Особенности эндокринных нарушений у детей, проживающих в условиях высокого риска ингаляционного воздействия бензола, фенола и без(а)пирена

Среди химических техногенных факторов, формирующих загрязнение крупного промышленного города, наиболее серьезную угрозу для формирования эндокринной патологии, нарушений гормо-ногенеза и процессов развития при хроническом ингаляционном воздействии представляют органические соединения (бензол, фенол, бенз(а)пирен) на фоне дефицита эссенциальных микроэлементов (йод, цинк) [2, 4–6].

Воздействие химических веществ, негативно влияющих на органы эндокринной системы, вносит существенный вклад в развитие заболеваний щитовидной железы, нарушений обмена веществ и ожирение, формирование отклонений в физическом и нервно-психическом развитии детей, сни- жение их интеллектуальных способностей, повышение уровня заболеваемости и, как следствие, ухудшение показателей качества жизни и здоровья нации [1, 3–8].

Вместе с тем ранее выполненные исследования не в полном объеме характеризуют клинические особенности развития эндокринных нарушений у детей, проживающих в условиях высокого риска ингаляционного воздействия химических техногенных факторов крупного промышленного центра.

Цель исследования – выявить особенности эндокринных нарушений у детей, проживающих в условиях высокого риска ингаляционного воздействия химических техногенных факторов (бензола, фенола и бенз(а)пирена).

Материалы и методы. Проведено лабораторное, химико-аналитическое и функциональное обследование детского населения, проживающего в крупном промышленном городе с превышением в атмосферном воздухе содержания бензола, фенола и бенз(а)пирена до 4,1/1,35 ПДК мр /ПДК сс . Группу наблюдения составили 190 детей в возрасте 3–7 лет (5,4±0,26 г.), 45,8 % всех обследованных – мальчики (87) и 54,2 % – девочки (103). В зависимости от коэффициентов опасности ( HQ ), формируемых аэрогенным поступлением органических соединений (фенол, бензол и бенз(а)пирена), все обследованные дети были разделены на группы: 92 человека, проживавших на границе промышленного района ( HQ 0,23– 0,61–0,79), – группа наблюдения 1; 98 детей, проживавших в районе промышленного центра ( HQ 0,24–1,7–1,45), – группа наблюдения 2.

Группу сравнения составили 94 ребенка в возрасте 3–7 лет (5,5±0,09 г.), проживавших в условно чистом районе города ( HQ 0,09–0,43–0,94), при этом 43,6 % всех обследованных детей – мальчики (41) и 56,4 % – девочки (53). Исследованные территории относятся к районам с легким уровнем йодного дефицита.

Для выявления особенностей нарушений эндокринной системы, гормоногенеза и процессов развития у детей было проведено углубленное клинико-лабораторное обследование, которое включало:

• 1)    анализ медицинских карт (форма № 026/у-2000), результатов углубленного осмотра врачами-специалистами (педиатр, эндокринолог); 2) оценку тиреоидного гомеостаза (ТТГ, Т4 свободный, антитела к ТПО в крови) методом иммуноферментно-го анализа; 3) определение уровня экскреции йода с мочой в разовой порции мочи церий-арсенитовым методом (O. Wawschi-nek, 1985); 4) ультразвуковое сканирование щитовидной железы (положение, размеры, объем, визуальная оценка внешних контуров железы, эхогенности ткани и ее эхост-руктуры, оценка характера кровоснабжения железы) проводилось по стандартной мето-

• дике на аппарате экспертного класса Toshiba VIAMO (Япония) с использованием линейного мультичастотного датчика.

Определение уровня цинка в крови осуществлялось методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на спектрофотометре PERKIN-ELMER-3110 с атомизацией в пламени; бенз(а)пирена – методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, бензола и фенола – методом капиллярной газовой хроматографии и па-рафазного анализа с использованием аппаратно-программного комплекса «Хро-матэк-Кристалл-5000».

Гигиеническая оценка качества атмосферного воздуха на территориях проживания детей проводилась на основании результатов натурных исследований, проведенных в период 2008–2012 гг. и сформированных в виде массива максимально разовых/средне-суточных концентраций (мг/м3).

Оценка риска здоровью населения осуществлялась в соответствии с Р 2.1.10.192004 «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду».

Для установления причинно-следственных связей между химическими техногенными соединениями (фенол, бензол, бенз(а)пирен), поступающими с атмосферным воздухом, и развитием у детей нарушений функций эндокринной системы, характерных клинических синдромов и функциональных нарушений было выполнено математическое моделирование, включающее анализ вероятности регистрации анализируемых показателей при возрастании концентрации химических веществ в крови.

Обработка результатов исследований осуществлялась с помощью параметрических методов вариационной статистики (критерии Фишера и Стьюдента). Для оценки различий в значении параметра между малыми выборками использован непараметрический метод Манна–Уитни (Mann–Whitney U -test).

Результаты и их обсуждение. Анализ качества атмосферного воздуха по данным натурных исследований содержания химических веществ показал наличие нарушений гигиенических нормативов (ПДКмр/сс) на всех исследуемых территориях. При этом в атмосферном воздухе районов наблюдения, находящихся в зоне влияния промышленных объектов, содержание бенз(а)пирена, фенола и бензола в 1,35–4,1 раза превышало (p≤0,05) предельно допустимые концентрации (ПДКмр/сс) (табл. 1).

Таблица 1

Концентрации химических веществ в атмосферном воздухе промышленного центра в 2008–2012 гг. по данным натурных замеров, доли ПДКмр/ПДКсс

Вещество / район	Территория групп наблюдения
	1	2
Бензол	1,4 / 0,25	–
Фенол	4,1 / 0,67	3,7 / 0,96
Бенз(а)пирен	– / 0,77	– /1,35

По результатам экстраполяции данных натурных исследований и аппроксимации натурных и расчетных данных загрязнения атмосферного воздуха на точки проживания детского населения установлено наличие неприемлемого хронического риска нарушения здоровья детей при воздействии бенз(а)пи-рена и бензола до 1,7 ( HQ ) (табл. 2).

Таблица 2 Значения коэффициентов опасности ( HQ ) в условиях хронического аэрогенного поступления загрязняющих веществ в районах промышленного центра по данным натурных исследований/ аппроксимации натурных и расчетных данных

Вещество/район	Группа наблюдения		Группа сравнения
	1	2
Бензол	0,78 / 0,61	– / 1,70	– / 0,43
Фенол	0,33 / 0,23	0,50 / 0,32	– / 0,09
Бенз(а)пирен	0,75 / 0,79	1,45 / 1,45	– / 0,94

Воздействие исследованных веществ (бензол, фенол, бенз(а)пирен) формировало индексы опасности для эндокринной системы и гормоногенеза на уровне 1,7–2,38 ( HI ), нарушений процессов развития – 2,23–4,04 ( HI ) (табл. 3).

Таблица 3

Значения индексов опасности ( HI ) для гормоногенза и процессов развития при хроническом аэрогенном поступлении загрязняющих веществ в районах промышленного центра

Критические органы и системы	Группа наблюдения		Группа сравнения
	1	2
Эндокринная система и гормоногенез	1,70	2,38	1,36
Процессы развития	2,23	4,04	1,56

Анализ результатов оценки риска показал, что суммарный индекс опасности ( HI ) для эндокринной системы и процессов развития в зонах загрязнения в среднем в 1,3–2,2 раза выше, чем в зоне сравнения.

В результате проведенных химико-аналитических исследований было установлено, что среднее содержание бензола (0,003±0,001 мг/дм³) в крови детей группы наблюдения 2 в 2,1 раза превышало показатель группы сравнения (0,0014±0,0006 мг/дм³) ( р <0,05). Концентрация фенола (0,056±0,02– 0,07±0,01 мг/дм³) в крови детей групп 1, 2 в 1,5–1,8 раза превышала показатель группы сравнения (0,038±0,008 мг/дм³) ( р <0,05), в 5,6–7,0 – референтный норматив (0,01±0,037 мг/дм³) ( р <0,05). Уровень бенз(а)пирена (0,00001 нг/дм³) в группе наблюдения в 2 раза превышал референтный показатель и в 1,6 раза – среднегрупповые значения группы сравнения (0,0000061 нг/дм³) ( р <0,05). Содержание цинка (3,07±0,13–3,32±0,12 мг/дм³) в крови детей всех исследуемых групп наблюдения в 2,1–2,3 раза было достоверно ниже референтного уровня (табл. 4).

Таблица 4

Содержание химических соединений в крови детей групп исследования, мг/дм³, М ± m

Вещество	Референтный уровень	Группа наблюдения		Группа сравнения
		1	2
Бензол	0,0±0,0	0,0007±0,0006	0,003±0,001 *, **	0,0014±0,0006
Фенол	0,01±0,0037	0,056±0,02 *,**	0,07±0,01 *,**	0,038±0,008
Бенз(а)пирен	0,0±0,0	0,0000012	0,00001 *,**	0,0000061
Цинк	7,00±0,014	3,07±0,128 *,**	3,32±0,122 *	3,19±0,11

Примечание : * - достоверность различий различий с группой сравнения, р ₂<0,05.

Патология эндокринной системы в общей структуре выявленных заболеваний в группах наблюдения занимала 5-е ранговое место и диагностировалась в 2,0 раза чаще (36,2 %), чем в группе сравнения (18,0 %, р =0,03). Наиболее высокий уровень эндокринной патологии выявлен в группе наблюдения 2 - 36,2 % ( р =0,02).

В качестве приоритетных нозологических форм в группах наблюдения зафиксированы: эндемический зоб (E04.9), избыточное питание (E67.8) и ожирение (E66.0)

с референтным уровнем, р 1 <0,05; ** - достоверность у 7,3-10,1 %, 6,4-10,9 % и 1,0-3,0 % обследованных детей, что в 1,3-2,0 раза чаще, чем в группе сравнения ( р <0,05) (табл. 5).

У детей, проживающих на территории санитарно-гигиенического неблагополучия, установлена достоверная причинно-следственная связь вероятности развития заболеваний эндокринной системы, избыточного питания при повышенном содержании в крови бензола ( R ²=0,76; р =0,00) и бенз(а)пирена ( R 2 =0,31-0,64; р =0,00) (табл. 6).

Таблица 5

Заболевания эндокринной системы у детей исследуемых районов, %

Нозология	Группа наблюдения		Группа сравн.	Достоверность отличия
	1	2		р 1	р 2
Эндемический зоб (E04.9)	7,3	10,1	5,8	0,74	0,03
Избыточное питание (E67.8)	6,4	10,9	6,1	0,81	0,04
Пониженное питание (E44.1)	5,2	6,1	2,0	0,03	0,02
Ожирение (E66.0)	1,0	3,0	0,0	0,49	0,03
Высокорослость (E34.4)	3,1	5,1	3,1	0,67	0,05
Низкорослость (E34.3)	2,1	1,0	1,0	0,49	0,49
Всего	25,1	36,2	18,0	0,17	0,02

Примечание : р 1 - достоверность различий группы наблюдения 1 с группой сравнения; р ₂ - достоверность различий группы наблюдения 2 с группой сравнения.

Таблица 6

Параметры моделей связи нозологий и классов заболеваний эндокринной системы у детей исследуемых районов с химическими факторами среды обитания

Параметры моделей	b 0	b 1	R 2	F	p
Бензол - болезни эндокринной системы	-2,759	342,4	0,766	344,87	0,00
Бенз(а)пирен - болезни эндокринной системы	-1,877	655,7	0,312	132,91	0,00
Бенз(а)пирен - избыточное питание (E67.8)	2,644	133,1	0,637	509,66	0,00

Содержание гормонов гипофизарнотиреоидной системы (ТТГ - 1,2±0,2-1,8±0,1 мкМЕ/см3 и Т4 свободного - 16,4±1,116,6±0,5 пмоль/л), антител к ТПО (1,9±0,5-

3,0±3,6 МЕ/см3) у всех детей находилось в пределах нормативных значений, при этом уровень свободного тироксина в группах наблюдения в 1,2 раза был дос- товерно ниже такового в группе сравнения – 18,6±0,5 пмоль/л (р≤0,05). В группе наблюдения 1 выявлен недостаточный уровень йодного обеспечения (8,47±2,2 мкг/100 см3), экскреция йода с мочой снижена в 1,5 раза относительно группы сравнения (12,4±3,5 мкг/100 см3), в 1,2 раза относительно физиологической нормы. При оценке уровня йодного дефицита пониженное содержание йода в моче выявлено у 75,0–90,0 % обследованных при 44,4 % в группе сравнения (р=0,016– 0,027) (табл. 7).

В группах наблюдения установлены достоверные причинно-следственные связи вероятности понижения йода в моче при повышенном содержании фенола в крови ( R ²=0,14–0,39, F =12,01–45,53; р =0,000–0,002).

Ультразвуковое исследование щитовидной железы выявило в группах наблюдения изменения структуры и объема органа у 32,6–43,4 % обследованных детей, диффузные изменения структуры щитовидной железы у 28,7–36,7 %, что в 1,7–2,4 раза больше, чем в группе сравнения (16,7– 17,9 %, р =0,00–0,079) (табл. 8).

Таблица 7

Результаты исследования гормонального гомеостаза и антител к ТПО ( М ± m )

Показатель	Норма		Группа наблюдения		Группа сравнения
	Low	High	1	2
Т4 свободный, пмоль/л	10,0	25,0	16,6±0,5*	16,4±1,1*	18,6±0,5
ТТГ, мкМЕ/см3	0,3	4,0	1,4±0,1	1,2±0,2*	1,6±0,1
Антитела к ТПО, МЕ/см3	0,0	30,0	1,9±0,5	3,0±3,6	2,9±1,0
Йод в моче, мкг/100см3	10,0	50,0	8,47±2,2*	10,6±2,7	12,4±3,5

Примечание: ^* – достоверность различий показателей с группой сравнения ( р ≤0,001–0,05).

Таблица 8

Данные ультразвукового исследования щитовидной железы у детей исследуемых районов, %

Нозология	Группа наблюдения		Группа сравнения	Достоверность отличия
	1	2		р 1	р 2
Увеличение (пограничный) тиреоидного объема	27,6	33,4	21,8	0,347	0,09
Наличие изменений структуры и объема щитовидной железы	32,6	43,4	16,7	0,012	0,00
Диффузные изменения структуры щ.ж.	28,7	36,7	17,9	0,079	0,004
Нормальная структура щ.ж.	59,4	56,6	80,3	0,00	0,00

Примечание: р 1 – достоверность различий группы наблюдения 1 с группой сравнения; р 2 – достоверность различий группы наблюдения 2 с группой сравнения.

Выводы. По результатам проведенного исследования у детей, проживающих в условиях высокого риска хронического аэрогенного воздействия бензола, фенола и бенз(а)пирена, патология эндокринной системы диагностировалась в 2,0 раза чаще (36,2 %), чем в группе сравнения (18,0 %, р=0,02). Доказана достоверная причинноследственная связь развития заболеваний эндокринной системы и избыточного питания при повышенном содержании в крови бензола (R2=0,76; р=0,00) и бенз(а)пирена (R2=0,31–0,64; р=0,00).

Диагностирован сниженный уровень йодного и микроэлементного (цинк) обеспечения (в 1,5 раза относительно группы сравнения снижена экскреция йода с мочой – 8,5мкг/100 см3, уровень свободного тироксина в группах наблюдения в 1,2 раза достоверно ниже такового в группе сравнения, содержание цинка в крови в 2,1–2,3 раза ниже референтного уровня), связанный с воздействием химических струмогенов (снижение экскреции йода при увеличении содержания фенола в крови, R2=0,14–0,39, F=12,01–45,53, р=0,000–0,002).

Ультразвуковое исследование щитовидной железы выявило в группах наблюдения изменения структуры и объема органа у 27,6–43,4 % обследованных, что в 1,6– 2,0 раза больше, чем в группе сравнения (16,7–21,8 %, р=0,01–0,05). У детей, имеющих повышенное содержание фенола в крови до 1,5 раза (группа наблюдения 1), диагностировано наличие изменений структуры и объема щитовидной железы у 28,7 %. В группе наблюдения 2 (содержа- ние бензола в крови превышено до 2,1 раза, фенола – до 1,8 раза, бен(а)пирена – в 1,6 раза) выявлены изменения структуры и объема щитовидной железы у 43,4 %, с диффузными изменениями – у 36,7 % детей.

Таким образом, в ходе проведенного обследования доказано, что хронический неканцерогенный риск развития заболеваний эндокринной системы в условиях аэрогенного загрязнения атмосферного воздуха бензолом, фенолом и бенз(а)пиреном реализуется в виде повышенной заболеваемости детского населения эндемическим зобом (E04.9), избыточным питанием (E67.8), ожирением (E66.0).