolein and formaldehyde was carried out. 82.3 % of children with high blood levels of acrolein and formaldehyde are diagnosed with respiratory diseases. Every second child has a chronic inflammatory disease of the nasal mucosa, including 29.1 % of allergic rhinitis, which are manifested by complaints of nasal breathing, not related to seasonality, nasal eosinophilia and the presence of nasal obstruction. In 6.3 % of children living in a chronic low-level exposition to acrolein and formaldehyde, the presence of bronchial asthma, manifested by signs of peripheral obstruction, was revealed. Key words: children, pathology of respiratory organs, acrolein, formaldehyde, atmospheric air.

Уровень респираторной патологии у детей на территориях с загрязнением атмосферного воздуха техногенными химическими веществами остается стабильно высоким и занимает первое место в структуре общей заболеваемости. Распространенность болезней органов дыхания в 2016 году составила 124 456,6 случая на 100 000 детского населения Российской Федерации [8]. По данным ВОЗ, каждое третье заболевание в детском возрасте связано с неблагоприятным воздействием внешней среды. Основная часть всех загрязнений окружающей среды, попадая в организм через органы дыхания, приводит к поражению респираторного тракта [1, 2, 4, 10]. Известно, что на территориях с техногенными загрязнениями атмосферного воздуха дети более восприимчивы к острым респираторным заболеваниям, частота обострений и тяжелых форм хронических неспецифических заболеваний органов дыхания у них выше [2, 4, 7]. Источниками поступления альдегидов (акролеина и формальдегида) в окружающую среду являются не только предприятия пищевой, нефтехимической, электротехнической, лакокрасочной промышленности и др., но и в значительной степени выбросы автотранспорта. Современная плотность городской застройки создает максимальную концентрацию

загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы, в том числе за счет затруднения рассеивания, что многократно усиливает отрицательное воздействие акролеина и формальдегида на дыхательную систему [3, 6, 9]. Кроме того, одним из негативных факторов, влияющих на здоровье человека, является табакокурение. Известно, что выраженное токсическое воздействие на различные системы организма компонентов табачного дыма, к которым относится и акролеин, оказывают как при активном, так и пассивном курении [5]. Согласно статистическим данным, в России в среднем курят 65 % мужчин и до 30 % женщин, при этом от никотиновой зависимости страдает 25 % подростков.

Акролеин и формальдегид поступают в организм в основном ингаляционным путем и оказывают воздействие на органы-мишени: респираторный тракт, иммунную систему и глаза. [3, 9, 11-13]. Около 40 % поступивших альдегидов выводится с выдыхаемым воздухом в неизмененном виде, а остальная часть в виде метаболитов (щавелевая и муравьиная кислоты) - с мочой [11, 12]. Местное альтерирующее воздействие акролеина и формальдегида на слизистые оболочки дыхательных путей, в первую очередь носоглотку, связано с раздражающим действием, что в комплексе с образованием ДНК-

28

ЗНиСО ИЮНЬ НоС (303)

аддукторов и компенсаторным увеличением пролиферации эпителиальных клеток приводит в последующем к развитию ринитов и реактивных изменений лимфоидных органов верхних дыхательных путей [3, 9, 11, 12]. Доказано, что акролеин и формальдегид повышают активность перекисного окисления липидов в клетках, обусловленную взаимодействием с нуклеиновыми кислотами и белками, и нарушают функции антиоксидантных ферментов. Кроме того, молекулы альдегидов и активные формы кислорода, усиливая действие друг друга, приводят к клеточной гибели, что способствует развитию хронического воспаления слизистых дыхательных путей.

Таким образом, на территориях загрязнения атмосферного воздуха остаются актуальны вопросы формирования, развития и хронизации респираторных заболеваний, ассоциированные с аэрогенным воздействием техногенных химических веществ (акролеин и формальдегид).

Цель исследования - изучить влияние акролеина и формальдегида атмосферного воздуха на развитие у детей хронических заболеваний органов дыхания.

Материалы и методы. Проведено клини-ко-анамнестическое обследование 158 детей в возрасте 4-7 лет (группа наблюдения), постоянно проживающих на территории, где уровень акролеина в атмосферном воздухе превышал референтную концентрацию для хронического ин3-галяционного воздействия (МС 0,00002 мг/м ) до 7,1 раза, а среднесуточное содержание формальдегида фиксировалось на уровне до 1,32 ПДК. Группа наблюдения включала 55,1 % мальчиков (средний возраст 6,33 ± 0,17 лет) и 44,9 % девочек (средний возраст - 6,18 ± 0,20 лет). Группа сравнения была сформирована из 51 ребенка (51 % мальчиков: средний возраст -6,57 ± 0,22 лет и 49 % девочек: средний возраст - 6,18 ± 0,28 лет), проживающих на территории санитарно-гигиенического благополучия, где отсутствуют стационарные источники загрязнения атмосферного воздуха. Исследуемые группы были сопоставимы по возрасту и полу (р = 0,08-1,0). Когорты обследуемых не включали детей из неблагополучных и асоциальных семей, чьи родители страдали наркоманией или алкоголизмом, детей с наследственными и врожденными заболеваниями, а также имеющих на момент обследования острые респираторные заболевания.

Медико-биологические исследования одобрены Этическим комитетом ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотреб-надзора (протокол № 3 от 10.02.2016) и проводились с обязательным соблюдением этических норм. Для проведения социологических, кли-нико-функциональных и лабораторных исследований предварительно у всех законных представителей детей было получено добровольное информированное согласие.

Программа исследования включала медико-социальное анкетирование, анализ амбулаторных карт развития детей (форма № 112/у), кли-

нический осмотр врачом-педиатром, иммунологом-аллергологом, оториноларингологом, функциональную и лабораторную диагностику. Из инструментальных методов исследования применялись передняя активная риноманомет-рия, спирография и импульсная осцилометрия, измерение уровня оксида азота в выдыхаемом воздухе. Всем детям проводились общеклинический анализ крови, иммунологическое обследование, риноцитограмма, а также химико-аналитическое исследование уровня в крови техногенных химических веществ (содержание акролеина и формальдегида).

Для формирования базы данных и анализа полученной информации были использованы программные продукты 81ай8йса 6.0 и приложения М8-0£Е1се. Оценку зависимостей между признаками проводили методом однофакторно-го дисперсионного анализа для качественных признаков и методами корреляционно-регрессионного анализа для количественных переменных. Различия считали статистически значимыми при р < 0,05.

Результаты исследования. По данным медико-социологического анкетирования установлено, что дети группы наблюдения в 1,5 раза чаще постоянно проживают вблизи автомобильных магистралей и далеко расположенных парковых зон (р = 0,001). Наличие автобусных остановок рядом с местами проживания детей сравниваемых групп не имело статистически значимых различий. Установлено, что ежедневные проветривания жилых помещений проводились в 1,23 раза реже в группе наблюдения в отличие от сравниваемой группы (69,9 % и 85,7 % соответственно, р = 0,03). Наличие курения в квартире отметили 38,138,4 % семей исследуемых групп (р = 0,97). При этом в группе наблюдения в 1,6 раза чаще курит отец ребенка (44,8 % против 28,6 %, р = 0,06). Среди матерей курят 16,3-14,3 % респондентов сравниваемых групп (р = 0,70). Оценка социального статуса семьи, уровня дохода, психологического микроклимата в семье ребенка, перинатального анамнеза развития не выявила статистически значимых различий между сравниваемыми группами (р = 0,13-0,98).

По данным химико-аналитического исследования содержание акролеина определялось только в крови у детей гру3ппы наблюдения и составило 0,726 ± 0,42 мг/дм , превышая в 14,5 раза фоновые значения (р = 0,001). Концентрация формальдегида в крови обследуемых детей не имела статистически значимых различий, одна3-ко в группе наблюдения (0,033 ± 0,005 мг/дм ) в 6,6 раза превышала фоновые значения (р = 0,001).

По результатам клинического обследования установлено, что хроническими болезнями органов дыхания страдают 82,3 % детей в группе наблюдения, что было в 1,27 раза статистически значимо чаще показателя группы сравнения (64,7 %, р = 0,008). Относительный риск развития заболеваний органов дыхания у детей, проживающих в условиях хронической низкоуровневой экспозиции акролеина и формальдегида,

ИЮНЬ IK (303) ЗНиСО

29

в 2,5 раза превышал аналогичный группы срав-Е= нения (ОЯ = 2,53; = 1,25-5,12; р = 0,015). ^ Установлена прямая причинно-следственная сз связь вероятности развития болезней органов дыхания при повышенном содержании в крови акролеина (Я2 = 0,69; Б = 333,29; р = 0,0001).

В структуре респираторной патологии преобладали хронические воспалительные заболевания слизистой носа (130.1, 130.3, 130.0, 131.0, ^4.8), которые встречались в 1,9 раза чаще у <—[- детей, проживающих в условиях хронической рГ аэрогенной низкоуровневой экспозиции акролеина и формальдегида (54,5 % против 29,3 % группы сравнения, р = 0,002). Установлено, что вероятность развития хронической патологии слизистых носа была в 2,9 раза выше у детей группы наблюдения (0Я = 2,87, 01 = 1,45-5,65, р = 0,003). Аллергический ринит (130.1, 130.3, 130.0) диагностирован у 29,1 % детей группы наблюдения, что было в 3,7 раза чаще сравниваемой группы (7,8 %, р = 0,002). Получена достоверная причинно-следственная связь вероятности развития аллергического и вазомоторного ринита при повышенном уровне в крови акролеина и формальдегида (Я2 = 0,28-0,70; 33,30 < Б > 299,59; р = 0,0001).

Анализ жалоб, предъявляемых родителями, показал что в группе наблюдения дети в 1,4 раза чаще имели нарушение носового дыхания, не зависящее от сезонности (53,6 % против 38,1 % группы сравнения, р = 0,08). По результатам риноцитограммы у 12,5 % детей, проживающих на территории загрязнения атмосферного воздуха техногенными химическими факторами, выявлен повышенный индекс эозино-филии на уровне 32,21 ± 12,2 %. Установлена прямая корреляционная зависимость повышения индекса носовой эозинофилии от уровня в крови формальдегида (г = 0,221; р = 0,04).

При проведении риноманометрии выявлено, что нарушение носового дыхания имели 82,7 % обследованных группы наблюдения, в группе сравнения таких детей было в 1,3 раза меньше (63,0 %, р = 0,032). При этом каждый третий обследованный ребенок имел умеренную степень назальной обструкции, 22-26,7 % - выраженные обструктивные нарушения носового дыхания (р = 0,71-0,61). Легкая назальная обструкция встречалась статистически значимо в 5,7 раза чаще у детей группы наблюдения (р = 0,027). Относительный риск развития нарушений носового дыхания у детей, проживающих в условиях хронической низкоуровневой экспозиции акролеина и формальдегида, в 2,8 раза превышал аналогичный группы сравнения (ОЯ = 2,81; = 1,05-7,5; р = 0,07).

Патологией нижних отделов респираторного тракта страдали в 1,6 раза чаще дети группы наблюдения (18,3 % и 11,8 % в группе сравнения, р = 0,28), однако бронхиальная астма (145.0) была диагностирована только у детей (6,3 %), проживающих в условиях хронической аэрогенной низкоуровневой экспозиции акролеина и формальдегида. Установлена достоверная причинно-следственная связь вероятности развития бронхиальной астмы при повы-

шенном содержании в крови акролеина (R2 = 0,39; F = 99,45; р = 0,006).

При проведении спирографии у детей группы наблюдения средние объемные скоростные показатели, отражающие проходимость дыхательных путей (PEF, MEF25, MEF50, MEF75), хотя и соответствовали физиологическим значениям, но были статистически значимо ниже уровней группы сравнения (р = 0,014-0,041). Установлена прямая корреляционная зависимость FVC от уровня формальдегида в крови (г = 0,220, р = 0,01). Нарушения внешнего дыхания выявлены у 22,6-20,8 % детей в исследуемых группах (р = 0,85). Признаки легочной рестрикции и обструктивные нарушения бронхиальной проводимости регистрировались только у 18,3 % детей, проживающих в условиях хронической низкоуровневой экспозиции акролеина и формальдегида, (р = 0,17-0,09) и могут быть обусловлены не только бронхос-пазмом, но и развитием инфильтрации и потерей эластичности легочной ткани.

Среднегрупповые показатели импульсной осциллометрии у обследованных детей находились в пределах физиологической нормы. Признаки периферической обструкции дыхательных путей выявлены только у 3 детей (7,5 %), проживающих в условиях аэрогенного загрязнения техногенными химическими факторами, что свидетельствует о наличии хронического воспаления, сопровождающегося повышением чувствительности и реактивности бронхов у детей на территории исследования.

Уровень оксида азота в выдыхаемом воздухе у обследованных детей соответствовал нормальным значениям. Однако у 1 ребенка группы наблюдения получены пороговые значения этого показателя (24,7 ppb), что может указывать на наличие эозинофильного воспаления в дыхательных путях.

Заключение. Результаты исследования свидетельствуют о том, что у детей, проживающих в условиях хронической аэрогенной низкоуровневой экспозиции акролеина и формальдегида, в 1,3 раза чаще развиваются болезни органов дыхания. Хронические воспалительные заболевания слизистой носа встречаются в 1,9 раза чаще у экспонированных детей и сопровождаются жалобами на нарушение носового дыхания, не связанное с сезонностью, носовой эози-нофилией и наличием назальной обструкции. Аллергический ринит, ассоциированный с хроническим аэрогенным воздействием акролеина и формальдегида, формируется в 3,7 раза чаще на территориях загрязнения атмосферного воздуха. Бронхиальная астма развивается только у детей, проживающих в условиях хронической аэрогенной низкоуровневой экспозиции акролеина и формальдегида, и проявляется признаками периферической обструкции.

ЛИТЕРАТУРА (п. 11-12 см. References)

1. Бережнова Т. А., Денисенко В.И. Техногенное загрязнение окружающей среды как фактор риска развития заболеваний // Вестник новых медицинских технологий. 2011. Т. XVIII. № 2. С. 484-486.

30

ЗНиСО июнь Hoc (303)

2. Бухарин О.В., Зверев А.Ф., Карташова О.Л. и др.

Прогнозирование развития болезней органов дыхания у детей, проживающих на техногенно загрязненных территориях // Гигиена и санитария. 2010. № 6. С. 76-78.

3. Дорогова В.Б., Тараненко Н.А., Рычагова О.А. Формальдегид в окружающей среде и его влияние на организм // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2010. № 1 (71). С. 32-35.

4. Зайцева Н.В. Гигиенические аспекты нарушения здоровья детей при воздействии химических факторов среды обитания. Пермь: Книжный формат, 2011. 489 с.

5. Кагазежева К.Х., Коломийцева Н.С. Влияние активного и пассивного табакокурения на показатели кар-диореспираторной системы подростков в условиях горной местности // Вестник Адыгейского университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки. 2013. № 2 (119). С. 83-87.

6. Курчанов В.И., Лим Т.Е., Чернявская И.В. и др. Анализ причинно-следственной связи между первичной заболеваемостью детского населения Санкт-Петербурга и уровнем загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта // Здоровье населения и среда обитания. 2015. № 2 (263). С. 30-33.

7. Нуриахметова А.Ж., Файзуллина Р.М. Клинико-анамнестические особенности у детей с рецидивирующими и хроническими заболеваниями органов дыхания в промышленном регионе // Медицинский вестник Башкортостана. 2013. № 3. С. 67-71.

8. Общая заболеваемость детского населения России (014 лет) в 2016 году: статистические материалы. Часть VI. М.: Департамент мониторинга, анализа и стратегического развития здравоохранения Министерства здравоохранения Российской Федерации, 2017. 145 с.

9. Пашкевич Н.А. Акролеин и его воздействие на человека и окружающую среду // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2013. № 12-1. С. 115-118.

10. Хорпякова Т.В., Пасечная О.М. Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха и аэротехногенного риска для здоровья населения // Вестник ТПУ. 2013. Т. 18. Вып. 3. С. 914-918.

REFERENCES

1. Berezhnova Т. А., Denisenko V.I. Tekhnogennoe zagryaz-nenie okruzhayushhej sredy kak faktor riska razvitiya zabolevanij [Technogenic pollution of the environment as a risk factor for diseases development]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologij, 2011, vol. XVIII, no. 2, pp. 484-486. (In Russ.)

2. Bukharin O.V., Zverev A.F., Kartashova O.L. et al. Prog-nozirovanie razvitiya boleznej organov dykhaniya u detej, prozhivayushchikh na tekhnogenno zagryaznennykh terri-toriyakh [Prediction of respiratory diseases in children living in technogenic contaminated areas]. Gigiena i sani-tariya, 2010, no. 6, pp. 76-78. (In Russ.)

3. Dorogova V.B., Taranenko N.A., Rychagova О.А. For-mal'degid v okruzhayushhej srede i ego vliyanie na or-ganizm [Formaldehyde in the environment and its effects on a body]. Byulleten' VSNC SO RAMN, 2010, no. 1 (71), pp. 32-35. (In Russ.)

4. Zaitseva N.V. Gigienicheskie aspekty narusheniya zdo-rov'ya detej pri vozdejstvii khimicheskikh faktorov sredy obitaniya [Hygienic aspects of children's health disorders under the influence of environmental chemical factors]. Perm: Knizhnyi format Publ., 2011, 489 p. (In Russ.)

5. Kagazezheva K.Kh., Kolomiytseva N.S. Vliyanie aktiv-nogo i passivnogo tabakokureniya na pokazateli kardiores-piratornoj sistemy podrostkov v usloviyakh gornoj mest-nosti [Influence of active and passive tobacco smoking on

indicators of the cardiorespiratory system of adolescents in the mountain areas]. Vestnik Adygeyskogo universiteta, series 4: Natural-mathematical and technical sciences, 2013, no. 2 (119), pp. 83-87. (In Russ.)

6. Kurchanov V.I., Lim T.E., Chernyavskaya I.V. et al. Ana-

liz prichinno-sledstvennoj svyazi mezhdu pervichnoj zabo- ^ levaemost'yu detskogo naseleniya Sankt-Peterburga i urov-nem zagryazneniya atmosfernogo vozdukha vybrosami av- ^ totransporta [Analysis of the cause-effect relationship between the primary incidence of children in St. Petersburg ■_p

and the level of air pollution from vehicle emissions]. !—p

Zdorov'e naseleniya i sreda obitaniya, 2015, no. 2 (263),

pp. 30-33. (In Russ.) ,—j-

7. Nuriakhmetova A.Zh., Fajzullina R.M. Kliniko-anamnesti- —г cheskie osobennosti u detej s retsidiviruyushchimi i khro- ^^ nicheskimi zabolevaniyami organov dykhaniya v promysh- ■ lennom regione [Clinical and anamnestic features in children with recurrent and chronic respiratory diseases in the industrial region]. Meditsinskiy vestnik Bashkortostana, 2013, no. 3, pp. 67-71. (In Russ.)

8. Obshchaya zabolevaemost' detskogo naseleniya Rossii (014 let) v 2016 godu: statisticheskie materialy. Chast VI [The overall incidence of children in Russia (in age of 014 years) in 2016: statistical materials. Part VI]. Moscow: Departament monitoringa, analiza i strategicheskogo raz-vitiya zdravookhraneniya Ministerstva zdravookhraneniya Rossijskoj Federatsii, 2017, 145 p. (In Russ.)

9. Pashkevich N.A. Akrolein i ego vozdejstvie na cheloveka i okruzhayushchuyu sredu [Acrolein and its impact on human and environment]. Aktual'nye problemy gumanitarnykh i estestvennykh nauk, 2013, no. 12-1, pp. 115-118. (In Russ.)

10. Forecasting the development of respiratory diseases in children living in the industrially polluted areas / O.V. Bukharin, A.F. Zverev, O.L. Kartashova, S.B. Kirgizova // Gigiena i sanitariya. 2010. No. 6. p. 76. (In Russ.)

11. Khorpyakova T.V., Pasechnaya O.M. Otsenka urovnya zagryazneniya atmosfernogo vozdukha i aehrotekhnogen-nogo riska dlya zdorov'ya naseleniya [Evaluation of the level of air pollution and aerial technogenic risk for population health]. Vestnik TPU, 2013, vol. 18, issue 3, pp. 914-918. (In Russ.)

12. Toxicological profile for formaldehyde, US, 1999; U.S. department of health and human services Public Health Service Agency for Toxic Substances and Disease Registry, OEHHA, 1999.

13. Toxicological profile for acrolein, US, 2007; U.S. department of health and human services Public Health Service Agency for Toxic Substances and Disease Registry, 2007.

Контактная информация:

Маклакова Ольга Анатольевна, кандидат медицинских наук, заведующий консультативно-поликлиническим отделением ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения»; доцент кафедры экологии человека и безопасности жизнедеятельности ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет» е-mail: [email protected]

Contact information:

Maklakova Olga, Candidate of Medical Sciences, Head of Outpatient Department of the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies; Associate Professor of Human Ecology and Life Safety Department, Perm State National Research University

е-mail: [email protected]