Особенности кардиальных нарушений у детей с хроническими заболеваниями органов дыхания, ассоциированными с аэрогенным воздействием химических факторов среды обитания

ский процесс нередко вовлекается и сердечнососудистая система, что связано как с прямым кардиотоксичным действием ароматических углеводородов, фенолов и иных токсикантов, так и с опосредованным, обусловленным нарушением функции внешнего дыхания и изменением функционирования вегетативной нервной системы под действием техногенных химических факторов [4, 9, 13, 14]. Показано, что повышение уровня взвешенных частиц в атмосфере связано с увеличенным риском тромбообра-зования и лабильности сосудистого тонуса [4, 13, 14]. Кроме того, длительное воздействие бензола, фенола и формальдегида нарушает процессы тканевого метаболизма, что в дальнейшем приводит к хронической интоксикации [13, 14, 15]. В результате у детей с бронхообструкцией возникает гипоксическая вазоконстрикция, приводящая к повышению сопротивления в легочных сосудах и давления в легочных тканях с развитием в дальнейшем легочной гипертензии [2, 3, 10, 11].

В настоящее время остаются недостаточно освещеными вопросы развития морфофункциональных изменений миокарда у детей с хроническими заболеваниями органов дыхания, связанными с аэрогенным воздействием неблагоприятных факторов среды обитания.

Целью настоящего исследования являлось выявление особенностей кардиальных нарушений у детей с заболеваниями органов дыхания, ассоциированными с воздействием неблагоприятных аэрогенных факторов среды обитания (взвешенных веществ, бензола, фенола и формальдегида).

Материалы и методы. Для выявления особенностей кардиальных нарушений у детей с хроническими заболеваниями органов дыхания, ассоциированными с воздействием взвешенных веществ, бензола, фенола и формальдегида, сотрудниками ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» проведено медико-социальное анкетирование, углубленное клиническое, функциональное, инструментальное и лабораторное обследование. Группу наблюдения составили 43 человека с бронхиальной астмой и рецидивирующим бронхитом вне обострения в возрасте 6–13 лет (средний возраст 9,8 ± 0,53 г.; 47,6 % мальчиков и 52,4 % девочек), проживающих на территориях Пермского края с неудовлетворительным качеством атмосферного воздуха по санитарно-химическим показателям.

По данным систематических натурных исследований, проведенных ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Пермском крае» в 2013–2014 гг. в рамках социально-гигиенического мониторинга, на территориях проживания детей отмечено превышение гигиенических нормативов содержания взвешенных частиц до 1,8–2,2 ПДК мр , формальдегида до 1,1 ПДК мр , уровень бензола, толуола и фенола обнаруживался ниже 1,0 ПДК. Группу сравнения составили 39 детей (средний возраст 9,3 ± 0,55 г.; 53,5 % мальчиков и 46,5 % девочек) с бронхиальной астмой и рецидивирующим бронхитом в периоде ремиссии, проживающие в условиях санитарно-гигиенического благополучия. Группы были сопоставимы по гендерному, возрастному и социальному показателям.

Для оценки состояния дыхательной системы выполняли спирографию с измерением жизненной емкости легких и тестом с форсированным выдохом на компьютерном спирографе Schiller SP-10 (Россия, ООО «Экомед+», 1999) и импульсную осциллометрию с применением оборудования фирмы Erich Jaeger (Германия). Исследование электрофизиологической функции миокарда проводили путем записи электрокардиограммы (ЭКГ) на аппарате Schiller AT-10plus; изучение состояния различных звеньев вегетативной нервной системы – с помощью кардиоритмографической программы «Поли-Спектр» по стандартной методике. Для оценки сократительной функции сердца и внутрисердечной гемодинамики с определением основных параметров кровотока в сердечных камерах и функции клапанного аппарата осуществляли ультразвуковое исследование сердца с тканевой допплерографией на аппарате экспертного класса Vivid E9 (GE Vingmed Ultrasound AS, Норвегия) с использованием секторного фазированного датчика (2,0–3,8 МГц).

Химико-аналитическое исследование включало определение в крови детей алифатических альдегидов (формальдегида) методом высокоэффективной жидкостной хроматографии по МУК 4.1.2111-06; ароматических углеводородов (бензола, толуола) и фенола – методом газовой хроматографии в соответствии с МУК 4.1.765-99 и МУК 4.1.2108-06.

Анализ полученной информации осуществлялся статистическими методами (Statistica 7.0) и с помощью специально разработанных программных продуктов, сопряженных с приложениями MS-Office. Достоверность численных значений оценивалась по критериям Фишера, Стьюдента; оценку зависимостей между при- знаками выполняли по расчету показателя отношения шансов (OR) и его доверительного интервала (DI). Критерием наличия связи являлось OR ≥ 1 [12].

Результаты и их обсуждение. В ходе химико-аналитического исследования у детей группы наблюдения установлено присутствие в крови бензола (0,013 ± 0,0024 мг/дм³) и толуола (0,025 ± 0,0047 мг/дм³), которые отсутствовали у детей группы сравнения ( р = 0,001) (табл. 1). Концентрация фенола в крови детей группы наблюдения была в 3,2 раза достоверно выше таковой, отмеченной в группе сравнения (0,013 ± 0,005 и 0,0041 ± 0,004 мг/дм³ соответственно, р = 0,01). Содержание формальдегида в крови определялось на уровне 0,0057 ± 0,0016 мг/дм³, что статистически значимо превышало показатель группы сравнения (0,0025 ± 0,0011 мг/дм³, р = 0,001).

При анализе медико-социальных анкет достоверных различий между группами по социальным показателям не выявлено. Сравнительный анализ частоты встречаемости жалоб показал, что родители детей группы наблюдения достоверно чаще указывали на наличие у детей жалоб вегетативного и психоэмоционального характера в виде быстрой утомляемости (46,5 и 23,1 % соответственно, р = 0,027), головных болей (37,2 и 17,9 %, р = 0,03), слабости (37,2 и 15,4 %, р = 0,02), повышенной раздражительности (34,8 и 20,5 %, ОШ = 1,59, р = 0,07) и тревожности (16,3 и 7,7 %, ОШ = 2,33, р = 0,14).

Кроме того, 23,3 % детей, проживающих на территории с загрязнением атмосферного воздуха техногенными химическими веществами, беспокоили боли в области сердца или перебои ритма при физической нагрузке, что в 2,2 раза чаще по отношению к данным, полученным в группе сравнения (10,3 %, ОШ = 2,72, р = 0,07). Относительный риск появления жалоб вегетативного характера был в 2,9 раза выше в группе наблюдения ( ОR = 2,9; DI = 1,11–7,54; р = 0,047).

Оценка функции внешнего дыхания показала, что в период ремиссии все среднегрупповые показатели спирограммы исследованных детей, независимо от территории проживания, соответствовали нормативным значениям. Однако у детей группы наблюдения по отношению к группе сравнения выявлено достоверное снижение объемных скоростных показателей (MEF 50, MEF 25, MEF 25–75) на уровне средних и мелких бронхов ( р = 0,001–0,002) (табл. 2).

Результаты импульсной осциллометрии выявили, что каждый четвертый ребенок, проживающий в условиях аэрогенного воздействия техногенных факторов среды обитания, имел признаки периферической обструкции дыхательных путей в период ремиссии хронических заболеваний органов дыхания (23,8 % в группе наблюдения и 7,5 % в группе сравнения, р = 0,028). Относительный риск развития периферической обструкции был в 3,84 раза выше в группе наблюдения ( ОR = 3,84; DI = 1,04–14,31; р = 0,06).

Таблица 1

Содержание химических веществ в крови обследованных детей ( M ± m ), мг/дм³

Показатель	Фоновый уровень	Группа наблюдения	Группа сравнения	p *
Бензол	0	0,013 ± 0,0024	0,0 ± 0,0	0,001
Толуол	0	0,025 ± 0,0047	0,0 ± 0,0	0,001
Фенол	0,01–0,037	0,013 ± 0,005	0,0041 ± 0,004	0,01
Формальдегид	0,005–0,0076	0,0057 ± 0,0016	0,0025 ± 0,0011	0,001

П р и м е ч а н и е : р * – достоверность различий между группами наблюдения и сравнения.

Таблица 2

Среднегрупповые показатели спирограммы обследованных детей ( M ± m ), %

Показатели	Группа наблюдения	Группа сравнения	р *
SVC	95,46 ± 13,22	118,36 ± 13,07	0,012
FVC	97,74 ± 3,88	94,65 ± 3,41	0,12
FEV1	93,20 ± 3,62	88,31 ± 4,85	0,15
PEF	93,24 ± 4,29	93,59 ± 5,58	0,92
MEF 50	87,58 ± 5,35	105,02 ± 8,57	0,001
MEF 25	80,14 ± 8,66	102,56 ± 5,45	0,002
MEF 25–75	72,59 ± 10,17	97,95 ± 11,18	0,001

П р и м е ч а н и е : р * – достоверность различий показателей у детей сравниваемых групп.

Результаты функционального исследования сердца показали, что для всех обследованных были характерны физиологические параметры временных показателей электрокардиограммы (зубец Р, интервал PQ, комплекс QRS, интервала Q–T), которые находились в пределах возрастной нормы и не имели достоверных различий между группами. Однако у 17,2 % детей группы наблюдения зарегистрировано отклонение электрической оси сердца вправо – в 3,4 раза чаще, чем это зафиксировано в группе сравнения (5,1 %, р = 0,05).

Исследование электрофизиологических процессов миокарда у детей, проживающих на исследуемых территориях, позволило установить, что нарушения процессов возбудимости, проводимости и автоматизма отмечены более чем у половины детей обеих исследуемых групп (60,9 % в группе наблюдения и 56,4 % в группе сравнения, р = 0,65) в виде синусовой аритмии и брадикардии (40,6 % в группе наблюдения против 48,7 % в группе сравнения, р = 0,42). У 15,6 % детей группы наблюдения отмечалась синусовая тахикардия, что было достоверно в 3,1 раза чаще относительно группы сравнения (5,1 %, р = 0,001). Изменения процессов проводимости миокарда в виде неполной блокады правой ножки пучка Гиса и нарушения внутрижелудочковой проводимости регистрировались в 2,1 раза чаще в группе наблюдения (21,9 % против 10,3 % в группе сравнения, р = 0,07). В целом относительный риск развития нарушений процессов возбудимости и проводимости миокарда у детей группы наблюдения в 2,4 раза превышал аналогичный в группе сравнения ( ОR = 2,41; DI = 0,95–6,11; р = 0,1).

При сравнительной оценке функционального состояния вегетативной нервной системы у исследуемых детей по результатам кардиоин-тервалографии установлено, что преобладающим типом исходного вегетативного тонуса у детей группы наблюдения являлась эйтония (36,8 %). Симпатико-тонический и ваготониче-ский варианты встречались с одинаковой частотой (по 31,6 %); в группе сравнения преобла- дала ваготония (40,0 %), а симпатикотония диагностировалась в 1,4 раза реже (23,3 %), чем в группе наблюдения (31,6 %, р = 0,45).

Спектральный анализ вегетативной регуляции ритма выявил у детей, проживающих в неблагоприятных условиях среды обитания, уменьшение количества волн высокой частоты (HF %), отражающих активность парасимпатического отдела автономной нервной системы, и увеличение очень низкочастотного компонента спектра (VLF %), свидетельствующего о повышении роли центральных регуляторных влияний (нейрогуморального и метаболического уровня) на деятельность сердца. В то время как у детей группы сравнения преобладал парасимпатический тип автономной нервной регуляции сердечного ритма (HF % и LF %) (табл. 3).

Оценка вегетативной реактивности по данным клиноортостатической пробы показала, что у детей обеих исследуемых групп преобладал гиперсимпатико-тонический тип ответной реакции (60,5 % – в группе наблюдения и 70,0 % – в группе сравнения; р = 0,42), свидетельствующей о напряжении адаптационно-компенсаторных механизмов поддержания гомеостаза с участием гуморально-метаболического звена регуляции. Асимпатико-тоническая реактивность, характеризовавшаяся нарушением ответа всех звеньев вегетативной регуляции сердечного ритма и срывом адаптационно-компенсаторных механизмов, выявлена только у детей, проживающих в условиях аэрогенного воздействия техногенных химических факторов (5,3 %, р = 0,42). Показатели спектрального анализа в клиноортостатической пробе свидетельствовали о том, что у детей группы наблюдения регуляция сердечного ритма осуществлялась за счет усиления влияния симпатического отдела вегетативной нервной системы (LF2) и гуморально-метаболических механизмов (VLF2) при снижении вагусной активности (HF2), а в группе сравнения активировались центральные эрготропные и гуморальные уровни регуляции сердца, которые были в 1,2 раза достоверно выше, чем в группе наблюдения ( р = 0,023) (табл. 4).

Таблица 3

Показатели спектрального анализа вегетативной регуляции сердца у обследованных ( M ± m ), %

Показатель	Группа наблюдения	Группа сравнения	р *
HF	41,12 ± 5,4	48,64 ± 5,85	0,063
LF	28,82 ± 3,05	29,21 ± 4,23	0,88
VLF	30,05 ± 4,29	22,14 ± 4,37	0,012

П р и м е ч а н и е : р * – достоверность различий между группами наблюдения и сравнения.

Таблица 4

Показатели спектрального анализа вегетативной регуляции сердца у обследованных детей в клиноортостатической пробе ( M ± m ), %

Показатель	Группа наблюдения	Группа сравнения	р *
HF2	13,93 ± 2,61	14,23 ± 2,4	0,87
LF2	42,74 ± 3,25	37,09 ± 4,42	0,043
VLF2	41,46 ± 4,39	48,67 ± 4,29	0,023

П р и м е ч а н и е : р * – достоверность различий между группой наблюдения и группой сравнения.

Таблица 5

Показатели тканевой допплерографии сердца у обследованных ( M ± m )

Показатель	Группа наблюдения	Группа сравнения	р *
Ем, м/с	0,95 ± 0,045	0,94 ± 0,052	0,76
Ам, м/с	0,46 ± 0,041	0,50 ± 0,049	0,20
Ем/Ам, усл. ед.	2,16 ± 0,22	1,95 ± 0,19	0,14
Етр, м/с	0,56 ± 0,036	0,52 ± 0,03	0,08
Атр, м/с	0,35 ± 0,031	0,37 ± 0,035	0,38
Етр/Атр, усл. ед.	1,68 ± 0,22	1,42 ± 0,096	0,031

П р и м е ч а н и е : р * – достоверность различий между группой наблюдения и группой сравнения.

При анализе данных эхокардиографии показатели систолической функции обоих желудочков сердца у обследованных находились в пределах физиологических нормативов. Отмечено повышение систолического давления в легочной артерии у детей группы наблюдения по отношению к таковому в группе сравнения (9,78 ± 1,09 и 8,35 ± 1,07 мм рт. ст. соответственно, р = 0,05), что свидетельствовало о повышенной нагрузке в малом круге кровообращения. Показатели диастолической функции левого желудочка в группах находились в пределах нормы и не имели достоверных различий (табл. 5). У детей группы наблюдения отмечено увеличение максимальной скорости раннего диастолического наполнения правого желудочка по отношению к показателю сравниваемой группы (0,56 ± 0,036 и 0,52 ± 0,03 м/с соответственно, р = 0,08). Индекс Е/А (отношение скоростей диастолического наполнения и предсердной систолы) был достоверно выше в группе наблюдения (1,68 ± 0,22 усл. ед. в группе наблюдения против 1,42 ± 0,096 усл. ед. в группе сравнения, р = 0,031), что свидетельствовало о нарушении расслабления миокарда правого желудочка.

Кроме того, у 17,9 % детей группы наблюдения выявлена преходящая диастолическая дисфункция правого желудочка, которая отсутствовала в группе сравнения (р = 0,046). Относительный риск развития нарушений функции миокарда правого желудочка у детей группы наблюдения в 6,0 раза превышал аналогичный у детей группы сравнения (ОR = 6,0; DI = = 1,13–31,94; р = 0,05).

Выводы. У детей с хроническими заболеваниями органов дыхания, ассоциированными с воздействием аэрогенных химических факторов, в период ремиссии отмечаются признаки периферической обструкции бронхов и наличие функциональных нарушений деятельности сердца. Изменения вегетативной регуляции сердечного ритма проявляются болями в области сердца или перебоями ритма при физической нагрузке, синусовой бради-, тахикардией, эйтоническим и/или симпатико-тоническим исходным вегетативным тонусом, обусловленным активацией центральных регуляторных нейрогуморального и метаболического уровней, и гиперсимпатико-тонической / асимпа-тико-тонической вегетативной реактивностью, свидетельствующих о напряжении адаптационно-компенсаторных механизмов поддержания гомеостаза. Нарушение функционального состояния миокарда характеризуется наличиием преходящей диастолической дисфункции правого желудочка и повышением систолического давления в легочной артерии. Полученные данные свидетельствуют о том, что в условиях неблагоприятного воздействия техногенных химических факторов у детей с хроническими заболеваниями органов дыхания развиваются вегетативные дисфункци по кардиальному типу.