CC BY-ND
15
МАЙ №5 (254)
15
Др УДК: 613.956
ЗНАЧИМОСТЬ УЛЬТРАЗВУКОВОГО МЕТОДА В ДИАГНОСТИКЕ Í3 ИММУННЫХ НАРУШЕНИЙ У ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ
2 ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ
О.В. Возгомент1, Н.В. Зайцева1, Т.С. Уланова1, О.В. Гилё'ва1, М.И. Пыков2, е А.И. Беляева3, В.В. Суменко4, В.М. Чигвинцев1
^ 1ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических
технологий управления рисками здоровью населения», г. Пермь 2ГБОУ ДПО «Российская медицинская академия ^^ последипломного образования» Минздрава России, г. Москва
^ 3Министерство здравоохранения Республики Абхазия,
FÉ санитарно-эпидемиологическая станция города Сухум
4Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации Обоснована возможность применения ультразвукового исследования с расчетом коэффициента массы селезенки (КМС) для оценки иммунного статуса у детей, проживающих в условиях техногенной нагрузки. Проведен сравнительный анализ распространенности увеличения селезенки и значений КМС, по данным ультразвукового исследования 1 225 детей в возрасте от 3 до 17 лет, проживающих на урбанизированных территориях Пермского края, в экологически чистых районах и в курортной зоне Республики Абхазия. Кроме того, у 846 детей из общего числа проанализирована заболеваемость по анкетным анамнестическим данным. Установлено, что доля часто болеющих детей на урбанизированных территориях больше, и селезенка у них достоверно увеличивается в сравнении с редко болеющими. Повышение коэффициента массы селезенки статистически значимо увеличивает вероятность изменения ряда показателей общего и иммунологического анализа крови. Ключевые слова: коэффициент массы селезенки, ультразвуковое исследование, техногенная нагрузка, иммунный статус, дети, заболеваемость.
O.V. Vozgoment, N.V. Zaitseva, T.S. Ulanova, O.V. Gileva, M.I. Pykov, A.I. Belyeva, V.V. Sumenko, V.M. Chegvintsev □ SIGNIFICANCE OF ULTRASOUND METHOD IN DIAGNOSTICS OF IMMUNE DISORDERS IN CHILDREN, LIVING IN MAN-CAUSED IMPACT CONDITIONS □ FBSI "Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies", Perm; 2State Budget Educational Institution of Further Vocational Education «Russian medical academy of postgraduate education» of the Russian Ministry of Health, Moscow; Ministry of Health of Republic of Abkhazia, sanitary and epidemiological station of Sukhumi; State Budget Educational Institution of Higher Vocational Education «Orenburg state medical academy» of the Russian Ministry of Health □ The article justifies the possibility to use ultrasound examination with calculation of splenic mass index (SMI) to assess the immune status of children living in man-caused impact conditions. Comparative analysis of abundance of spleen and SMI values enlargement has been performed after ultrasound examination of 1225 children, aged 3—17 years and living in urban land of Permskiy krai and pure health-resort zone of Republic of Abkhazia. Moreover the morbidity of 846 children out of total number due to anamnestic data has been analyzed. It is determined, that the share of frequently sick children in urban land is larger and their spleen accurately grows in comparison with rarely sick children. SMI growth significantly increases the probability of general and immunological blood values alteration. Key words: splenic mass index, ultrasound examination, man-caused impact, immune status, children, morbidity.
Ухудшение экологического состояния окружающей среды во многих странах, в том числе и в Российской Федерации, неуклонно ведет к дальнейшему росту экологически обусловленных иммунопатологических заболеваний [7—9, 12]. Особенно часто это фиксируется в детском и подростковом возрасте, что связано с более интенсивными процессами роста детского организма, анатомо-физиологическими особенностями, высокой напряженностью обменных процессов, неустойчивостью ферментативных систем, и более выраженным снижением адаптационных резервов в этой возрастной группе населения [7, 10]. Многими учеными предлагается рассматривать уровень детской заболеваемости как маркер экологического неблагополучия среды обитания, который используется для гигиенической диагностики селитебных зон [7]. Установлена более высокая корреляция с уровнем промышленного загрязнения заболеваемости детей бронхиальной астмой, атопическим дерматитом, аллергическим риносинуситом, ЛОР патологией, острой респираторной патологией, имеющие в основе транзиторные иммунодефицитные состояния. Современными исследованиями показано, что
на территориях с повышенным уровнем антропогенного загрязнения по сравнению с экологически более благоприятными регионами дети и подростки в 2—4 раза чаще болеют бронхиальной астмой, аллергическим ринитом, в 1,5 раза чаще атопическим дерматитом, в 1,7 раза — ЛОР патологией (рецидивирующими отитами, синуситами, хроническими тонзиллитами) [1, 7, 9, 10].
Иммунная система наряду с нервной и эндокринной выполняет функцию поддержания гомеостаза, участвует в процессах адаптации к меняющимся условиям внешней среды. Очевидно, что иммунный статус — один из основных объектов воздействия компонентов загрязнения окружающей среды на состояние здоровья детей [2, 13]. Раннее выявление сниженных иммунологических резервов у детей, которое позволит проводить целенаправленную первичную профилактику многих иммунопатологических заболеваний, является важнейшей проблемой современной педиатрии [1, 9]. Селезенка, являясь самым крупным органом периферической иммунной системы, реагирует изменением своих размеров и структуры на активацию процессов иммуногенеза на антигенную стимуляцию токсикантами. Этот
16
ЗНиСО
МАЙ №5 (254)
орган может являться маркером состояния иммунной системы у детей, а наиболее информативным и объективным методом оценки селезенки является ультразвуковое исследование [3, 4, 6].
Пермский край — один из экономически развитых и стабильно развивающихся регионов России — включает в себя 12 крупных промышленных городов и 36 административных районов с населением на начало 2010 г. 2,70 млн чел. Перечень ключевых отраслей промышленности Пермского края включает нефтедобывающую, нефтеперерабатывающую, химическую промышленность, черную и цветную металлургию, машиностроение. В связи с актуальностью изучения влияния техногенных факторов на здоровье, определена цель исследования: обосновать применение ультразвукового исследования селезенки как метода, характеризующего нарушение иммунного статуса у детей, проживающих в условиях техногенной нагрузки.
Материалы и методы. Исследование проведено на базе ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» г. Перми (директор, заслуженный деятель науки РФ, академик РАН, доктор медицинских наук, профессор Н.В. Зайцева) и на курортной территории Республики Абхазия.
Обследованы 1 225 пациентов (55 % девочек и 45 % мальчиков) в возрасте 3—17 лет, из которых 897 детей проживали на промышленно-развитых территориях Пермского края в городах: Пермь (531 чел.), Березники (174 чел.), Чусовой (161 чел.) и Соликамск (31 чел.). В качестве контрольных территорий были выбраны экологически чистые районы Пермского края (Большесосновский, Ильинский, Сивинский, Частинский, Березовский, Верещагинский), в которых проживало 273 исследуемых ребенка, и курортная зона Республики Абхазии (55 детей). Всем детям по стандартной методике была проведена ультразвуковая морфометрия селезенки. Исследования осуществлялись на ультразвуковых диагностических системах TOSHIBA APLIO XG МОДЕЛЬ SSA-790A (Япония) и TOSHIBA VIAMO (Япония) с использованием мультичастотных конвексных датчиков частотой 3—6 МГц. Далее всем детям произведен расчет массы селезенки (m) по формуле: m = 0,34 • l2 • h, где l — длина селезенки (см) , h — толщина селезенки (см) и рассчитан коэффициент массы селезенки по формуле: Коэффициент массы (Кт) = Масса селезенки (гр) х 1 000/масса тела (гр), т. е. Кт = 0,34 • l2 • h х 1 000/M, где l — длина селезенки (см), h — толщина селезенки (см), M — масса тела (гр.).
Вышеуказанные расчеты выполнены на основании ранее проведенных исследований, которые свидетельствуют о том, что коэффициент массы селезенки здорового ребенка соответствует значению 3,0 ± 1,0 [5,6].
Из общего числа исследуемых 846 детям проведен анализ анамнестических анкетных данных (на основании анкетирования родителей), включающих в себя информацию о количестве острых или обострении хронических заболеваний в году,
для оценки взаимосвязи заболеваемости и коэффициента массы селезенки. Параллельно этой группе выполнен математический анализ взаимосвязи показателей иммунограммы и коэффициен- ^^ та массы селезенки (КМС). Доказательство связи анализируемых параметров иммунной системы с показателем КМС строили на основе построения парных математических моделей «индекс массы селезенки — маркер состояния иммунной системы», базирующихся на данных выборочных статистических исследований. В качестве зависи- ^ мой переменной выступала вероятность откло- S нения маркера ответа от нормативного значения. 3
Расчет вероятности отклонения маркера ответа ■_
от нормы для каждого наблюдения проводили с ^Z использованием технологии «скользящего окна». Зависимость «индекс массы селезенки — маркер состояния иммунной системы» описывалась с использованием логистической регрессионной модели. Параметры математической модели определяли методом наименьших квадратов с применением программного пакета по статистическому анализу данных Statistica 6.1. Статистическую значимость параметров и адекватность модели оценивали на основании однофакторного дисперсионного анализа по критерию Фишера.
Сравнение групп по количественным признакам проводили с использованием двухвыбо-рочного критерия Стьюдента. Различия считали статистически значимыми при р < 0,05.
В работе использованы статистические данные и материалы докладов о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения Пермского края за 2010—2012 гг. для оценки антропогенной нагрузки на исследуемых территориях.
Результаты и обсуждение. Среди территорий Пермского края наиболее нагруженными являются г.г. Пермь, Чусовой, Березники, Соликамск как города с концентрацией крупных производственных предприятий. Центром машиностроительной промышленности региона является г. Пермь, административный центр края. Машиностроение представлено крупными предприятиями, производящими авиационные и ракетные двигатели, нефтедобывающее и горно-шахтное оборудование, бензомоторные пилы, аппаратуру связи, суда, кабельную и т. д. Металлургическое производство края высоко концентрировано и представлено крупными предприятиями, часть из которых является градообразующими (г. Чусовой), химическое производство — в г.г. Березники, Соликамск. Стабильное функционирование промышленных объектов этих отраслей обеспечивает постоянное поступление в атмосферный воздух пылегазовых выбросов металлов, относящихся к веществам I класса опасности, и широкого спектра органических соединений, что обусловливает серьёзные гигиенические проблемы на территории региона.
Согласно данным доклада «О состоянии и об охране окружающей среды Пермского края в 2012 г.» [11], ежегодные выбросы загрязняющих органических и неорганических соединений в атмосферный воздух г.г. Чусовой и Пермь состав-
МАЙ № (254)
17
5.
Чусовой Соликамск Пермь Березники Районы Абхазия
А..
т
29,1%
__29,0%
I 28,6%
21,3%
16,1%
10,9%
5,0% 15,0% 25,0% 35,0%
Рис. 1а. Распространенность увеличения селезенки
на различных по техногенной нагрузке территориях
ляет более 30 000 т, в г.г. Березники и Соликамск
- до 20 000 т.
Индекс загрязнения атмосферного воздуха (ИЗА) данных городов за период 2010—2012 гг. превышает 10, что формирует повышенные уровни риска развития экологически обусловленных заболеваний.
Одним из основных критериев, позволяющих оценить негативное воздействие химических факторов на здоровье населения, проживающего на экологически неблагополучных территориях, является обнаружение в биосубстратах химических агентов, поступающих из среды обитания, или продуктов их метаболизма в организме.
В крови детей, постоянно проживающих на территории г. Перми, детектируются повышенные содержания формальдегида, метилового спирта, фенола, стирола и тяжелых металлов (свинец, никель, хром). Наиболее высокая распространенность повышенных концентраций металлов (марганец, ванадий) в биосредах отмечалась на территории г. Чусовой. Ароматические углеводороды (бензол, толуол, этилбензол) в концентрациях, достоверно более высоких, чем фоновые содержания, регистрируются в крови детей, проживающих в городах Соликамск и Березники.
В соответствии с ранжированием территорий Пермского края по количеству выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух г.г. Чусовой и Пермь входят в седьмую группу с общим количеством выбросов более 30 000 т (максимальное), г. Березники относится к четвертой группе (выбросы до 20 000 т, г. Соликамск — вторая группа с количеством выбросов, не превышающим 10 000 т.
Вместе с тем важным критерием гигиенической оценки качества атмосферного воздуха является объем выбросов загрязняющих веществ, приходящийся на душу населения. По данным 2012 г., на душу населения г. Перми приходится 34,9 кг, Березников — 114,6 кг, Соликамска
— 60,2 кг, Чусового — 455,2 кг. При оценке негативного воздействия на здоровье населения, проживающего на данных территориях, следует принимать во внимание, что в выбросах предприятий г.г. Перми и Чусового среди общераспространенных загрязняющих компонентов содержатся приоритетные в токсикологическом
Чусовой Пермь Соликамск Березники Районы Абхазия
-1 3,75 = 3,69
3,59
3,40 3,23 2,99
0,0
2,0
4,0
Рис. 1б. Сравнительный анализ среднегруппового значения КМС на различных по техногенной нагрузке территориях
отношении тяжелые металлы, которые относятся к I и II классам опасности.
Ультразвуковое исследование селезенки показало различие значения коэффициента массы селезенки детей, проживающих на различных территориях (рис. 1б). Достоверно (р < 0,05) отличается КМС детей Абхазии от значения этого параметра у детей всех территорий санитарно-гигиенического неблагополучия в Пермском крае. В районах Пермского региона с минимальной техногенной нагрузкой коэффициент массы селезенки детей статистически значимо не больше, чем у детского населения курортной зоны Абхазии. Проведенными нами ранее исследованиями доказано, что диапазон нормативных значений КМС составляет 2—4 [9, 10] Установлено, что доля детей с увеличенным коэффициентом массы различна на анализируемых территориях (рис. 1а). В Абхазии количество детей, имеющих увеличение селезенки составляет 11 %, и это достоверно (р < 0,05) меньше, чем в г.г. Перми, Соликамске, Чусовом, где почти треть исследуемых детей имеет увеличение самого крупного лимфоидного органа в организме.
%
100,0 90,0
80,0 ^у-85,5° 70,0 60,0 50,0 40,0
30,0 54,8%
20,0 10,0
0,0
14,5%
5,2%
22,7%
Абхазия
ЧИсгъе районы
Группа наблюдения
Города
Территории Группа сравнения
Рис. 2. Анализ долевого соотношения заболеваемости детей в зависимости от территории проживания
18
ЗНиСО
МАЙ №5 (254)
Таблица. Сравнительная оценка среднегруппового значения коэффициента массы селезенки у детей группы наблюдения и группы сравнения на различных территориях
Территории Абхазия Чистые районы Города
Группы Группа сравнения Группа наблюдения Группа сравнения Группа наблюдения Группа сравнения Группа наблюдения
N (количество исследований) 47 8 140 41 334 276
М (среднегрупповое значение) 2,95 3,03 3,18 3,42 3,53 3,75
8 (среднеквадратическое отклонение) 0,81 0,69 1,21 1,10 1,18 1,26
т (ошибка среднего значения) 0,28 0,39 0,21 0,34 0,12 0,17
р (достоверность межгрупповых различий) р > 0,05 (0,77) р > 0,05 (0,23) р < 0,05 (0,028)
Таким образом, установлено, что коэффициент массы селезенки является не только параметром объективной оценки органа, но показателем, характеризующим адаптивное изменение иммунной системы на популяционном уровне.
Учитывая, что одним из основных критериев состояния иммунной системы у детей является заболеваемость, при анализе анкетных данных 846 детей были выделены две группы: сравнения (463 чел.) — дети, количество острых заболеваний у которых не превышало 3 в год; наблюдения (383 чел.) — дети, болеющие 4 и более раз в году. Для определения влияния места проживания на заболеваемость детей все исследуемые территории были ранжированы на 3 группы: г.г. Пермь, Березники, Соликамск, Чусовой; чистые районы и Республика Абхазия. На всех обозначенных группах территорий было оценено соотношение детей, составляющих группу наблюдения и группу сравнения. На рис. 2 отражено процентное соотношение детей с различной заболеваемостью в зависи-
мости от территории проживания. Установлено достоверное (р < 0,05) увеличение доли часто болеющих детей (54,8 %), проживающих на городских территориях в условиях техногенного влияния, в отличие от Абхазии (14,5 %) и экологически чистых районов Пермского края (22,7 %). Различия между процентом детей, болеющих более 4 раз в году, на чистых территориях Пермского края и в Республике Абхазия статистически не значимы.
В таблице представлен сравнительный анализ среднегруппового значения коэффициента массы селезенки группы наблюдения и группы сравнения у детей различного возраста, который показал увеличение КМС у часто болеющих детей. Однако достоверность различий (р < 0,05) значения коэффициента массы селезенки наблюдается только в условиях токсикантной нагрузки: в группе детей, болеющих 4 и более раз в году, оно составляет 3,75 ± 0,17, а у детей, которые болеют острыми заболеваниями не более 3 раз — 3,53 ± 0,12.
МАЙ Ni[ (254)
19
g
Результаты математического моделирования, характеризующие связь между уровнями общих и иммунологических показателей крови и коэффициентом массы селезенки у детей группы наблюдения, свидетельствовали о статистически значимой (p < 0,05) зависимости КМС от целого ряда показателей: увеличение коэффициента массы селезенки достоверно увеличивает вероятность повышения плазматических клеток и снижения уровня тромбоцитов, эритроцитов и лейкоцитов в общем анализе крови. Установлена достоверная связь клеточного звена иммунитета с КМС: увеличение селезенки влияет на изменение различных субпопуляций Т-лимфоцитов: лимфоцитов маркеров естественной клеточной гибели, T-цитотоксических и естественных киллеров, обеспечивающих противовирусный иммунитет, Т-хелперов. На рис. 3 представлены модели, демонстрирующие достоверную вероятность понижения естественных киллеров (CD16+ 56) и клеточного активационного маркера (CD3+ 25) в связи с увеличением селезенки (КМС).
Обобщение результатов исследований позволило установить достоверное увеличение значения КМС и доли детей с увеличением селезенки, проживающих в условиях техногенной нагрузки. Показано, что в промышленно развитых городах доля часто болеющих детей достоверно больше, в сравнении с территориями санитарно-гигиенического благополучия, а размер селезенки у детей, болеющих 4 и более раз, достоверно увеличен в сравнении с редко болеющими. Выявлено, что при повышении коэффициента массы селезенки статистически значимо увеличивается вероятность изменения ряда показателей общего и иммунологического анализа крови. Таким образом, доказано что коэффициент массы селезенки является значимым показателем, определяемым методом ультразвуковой диагностики, который объективно характеризует размер органа, а также может являться маркером адаптивного увеличения селезенки на фоне повышенной антигенной нагрузки в условиях воздействия токсикантов, и характеризовать изменение иммунного статуса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Баранов А.А., и др. Детская аллергология: Руководство для врачей / А.А. Баранов, И.И. Балаболкин. М.: Издат. группа «ГЭОТАР-Медиа», 2006. 687 с.
2. Вельтищев Ю.Е. Иммунная недостаточность у детей //Рос. вестн. перинатол. и педиатрии. 2004. Т. 49. № 4. С. 18—21.
3. Возгомент О.В. и др. Оценка ультразвуковым методом реактивных изменений селезенки, обусловленных контаминацией биосред / О.В. Возгомент, Н.В. Зайцева,
М.И. Пыков, Ю.А. Перлова, А.И. Аминова, В.В. Суменко //Доктор. Ру. 2013. №9 (87). С. 69-75.
4. Возгомент О.В. и др. Новые критерии уьтразвуковой оценки селезенки — маркеры состояния иммунной системы у детей, проживающих в условиях техногенной нагрузки / О.В. Возгомент, Н.В. Зайцева, О.В. Гилёва, Т.С. Уланова, М.И. Пыков, А.И. Беляева, А.А. Акатова //Здоровье населения и среда обитания. 2014. №4 (253). С. 32—36.
5. Возгомент О.В. и др. Способ оценки соответствия размеров селезенки норме или отклонению от нее у детей методом ультразвуковой диагностики / О.В. Воз-гомент, Н.В. Зайцева, М.И. Пыков, Д.А. Кирьянов, Ю.А. Перлова, Е.С. Патлусова, В.М. Чигвинцев //Патент 2502471 Российская Федерация, МПК А61В. заявитель и патентообладатель Федеральное бюджетное учреждение науки «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» (ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения») (RU). — № 2012136029; заявл. 21.08.2012; опубл.27.12.2013, Бюл. № 36.
6. Возгомент О.В. и др. Новые подходы к ультразвуковой оценке селезенки у детей / О.В. Возгомент, М.И. Пыков, Н.В. Зайцева //Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2013. № 6. С. 56—63.
7. Зайцева Н.В. Гигиенические аспекты нарушений здоровья детей при воздействии химических факторов среды обитания / Н.В. Зайцева, О.Ю. Устинова, А.И. Аминова. Пермь: Издательство «Книжный формат», 2011. 488 с.
8. Иванченко М.Н. и др. Влияние факторов городской среды на заболеваемость детей дошкольного возраста / М.Н. Иванченко, И.Н. Луцевич, А.А. Губко, А.Н. Юдин //Здоровье населения и среда обитания. 2013. № 3 (240). С. 23—26.
9. Намазова-Баранова Л.С. Аллергия у детей: от теории к практике. М.: Союз педиатров России, 2010—2011. 667 с.
10. Новиков Д.К. Иммунология и аллергология для ЛОР-врачей. М.: МИА, 2006. 497 с.
11. «Состояние и охрана окружающей среды Пермского края в 2012 году» [Электронный ресурс] / Управление по охране окружающей среды Министерства природных ресурсов Пермского края— URL: http://www.permecology.ru/ reports2012.php
12. Попова А.Ю. Стратегические приоритеты Российской Федерации в области экологии с позиции сохранения здоровья нации //Здоровье населения и среда обитания. 2014. № 2 (251). С. 4—7.
13. Черешнев В.А. и др. Физиология иммунной системы и экология / ВА. Черешнев, Н.Н. Кеворков, Б.А. Бахметьев, С.В. Ширшев, Ю.И. Шилов, К.В. Шмагель, ВА. Дема-ков, М.В. Черешнева, И.А. Тузанкина, А.В. Осипенко, М.Б. Раев, Л.Б. Королевская, Е.А. Старкова, О.Н. Бада-нина, И.В. Ширшева //Иммунология. 2001. № 3 С. 12—16.
Контактная информация:
Возгомент Ольга Викторовна, тел.: 8 (922) 640-97-93, е-mail: [email protected]
Contact information: Vozgoment Olga, рhone: 8 (922) 640-97-93, е-mail: [email protected]
