Влияние техногенного загрязнения атмосферного воздуха и погодных условий на заболеваемость органов дыхания у детей в городе Липецке

Актуальность.

Научно-технический прогресс в последнее столетие вызвал значительные изменения экологических условий на планете. Человечество, будучи источником глобальных преобразований, все больше испытывает на себе последствия своей деятельности. За любой вред, нанесенный природе, оно расплачивается собственным здоровьем. Вследствие этого здоровье рассматривается как системообразующий фактор в системе «человек — окружающая среда» и как критерий качества окружающей среды [21, 47]. Экологически наиболее неблагополучным становится состояние воздушной среды, загрязнены также водные источники, почва. Качество же здоровья человека в значительной степени зависит от качества среды его обитания. Наиболее актуальны проблемы загрязнения окружающей среды в промышленных центрах, где сконцентрировано более 50% населения России. По ориентировочным расчётам, 40% городского населения проживает в экологически опасных зонах.

Каждый крупный регион, с определенными природными условиями и типом хозяйственного освоения, заслуживает особого внимания. Важность регионального экологического анализа заключается в том, что его результаты имеют большое прикладное значение (проблемы региона «ближе» человеку, нежели проблемы страны). Помимо этого, экологическое состояние регионов, в конечном счете, определяет и глобальное состояние природных компонентов. Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.

Липецк является ярким примером современного промышленного центра, в котором географическое расположение предприятий города, особенности ландшафта и сезонных климатических изменений сформировали в различных районах несколько очагов экологического неблагополучия, имеющих индивидуальные наборы загрязнителей. Особого внимания заслуживает состояние здоровья детского населения, которое является индикатором загрязнения и степени опасности внешней среды в силу высокой реактивности организма.

При сочетании жёсткости погоды с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха, патологический процесс нередко протекает в виде острых простудных или других заболеваний органов дыхания по типу стенозирующих ларинготрахеитов, обструктивных бронхитов с последующей хронизацией процессов и развитием бронхиальной астмы. Уровень простудных и постпростудных заболеваний в Липецкой области значительно превышает средние показатели по Российской Федерации.

Основной целью работ в области «окружающая среда — здоровье населения» является своевременное установление факторов, оказывающих негативное влияние на здоровье населения. Кроме того, необходимость обеспечения специалистов объективными данными, отражающими влияние техногенного загрязнения среды на благополучие людей, диктуется тем, что в настоящее время значительная роль в формировании здоровья населения принадлежит факторам окружающей среды. Знания в этой области должны послужить дополнительным инструментом воздействия на процессы управления качеством окружающей среды в интересах сохранения и укрепления здоровья населения.

Показатели заболеваемости органов дыхания у детей в городе Липецке превышают общероссийские в полтора раза. Вследствие этого, в настоящее время назрела объективная необходимость разработки теоретических основ и интегральных подходов к оценке многофакторного, сочетанного влияния химических загрязнителей атмосферного воздуха и основных физических факторов, характеризующих погодные условия территории, а также разработки практических рекомендаций для учета особенностей территории при организации изучения и оценки здоровья населения. Необходимость обеспечения специалистов объективными данными, отражающими влияние техногенного загрязнения среды на благополучие людей, диктуется тем, что значительная роль в формировании здоровья населения принадлежит факторам окружающей среды. Знания в этой области должны послужить дополнительным инструментом воздействия на процессы управления качеством окружающей среды в интересах сохранения и укрепления здоровья населения и его будущих поколений. Гигиеническая оценка и возможность мониторинга сочетанного влияния техногенных химических загрязнителей атмосферного воздуха и основных параметров погодных условий на заболеваемость органов дыхания у детей позволит рационально и обоснованно учитывать экологические особенности территории промышленного города для организации профилактических мероприятий и охраны здоровья детей, что, несомненно, актуально в данной работе.

Объектом исследования служило детское население в возрасте до 14-ти лет г. Липецка в количестве 5879 человек с заболеваниями респираторной системы.

Цель исследования.

Целью работы является эколого-гигиеническая характеристика показателей суммарного загрязнения атмосферного воздуха как фактора риска заболеваемости органов дыхания, оценка влияния погодных условий и отдельных химических загрязнителей воздушной среды на заболеваемость респираторных органов у детей и прогнозирование вероятности заболеваемости органов дыхания у детей, проживающих в крупном промышленном городе.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1) дать качественную и количественную оценку техногенного загрязнения воздушной среды города;

2) выявить зависимость заболеваемости органов дыхания у детей от показателей суммарного загрязнения атмосферного воздуха и оценить вклад отдельных химических загрязнителей атмосферного воздуха в общую заболеваемость органов дыхания у детей;

3) выявить наиболее неблагополучные районы города по заболеваемости органов дыхания у детей;

4) выявить зависимость действия техногенных загрязнителей атмосферного воздуха на заболеваемость органов дыхания у детей от метеоусловий (относительной влажности и температуры воздуха, направления и средней скорости ветра);

5) создать математическую модель, позволяющую определить вероятность заболеваемости детей в зависимости от техногенного загрязнения атмосферного воздуха и погодных условий.

Научная новизна.

В результате исследования впервые:

• изучены особенности и структура заболеваемости детей раннего возраста на территориях с различным уровнем техногенного загрязнения;

• установлены долевой и суммарный вклад формальдегида, фенола, диоксида азота и пыли в загрязнение воздушной среды города Липецка;

• установлена зависимость суммарного влияния загрязнителей атмосферного воздуха на заболеваемость органов дыхания у детей от метеоусловий (относительной влажности и температуры воздуха, направления и средней скорости ветра) в городе Липецке;

• разработана математическая модель для расчёта вероятных уровней заболеваемости органов дыхания у детей, учитывающая сочетанное действие всех аэротехногенных факторов и погодных условий;

• выявлены, научно обоснованы и статистически выверены сведения о наиболее неблагополучных по заболеваемости детей районах города.

Теоретическая значимость работы заключается в том, что на основе результатов исследования получило дальнейшее развитие теоретическое положение о том, что в условиях промышленного города на здоровье детского населения особое влияние оказывает техногенное загрязнение воздушной среды в сочетании с неблагоприятными погодными условиями.

Кроме того, результаты исследования позволяют дать оценку зависимости заболеваемости органов дыхания у детей от загрязнения атмосферного воздуха и погодных факторов, разработать основные направления мониторинга за здоровьем детского населения при сочетанном действии изучаемых факторов и на основе этого определить наиболее рациональные направления профилактики заболеваемости.

Разработаны и апробированы концептуальные подходы к теоретическому обоснованию проблемы и практической реализации оценки здоровья респираторной системы детского населения г. Липецка в условиях техногенного загрязнения атмосферного воздуха при различных погодных условиях.

Практическая значимость.

1. Разработана методическая схема гигиенической оценки сочетанного действия техногенного загрязнения воздушной среды и погодных факторов, позволяющая оценивать неблагоприятное воздействие на показатели заболеваемости детей, что существенно дополнит возможности реализации профилактического направления в медицине.

2. Апробирована программа автоматизированного прогнозирования уровня заболеваемости детей при сочетанном действии изучаемых факторов.

3. Обучаемая математическая программа автоматизированного прогнозирования уровня заболеваемости органов дыхания у детей в зависимости от техногенного загрязнения воздушной среды и погодных факторов используются санитарно-эпидемиологическими службами города (акт внедрения от 3.11.2004 г.), областным центром Госсанэпиднадзора (акт внедрения от 13.12.2004 г.), Липецкой городской инфекционной больницей (акт внедрения от 20.09.2004 г.).

4. Научно-практические рекомендации по обеспечению экологического благополучия населения для деятельности санитарно-эпидемиологических служб внедрены в практику работы санитарно-эпидемиологической службы г. Липецка (акт внедрения от 3.11.2004 г.), областным центром Госсанэпиднадзора (акт внедрения от 13.12.2004 г.).

5. Рекомендации по профилактике заболеваний органов дыхания у детей раннего возраста внедрены в практику работы врачей-педиатров детских поликлиник № 4 и № 5 г. Липецка (акты внедрения от 5.10.2004 г.).

6. Составлена памятка для матерей по профилактике заболеваний органов дыхания у детей в современном промышленном городе (акт внедрения от 22.02.2005 г.), одобренная городским Центром медицинской профилактики.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Техногенные загрязнители атмосферного воздуха приводят к росту и изменению структуры заболеваемости органов дыхания у детей в сторону поражения более глубоких отделов дыхательной системы.

2. Техногенные загрязнители атмосферного воздуха являются основными факторами риска заболеваний органов дыхания у детей, проживающих в крупном промышленном центре.

3. Качественная и количественная оценка общего загрязнения атмосферного воздуха как фактора, обусловливающего увеличение заболеваемости органов дыхания у детей.

4. Метеоусловия как факторы, потенцирующие патогенное действие техногенных загрязнителей атмосферного воздуха.

Апробация работы.

Материалы диссертации были представлены, доложены и обсуждены на научно-практической конференции преподавателей, аспирантов, студентов и учителей г. Липецка «Проблемы валеологического образования» (Липецк, 2002) — на III межрегиональной научно-практической конференции «Здоровье ребёнка и пути его формирования и защиты» (Липецк, 2002) — на III съезде акушеров, гинекологов и педиатров «Новые подходы к совершенствованию аку-шерско-гинекологической и педиатрической помощи» (Липецк, 2002) — на межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы охраны здоровья и медицинской помощи населению» (Липецк, 2002) — на международной научно-практической конференция «Медико-психологические и педагогические проблемы качества жизни» (Липецк, 2003) — на межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы формирования здорового образа жизни и охраны здоровья населения» (Липецк, 2003) — на IX Всероссийской научно-практической конференции «Образование в России: медико-психологические аспекты» (Калуга, 2004) — на VI международной научно-практической конференции «Экономика, экология и общество России в XXI столетии» (Санкт-Петербург, 2004) — на III Научно-методической конференции ПИФК МГПУ, (Москва, 2004) — на V межрегиональной научно-практической конференции «Здоровье ребёнка и пути его формирования и защиты» (Липецк, 2004) — на VIII региональной научно-технической конференции «Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Черноземья Российской Федерации» (Липецк, 2004).

Основные результаты диссертации опубликованы в 14 печатных работах (список прилагается).

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Написание настоящего раздела не «дань традиции», отнюдь. Напротивэто осознанная необходимость представить в более или менее систематизированной под определённым углом зрения лишь малую часть того огромного количества информации, с которым приходится сталкиваться любому исследователю независимо от его профессиональной принадлежности. В этом контексте необходимо отметить ключевые слова диссертации — экология, здоровье детей, техногенные и погодные факторы окружающей среды. Это даёт огромные возможности для анализа «чужих мыслей». Однако даже беглого взгляда на океан литературы по экологии (десятки монографий, сотни специализированных журналов, десятки тысяч работ, публикуемых ежегодно) в доступных нам изданиях достаточно для развития состояния «информационный стресс». Поэтому мы сочли целесообразным ограничить «глубину (или/и ширину?) патентного поиска». Естественно, мы понимаем, что в таком представлении информации имеется изъян с точки зрения тех добрых и славных традиций, которыми может гордиться отечественная школа подготовки кадров, в том числекадров высшей квалификации. Само же очень, очень краткое изложение мы сочли возможным представить в следующих разделах, дающих наиболее общее представление «о моментах общего согласия», ибо считаем логичным, вынести частные определения и детали в раздел дискуссии. И, конечно же, согласно общепринятым правилам, вначале — немного истории.

Пожалуй, наиболее мощным стимулом для систематического и всестороннего истинно научного исследования зависимости здоровья человека от состояния окружающей среды в XX столетии был Великий Лондонский туман 1952 года. Однако это вовсе не означает, что мы не сознаём, что множество наблюдений целых институтов, как довоенных лет, так и прошедших столетий научной медицины составили великолепную базу для многих новых открытий в этой области. Безусловно, история бесконечна, тем не менее.

Большинство случаев смерти, зарегистрированных в период Большого тумана (смога) в Лондоне в 1952 году касалось лиц, с диагностированным бронхитом [161]. Врачи и чиновники здравоохранения заключили, что люди, страдающие от кардиореспираторных заболеваний были наиболее восприимчивы к Лондонскому туману [166]. Lawther и соавторы (1970) выявили пациентов, страдавших от хронического бронхита в Лондоне в течение 1959;60, 196 465 и 1967;68 годов. Пациенты делали ежедневные записи изменений самочувствия при лечении. Обнаружено, что изменения уровня ежедневных загрязнений воздуха, более чем погода, были связаны с усилением хронического бронхита. Связь между каждодневным загрязнением воздуха и симптоматикой в течение последнего периода анализа, имела более низкую величину, чем в предыдущие периоды, совпадающие с более низкими уровнями черного дыма (68 jxg-mm3) и отсутствием эпизодов сильного загрязнения воздуха (количество диоксида серы > 500 ng-mm3) [158]. В 1968 г, Carnow и др., провели два больших групповых исследования в Чикаго и обнаружили выраженную связь между индексом загрязнения и обострением болезни (одышка, диспноэ, кашель и мокрота) у пациентов с хроническими бронхопульмональными болезнями [101].

В предварительных исследованиях, проведенных в течение 1950;х годов XX столетия, учёные Великобритании показали, что воздушное загрязнение было причиной не только внезапных обострений заболеваний среди пациентов, страдающих от хронической обструкции лёгких (XOJI), но и причиной распространенности хронического бронхита (СВ) и cor pulmonale, которые, были большим у почтальонов областей с более высоким загрязнением воздуха, чем среди почтальонов, работавших в других областях [120]. Более позднее изучение в масштабах населения всей страны и новые исследования почтальонов в течение 1960;х выявили уменьшенные уровни функции легких в областях с более высоким воздушным загрязнением, что привело авторов к тем же самым заключениям [142, 157]. Широкое распространение болезней дыхательной системы, совместимых с XOJI, наблюдалась и в США, в областях с более высоким воздушным загрязнением [98, 121, 163], и Польше [205]. В Нидерландах исследовали снижение принудительного объема выдоха в минуту (FEV1). При этом с использованием повторных наблюдений среди тех же самых лиц, выявлено, что среди живущих в сильно загрязненных областях быстрее снижается FEV1, независимо от курения [237]. Однако исследования, проведенные в течение 1970;х годов в областях с низкими уровнями воздушного загрязнения, не выявили увеличения признаков дыхательных нарушений или болезней, связанных с воздушным загрязнением [77, 88]. Соответственно, многие верили, что уровни загрязнения воздуха, достигнутые после того, как ООН был принят Акт о Чистом Воздухе, гарантируют нормальное здоровье.

Лондонский туман 1952 г закончился значительным увеличением смертности младенцев в возрасте до 1 года, нежели среди старших детей [82]. Частицы вызвали, может быть более серьезные бронхиты среди маленьких детей. В этой связи следует отметить, что в настоящее время выделяются следующие разновидности частиц: диаметром до 10 цт (РМю), диаметром от 10 цт до 2.5 цт (PM2.s) и, наконец, ультрамелкие (UF) частицы меньше чем 0.1 цт в диаметре [215]. UF частица имеет массу как одна «грубая» частица 10 цш в диаметре, и легко проникает «в здания через стены» [181]. Вообще, «естественные» частицы типа унесенных ветром из почвы относятся к грубой РМю фракции. А при сгорании каменного угля образуются главным образом, малые РМ2.5 частицы, которые наиболее глубоко проникают в толщу слизистой воздухоносных путей [143]. Вполне естественно, что взаимодействие частиц такого рода с определёнными тканями организма есть предмет токсикологических исследований. При этом интересно, что легкие взрослых, умерших в период тумана, содержали, главным образом, совокупность UF частиц сажи, которые являются аналогами DEP. Однако немногие исследователи выясняли вопрос уязвимости детей, подвергнутых воздействию современных соединений этого загрязнителя.

Так, при сопоставлении данных о госпитализации в педиатрические клиники сведений о загрязнении воздуха в Сан-Паулу (Бразилия), обнаружен максимальный эффект среди детей до 2 — летнего возраста [89]. Отражает ли это более серьезную легочную болезнь (например — вызванную увеличенным смещением частиц, или спровоцированным увеличенным ответом), или более низким порогом чувствительности, остается неясным.

В некоторых частных исследованиях показано увеличение частоты самосообщенного диагноза хронического бронхита и эмфиземы, одышки и гипертрофии слизи и низких уровнях функционирования легкого в более загрязненных областях. В двух исследованиях групп детей было обнаружено замедление роста легочной функции, и в одной группе взрослых — более быстрое снижение функции легких. Однако, учитывая свойственные частным наблюдениям ограничения, существует потребность в новых исследованиях, с помощью которых можно будет отделить выбор времени между воздействиями и эффектами, и малочисленностью групп. Они должны быть долгосрочными и выполненными в большом количестве географических областей и с большой длительностью воздействия воздушного загрязнения на рост и функции легких и их снижении, на сфере действия, продолжительности, серьезности поражений и выживании больных ХОЛ.

Вместе с тем, следует отметить, что дети подвергались воздействию продуктов сгорания каменного угля происходило во всех странах, несмотря на существенные различия в качестве эмитируемых частиц. Ежегодная директива Европейского Союза приостановила в 1995 году вопрос об общем количестве частиц (РМ10 + масса частиц >10 fig), предельная концентрация которых была определена как 80 ng/m3. Этот уровень был превышен в большинстве всемирно известных городов — гигантов. Из Дели сообщили о самых высоких уровнях общего количества, в четыре раза превышающие директивные нормы ЕС. Примерно такие же сведения поступили из Пекина, Тяньцзиня (Китай), Калькутты, и Мехико [112]. Текущий верхний предел, рекомендуемый в соответствии с.

Британской Национальной Воздушной Качественной Стратегией для РМ10 — 50 fig/m в среднем за 24 часа. При этом определяется цель, что это будет 99-й центиль к 2005 г [160]. Превышение этого уровня может вызвать штрафные санкции. Однако, несмотря на то, что денежные средства важны для регулирующих целей, уровни ПДК могут изменяться достаточно широко.

Таким образом, в настоящее время легко отметить последовательность результатов, которые связывают внезапные увеличения в воздушном загрязнении городов (главным образом — частичками) и краткосрочными нарушения здоровья (то есть смертность и госпитализации) среди пациентов, страдающих от XOJI. И это — «момент общего согласия». Вне острых эффектов, относящихся к компетенции здравоохранения уместен и научный вопрос — до какой степени хроническое воздействие воздушного загрязнения связано с ухудшением функции легкого и развитием XOJI [74, 81,108,109,144,164, 222, 234].

Экологическая обстановка окружающей среды.

В России сформировалась сложная и неблагоприятная, а в некоторых районах даже острая экологическая обстановка. Площадь территории с наиболее острой ситуацией достигла 2.5 млн.кв. км, что составляет 15% от всей её территории. Многие территории России представляют собой зоны риска, где вероятность возникновения критических ситуаций очень высока [13, 27]. Важную роль в ряду обнаруживаемых сдвигов играет загрязнение окружающей среды сложными химическими аэрозолями, металлами, пестицидами, продуктами переработки и неполного сгорания нефти, газа, дизельного топлива и др. Основными источниками загрязнения являются крупные промышленнотехнологические комплексы, транспорт, энергетические объекты городов и пр. [59]. Современное производство использует более 70 металлов периодической системы и валовый выход металлов в окружающую среду растёт, несмотря на проводимые санитарно-гигиенические мероприятия.

По данным ВОЗ, состояние здоровья населения на 50−60% зависит от уровня социально-экономического развития, на 20−30% - от решения экологических проблем и лишь на 15−20% - от развития системы здравоохранения. Согласно данным Государственной службы наблюдений за состоянием окружающей среды, несмотря на произошедшее в последние 10 лет сокращение производства, уровни загрязнения природной среды в целом оставались высокими, не адекватными промышленному спаду.

Загрязнение атмосферного воздуха продолжает оставаться одним из главных факторов риска для здоровья населения, несмотря на уменьшение с 12,6% в 1991 г. до 7% в 1999 г числа проб с превышением предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ. Сократилось также с 0,85% в 1995 г. до 0,28% в 1999 г количество проб воздуха с содержанием вредных веществ более 5 ПДК. Наряду с этим, в последние годы увеличивается количество проб с превышением ПДК по бенз (а)пирену — крайне токсичному веществу. В 2000 году в результате промышленной деятельности возросли суммарные выбросы в атмосферный воздух на 57 тыс. т., особенно от предприятий электроэнергетики, чёрной металлургии, машиностроения и металлообработки. Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов [40,47, 61].

Главными причинами возникновения экологических проблем являются длительное экстенсивное развитие народного хозяйства, несоблюдение природоохранных мероприятий, слабое оснащение предприятий или отсутствие на них природоохранного оборудования, несоответствие природопользования природно-ресурсному потенциалу территории [12, 19]. Так, в 2000 году из 222 городов России с населением около 50 млн. человек, атмосферный воздух характеризовался по интегральному показателю очень высокой и высокой степенью загрязнения. В 42 городах страны зарегистрированы концентрации загрязняющих веществ, превышающие значения ПДК в 10 раз и более. Список городов с самым высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха в 2000 г. включает 30 городов, тогда как в 1999 г. — 25 городов. Превышение процента проб атмосферного воздуха с содержанием вредных веществ более 5 ПДК в 2000 г. зарегистрировано в 42 территориях РФ.

По данным МПР России, Современной программы наблюдений и оценки переноса на большие расстояния загрязняющих воздух веществ, в Европе, на Европейской части России за год выпадает 2,4 млн. т. окисленных серы и азота, из которых 1,39 млн. т. (57%) обусловлены трансграничным переносом [40]. Показано, что влияние городских промышленных предприятий на состав атмосферного воздуха прослеживается на протяжении нескольких километров. В самих городах единичные источники выбросов создают интенсивные зоны загрязнения атмосферы в радиусе 1500 м (10−40 высот трубы). Более дальние зоны (2−3 км) создают ТЭЦ и крупные предприятия. В условиях городов промышленные предприятия либо мозаично расположены среди жилых кварталов, либо группируются в промышленные зоны. Вследствие этого происходит пространственное наложение ареалов, и проследить зону воздействия каждого отдельного предприятия практически невозможно [5].

В современном городе человек ощущает на себе влияние целого комплекса факторов среды, которые во многом определяют состояние его здоровья. Хотя химические элементы попадают в организм и с пищей, и с водой, и с воздухом, в большинстве случаев в городе преобладает ингаляционный путь. Это связано с тем, что качество питьевой воды в городе стабильнее, чем состав атмосферного воздуха, а сравнительно равномерное распределение продуктов питания по территории города нивелирует их влияние. Кроме того, при дыхании химические элементы поглощаются наиболее интенсивно [1].

В состав атмосферного воздуха почти всегда входят разнообразные посторонние включения в виде твёрдых частиц (пыли), газов, паров. Пыль поступает в воздух главным образом при сжигании угля, причём количество её в значительной степени зависит от качества последнего. Каждая энергетическая установка, например ТЭЦ, сжигающая в сутки около 1 тыс. тонн угля, выбрасывает около 240 т. золы в сутки. В результате, на территории городов с развитой промышленностью оседает до 1500−2000 т. пыли на 1 кв. км. в год. Выбросы промышленных предприятий являются многократными и имеют непостоянный состав. Основными загрязнителями атмосферного являются окислы азота, серы, углерода, фенол, ароматические углеводороды. Каменный уголь в качестве постоянного компонента включает также примесь серы, т. е. в дополнение к твёрдым выбросам крупные энергетические установки выбрасывают через трубу около 300 т. сернистого газа в сутки. Однако не все вещества определяются контролирующими органами, ряд химических соединений не имеет ПДК и, следовательно, не контролируется, наконец, в результате трансформации и взаимодействия химических веществ образуются новые соединения, а в целом на человека действуют смеси веществ, состав, характер действия и токсичность которых неизвестны [25].

Для обозначения всех форм эффектов, развивающихся при совместном действии химических веществ, независимо от их строения и вида подвергающейся воздействию биологической системы, используют термин — коергизм. Двуокись азота и окись углерода при комбинированном воздействии становятся более токсичными, чем и обусловлено их преобладающее патологическое воздействие на заболеваемость JIOP-органов. Сернистый газ, бенз (а)пирен, аммиак при изолированном воздействии являются сильными этиологическими факторами заболеваемости органов дыхания, а в комплексе они проявляют антагонистические отношения и их эффект подавляется, при этом снижается и величина, и долевое участие в развитии данной нозологии. Следовательно, комбинационный эффект — это новая количественная и качественная определенность [6, 25, 35, 58]. Но это не означает, что в каждом случае комбинированного действия должен получиться совершенно иной результат (хотя такие случаи встречаются), так как в комбинированном эффекте определенные особенности специфического действия каждого из факторов сохраняются. При этом эффект одного и того же фактора (в данном случае — вещества) в разных условиях может значительно колебаться, что зависит от целого ряда условий, поэтому практически необходимо определять и учитывать степень этих различий.

Серьёзным источником газообразных загрязнений атмосферного воздуха является автомобильный транспорт (2/3 загрязнения). Токсичными основными компонентами бензиновых автомобилей являются окись углерода, оксиды азота, недосгоревшие углеводороды. Автотранспорт признан приоритетным загрязнителем окружающей среды тяжёлыми металлами и их соединениями. Последние воздействуют практически на все системы организма, многим из них присущи эмбриотоксический, гонадотропный, мутагенный, канцерогенный, аллергенный эффекты [47, 65].

Доля выбросов в Москве и Санкт-Петербурге, Приморском крае, Тюменской, Курской, Новосибирской и др. областях превышает 90% всех валовых выбросов. При этом в Алтайском и Красноярском краях, Свердловской, Кемеровской, Курганской, Брянской, Новосибирской, Волгоградской и Липецкой областях на автомагистралях жилой застройки количество проб с содержанием окислов азота и окиси углерода в атмосферном воздухе выше ПДК достигает 32−60%. Большое число детей с повышенным содержанием свинца в крови в ряде городов России выявлено в Красноуральске, Санкт-Петербурге и других городах [40].

В ухудшении экологической ситуации также повинны такие физические факторы, как интенсивный и постоянный шум, транспортная вибрация [59]. Большинство экологически неблагополучных районов характеризуются сложным комплексом экологических проблем, связанных, главным образом, с загрязняющим влиянием промышленных центров, с интенсивным использованием природных ресурсов и высокой плотностью населения. Значительное количество городского населения (свыше 40%) проживает на территориях с очень высоким уровнем загрязнения атмосферы. Это сказывается на нормальной деятельности человеческого организма, вызывая острую и хроническую заболеваемость. Кроме того, присутствие загрязнений атмосферного воздуха проявляется снижением защитной функции иммунной системы организма и увеличением числа неспецифических заболеваний. В некоторых случаях эффект негативного действия может проявляться только в состоянии здоровья последующих поколений (генетические нарушения и др.) [12, 54].

Здоровье детей в неблагополучной экологической обстановке.

Химические загрязнители биосферы представляют особую опасность для здоровья детей в силу повышенной чувствительности к ним детского организма [25, 31, 62, 65]. В России на каждую тысячу новорожденных 531 ребёнок рождается больным. Заболеваемость детей за последние 15 лет увеличилась в шесть раз [44] ! Во многих работах использован анализ здоровья детского населения для оценки воздействия атмосферных выбросов. Это оправданно по следующим причинам: во-первых, дети не заняты никакой профессиональной деятельностью, которая, так или иначе сказывается на здоровьево-вторых, они ведут в основном здоровый образ жизнив-третьих, дети — это наиболее осёдлая популяция, в-четвёртых, это самая ранимая часть населения, и, наконец, предоставляют возможность получать наиболее полную информацию о здоровье. Дети являются «барометром», который определяет степень экологического неблагополучия [25].

Экологически неблагоприятная обстановка приводит к снижению репродуктивной способности человека. У женщин, проживающих в зоне экологического неблагополучия, в отличие от женщин, проживающих в зоне, где загрязнение атмосферного воздуха не превышало допустимых уровней, нарушен синтез нуклеиновых кислот и изменена прочность их связи с белками ядерного матрикса. Это ведёт к торможению синтеза белка, что проявляется значительным снижением содержания специфических плацентарных протеинов и массы тела при рождении Известно, что формирование основных параметров здоровья плода начинается еще в первые недели внутриутробного развития. В этот период, естественно, основную роль играют условия работы беременной женщины.

Так, в районе Новолипецкого металлургического комбината, где концентрация фенола в атмосферном воздухе превышает ПДК в 2,5 раза, сероводорода — в 2,6 раза, угарного газа — в 3 раза, отмечено достоверное увеличение частоты патологического течения беременности. Угроза прерывания беременности возрастает в 3 раза, частота выкидышей — в 2,5 раза. Перинатальная смертность выше на 51%, а младенческая — на 78% по сравнению с показателями в относительно «чистых» районах [25].

Загрязнение атмосферного воздуха в городах с развитыми предприятиями черной, цветной и никелевой промышленности приводит к повышению числа осложнений беременности и родов у женщин и перинатальных болезней, врожденных аномалий у детей. Помимо этого, среди детского и взрослого населения этих городов отмечалось достоверное повышение заболеваемости эндокринной и нервной систем, органов дыхания, пищеварения, органов чувств [23, 58].

Окружающая среда оказывает влияние на состояние здоровья детей не только в настоящий момент, но и определяет ход его дальнейшего развития и формирования. Известно, что здоровье взрослых закладывается в детстве. При оценке состояния здоровья населения, необходимо выявлять наиболее ранние признаки изменения здоровья, что, в свою очередь, зависит от адекватности применяемых методов и критериев его оценки [36].

Влияние факторов окружающей среды не всегда проявляется формированием выраженных патологий. Изменения могут носить функциональный характер и проявляться нарушением адаптационных возможностей организма. Значительное распространение антропогенных факторов малой интенсивности, а также воздействие комплекса ксенобиотиков на допороговом уровне, увеличение контакта с ними широких слов населения повышает вероятность распространения таких отклонений. Следовательно, выявление и мониторинг начальных проявлений изменения здоровья будет способствовать предупреждению дальнейшего негативного влияния неблагоприятных факторов окружающей среды и своевременной профилактике возникновения патологии [31, 58]. Развитие различных клинических эффектов под действием экотоксинов у детей определяется, в первую очередь, временем экспозиции и классом токсичности вещества. При непродолжительном контакте с поллютантами клиника может проявляться немедленно, либо в более отдалённый период. В первом случае развивается картина острого отравления, по сути, химической травмы. Спустя длительные сроки возможна хронизация соматической патологии в связи с нарушениями в организме ребёнка. При длительном воздействии экотоксина возможно появление самых разнообразных эффектов экологически вредных факторов [16, 22,31, 62].

В загрязнённых районах в 1,5−2 раза повышена общая заболеваемость населения и распространены неспецифические синдромы, которые относятся к функциональной патологии, пограничным состояниям: снижение иммуной реактивности, аллергизация, высокая частота патологии JlOP-органов, анемии, функциональная патология сердечно-сосудистой системы, невротические реакции. Синдромы неспецифичны и их трудно связать с конкретными этнопатоге-нами [10,17]. В зарубежной литературе такие состояния именуются как «экологические болезни», «синдромы тотальной аллергии», «болезни городов», «химический СПИД», «синдром экологической дезадаптации». При этом подчёркивается отсутствие у больных грубых изменений в органах или в анализах крови и мочи. Патологические реакции организма определяются состоянием индивидуальных механизмов защиты, но не абсолютными дозами экопатогенов или величинами ПДК веществ в окружающей среде. Экологические болезни являются следствием неспособности человеческого организма адаптироваться к многочисленным химическим веществам, загрязняющим окружающую среду. В тех случаях, когда организм сенсибилизирован действием таких поллютантов, по мнению экоклиницистов, он будет реагировать развитием патологических состояний на минимальные воздействия самых разных веществ [18,31, 35].

Кроме общего ухудшения здоровья, в настоящее время известен и ряд систем, которые наиболее чувствительны к экологическим воздействиям — это иммунная, эндокринная и кроветворная. Особую тревогу вызывает тератогенный эффект химических соединений, который приводит к врождённым порокам сердца, аномалиям развития мочевыводящей системы. Процессы обмена растущего организма, незрелость ряда ферментных систем детоксикации, ограниченные функциональные возможности печени и почек создают значительную недостаточность в выведении ксенобиотиков [17,18, 31, 41, 58].

Накоплено достаточно доказательств прямых взаимосвязей между загрязнением окружающей среды и увеличением частоты случаев аллергии, бронхо-лёгочной патологии, нарушений нервно-психического и физического развития. Возрастает риск злокачественных новообразований. Отмечается экологическая обусловленность болезней опорно-двигательного аппарата, JIOP-органов, утяжеления течения соматических заболеваний [37]. Многие ксенобиотики являются супертоксикантами (ртуть, свинец, диоксины и др.). Они вызывают глубокие изменения жизненно важных органов, снижают интеллектуальные возможности детей, увеличивают время сенсомоторной реакции, а также снижают неспецифическую резистентность и изменяют гематологические показатели, активность антиоксидантной системы в крови и слюне [11, 49].

Увеличение в процессе роста массы жировой и костной ткани создаёт условия для депонирования ксенобиотиков и радионуклеидов. У детей, проживающих в экологически неблагоприятных территориях, увеличивается риск развития врождённых аномалий, перинатальной заболеваемости, значительное негативное воздействие испытывают нервная и эндокринная системы. У детей, проживающих вблизи химических предприятий, отмечается более раннее половое созревание, большая длина тела [17]. В волосах детей, проживающих в зоне, примыкающей к металлургическому производству, увеличивается содержание железа, меди, марганца, свинца в 4,7−9,8 раза. В Липецкой области комплексный показатель антропогенной нагрузки в пределах от 1,6 до 4,4 не оказывает существенного влияния на уровень общей заболеваемости детского населения. Рост заболеваемости резко увеличивается при комплексном показателе выше 4,4 [50].

В городе Новотроицке Оренбургской области, неблагоприятном в экологическом отношении, всего 2% обследованных детей дошкольного возраста, посещающих детские дошкольные учреждения, практически здоровы. Остальные имеют различные нарушения. Обследование населения в других наиболее загрязнённых городах РФ показало, что состояние здоровья зависит от степени загрязнения атмосферного воздуха в той или иной части города, чему соответствуют различия в показателях здоровья населения. Так, в Москве детская заболеваемость бронхиальной астмой увеличивается по мере удаления от «чистых» окраин к средней части города, где воздух отравлен выбросами предприятий и автотранспорта, далее к жилым кварталам вблизи крупных промышленных зон. Наиболее выражены эти изменения у детей, проживающих в непосредственной близости от предприятий. Можно считать, что только в условиях чрезвычайно опасного загрязнения в 50 городах России проживают до 700 тыс. детей. В условиях опасного загрязнения воздуха общая численность населения значительно больше и достигает десятков млн. детей. На одной из самых экологически неблагоприятных территорий Пермской области — в г. Соликамске было подтверждено неблагоприятное влияние загрязнений атмосферного воздуха на состояние здоровья детского населения именно при кратковременных колебаниях концентраций в пределах ПДК, причём острые эффекты возникали при малых концентрациях не от абсолютных значений уровня загрязнения в атмосфере, а от его градиента. Увеличение уровня обращаемости за скорой медицинской помощью при кратковременных колебаниях малых концентраций загрязнений в атмосфере происходило без отсрочки по времени. Химические вещества раздражающего действия (H2S, СЬ, SO2) оказывают прямое токсическое действие на органы дыхания, конъюнктиву и кожные покровы при скачкообразном характере изменения их концентраций в атмосфере даже при соблюдении нормативных уровней. Токсиканты, вызывающие преимущественно раздражение органа зрения, условно обозначаются как слезоточивые (лакримато-ры), другие — раздражающие слизистую дыхательных путей — ирританты (стер-ниты) [26,35].

Материалы по изучению влияния атмосферных загрязнений на заболеваемость детей в перинатальный период в г. Липецке показывают, что имеются значительные различия в её уровнях у детей из относительно чистой зоны и детей из относительно загрязнённой зоны проживания. Наибольшие значения показателя отмечаются среди детей, чьи матери проживают в загрязнённой зоне [54]. Несомненно, к факторам загрязнения окружающей среды должны быть отнесены и профессиональные вредности у родителей, что повышает риск развития патологических состояний у их детей в 1,5 — 4,7 раза. Существенное влияние на здоровье ребёнка оказывает загрязнение воздуха помещений, где ребёнок находится более 70% времени.

Определение заболеваемости детей в зонах экологического кризиса производится разными путями. Наиболее точные сведения могут быть получены на основании эпидемиологических исследований детской популяции, главная задача которых заключается в определении специфичности и частоты той или иной патологии. С другой стороны, эти сведения могут быть получены по данным обращаемости за медицинской помощью [62].

Влияние техногенных факторов на иммунную систему у детей.

Реакции иммунной системы относятся к одним из наиболее ранних проявлений действия химических веществ в малых дозах. Наиболее ранними признаками иммунного ответа считается появление специфических антител, снижение уровня лизоцима и фагоцитарной активности лейкоцитов, подавление гуморального иммунитета, усиление аутоиммунных реакций, повышение количества бляшкообразующих клеток. Выявление латентной сенсибилизации может помочь в прогнозировании возникновения аллергозов и принятия своевременных профилактических мероприятий [35,42].

Остаются малоизученными ранние проявления компенсаторноприспособительных реакций при воздействии факторов малой интенсивности, когда организм находится на грани нормы и патологии. Характеристика такого состояния возможна при оценке процессов адаптации на всех уровнях организации биологических систем организма [47].

Неблагополучная экологическая ситуация в крупных промышленных городах видоизменяет иммунореактивность и способствует росту аллергических заболеваний. Увеличение степени загрязнения атмосферного воздуха, с одной стороны, оказывает угнетающее действие на ряд параметров клеточного звена иммунитета, с другой — приводит к повышению функции гуморального звена, проявляющегося интенсивным синтезом иммуноглобулинов. По данным выполненных в различных регионах Российской Федерации эпидемиологических исследований, аллергическими заболеваниями страдают до 15% детского населения. Распространение аллергозов отмечается среди городских детей, особенно — среди проживающих в городах с высоким уровнем загрязнения воздушной среды химическими продуктами. Реже аллергические заболевания выявляются среди сельских детей. Весьма распространенной патологией являются поллино-зы, возникновение которых чаще регистрируется среди сельских детей по сравнению с городскими. Однако за последние годы наметилась тенденция к росту распространенности поллинозов среди городских детей, и это связывают с ростом загрязнения воздушной среды [9,41,67].

Значительное количество химических веществ, загрязняющих атмосферу, обладает аллергенными свойствами [33]. Особое значение имеет не только концентрация, но и качественный состав загрязняющих воздух вредных примесей, которые определяют структуру заболеваемости. Наиболее чувствительно реагирует при подобных обстоятельствах система органов дыхания. Такие широко распространенные в атмосфере городов соединения, как оксиды азота, сероуглерод, формальдегид и многие другие, не являясь аллергенами в полном смысле слова, могут быть гаптенами и медиаторами аллергенов. В загрязненных районах уровень распространенности аллергических заболеваний выше, чем в условно чистых районах в среднем в 5 раз [35,41].

Определённую роль в поддержании гомеостаза организма и обеспечении химической чистоты его внутренней среды играют цитохром Р-450-зависимая монооксигеназная система и функционально связанная с ней система ферментов. Нарушение функционирования этих систем лежит в основе таких патологий, как циррозы печени, гормональные расстройства, аллергические заболевания. Основу адаптивных реакций составляют восстановительные процессы, которые определяют способность органов репарировать химическое повреждение. Своеобразными синхронизаторами этих реакций являются гормоны, действие которых реализуется через изменение активности ферментов [1].

В последние годы особую роль приобрело изучение иммунной системы как мишени для химических веществ, условий проявления их модифицирующего действия на иммуногенез. В изучении влияния химических веществ на иммунные реакции в организме выделилось два направления: установление сенсибилизирующего действия химических веществ, способствующих возникновению аллергической патологии, и изучение влияния на иммунореактивность организма, как фактора предрасполагающего организм не только к развитию аллергических, но и других заболеваний [43].

Детский организм в связи с функциональной незрелостью тканей и систем особенно чувствителен к влиянию сложного комплекса факторов окружающей среды. У ребёнка ещё полностью не сформировались иммунная система и механизмы детоксикации чужеродных веществ. Сам же комплекс химических веществ, не являясь причиной заболеваний, в то же время, может способствовать созданию условий для их возникновения путём снижения неспецифической резистентности организма [3, 41]. У детей, проживающих в городах с химическим загрязнением воздуха, в зимне-весенний период снижена фагоцитарная активность нейтрофилов, повышена активность лизоцима слюны, изменены показатели кожной аутомикрофлоры. Респираторная заболеваемость у таких детей выше в 2 раза, чем у детей контрольного района [57].

В пуповинной крови новорождённых определяются IgM, IgG, IgA и IgE крайне редко. Синтез IgM резко возрастает, достигая максимума на 2−3-ей неделе жизни. Затем к месячному возрасту снижается, в дальнейшем медленно возрастает, достигая к 6−12 месяцам уровня взрослых. Концентрация IgG, весьма незначительная при рождении, возрастает к 7−8 годам. У детей, вскармливаемых искусственно, эта динамика происходит значительно быстрее. Ig, А в сыворотке крови новорожденных, как правило, отсутствует в течение первого месяца жизни. В дальнейшем, содержание иммуноглобулина медленно нарастает, составляя к концу первого года 28% уровня этого белка взрослых. Нормализация параметра происходит к 8−15 годам. IgG у новорождённых обычно не определяется. Появляется этот белок примерно на 6-й неделе, достигая уровня взрослых к 8−15 годам. IgE также не обнаруживается у новорождённых — постепенно нарастая, он приближается к значению взрослых к 11−12 годам [3, 28]. Показатели иммунного статуса у обследованных лиц из крупных городов (уровень IgA, IgG, IgM, естественных антител, фагоцитарная активность нейтрофи-лов) находятся на нижних границах установленных норм. Дефицит лактофер-рина под действием ксенобиотиков становится предрасполагающим фактором к развитию бронхолёгочных заболеваний. У лиц с нарушенным иммунным статусом нередко развивается оппортунистическая инфекция. Установлено, что такие экополлютанты, как озон, оксиды азота, диоксид серы существенно повышают чувствительность организма к инфекции. Иммуносупрессорное действие металлов направлено на изменение пролиферации лимфоцитов. Одни из них (соединения лития, рубидия, меди, свинца) изменяют содержание и пролиферацию Т-хелперов, другие (соединения селена) — Т-супрессоров [1,35].

Соединения металлов среди основных факторов, вызывающих аллергические заболевания кожи и органов дыхания, стоят на первом месте. Установлена интенсификация фагоцитоза на фоне существенного притока нейтрофилов, выраженные дистрофические изменения в ядрах альвеолярных макрофагов, что являются доказательством выраженной цитотоксичности смешанной металло-содержащей пыли и показанием к регламентированию по токсическому компоненту. За ними следуют полимеры, лекарства, растворители и другие вещества. Так, диоксид азота вызывает спазм бронхов не только у больных бронхиальной астмой, но и у здоровых. Колебания уровня сернистого ангидрида в воздухе в пределах ПДК ведут к повышению заболеваемости детей острыми и обструк-тивными бронхитами. Ирританты (типа аммиака, формальдегида, сернистого газа) провоцируют развитие обструктивного синдрома посредством угнетения системы местного иммунитета. Другие вещества (прооксиданты, органофосфа-ты, тяжёлые металлы) угнетают синтез антител, вызывают глубокие нарушения кооперации клеток в иммунном ответе и повреждают систему комплемента [57].

В отношении механизмов воздействия химических элементов на иммунную систему существуют следующие гипотезы. Первая базируется на том, что при формировании истинной аутоиммунной патологии подавляются Т-супрессоры и, соответственно, активизируются Т-хелперы, которые обусловливают генерализацию запрещённых клонов. Вероятно, что стимуляция тяжёлыми металлами и другими токсикантами проявлений аутоиммунной патологии является следствием включения указанных механизмов с одновременным формированием «изменённого своего» в результате взаимодействия химических агентов с продуктами главного локуса гистосовместимости. При этом аутоло-гичные Т-хелперы могут активизироваться против антигенов собственного организма, по типу реакции «трансплантат против хозяина». Так, метаболиты ак-тинопетрила инактивируют преимущественно Т-хелперы, неспецифические Т-супрессоры, антителообразование и нормальные киллеры. Свинец селективно блокирует SH-группы структур, локализованных на поверхности Т-супрессоров, что приводит к снижению функциональной активности последних. Ртуть связывается, главным образом, с SH-группами Т-хелперов и макрофагов, увеличивая функциональную активность. В результате экспозиция свинца и ртути обеспечивает стимуляцию антителообразования. Никель в нетоксических дозах повышает синтез ряда сывороточных иммуноглобулинов и инак-тивирует нуклеиновые кислоты, одновременно подавляя резистентность организма к злокачественным новообразованиям.

Другая гипотеза основана на том, что многие химические агенты, попадая в организм, соединяются с белками крови и тканей и приобретают антигенные свойства. Вследствие этого в организме вырабатываются антитела к антигенугаптен + адъювант, а также противотканевые комплемент — связующие антитела. Эти процессы происходят уже при хроническом поступлении микроконцентраций веществ в размерах ниже ПДК [35]. Есть свидетельства о том, что при воздействии кадмия происходит нарушение экспрессии рецепторов к Fe-фрагменту молекул иммуноглобулинов, слущиваются Е-рецепторы Т-лимфоцитов. Нарушается также чувствительность элементов к гуморальным регуляторным воздействиям. Результатом является подавление синтеза антител и разбалансированность клеточных реакций. Многие неорганические вещества (соли хрома, никеля, марганца, вольфрама, кобальта, бериллия) вызывают перекрёстные аллергические реакции. Среди возможных механизмов иммуноде-прессивного действия веществ, поступающих ингаляционным путём, называется и первичная элиминация из дыхательных путей пыли со слизью в соответствии мукоцилярным и защитным рефлексам. Следующим этапом является заглатывание слизистой массы из ротоглотки, что в последующем ведёт к блокированию ферментативных систем желудка и кишечника. Результатом является нарушение всасывания железа, нормального витаминно-микроэлементного и микробиологического баланса кишечника. Дефицит железа сопровождается постепенно нарастающей анемией, повышением метгемоглобинобразования, нарушением в рецепторном аппарате клеток крови, включая лимфоциты и макрофаги. Изменение иммунитета при воздействии факторов окружающей среды рассматриваются в комплексе с другими показателями их биологического действия [28,41].

Установлена зависимость между степенью загрязнения атмосферного воздуха химическими веществами и результатами иммунологических исследований у детей. Показано, что загрязнение атмосферного воздуха г. Новомосковска комплексом химических веществ вызывает нарушение иммунного статуса детей и обусловливает значительную распространённость часто болеющих детей. Чувствительность к неблагоприятному воздействию факторов окружающей среды у детей 3−4 лет оказалась выше, чем у детей 10−11 лет практически всех регионов города [13, 41, 43]. В г. Ангарске в атмосферный воздух выбрасывается 96 тыс. т. вредных веществ, в том числе промышленных аллергенов, что привело к повышенной заболеваемости детей бронхитами и бронхиальной астмой [3].

У детей, проживающих вблизи крупных производств, в большинстве случаев профилактическая вакцина оказывается малоэффективной. Ксенобиотики, особенно соли тяжёлых металлов, диоксины, полициклические хлорированные углеводороды, угнетают специфические иммунные реакции, что снижает эффективность вакцинации [11]. Современная медицина не располагает средствами профилактики вторичной иммунной недостаточности, формирующейся под влиянием техногенных факторов внешней среды. Однако особенности острой и хронической патологии у данной категории пациентов указывают на необходимость коррекции подобных изменений. Экологический мониторинг ситуации и детальный анализ особенностей иммунореактивности могут служить основой в использовании средств вычислительной техники и экспертных знаний в управлении диагностическим и лечебным процессами на фоне извращённой иммунной реактивности [42].

Таким образом, прослеживается закономерность, свидетельствующая о формировании аллергической готовности у детей, проживающих в зонах промышленного загрязнения. Это проявляется, с одной стороны, ростом восприимчивости детей к респираторным инфекциям, с другой — нетипичным течением этой патологии. При этом наличие в прошлом эпизодов аллергии указывает на повышение риска заболевания, провоцируемого любыми факторами. Это свидетельствует о необходимости формирования новых лечебных и реабилитационных подходов к больным из зон экологического неблагополучия [15].

Влияние загрязнителей атмосферного воздуха на систему органов дыхания у детей.

В патологии детского возраста респираторные заболевания занимают одно из ведущих мест и имеют наибольший удельный вес в структуре детской заболеваемости. В городах до 10 процентов всех заболеваний органов дыхания у детей (240−370 тыс. случаев в год) возникает из-за влияния загрязнённого атмосферного воздуха [24,39, 51, 66]. В индустриальных городах Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера при значительном загрязнении атмосферного воздуха различными химическими соединениями выявлена тенденция к росту заболеваемости детей: пневмониями (на 37,1%), ОРЗ (на 28,6%), бронхитами (на 24,4%), бронхиальной астмой (на 21,8%) — возможно и одновременное наличие двухтрёх заболеваний. Частота обострений хронических заболеваний у детей, проживающих вблизи металлургических комбинатов, в 4−7,5 раза превышает аналогичные показатели в относительно чистых сельских районах [47].

Заболеваемость органов дыхания в России в 2000 году у подростков (1417 лет) составила 688,9- у детей — 1182.5 на 1000 соответствующего возраста. Для сравнения, эти показатели в Липецке: у подростков — 1267,1- у детей -1617,4. Как видим, показатели заболеваемости нашего детского населения превышают общероссийские почти в 1,5−2 раза и, отметим, что болезни органов дыхания занимают первое место в структуре общей заболеваемости населения нашего города [40, 51]. Распространённость хронических и респираторных заболеваний органов дыхания у детей в г. Липецке в 2−2,5 раза выше, чем в сельской местности. Отсюда можно сделать вывод, что патология дыхательной системы является клиническим манифестным маркером экологического неблагополучия воздушной среды [25].

Абсолютное большинство химических загрязнителей поступает в организм ингаляционным путём [59]. Неорганические соединения поступают через дыхательные пути в виде молекул или микрочастиц. В виде молекул вдыхаются пары летучих и газообразных веществ, например NH3, Р4, Ni (CO)4, Se02, OSO4, Hg, TI2O. В виде микрочастиц может поступать большинство элементов в простой форме оксидов, солей, кислот, гидроксидов, минералов. Эти вещества в атмосфере находятся в виде аэрозолей — дымов, тумана, пылиразмеры их частиц составляют от 5 нм до 50 мкм. Всасывание осевших веществ может происходить на любом участке эпителия дыхательных путей.

Нарушение функции иммунокомпетентных клеток ведёт к снижению местной защиты лёгких (дефицит IgA, снижение активации альвеолярных макрофагов, продукции антител и др.). Всё это в комплексе определяет и склонность к развитию лёгочных заболеваний под действием поллютантов, и особенности клинического их течения. Чаще всего экологические болезни лёгких формируются на фоне длительного воздействия патогенных факторов малой и сверхмалой интенсивности и при самых различных их комбинациях. Наибольшая частота обструкции верхних дыхательных путей и гортани наблюдается в раннем детском и дошкольном возрасте, что обусловлено анатомо-физиологическими особенностями органов дыхания [1,47].

Важнейшей особенностью строения органов дыхания у детей являются малые размеры всех отделов дыхательного тракта, что способствует генерализации патологических процессов в системе дыхания. Так, у детей носовые ходы уже, язык относительно велик и затрудняет дыхание через рот. Гортань также относительно уже, чем у взрослых, и длиннее. Малый просвет наряду с рыхлостью и повышенной васкуляризацией этой области является основной причиной быстрого отёка подсвязочного пространства (ложного крупа). Чем меньше ребёнок, тем уже дыхательные пути. Эластическая ткань лёгких развита недостаточно, что способствует быстрому развитию эмфиземы. Обструкция дыхательных путей возникает тем легче, чем моложе ребёнок. Горизонтальное от-хождение рёбер детей младшего возраста уменьшает резервные возможности дыхания. Чем меньше возраст ребёнка, тем слабее мускулатура. Важным фактором для возникновения патологии гортани и трахеи являются и их функциональные особенности: нестойкость гортанных и трахеальных рефлексов у детей. Чем меньше возраст, тем менее стойки эти рефлексы и тем сильнее воздействие на органы дыхания различных токсических веществ. Указанные анатомо-физиологические особенности дыхательной системы постепенно исчезают к 8 годам, но функционально внешнее дыхание приблизительно соответствует особенностям взрослого лишь в старшем школьном возрасте [3, 46].

С возрастом у детей преобладающими этиологическими факторами в заболеваемости органов дыхания становятся окись углерода, двуокись азота, сероводород, что связано, скорее, с ростом напряжения механизмов адаптации организма к данным химическим веществам и, возможно, с кумуляцией эффекта их воздействия. В противоположность этому отмечается постепенное приспособление организма к действию таких факторов как окись азота, сероуглерод, фенол, бенз (а)пирен. Их этиологический вклад в заболеваемость органов дыхания значительно снижается к 14 годам, что, возможно, объясняется большей зрелостью адаптационных механизмов ребёнка и обусловленным этим высоким уровнем жизнедеятельности. Но в условиях воздействия данного комплекса химических веществ этот уровень приспособления, возможно, достигается путем высокого напряжения адаптационных систем организма, что может сказаться в дальнейшем резким ростом заболеваемости [6].

Результатом хронического воздействия аэротоксикантов становится снижение функциональных возможностей органов дыхания, нарушение защитных свойств слизистых оболочек, повышение реактивности бронхов и ухудшение бронхиальной проводимости, снижение жизненной емкости легких, увеличение частоты дыхания, нарушение кислотно-щелочного равновесия и повреждение клеточных мембран. Повышенное содержание пылевых частиц также неблагоприятно действует на слизистую оболочку бронхов, но у детей практически не бывает специфических пылевых заболеваний (силикоз, асбестоз и т. д.).

Причиной роста уровня острых респираторных заболеваний и хронических воспалительных заболеваний у детей, проживающих в условиях повышенной химической нагрузки, является снижение неспецифической резистентности организма и влияние промышленных загрязнений на его иммунный статус [14, 41]. Снижение резистентности дыхательных путей приводит к повышению чувствительности ирритантных рецепторов дыхательных путей и развитию вследствие этого гиперреактивности бронхов, а также сенсибилизации к химическим соединениям. У больных с хроническими заболеваниями органов дыхания наиболее часто обнаруживается первичная иммунная недостаточность (приблизительно у 30% всех госпитализированных с этой патологией). Приблизительно у 15−20% больных хроническими заболеваниями органов дыхания выявляются дисиммуноглобулинемии с менее резким снижением иммуноглобулинов одного или двух классов и компенсаторным повышением других [43].

К числу основных этиологических причин аллергических заболеваний у детей относят частые вирусные и бактериальные инфекции дыхательных путей, загрязнение воздуха, интенсивный и ранний контакт с аллергенами и пр. При накоплении эозинофилов в воспалительном экссудате их токсические субстанции повреждают эпителий дыхательных путей. Создаётся порочный круг, являющийся основой развития бронхиальной астмы в связи с развитием неспецифической бронхиальной гиперреактивности [35].

Синдром крупа у детей независимо от причины, его вызвавшей, следует рассматривать как проявление респираторного аллергоза вследствие гиперчувствительности верхних дыхательных путей. Значительный интерес для понимания причины атипичного течения поражения дыхательных путей представляют результаты изучения клинико-патогенетических особенностей экзогенного аллергического альвеолита. Установлено, что концентрация пыли имеет решающее значение, однако основную роль играет даже не интенсивность экспозиции, а сами аллергены. С этих позиций становится объяснимым факт существования патогенного потенциала угольной пыли. Уголь может осаждать и денатурировать белки (за счёт высокой адсорбционной активности), образовавшийся комплекс приобретает свойства антигена по отношению к организму и участвует в возникновении иммунных реакций и развитии соединительной ткани в лёгких. Под действием пыли фагоциты гибнут, а пылевые частицы снова становятся объектом фагоцитирования. Закономерно, что на подобном фоне даже банальные воспалительные процессы будут протекать атипично [10, 41].

Аллергия имеет значение в формировании воспалительного стеноза гортани при ОРВИ и, особенно, в повторном возникновении его. Она в таких случаях действует опосредовано, часто обусловливает повышение чувствительности организма к холоду, ослабляет его устойчивость к инфекциям, повышает чувствительность дыхательных путей к различным раздражителям. Аллергия способствует формированию острого воспалительного стеноза гортани при ви-русно-бактериальных инфекциях дыхательных путей и вероятность возникновения такого стеноза непредсказуема, диктует необходимость аллергологиче-ского обследования более широкого круга детей, особенно раннего возраста.

Экология подразумевает изучение влияния географических условий на здоровье человека и эффективность мероприятий по его охране. Одним из ведущих факторов среды обитания всегда был климат. Влияние погодных условий на показатели состояния здоровья метеочувствительной группы населения достаточно хорошо изучено и освещено в литературе. Многие исследователи, в том числе педиатры, придерживаются мнения об обособленном влиянии отдельных метеофакторов на организм, об их относительной специфичности. Большое значение имеют влажность и скорость движения воздуха для развития острых заболеваний и хронических изменений. Так, относительная влажность воздуха выше 80% оказывает негативное влияние на воспроизводство населения, способствует увеличению показателей заболеваемости детей и обращаемости, взрослых за скорой медицинской помощью [63]. Неблагоприятное действие повышенной влажности усиливается в условиях загрязнения воздуха. Высокая респираторная заболеваемость имеет место среди детей, проживающих во влажном климате [3].

Кратковременные пики выбросов в сочетании с неблагоприятными метеоусловиями могут способствовать увеличению числа обструктивных эпизодов у детей с рецидивирующими формами бронхитов в течение нескольких последующих дней. При более высокой влажности заболеваемость выше в пределах одного и того же интервала загрязнителя. Такой эффект сочетанного действия загрязнения при повышенной влажности воздуха отмечен в 78% случаев. Был выполнен также анализ значения скорости движения воздуха (ветрового фактора) в заболеваемости дошкольников. Достоверных закономерностей не выявлено, отмечается тенденция к повышению заболеваемости через один день после воздействия ветра (скорость свыше 3 м/с). Бронхоспастическим эффектом обладают также инверсия воздуха, резкая смена погоды.

Одним из важных физических раздражителей для ребёнка является температура воздуха, влияющая на процессы терморегуляции, обмена веществ, мышечную и нервную деятельность, вызывающая изменения биохимических и биоэлектрических процессов в тканях в органах. Сбалансированное соотношение теплопродукции и теплоотдачи у детей формируется постепенно, относительной устойчивости достигает только в школьном возрасте.

По данным Правительства Москвы, содержание взвешенных веществ (в т.ч. мелкодисперсной фракции с размером порядка 1 мкм) в наиболее задымленные дни летом 2002 г достигало 1000−1500 мкг/м при ПДК 150 мкг/м, оксида углерода до 18−20 мг/м3 (ПДК для 20 минутного осреднения 5 мг/м3), азота диоксида достигали очень опасных значений (7−8 ПДК). Результаты прогнозных оценок ущерба для здоровья показали, что в период с 01.06.02 по 09.09.02 г. воздействие только диоксида азота могло привести к 103 дополнительным случаям смерти. У детей воздействие жары может быть причиной диареи, заболеваний верхних дыхательных путей, неврологических расстройств [47].

Особенности реакций иммунной системы организма в ответ на воздействие окружающей среды всегда экологически обусловлены. Это создает предпосылки для разработки региональных норм здоровья. Однако до настоящего момента не изучено сочетанное влияние загрязнений атмосферного воздуха и климатогеографических характеристик территории, характерных для промышленных районов России, на здоровье населения. Отсутствует единое мнение о характере изменений, возникающих в организме детей под влиянием неблагоприятных факторов среды. Данные о ранних изменениях в здоровье этих детей и информативности физиологических, биохимических и иммунологических методов выявления доклинических признаков заболеваний противоречивы. Следовательно, совершенствование изучения и оценки характера изменений в состоянии здоровья населения, подвергающегося сочетанному влиянию антропогенного загрязнения воздушной среды и климатических условий проживания, является актуальным и возможно лишь на основе проведения целенаправленных и комплексных исследований [32].

Итак, неблагоприятные изменения в здоровье населения в значительной мере обусловлены уровнем промышленных загрязнений и начинают приобретать, в определённой степени, необратимый характер. Всё это свидетельствует не столько о санитарно-эпидемиологическом неблагополучии, сколько о несоответствии экологической обстановки в городах потребностям организма в различные периоды его жизни. Здоровье детей ставится в прямую зависимость от интенсивности, продолжительности влияния загрязнений и степени адаптации индивида к среде обитания. А важнейшим принципом профилактики неблагоприятного действия загрязнения среды согласно [25], является признание здоровья населения главной целью любых природоохранных мероприятий.

ВЫВОДЫ.

1. В городе Липецке атмосферный воздух загрязнён диоксидом азота, сероводородом, формальдегидом, фенолом (II класс опасности) — взвешенными веществами и сернистыми соединениями (III класс опасности), и оксид углерода (IV класс опасности). Концентрации вредных веществ в воздухе с 1998 по 2002 гг. превышали ПДК по формальдегиду в 3,7 — 12,7 раза, по фенолу в 1,3 -4,3 раза, по диоксиду азота в 1,3−3 раза, по пыли в 1,1 — 2,7 раза. Суммарное загрязнение атмосферного воздуха за этот период составил от 15,5 до 18,08, что позволяет охарактеризовать загрязнение как сильное.

2. Показана тенденция увеличения заболеваемости органов дыхания у детей при резких подъёмах суммарного загрязнения атмосферного воздуха в течение года, их корреляция наблюдалась в четырёх из пяти лет наблюдений. Наибольший вклад в общую заболеваемость органов дыхания у детей вносят формальдегид и фенол.

3. Из десяти изученных районов города наибольшая заболеваемость органов дыхания у детей была отмечена в 8-м, 2-м и 5-м районах с 1998 по 2002 гг., что обусловлено розой ветров, близостью расположения районов к транспортным узлам города и особенностью их ландшафтов.

4. Установлена роль метеорологических факторов в совокупности с техногенным загрязнением атмосферного воздуха. Наибольшая заболеваемость органов дыхания у детей в изученных районах обусловлена розой ветров со стороны источников загрязнения воздушной среды. Увеличение относительной влажности атмосферного воздуха влечёт за собой подъём заболеваемости органов дыхания у детей. Корреляция между этими показателями отмечалась в течение трёх лет из пяти. Снижение температуры воздуха влечёт за собой подъём заболеваемости органов дыхания у детей. Увеличение скорости ветра влечёт за собой подъём заболеваемости органов дыхания у детей. Корреляция между данными характеристиками выявлена в течение двух лет из пяти.

5. Разработанная обучаемая система «Экология» позволяет прогнозировать изменения заболеваемости детей на основе химических факторов загрязнения воздушной среды города с учётом метеопрогноза. Предложенная математическая модель отражает как суммарное влияние всех факторов на заболеваемость органов дыхания у детей, так и по отдельности. Среди причин роста заболеваемости органов дыхания у детей первое место занимает общее химическое загрязнение атмосферного воздухавторое — направление ветра со стороны основных источников загрязнения воздушной средытретье — относительная влажность воздухачетвёртое — температура воздухаи, пятое — скорость ветра.

Заключение

.

Уровень здоровья детей постоянно снижается как в целом по России, так и по Липецкой области. Показатели заболеваемости органов дыхания у детей в г. Липецке превышают общероссийские в полтора раза, что свидетельствует о неблагоприятной окружающей среде в данном регионе. Атмосферный воздух города загрязнён многими химическими веществами, из которых явное превышение норм фиксируется по четырём ингредиентам за весь период наблюдений: по формальдегиду, фенолу, диоксиду азота и по взвешенным веществам. Высокая степень загрязнения воздушной среды в сочетании с неблагоприятным направлением ветра в сторону жилых массивов, а также в сочетании с высокими показателями относительной влажности воздуха и средней скорости ветра провоцируют резкий подъём заболеваемости органов дыхания у детей.

Необходимы глубоко продуманные мероприятия по исправлению создавшейся ситуации. На карту поставлена возможность выживания нации. Без фундаментального исследования причин и возможностей исправления катастрофического состояния экологической обстановки территории страны, эту проблему не решить. Надеемся, что настоящее исследование хотя бы в малой степени позволит уяснить состояние здоровья детского населения города, его зависимость от состояния атмосферного воздуха и метеорологических факторов, наметить пути изучения возможностей улучшить ситуацию. Поэтому, а также в связи с установившейся традицией написания диссертаций, представляется целесообразным завершить текущий раздел следующими рекомендациями.

1. Рекомендации для деятельности санитарно-эпидемиологических служб города.