Влияние загрязнения атмосферного воздуха серосодержащими веществами на организм подростков

Есева Татьяна Валерьевна, младший научный сотрудник Кеткина Ольга Арнольдовна, младший научный сотрудник

Кочан Татьяна Ивановна, кандидат биологических наук, доцент, старший научный сотрудник

Логинова Татьяна Петровна, кандидат биологических наук, научный сотрудник

Паршукова Ольга Ивановна, кандидат биологических наук, научный сотрудник

Потолицына Наталья Николаевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Шадрина Вера Дмитриевна, младший научный сотрудник

Бабенко Леонид Георгиевич, кандидат медицинских наук, доцент кафедры общественного здоровья

Ларина Вера Евгеньевна, кандидат химических наук, доцент кафедры биологический химии о влиянии таких выбросов на растущий организм в пубертатном периоде. Несомненно, что исследования в области экологии подростков весьма актуальны и должны получить развитие.

Цель работы: определить возможное влияние аэровыбросов целлюлозно-бумажного производства на некоторые физиологические, психофизиологические и биохимические показатели лиц подросткового возраста, проживающих на расстоянии около 5 км от источника загрязнения в поселке, периодически (по розе ветров до 40% времени в году) находящемся под парогазовым и дымовым факелом лесопромышленного комплекса. При направлении ветров от комбината в сторону поселка в атмосферном воздухе присутствуют меркаптаны, диоксид серы, сероводород и другие сернистые соединения раздражающего действия, которые беспокоят жителей своим запахом.

Методика. Обследованы подростки 14-15 лет — учащиеся двух средних школ: одна из них находится в поселке в зоне влияния выбросов предприятия (группа экологического влияния), вторая — в относительно благополучном в экологическом отношении поселке (контрольная группа). Под наблюдение взяты 29 мальчиков и 25 девочек в контрольной группе и 27 мальчиков и 27 девочек в группе экологического влияния. По данным планового медосмотра большинство из подростков отнесено ко 2-й группе здоровья в соответствии с [9]), имеющей некоторые функциональные и морфофункциональные отклонения. Их половое развитие соответствовало возрастным нормам. Все подростки были ознакомлены с целью и методами данного обследования и дали добровольное согласие на участие. Было получено согласие родителей и преподавателей. Методом опроса у подростков выявляли со- став семьи, семейный климат, посещаемость спортивных секций, наличие вредных привычек, особенности их питания. В социальном плане и по наличию вредных привычек, по характеру питания заметной разницы между группами сравнения не выявлено.

По данным роста и массы тела вычисляли индекс массы тела (ИМТ). Жизненную емкость легких (ЖЕЛ) определяли сухим спирометром и рассчитывали «жизненный индекс» (ЖИ), т.е. отношение ЖЕЛ к массе тела. Силу мышц измеряли пружинным динамометром и рассчитывали динамометрический индекс (ДИ), равный отношению силы к массе тела. Проводили пробы с задержкой дыхания (Штанге и Генчи). Частоту сердечных сокращений (ЧСС) измеряли пальпаторно, систолическое (СД) и диастолическое артериальное давление (ДД) определяли по методу Короткова. Вычисляли среднединамическое давление (СДД) по Хикему, «двойное произведение» (ДП) по Робинсону, вегетативный индекс Кердо (ВИК), кардиореспираторный индекс Скибинской (КРИС). Проводили пробу Мартине (20 приседаний за 30 с) с измерением ЧСС до нагрузки и сразу после ее окончания до полного восстановления ЧСС. Уровень физического здоровья (УФЗ) определяли по Г.Л. Апанасенко [1].

Функцию внимания определяли с помощью пробы Шульте-Платонова, субъективные состояния «самочувствие», «активность» и «настроение» - по известному методу САН. Регистрировали время простой зрительномоторной реакции (время ЗМР), критическую частоту различения световых мельканий (КЧСМ) с помощью компьютерного комплекса для психофизиологического тестирования «НС-ПсихоТест» (фирма «НейроСофт», г. Иваново).

Забор крови осуществляли с 8 до 10 часов натощак из локтевой вены в вакутайнеры «Bekton Dickinson BP» (Англия). Сразу после забора крови готовился гемолизат (в разведении 1:10) для определения показателей обеспеченности тиамином и рибофлавином [3]. После этого кровь центрифугировали, а сыворотку отбирали и замораживали. Образцы гемолизатов и сывороток крови хранили до выполнения анализа в замороженном состоянии при -20 ^о С.

Обеспеченность организма тиамином оценивали по т.н. ТДФ-эффекту [14]. Об обеспеченности организма рибофлавином судили по ФАД-эффекту [13, 14]. Концентрацию в сыворотке крови витаминов А и Е определяли флуорометрически [13, 17], а концентрацию селена - флуорометрическим методом с 2,3-диаминонафталином [6]. В сыворотке крови с использованием наборов фирмы «Chronolab» (Швейцария) измеряли концентрации глюкозы, лактата, общего холестерина, триглицеридов. Содержание гемоглобина определяли гемоглобинцианидным методом, а каталитическую активность глютатионпероксидазы - по окислению восстановленного глутатиона в присутствии гидроперекиси третичного бутила в водных гемолизатах эритроцитов. Концентрацию продуктов свободно-радикального по методу [4] измеряли на спектрофотометре «Spectronic Genesys-6» (Англия). Основания Шиффа определяли на флуориметре «Флюо-рат-2АБЛФ» (Люмэкс, Россия).

Материалы обработаны статистически с применением программы Microsoft Excel. Сравнение выборок проведено с использованием критерия Манна-Уитни [5].

Результаты исследования. Результаты исследований показали, что по большинству измеряемых параметров и показателей между группами сравнения нет статистически значимых различий (таблица).

По некоторым показателям обнаруживаются определенные тенденции или существенные различия. У мальчиков в группе экологического влияния по сравнению с контролем имеется тенденция к снижению массы тела, силовых показателей, ЖЕЛ, концентрации холестерина, и повышению рабочего прироста ЧСС, уровня баллов «самочувствия» и «настроения», содержания лактата, диеновых конъюгатов. У них же статистически значимые различия показывают результаты выполнения пробы Штанге, СД, ДД, СДД, ДП, содержание селена, неокисленных липидов, молекул средней массы и кетодиеновых конъюгатов, КРИС и УФЗ, уровни которые понижены, но в то же время увеличены время восстановления ЧСС, содержание гемоглобина, триглицеридов, кротонового альдегида и оснований Шиффа в крови.

У девочек в группе экологического влияния по сравнению с контролем следует отметить тенденции к увеличению времени ЗМР, концентраций общего холестерина, глюкозы, диеновых конъюгатов. У них статистически значимо повышены масса тела, ИМТ, время восстановления ЧСС, содержание гемоглобина, триглицеридов, лактата, кротонового альдегида, оснований Шиффа, В этой же группе статистически значимо снижены ДИ, результаты проб Штанге и Генчи, ЖЕЛ и ЖИ, активность глутатионпероксидазы, содержание неокисленных липидов, кетодиеновых конъюгатов, КРИС и УФЗ.

Выявлены и половые различия по некоторым показателям. В обеих сопоставляемых группах у девочек в сравнении с мальчиками статистически значимо снижены рост, силовые показатели, ЖЕЛ и ЖИ, КРИС. В контрольной группе у девочек ниже масса тела, время выполнения пробы Штанге, СД, содержание селена, выше ЧСС при нагрузке, содержание витамина Е, активность глутатионпероксидазы. В группе экологического влияния у девочек по сравнению с мальчиками статистически значимо ниже результаты проб Штанге и Генчи, время выполнения пробы на внимание, содержание гемоглобина, а выше ИМТ, ЧСС при нагрузке.

Таблица. Сравнение показателей у подростков, проживающих в разных экологических условиях (M±m)

Примечании: различия статистически значимы (р<0,05): # - по полу в каждой группе; * - между группами сравнения

Обсуждение результатов. По данным [11] сероводород и диоксид серы подавляют дыхательные ферменты (оксидазы) и приводят к гипоксии организма. Гипоксия характеризуется нарушением окислительно-восстановительных процессов, накоплением промежуточных продуктов гликолиза, липолиза, протеолиза и развитием метаболического ацидоза, активным формированием свободных радикалов, усилением процессов перекисного окисления липидов, истощением антиоксидантной системы [2, 15].

У обследованных нами подростков, периодически подвергающихся воздействию серосодержащих веществ в воздухе, повышено содержание в крови триглицеридов, кротонового альдегида, оснований Шиффа и уменьшено содержание молекул средней массы, что говорит о существенных изменениях обменных процессов, о нарушениях в антиоксидантной системе, об активном формировании свободных радикалов. В тоже время у них снижена переносимость гипоксемии (по данным пробы Штанге), повышено содержание гемоглобина как компенсаторная реакция на дефицит кислорода, замедлена перестройка кровообращения после кратковременной физической нагрузки (ухудшение регуляции гемодинамики), снижены уровень функционирования (уменьшение резервов) кардиореспираторной системы и физическое здоровье. Все это может свидетельствовать о состоянии гипоксии, характерной для многих видов хронических отравлений химическими веществами. В большей степени отмеченные изменения выражены у девочек.

Выводы . Периодическое загрязнение атмосферного воздуха серосодержащими веществами целлюлозно-бумажного производства даже на расстоянии 5 км от источника негативно влияет на функционирование дыхательной и сердечно-сосудистой систем, внутреннюю среду организма подростков и снижает у них физическое здоровье. Более ранимым является организм девочек.