Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Микроэлементный статус детского населения Европейского Севера

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Микроэлементный статус детского населения Европейского Севера"

На правах рукописи

Боднарь Ирина Сергеевна

МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СТАТУС ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА (НА ПРИМЕРЕ РЕСПУБЛИКИ КОМИ)

03.02.08 - экология (биология)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

3 О МАП 2013

00506044Э

Сыктывкар 2013

005060445

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении науки Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Зайнуллин Владимир Габдуллович

Официальные оппоненты: Безель Виктор Сергеевич,

доктор биологических наук, профессор, вед. науч. сотр. Лаборатории экотоксиколо-гии популяций и сообществ ФГБУН Институт экологии растений и животных УрО РАН (г. Екатеринбург)

Болотов Иван Николаевич,

доктор биологических наук зам. директора по научной работе ФГБУН Институт экологических проблем Севера УрО РАН (г. Архангельск)

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Сыктывкарский государст-

венный университет»

Защита состоится 19 июня 2013 г. в 1400 на заседании диссертационного совета Д 004.007.01 в Федеральном государственном учреждении науки Институте биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ГСП-2, ул. Коммунистическая, 28. Факс: (8212) 24-01-63, e-mail: dissovet@ib.komisc.ru

Сайт института: www.ib.komisc.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 24.

Автореферат разослан 18 мая 2013 г.

Ученый секретарь /V7

диссертационного совета "у Алевтина Григорьевна Кудяшева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время особое внимание уделяется проблемам элементного гомеостаза организма, нарушения которого могут сопровождать многие патологические состояния различных органов и систем организма (Ларионова и др., 2004). Считается, что роль металлолигандно-го гомеостаза в нормальном функционировании органов и систем сопоставима с ролью генетических факторов в формировании здоровья (Кудрин, 2000). Элементный состав волос является интегральным показателем элементного статуса организма человека, который может быть использован для оценки состояния здоровья человека и его адаптации к окружающей среде (Авцын, 1991).

Республика Коми расположена на территории Европейского Севера Российской Федерации. Север представляет собой огромную полиэлементную биогеохимическую провинцию со сниженными адаптивными возможностями человека, где нарушения минерального обмена носят масштабный характер (Глушкова и др., 2002; Горбачев и др., 2007). В состав республики входят районы, неоднородные по природно-климатическим, биогеохимическим условиям, национальному составу населения, уровню антропогенной нагрузки. Можно выделить промышленно развитые районы с преимущественно городским населением (г. Сыктывкар, г. Ухта, Сосногорс-кий район), сельские аграрные районы с преимущественным проживанием коми населения (коми-ижемцы - Ижемский район, южные коми - Кортке-росский, Койгородский, Прилузский районы), а также местного русского населения (Усть-Цилемский район), северные районы, с преимущественно городским пришлым населением и высокой миграцией (г. Воркута, г. Инта). Такая неоднородность условий может отражаться в различном уровне здоровья населения отдельных районов, наличии «собственного элементного портрета региона».

Наиболее чувствительным показателем является состояние здоровья детей (Вельтищев, 1999; Holland et al., 2011). Поэтому актуально исследование микроэлементного статуса именно у этой группы населения.

Цель работы: анализ элементного статуса и качества здоровья детского населения как «информативных показателей» экологического состояния территории Европейского Севера (на примере Республики Коми).

Задачи:

1) оценить демографический потенциал и демографическую структуру населения Республики Коми;

2) провести анализ качества здоровья взрослого и детского населения в районах Республики Коми;

3) определить уровни накопления в волосах детей макро- и микроэлементов;

4) выявить особенности накопления элементов в волосах детей в зависимости от пола, района проживания;

5) установить взаимосвязь заболеваемости и элементного статуса населения.

Научная новизна. Разработана концепция мониторинга состояния здоровья населения с использованием в качестве «информативных показателей» изменения демографической структуры, динамики экологически обусловленной заболеваемости, данных о микроэлементном составе волос, который позволяет оценить влияние геохимических факторов среды обитания на популяционное здоровье. Доказано, что климатогеографические и биогеохимические особенности территории, национальный состав населе-

ния, размещение промышленных производств согласуются с различным уровнем экологически обусловленной заболеваемости и накоплением химических элементов в волосах детского населения. Определены территории риска развития экологически обусловленной патологии у детей — это города Сыктывкар, Ухта, а также Троицко-Печорский район. Особенностью динамики экологически обусловленной заболеваемости у детей (атопи-ческий дерматит, бронхиальная астма) является её рост, особенно интенсивный в сельской местности.

Впервые изучено накопление широкого спектра химических элементов в составе волос детей из Республики Коми, раскрыта специфика корреляционных связей между элементами на Севере. Характерной особенностью элементного статуса детского населения является избыток марганца, никеля, недостаток меди и селена вследствие биогеохимических особенностей территории. Доказана взаимосвязь экологически обусловленной заболеваемости и содержанием макро- и микроэлементов в волосах детей: между анемией и содержанием свинца в волосах, заболеваемостью органов пищеварения и магнием, цинком, накоплением ртути и младенческой смертностью.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные в работе результаты обладают новизной, имеют теоретическое значение для развития представлений о распространении и динамике экологически обусловленной заболеваемости и элементном статусе детского населения Республики Коми. Выделенные «территории риска» по развитию экологически обусловленной заболеваемости у детей (города Сыктывкар, Ухта, Троицко-Печорский район) могут быть использованы при проведении как регионального, так и локального экологического мониторинга, а также планировании системы профилактических мероприятий, направленных на снижение такой заболеваемости.

Впервые изучено накопление широкого спектра химических элементов в составе волос человека (дети 4-16 лет) в Республике Коми. Создана база данных, включающая показатели содержания 19 химических элементов в волосах детей, которые могут быть использованы в качестве референсных значений по Республике Коми при организации биогеохимического мониторинга, а также для выявления, профилактики, лечения элементозов в Республике Коми.

Созданы схематические карты Республики Коми с диаграммами динамики по основным демографическим показателям, экологически обусловленной заболеваемости среди всего населения и у детей, которые были включены в «Атлас Республики Коми» (2011). Результаты исследований используются при чтении курсов лекций «Общая экология», «Экология человека», «Геоинформационные системы в экологии» Сыктывкарского государственного университета.

Личный вклад автора. Автор принимал участие в разработке темы и планировании исследований, проводил отбор проб, анализ медицинской документации, составлял карты-схемы, выполнил статистический анализ полученных экспериментальных данных, их интерпретацию, формулировал выводы работы, а также лично участвовал в тематических конференциях, выполнял подготовку публикаций по выполненным исследованиям.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований были доложены на 11 конференциях: региональной «Человек и окружающая среда» (г. Сыктывкар, 2003-2004), всероссийской конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии» (г. Сыктывкар, 2007, 2011, 2012, 2013), научно-практической конференции с международным участием «Со-

временные проблемы биомониторинга и биоиндикации» (г. Киров, 2006, 2010, 2011); X, XI Всероссийской молодежной научной конференции «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике» (г. Сыктывкар, 2010, 2011); 16-й Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI» (г. Пущино, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе три статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, глава в «Атласе Республики Коми» (2011).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и выводов, изложенных на 157 страницах машинописного текста, иллюстрированных 31 рисунками и 25 таблицами. Список литературы содержит 237 наименований, из них 48 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В главе рассмотрены виды экологически обусловленной заболеваемости, которая является следствием воздействия целого ряда экологических факторов, природных и антропогенных (Гичев, 2002; Рукавишников, Ефимова, 1999). Обобщены имеющиеся данные по исследованиям адаптации человека к условиям Севера, геохимические особенности северных территорий, основные положения современной биоэлементологии, описана роль эссенциальных, условно эссенциальных и токсичных элементов в организме и жизнедеятельности человека (Авцын и др., 1985; Бойко, 2005; Обер-лис и др., 2008; Панин, 1983; Скальный, 2004).

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

2.1. Характеристика региона. Республика Коми расположена на северо-востоке Европейской части Российской Федерации, занимает территорию площадью 416,8 тыс. квадратных километров (Обедков, 1995). Около 15 % территории расположено за Полярным кругом. Остальная ее часть также может характеризоваться как территория с дискомфортными условиями для проживания человека, ввиду особенностей сочетанного воздействия комплекса природно-климатических факторов (Глушкова и др., 2002). Биогеохимическая среда северных территорий из-за бедных подзолистых почв, пресной и слабо минерализованной питьевой воды характеризуется крайне низким содержанием биогенных химических элементов (Алексеева, 1996; Горбачев и др., 2007; Ермаков, 1999; Транковская и др., 2004). Таежно-лесная зона Европейского Севера характеризуется кислыми дерново-подзолистыми, супесчаными, песчаными и торфяно-болотистыми почвами, в которых выявлена недостаточность содержания кальция, фосфора, калия, кобальта, меди, йода, молибдена, бора, цинка (Ковальский, 1974).

2.2. Методика оценки демографических процессов. Для оценки демографических процессов в работе изучены показатели рождаемости, смертности, продолжительности жизни населения по районам республики. Для оценки динамики рождаемости в работе использованы относительные специальные коэффициенты рождаемости: повозрастные, суммарные коэффициенты рождаемости в целом по республике и по отдельным районам. Для оценки смертности рассматривали общие коэффициенты смертности и половозрастные коэффициенты смертности. Демографическая ситуация изучена по данным отдела статистики Минздрава Республики Коми, Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Рес-

публике Коми (Атлас РК, 2011; Всероссийская перепись населения 2010, 2011, Демографический ежегодник, 2002, 2004, 2008; Статистический ежегодник, 2010). Для анализа динамики данных демографии использовали критерий Стьюдента (Савилов и др., 1993). По полученным данным с помощью программ ArcView 3.2, CorelDRAW Х6 составлены карты рождаемости, смертности с диаграммами динамики этих процессов.

2.3. Методика оценки заболеваемости. Изучены показатели заболеваемости всего населения и детей 0-14 лет по районам республики. Чтобы оценить частоту возникновения новых случаев заболеваний у населения, проживающего на определенной территории, использовали коэффициент заболеваемости (Кз). Кз = число заболевших в популяции на протяжении одного года/средняя численность популяции х 1000 (Буштуева, Случанко, 1979; Дёмин, 1999). Сравнение районов по уровню заболеваемости проводили с помощью критерия знаков и парного критерия Вилкоксона (Савилов и др, 1993).

Заболеваемость изучали в динамике по статистическим данным Минздрава Республики Коми, Центрального НИИ Организации и информатизации здравоохранения, Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Республике Коми (Демографический ежегодник, 2008; http://www.mednet.ru/ru/statistika). Параметры среды, суммарные выбросы от стационарных источников, состояние почвы, атмосферных осадков и воды оценивали по материалам Государственного доклада о состоянии окружающей природной среды Республики Коми (Государственный доклад ... , 2010). По полученным данным с помощью программ ArcView 3.2, CorelDRAW Х6 составлены карты-схемы первичной заболеваемости с диаграммами динамики по районам.

2.4. Методика оценки элементного состава волос. В работе проведено исследование содержания 19 химических элементов (натрий, калий, медь, цинк, кальций, магний, фосфор, сера, селен, алюминий, кобальт, хром, никель, железо, марганец, мышьяк, свинец, кадмий, ртуть) в волосах детей из Республики Коми. Исследовали биоматериал у 85 детей, включая 43 женского и 42 мужского пола. Для оценки влияния эколого-географичес-ких факторов волосы анализировали у детей из пяти районов, возраст 4-16 лет. Районы для исследования выбирали с учетом анализа структуры заболеваемости (с высоким уровнем заболеваемости: Троицко-Печорский, При-лузский районы, г. Ухта), национального состава населения (Ижемский район, большая часть населения - коми-ижемцы, Усть-Цилемский - русские). Образцы волос получали путем состригания с затылочной части головы, помещали в специальные конверты, к конвертам прилагали идентификационные записи. В местах отбора биологических проб проводили отбор проб питьевой воды (ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб»).

Определение микроэлементного состава образцов волос и содержания микроэлементов в питьевой воде выполнено экоаналитической лабораторией «Экоаналит» Учреждения Российской академии наук Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН (аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.511257 от 16 апреля 2009 г.). Анализ образцов волос проводили методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Контроль качества результатов измерений проводили с использованием стандартных образцов.

Статистическую обработку полученных результатов проводили при помощи программного пакета Statistica 6.0. Сравнение по полу по накоплению элементов в волосах определяли с помощью критерия Манна-Уитни (у детей 7-14 лет). Различия между районами по накоплению элементов в

волосах детей оценивали по критерию Краскела-Уоллиса. При обнаружении статистически значимых различий между районами проводили апостериорные сравнения с помощью критерия Манна-Уитни (Гржибовский, 2008). Также провели ранжирование районов по каждому элементу по накоплению элементов относительно физиологической нормы. Зависимость между заболеваемостью и содержанием эссенциальных и токсичных элементов оценивали с использованием коэффициента корреляции Спирмена, взаимосвязь между элементами с помощью критерия Стьюдента (Гланц, 2000).

Глава 3. ДЕМОГРАФИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА НАСЕЛЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КОМИ

По данным переписи 2010 года население Республики Коми составляет 901.2 тыс. человек. За период с 2002 по 2010 г. произошло сокращение численности населения на 117 тыс. человек (-11.5 %), из них 85 % приходилось на миграцию за пределы республики. Заметные изменения произошли в возрастной структуре. Детей и подростков (0-16 лет) в республике за межпереписной период стало меньше на 20.6 %, они составляют 17.7 % от всего населения, что соответствует регрессивному типу возрастной структуры (по Сундбергу) (Медков, 2002). В Республике Коми с конца прошлого века сложился суженый тип воспроизводства населения. С 2000 по 2009 г. коэффициент рождаемости вырос в целом по республике с 9.4 до 12.4 на 1000 человек (далее - %о, промилле). Такие параметры характеризуют рождаемость как низкую. Суммарный коэффициент рождаемости в 2009 г. составил 1.49, поэтому имеющийся на сегодня уровень рождаемости обеспечивает воспроизводство лишь на 69.6 %.

Следующая составляющая демографического кризиса - это «сверхсмертность» населения. В динамике смертности с 1987 по 2009 г. можно выделить несколько этапов: повышение с 1987 по 1994 г. (с 7.7 до 13.7 %о), снижение с 1994 по 1998 г., рост с 1998 по 2005 г. (с 10.5 до 15.2 %о), а в период с 2005 по 2009 г. опять снижение с 15.2 до 12.8 %о.

Республика Коми принадлежит к регионам с низким уровнем младенческой смертности. В последние годы показатель младенческой смертности (число умерших в возрасте до одного года на 1000 родившихся живыми) в Республике Коми довольно последовательно снижается с 25.3 в 1995 г. до 5.1 %о в 2008 г. (рис. 1).

Глава 4. АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННОЙ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ В РЕСПУБЛИКЕ КОМИ

4.1 Особенности заболеваемости населения Республики Коми. За период с 2000 по 2009 г. среднемноголетняя первичная общая заболеваемость всего населения республики составила 954.6 %о. Заболеваемость в Республике Коми выше по сравнению с Центральным ФО и Северо-Западным ФО на 22.3 и 10.4 % соответственно (по данным за 2009 г.). Особенностями заболеваемости на территории Европейского Севера является высокий уровень заболеваемости органов дыхания, кожи и подкожной клетчатки, органов кровообращения.

4.2. Экологически обусловленная заболеваемость детского населения Республики Коми. Детское население является наиболее чувствительной частью популяции к воздействию экологических факторов (Мешков и др., 2007; Holland et al., 2011). Общая заболеваемость детей в 2009 году составила 2560 заболевших на 1000 детей (0-14 лет). С 2000 по 2009 г. коэффициент первичной заболеваемости в среднем по республике увеличился на 20.3 %. Самые высокие показатели первичной детской заболеваемости в Троицко-Печорском районе (3381 %о), г. Сыктывкаре (3119.1 %о), При-лузском районе (2839 %о), г. Ухта (2767 %о) и Печорском районе (2663 %о) (рис. 2). В структуре заболеваемости детского населения Республики Коми на первом месте находятся болезни органов дыхания - 61.8 % от общего количества заболевших (по состоянию на 2008 г.). Повышенную заболеваемость органов дыхания у детей на Европейском Севере можно рассматривать как экологически обусловленную. Наибольшая заболеваемость органов дыхания у детского населения, с диагнозом, установленным впервые в жизни, в городах Сыктывкар (1766 %о), Ухта (1676 %о), Печорском (1547 %о) и Троицко-Печорском районах (1628 %о) (рис. 3). Выбросы в атмосферу из стационарных источников в г. Сыктывкаре (основные загрязнители - бензапирен, формальдегид, взвешенные вещества), г. Ухте (диоксид азота, бензапирен), Печорском районе одни из самых высоких по республике, что может быть одной из причин повышенной первичной заболеваемости органов дыхания (Государственный доклад..., 2010). Из группы болезней органов дыхания индикатором загрязнения окружающей среды является бронхиальная астма. В Республике Коми заболеваемость бронхиальной астмой среди детей и подростков (0-17лет) увеличилась в два раза в период с 1995 по 2008 г., в том числе за счет заболевших из сельской местности (рис. 4). Наибольшее количество детей с первично установленным диагнозом бронхиальная астма в среднем за 2000-2008 гг. по Республике Коми зафиксировано в городах Воркуте (17.5 %о), Усинске (20.0 %о), Сыктывкаре (21.8 %о). Таким образом, наибольшая заболеваемость бронхиальной астмой среди детей и подростков 0-17 лет приходится на города с высокой антропогенной нагрузкой вследствие работы промышленных предприятий и добычи полезных ископаемых.

Одним из маркеров экологического неблагополучия территории является атопический дерматит (рис. 5). Первичная заболеваемость атопическим дерматитом среди детского и подросткового населения в Республике Коми увеличилась с 1995 по 2008 г. на 50 % и составила 26.4 %о, наиболее существенный рост произошел в сельской местности. Высокие темпы прироста первичной заболеваемости атопическим дерматитом в Ижемском районе (заболеваемость увеличилась в 2.25 раза), в Прилузском (в 5.6 раза), в Троицко-Печорском (в 6.0 раз), в г. Усинске (в 2.3 раза), г. Инте (в 2.6 раза), г. Ухте (в 2.0 раза).

Врожденные пороки развития (ВПР) один из главных маркеров экологического неблагополучия местности (Вельтищев, 1998). В Республике Коми

Рис. 2. Общая заболеваемость детей (0-14 лет).

Масштаб 1 : 8 ООО ООО 1800 2200 2600 3000 3400

* РМ ЁЯ Масштаб 1 : 8 ООО ООО

900 1100 1300 1500 1760

Рис. 3. Заболевания органов дыхания у детей (0-14 лет).

Ззбояеоземоеге. органов дыхания у детей {0-14 лег.), средняя в 2000-2009 г (из 1000 мел)

Общая заболеваемость детей (0-14 лет), средняя за 2000-2009 г (на 1000 чел.)

Заболеваемость детей а топическим дерматитом в 2000-2008 г. (на 1000 чел.)

I Г" '' ШМИН Масштаб 1:8 000 000

16 22 28 34 40.3

Рис. 5. Заболеваемость детей атопи-ческим дерматитом.

Заболеваемость бронхиальной астмой детей (0-17 лет) в 2006-2008 г. (иа 1000 чел.)

[ ~~ 1 ШШШШЁЩ Масштаб 1 : 8 000 000

9 12 15 18 22

Рис. 4. Заболеваемость детей бронхиальной астмой.

уровень ВПР в 2008 г. составил 14.76 %о, что выше среднероссийского уровня (12.19 %о), но ниже, чем по Северо-Западу (16.2 %о). В Республике Коми наблюдается рост уровня врожденных пороков. В структуре младенческой смертности ВПР составили в 2011 г. 32 %.

Злокачественные новообразования являются индикаторной патологией, отражающей влияние на популяцию неблагоприятных факторов среды. В период с 1989 по 2009 г. наибольшая первичная заболеваемость зарегистрирована в г. Ухте (13.9 %о), Троицко-Печорском районе (13.35 %о), Усть-Вымском районе (12.98 %о), г. Сыктывкаре (11.97 %о).

На основании ранжирования районов по уровню заболеваемости, «территориями повышенного риска для развития экологически обусловленной патологии» являются Троицко-Печорский район, города Ухта, Сыктывкар (табл. 1). К территориям «с высокими темпами роста первичной заболеваемости» относятся: Троицко-Печорский район, Прилузский район, Ижемс-кий район.

Таблица 1

Территории риска (районы с высокими показателями первичной заболеваемости) и территории с высокими темпами роста первичной заболеваемости

Класс заболеваемости

Территории риска

Территории с высокими темпами роста заболеваемости

Общая

Троицко-Печорский,

Троицко-Печорский, Сосногорский,

заболеваемость Печорский, Прилузский Вуктыльский районы

Патология органов дыхания

районы, г. Ухта, г. Сыктывкар г. Сыктывкар, г. Ухта, Печорский, Троицко-Печорский район

Троицко-Печорский, Койгородский, Усть-Вымский, Сысольский, Ижемский, Княжпогостский районы

Бронхиальная астма

Болезни кожи и подкожной клетчатки Атонический дерматит

Патология органов

системы

пищеварения

Патология органов сердечно-сосудистой системы Злокачественные новообразования

Младенческая смертность

г. Воркута, г. Усинск, г. Сыктывкар, Сосногорский район г. Сыктывкар, Прилузский район, Троицко-Печорский район

Троицко-Печорский район, г. Воркута, Печорский район г. Ухта

Троицко-Печорский район

г. Ухта

Сосногорский район

г. Ухта, г. Сыктывкар Троицко-Печорский район Усть-Вымский район Усть-Цилемский район Корткеросский район

г. Усинск, Прилузский, Усть-Цилемский, Койгородский, Сыктывдинский, Ижемский районы Троицко-Печорский, Усть-Вымский, Койгородский районы

г. Инга, Ижемский, Троицко-Печор-ский, Прилузский районы, г. Усинск, г. Ухта

г. Усинск, Сосногорский, Вуктыльский, Ижемский, Княжпогостский, Прилузский, Сыктывдинский, Усть-Вымский, Усть-Купомский районы г. Ухта

Сосногорский район

Таким образом, в Республике Коми наблюдается ухудшение качества здоровья детей, рост экологически обусловленной патологии, опасной особенностью последнего десятилетия в Республике Коми является увеличение детской заболеваемости в сельской местности, с высокими темпами прироста атопического дерматита и бронхиальной астмы.

4.3. Анализ состояния здоровья в географически сходных районах Республики Комн. Сходные по географическому положению районы республики имеют существенные различия в заболеваемости населения. Сравнение заболеваемости таких районов позволяет выявить действие специфических экологических факторов, этнические особенности заболеваемости проживающего в районе населения. Анализ выбранных географически сходных районов показал достоверные отличия в уровне заболеваемости их населения, например, онкологическая заболеваемость за весь период наблюдения выше в Усть-Цилемском районе, чем в Ижемском, уровень заболеваемости в Троицко-Печорском районе выше, чем в граничащем с ним Вуктыльском районе (Рт < 0.05). Такую неоднородность необходимо учитывать при проведении мониторинговых исследований, а также при организации системы здравоохранения.

Глава 5. ЭЛЕМЕНТНЫЙ СТАТУС ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КОМИ

5.1 Анализ содержания эссенциальных и условно эссенциальных элементов в волосах детского населения Республики Коми. Элементный анализ состава волоса отражает геохимические особенности местности проживания, особенности питания, вредное воздействие загрязнения окружающей среды (Оуоо-ОкоШ et а1., 2012).

Медь. Анализ элементного состава волос детей выявил невысокий уровень содержания в них меди. Медиана соответствует нижней границе рефе-ренсного интервала. Число детей, имеющих в волосах содержание меди ниже физиологических границ, составило 41.3 % (табл. 2). Сравнение содержания меди в волосах мальчиков и девочек 7-14 лет (табл. 3) показало статистически достоверное (при р < 0.05) более высокое содержание этого биоэлемента у мальчиков, что согласуется с данными литературы (Грабек-лис, 2009). Дефицит меди у девочек выражен сильнее, чем у мальчиков, что подтверждается и более высоким процентом проб ниже нормы (у 74 % девочек и у 42 % мальчиков), межквартильный интервал шире у девочек. Такая разница и большая потребность может быть обусловлена вовлеченностью меди в выработку женских половых гормонов.

Нехватка меди у детей обусловлена ее низкими концентрациями в окружающей среде. Фоновое содержание в пределах ландшафтов изучаемых районов составляет от 2 до 12 мг/кг и характеризуется как очень низкое и низкое (Атлас почв Республики Коми, 2010). При холодовом воздействии может существенно увеличиваться потребность в данном микроэлементе, что в условиях Севера приводит к акклиматизационному (метаболическому) дефициту.

Селен. Северо-Запад России относится к селенодефицитным регионам вследствие низкого содержания этого элемента в окружающей среде, питьевой воде и продуктах питания местного производства. Установленный нами центильный интервал находится ниже нормы средних значений по России. Гипоселеноз характерен для 95 % обследованного детского населения.

Кальций. В сравнении с референсным интервалом в Республике Коми содержание кальция в волосах повышено, количество проб волос с высоким уровнем кальция составляет 51.5 %, ниже нормы - 6 % (табл. 2). Медианное значение содержания в волосах данного макроэлемента выше

Таблица 2

Содержание химических элементов в волосах детей 4-16 лет

Физиологическая

норма, мг/кг волос Содержание в волосах детей из Коми, мг/кг волос

Элемент (Скальный, 2003)

Межквартильный Медиана Межквартильный тт-тах % проб % проб

интервал интервал выше нормь ниже нормы

Си 8-12 8.3 6.3-9.7 0.96-26 4.8 41.3

гп 94-183 160 131-200 16-550 26.6 6.25

№ 0.15-0.55 0.56 0.25-1.1 0-3.8 33 19

Мп 0.32-0.93 3.3 2.2-5.9 0.4-51 91 0

Ре 13-27 25 17-40 6.7-230 35.4 6.15

А1 9-23 15.5 7.4-23 0.9-106 19.7 9

Са 254-611 870 480-1700 120-7000 51.5 6

Мд 18-26 109.5 56-230 14-920 87.8 1.5

К 53-663 200 90-500 6.2-2700 19.7 9

N8 75-562 440 210-810 23-8300 33.3 7.5

Р 118-156 120 106-150 13-430 9 39.4

Э Нет данных 47000 45000-49000 4300055000 - -

Сг 0.26-0.7 0.4 0.18-0.64 0-4 9.2 27.7

Бе 0.65-2.43 0.37 0.33-0.41 0.09-1.6 0 95

Аэ 0-0.69 0 0-0.06 0-0.22 0 0

Со 0.02-0.11 0.075 0.04-0.15 0.009-2.4 23 9.23

нд 0.094-0.267 0.183 0.097-0.297 0.015-13.3 23 0

РЬ 0.76-2.43 0.58 0.39-1.6 0.013-12 7.5 0

Сс! 0.03-0.18 0.089 0.04-0.16 0.007-0.7 21 0

референсного интервала. У девочек 7-14 лет медиана в 1.8 раза выше верхней границы нормы, 71.4 % проб волос с избыточным содержанием кальция. У мальчиков медианный уровень кальция превышен в 1.5 раза, совпадает с верхней границей референсного интервала, у 13.8 % наблюдается дефицит кальция (табл. 3). Содержание кальция в волосах девочек 7-14 лет в 3.2 раза выше, чем у мальчиков. Повышенное содержание кальция отражает увеличенную потребность, вызванную более интенсивным ростом девочек в данном возрасте.

Результаты проведенного анализа питьевой воды из исследуемых районов показали, все пробы содержат кальций ниже ПДК, наиболее низкое содержание этого элемента в воде из Усть-Цилемского и Ижемского района. Повышение содержания кальция в волосах обычно рассматривается как показатель усиленного кругооборота элемента в организме, что говорит о риске возникновения его дефицита (Скальный, 2007). Кальций активно вовлечен в обмен, выходит из своего депо (зубы, костная ткань) и усиленно выводится из организма.

Магний. В изученных образцах волос детей наблюдается также избыток магния, медианное значение превышает верхнюю границу нормы в три раза. Количество проб волос с высокими концентрациями магния составляет 87.8 %. Медианное значение у девочек выше референсного медианного значения в 4.9 раза, у мальчиков — в 2.5 раза. Содержание магния в питьевой воде в исследуемых районах не превышает ПДК во всех районах, оптимальное содержание только в питьевой воде г. Ухты, в остальных исследуемых районах - низкое. Избыток магния, также и как кальция, в

Таблица 3

Сравнение содержания химических элементов в волосах детей 7-14 лет в зависимости от пола

Элемент Физиологическая норма, мг/кг волос (Скальный, 2003) Содержание в волосах детей из Коми, мг/кг волос

Межквартильный интервал Медиана Межквартильный интервал тт-тах % проб выше нормь % проб ниже нормы

Си 8-12 8.3 6.3-9.7 0.96-26 4.8 41.3

гп 94-183 160 131-200 16-550 26.6 6.25

N1 0.15-0.55 0.56 0.25-1.1 0-3.8 33 19

Мп 0.32-0.93 3.3 2.2-5.9 0.4-51 91 0

Ре 13-27 25 17-40 6.7-230 35.4 6.15

А1 9-23 15.5 7.4-23 0.9-106 19.7 9

Са 254-611 870 480-1700 120-7000 51.5 6

мд 18-26 109.5 56-230 14-920 87.8 1.5

к 53-663 200 90-500 6.2-2700 19.7 9

N3 75-562 440 210-810 23-8300 33.3 7.5

Р 118-156 120 106-150 13-430 9 39.4

Э Нет данных 47000 45000-49000

Сг 0.26-0.7 0.4 0.18-0.64

Эе 0.65-2.43 0.37 0.33-0.41 Аэ 0-0.69 0 0-0.06

Со 0.02-0.11 0.075 0.04-0.15

Нд 0.094-0.267 0.183 0.097-0.297

РЬ 0.76-2.43 0.58 0.39-1.6

Сс1 0.03-0.18 0.089 0.04-0.16

4300055000

0-4 0.09-1.6 0-0.22 0.009-2.4 0.015-13.3 0.013-12 0.007-0.7

9.2 0 0

23 23 7.5 21

27.7 95 О 9.23 О О О

* отличия достоверны при р < 0.05 по критерию Манна-Уитни; ** отличия достоверны при р < 0.01 по критерию Манна-Уитни; *** сравнение по Грабеклис, 2009.

волосах детей указывает не на избыток данного элемента в организме, а на ускорение его метаболизма (Скальный, 2007).

Фосфор. Результаты анализа волос на фосфор выявили дефицит этого макроэлемента. Медиана совпадает с нижней границей нормы. Высокое количество проб ниже нормы (39.3 %) указывает на дефицит этого элемента у более трети детей республики. Среди детей 7-14 лет недостаток фосфора испытывают 51.7 % девочек и 44.8 % мальчиков, различия между ними статистически достоверны (р < 0.05). Для биосферы Севера характерен недостаток фосфора, кальция, магния, витамина Б, что подтверждается недостатком этих элементов у жителей северных регионов: Архангельской области, Ненецкого Автономного округа (Горбачев и др., 2007; Айвазова и др., 1998; Добродеева, Жилина, 2004; Сибилева, 2004) и Республики Коми.

Марганец. Содержание марганца в волосах детей на порядок выше ре-ференсных значений. 91 % проб волос выше референсных показателей. Максимальное содержание марганца в волосах в 50 раз превосходит верхнюю границу нормы. Достоверно выше содержание марганца у девочек (при р < 0.01). У всех девочек 7-14 лет в волосах концентрация марганца выше нормы, среди мальчиков - у 72.4 %.

Накопление марганца в волосах детей является следствием его высокого содержания в дерново-подзолистых, подзолистых почвах Европейского Севера России. Наблюдаемое ухудшение качества вод за счет превышающих ПДК содержания марганца имеет природное происхождение и определяется особенностями геологического строения территории, распространением определенного рода геологических формаций, биогидрогеохимичес-кими условиями (табл. 4).

Никель. Содержание никеля в волосах детей повышено, в некоторых образцах превышает норму в несколько раз, из них у 90 % - в 2-7 раз. Верхняя граница межквартильного интервала по Республике Коми в два раза превышает верхнюю границу референсного интервала. Высокое содержание никеля в волосах вызвано его присутствием выше ПДК в почве, природных водах (Глушкова и др., 2002; Оберман и др., 2004). Количество проб выше нормы у девочек составляет 47.7 %, у мальчиков - 27.6 %. Содержание никеля статистически достоверно выше в волосах девочек (при р < 0.01).

Железо. Медиана по железу у детей (4-16 лет) находится в пределах верхней границы нормы. Межквартильный интервал несколько отличается от референсного - шире в сторону избытка. У девочек избыток железа выражен сильнее (р < 0.05), медиана соответствует верхней границе нормы, процент проб выше референсного интервала - 38 %, у мальчиков медианное значение в норме, процент проб ее превышающих - 33 %. Избыточное содержание железа в волосах связано с избытком железа в питьевой и природной воде республики (Государственый доклад..., 2009) (табл. 4). В исследованных образцах воды превышение ПДК обнаружено в районах с ее нецентрализованным поступлением -Ижемском и Усть-Цилемском. Для Республики Коми актуальна проблема «северной анемии», которая может быть вызвана не дефицитом железа, а недостатком кобальта, фтора, магния, меди и кальция. Дефицит железа в волосах обнаружен только у 6.15 % обследованных.

В северных регионах, кроме проблемы северной анемии, актуальна проблема избытка железа (табл. 4). Сочетание эссенциальности элемента с его возможной токсичностью предполагает, что нарушения метаболизма железа могут негативно влиять на жизнедеятельность. Раздражающее действие высоких концентраций железа в питьевой воде влияет на уровень заболеваемости атопическим дерматитом в Печорском и Прилузском районах (Галушка и др., 2004).

Таблица 4

Наличие в питьевой воде централизованных систем водоснабжения опасных химических веществ по максимальным концентрациям (Глушкова и др., 2002)

Административная территория

Вещества Ш-!\/ класса опасности Вещества 1-11 класса опасности с максимальным содержанием

_выше ГЩ_

Троицко-Печорский Прилузский

г. Ухта

Бор, кадмий, нитриты Аммиак, железо, марганец,

хлориды, сульфаты Железо

Ижемский

Барий, бор, кадмий, мычьяк, Аммиак, железо, марганец ртуть

Барий, кадмий, свинец Аммиак, железо, марганец,

Усть-Цилемский

хлориды Железо

Хром. У 40 % девочек и 50 % мальчиков содержание хрома в волосах ниже нормы. Медиана у девочек соответствует нижней границе нормы, а у мальчиков ниже нормы.

Анализ волос детей республики выявил региональные особенности накопления макро- и микроэлементов в волосах детей. В Республике Коми наблюдается дисбаланс обеспеченности детского населения эссенциальны-ми и условно эссенциальными элементами. Выявлен умеренный дефицит меди, более выраженный у девочек, чем у мальчиков. У 95 % детского населения обнаружен дефицит селена. Учитывая взаимосвязь его с йодом, недостаток селена может являться фактором, усугубляющим дефицит этого эссенциального микроэлемента. В волосах детей Республики Коми обнаружен сильный избыток марганца и никеля, обусловленный биогеохимическими особенностями местности. Избыток кальция и магния в волосах детей может объясняться не избытком в организме, а ускорением метаболизма этих макроэлементов и, возможно, характеризует их усиленное выведение, также выявлен недостаток фосфора, взаимосвязанного с ними в обмене веществ. Особенностью элементного статуса на Севере является повышенный уровень железа в волосах, связанный с высокими концентрациями этого элемента в биосфере.

5.2. Содержание токсичных элементов в волосах детского населения Республики Коми

Алюминий. В волосах детей 4-16 лет межквартильный интервал соответствует норме. У 19.7 % проб показатели выше физиологического уровня по содержанию в волосах. Невысокие концентрации в волосах могут объясняться низкой потребностью организма в этом элементе, его токсичностью, плохой растворимостью, физиологической потребностью в очень незначительных количествах для регенерации костной, соединительной, эпителиальной ткани, низкой всасываемостью алюминия (2-4 % поступившего с пищей).

Свинец. С одной стороны, свинец участвует в обменных процессах костной ткани, с другой стороны является канцерогеном и тератогеном для организма. Содержание свинца в волосах 92.5 % детей республики не превышает границы установленного референсного интервала. В питьевой воде из исследуемых районов содержание свинца ниже ПДК.

Кадмий. Медиана содержания кадмия в волосах детей 4-14 лет не превышает верхнюю границу референсного интервала, количество проб выше нормы составляет 21 %. Отличий в содержании кадмия в волосах мальчиков и девочек 7-14 лет не обнаружено (при сравнении медиан). Физиологическим антагонистом цинка является кадмий. Соотношение Zn/Cd = 1797, что выше нормы (500) и соответствует нормальному соотношению между цинком и кадмием.

Ртуть. Межквартильный интервал содержания ртути в волосах детей составляет от 97 до 297 мкг/кг и совпадает с референсными значениями. Различия между мальчиками и девочками в накоплении ртути имеются только в Прилузском районе, достоверно содержание этого токсического элемента выше у девочек (р < 0.01).

Содержание в волосах детей токсичных элементов является надежным индикатором загрязнения окружающей среды. В волосах детей из республики не обнаружены высокие концентрации токсичных элементов, за исключением отдельных частных случаев. В отдельных районах обнаружены концентрации свинца, ртути и кадмия, соответствующие верхней границе нормы.

5.3. Сравнение содержания макро- и микроэлементов в волосах детского населения экологически неоднородных районов Республики Коми. Исследовали волосы детей из Троицко-Печорского, Прилузского районы, г. Ухты, «территорий риска» по развитию экологически обусловленной патологии, Усть-Цилемского и Ижемского районов, сходных по географическому положению (Усть-Цильма - 65°26' с.ш., 52 в.д; Ижма - 65°00' с.ш., 53°55' в.д.), но отличающиеся по национальному составу (преимущественно русские и коми-ижемцы, соответственно). Анализ полученных данных выявил статистически значимые отличия в накоплении меди, кадмия, алюминия, магния, натрия, фосфора, хрома, селена, свинца, ртути у детей исследуемых районов (табл. 5). Полученные величины средних рангов отличаются в зависимости от уровня накопления элемента в волосах детей. Наиболее высокие средние ранги соответствуют более высоким концентрациям элемента в волосах детей.

Показаны статистически значимые отличия в накоплении меди (р < 0.01), наибольшее число рангов приходится на Троицко-Печорский район и г. Ухту, где медиана соответствует норме (табл. 5; рис. 6). Сравнение районов между собой районов выявило, что содержание меди в Усть-Цилемском районе статистически значимо ниже, чем в Троицко-Печорском, Ижемском районах и г. Ухте (р < 0.01) (рис. 6).

В волосах детей г.Ухты имеется избыток никеля, медианное значение в два раза выше границы референсного значения, медиана содержания никеля в волосах детей в два раза выше, чем в Усть-Цилемском, Ижемском, Троицко-Печорском районах (рис. 7).

Таблица 5

Результаты оценки отличий между районами по содержанию элементов в волосах детей по критерию Краскела-Уоллиса

Элемент | ^ V "Фоцк-печоос 1 р I "^срусть-цилеке I р •*ср и «ем: к I ^ припуз:* | К» «та I Н I Р

Си 40.0 13.6 32.3 26.5 44.5 22 0.0002

Сс! 36.6 23.5 37.6 47.5 23.9 12 0.02

гп 36.5 27.8 25.7 39 40.9 7 0.1

N1 27.3 30 32.4 27.7 42.5 5.4 0.3

Мп 36.6 21.5 30.4 40.5 39.3 8.7 0.07

Со 39.6 25 27.2 27.3 38.8 6.5 0.2

Ре 37 31.3 35.6 27.4 24.7 4.2 0.4

А1 43.2 42.1 25.9 35.8 21.9 14.3 0.006

Са 40.2 25.8 20.9 43.3 43 17.2 0.002

Мд 44 27.3 19.8 34.7 40.2 16.8 0.002

К 33.2 40.6 32.8 34.8 21.7 7.2 0.1

N3 35.5 47.6 30.2 30.8 17 18.9 0.0008

Р 17.4 42.8 24.8 41 43.2 21.5 0.0002

Б 30.2 42.5 25.2 27.8 36.3 8.0 0.09

Сг 43.9 27.3 40.8 8 26 21.6 0.002

Бе 19.9 42.8 33.3 52 20.6 22.2 0.0001

РЬ 45.5 34 23.6 38.2 27.5 12.1 0.02

нд 35.3 38.3 34.7 26.2 17.6 11.2 0.02

Рср - средний ранг; Н - значение критерия Краскела-Уоллиса, р - уровень значимости, при котором отличия достоверны (р £ 0.05).

Имеются достоверные отличия (р < 0.01) в накоплении фосфора. В Троицко-Печорс-ком районе 83 % обследованных детей испытывают недостаток фосфора (рис. 8).

Свинец - один из наиболее токсичных металлов. Наибольшие концентрации этого элемента в волосах детей отмечаются в Троицко-Печорском районе, верхняя граница меж-квартильного интервала выше соответствующего значения, принятого за норму. Высокое содержание свинца вызвано его повышенным содержанием в поверхностных и подземных водах (до 7 ПДК) (Оберман и др., 2004). Кадмий - эко-токсикант, обладающий канцерогенным, гонадот-ропным, эмбриотропным, мутагенным и нефротокси-ческим действием. Наи- | большее содержание кадмия - в волосах детей При- ; лузского района (р < 0.05), у 50 % обследованных - избыток кадмия в волосах, в Троицко-Печорском районе у 35.7 % детей. Содержание кадмия в волосах объясняется его высоким фоновым содержанием в почве, поверхностных и подземных водах (1-2 ПДК) (Атлас почв, 2010, Глушкова и др., 2002).

У детей выбранных районов имеются общие черты в особенностях накопления элементов в волосах, а также некоторые отличия. В Республике Коми в волосах детей обнаружен избыток марганца, никеля, недостаток селена. Имеются статистически достоверные отличия (р < 0.01) в накоплении в волосах детей различных районов меди (имеется недостаток в Ижемском и Усть-Цилемском районах),

12 (-

10 !

4 £

ш

£

з

Ижемск Ус-Цил Тр-Печ Ухта Прилуз

Рис. 6. Сравнение содержания меди в волосах детей по районам.

Здесь и на рис. 7,8:'___] - физиологическая норма (Скальный, 2003)

1,8 1,6 1,4 5 1,2 5 1

I ш 0,8 ° ~ 0,6 0,4 0,2 0

Ч Т о ю о сч

Ижемск У-Цил Тр-Печ Ухта Прил

Рис. 7. Сравнение содержания никеля в волосах детей по районам.

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

о —; Я Л? -& с

1 1------------ 1 4. _________ — ..„.л

.. п

1 ~ || и

Ижемск У-Цилемск Тр-Печорс. Ухта Прилузск.

Рис. 8. Сравнение содержания фосфора в волосах детей по районам.

кальция и магния (избыток в г. Ухте, Прилузском и Троицко-Печорском районе), фосфора (недостаток в Троицко-Печорском районе), железа (избыток в Ижемском и Усть-Цилемском районах), кобальта (медиана соответствует верхней границе референсного интервала в Троицко-Печорском районе и г. Ухте), хрома (недостаток в Прилузском и Усть-Цилемском района). Из токсичных элементов верхней границе нормы соответствует медиана алюминия в Усть-Цилемском, Прилузском и Троицко-Печорском районах, а ртути - в Троицко-Печорском. Избыток свинца обнаружен в волосах детей Троицко-Печорского района, а кадмия - Прилузского и Троицко-Печорского районов.

Разница в элементном портрете исследуемых районов обусловлена биогеохимическими особенностями ландшафтов, для Троицко-Печорского района немаловажную роль играют трансграничных переносы и выпадение более минерализованных осадков из-за Уральских гор, выступающих естественной преградой.

Согласно ранговому показателю, лучшая обеспеченность эссенциальны-ми и условно эссенциальными элементами характерна для Ижемского района, за ним идет Усть-Цилемский район, менее благополучен - Прилуз-ский. Наиболее неблагополучными являются Троицко-Печорский район и г. Ухта. Именно эти районы относятся к районам «высокого риска развития экологически обусловленной патологии» (табл. 6).

Неблагоприятные биогеохимические условия среды должны стать причиной специфических адаптивных изменений в обмене веществ. Подтверждением положения относительно адаптации коренного населения к биогеохимическим условиям является то, что наиболее благополучным районом по содержания жизненно необходимых элементов является Ижемский район, где проживают коми-ижемцы.

5.4. Взаимодействие между элементами. Анализ данных содержания микроэлементов в волосах детей позволил оценить взаимосвязь между некоторыми элементами. Наибольшее количество статистически значимых корреляций у макроэлементов, а также у эссенциальных микроэлементов. Их минеральный обмен взаимосвязан с наибольшим количеством исследованных элементов. Наибольшее количество корреляционных взаимосвязей имеют эссенциальные биоэлементы: калий (11), а также натрий (9), марганец (9), медь (9). Например, у меди имеется положительная взаимосвязь с никелем, кобальтом, марганцем, кальцием магнием, натрием, калием, селеном. Меньшее число корреляционных взаимосвязей имеют токсичные мышьяк, свинец, кадмий, а также фосфор и цинк. Наименьшее количество статистически достоверных корреляционных связей - у мышьяка (2).

Таблица 6

Ранговое соотношение территорий по содержанию эссенциальных и условно эссенциальных химических элементов в волосах детей 7-14 лет (наименьшее численное значение ранга соответствует наиболее неблагоприятному содержанию)

Элемент Си 1п № Ре Мп Са Мд К N3 Р Бе Со Итог, ранг

Троицко-Печорский 5 2 2 1 2 3 1 3 3 1 1 1 25

Усть-Цилемский 2 5 3 3 4 4 4 4 1 3 3 4 40

г. Ухта 4 1 1 4 3 2 2 1 4 4 2 3 31

Ижемский 3 4 4 2 5 5 5 2 4 2 3 4 43

Прилузский 1 3 5 4 1 1 3 5 2 3 4 2 34

Марганец имеет самое большое количество отрицательных взаимосвязей и, находясь в избыточных концентрациях в волосах и окружающей среде, выступает антагонистом эссенциальных калия, натрия, фосфора, серы, селена. В ходе статистического анализа выявлена высокая степень корреляции между кальцием и марганцем (t = 7.91).

Наиболее сильные коэффициенты корреляции между элементами, которые взаимосвязаны в минеральном обмене: калий и натрий (t = 9.2), кальций и магний (t = 14), кальций и марганец (t = 7.91).

Взаимодействие тяжелыми металлами приводит к усилению токсического эффекта (Плотникова, 2009). Содержание кадмия в волосах детей положительно коррелирует с концентрацией свинца (t = 4.8).

5.5. Взаимосвязь заболеваемости и элементного статуса детского населения Республики Коми. Дисбаланс элементов в окружающей среде и как следствие в организме детей является одной из причин высокой заболеваемости среди детского населения на Севере. Выявлена прямая связь между заболеваемостью анемией и наличием в волосах детей свинца (rs= 0.9).

Обнаружена связь между первичной заболеваемостью органов пищеварения и содержанием цинка (rs= 0.97) и магния (rs= 0.9) в волосах детей.

Выявлена корреляция между содержанием ртути и младенческой смертностью (rs= 0.9). Ртуть является одним из наиболее токсичных металлов, обладающим способностью к биоаккумуляции, при накоплении в организме обладает эмбриотоксическим действием.

Помимо выявленной взаимосвязи между элементами и заболеваемостью, дисбаланс элементов может приводить к риску развития других заболеваний. Дисфункция щитовидной железы вызвана не только дефицитом йода в окружающей среде, но дисбалансом других элементов (избыток марганца, недостаток селена). Для республики характерна проблема «северной анемии», вызванной дисбалансом элементов, участвующих в кроветворении (избыток марганца, дефицит меди, кобальта).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Состояние здоровья населения является интегральной оценкой совокупности действующих факторов. На здоровье населения в Республике Коми оказывают влияние социально-экономические, эколого-гигиенические факторы, дискомфортные климатогеографические, биогеохимические условия и характер промышленного производства. Анализ содержания микроэлементов в волосах детей выявил особенности «элементного портрета» населения Республики Коми. Дисбаланс элементов является следствием в большей мере биогеохимических, климатогеографических особенностей территории, несбалансированности пищевого рациона. В волосах детей обнаружены высокие концентрации марганца, никеля, в некоторых районах высокие концентрации железа и в волосах, и в питьевой воде, а также недостаток селена, фосфора, меди. Токсичные элементы, в количествах, превышающих средние показатели, выявлены в волосах детей Троицко-Печор-ского (свинец, кадмий), Прилузского (кадмий) районов, они обусловлены высокими фоновыми концентрациями элементов в поверхностных и подземных водах районов, в почве.

Географическая неоднородность Республики Коми нашла отражение в биогеохимических особенностях ландшафтов, как следствие, в элементном статусе населения отдельных районов, распространенности заболеваний, связанных с элементозами. Обнаружены достоверно значимые связи между анемией у детей и содержанием свинца в волосах (гв= 0.9), заболеваемо-

стью органов пищеварения и магнием (г8= 0.9), цинком в волосах(г3= 0.97), накоплением ртути и младенческой смертностью (гв= 0.9).

Выраженный дисбаланс эссенциальных и токсичных элементов обнаружен в волосах детей Троицко-Печорского района, что согласуется с высоким уровнем экологически обусловленной заболеваемости. Наиболее сбалансированным и приближенным к норме является элементный состав волос детей из Ижемского района, где проживает коренное население Севера - коми-ижемцы, что является следствием адаптационной перестройки корреляционных связей между элементами на фоне повышенного или пониженного их содержания в окружающей среде. Усть-Цилемский и Ижем-ский районы, находящиеся в равных климатогеографических условиях, отличаются по национальному составу населения. В Усть-Цилемском районе проживают преимущественно русские, потомки новгородцев и староверов, в Ижемском - ижемские коми, коренные жители северных территорий. Например, онкологическая заболеваемость за анализируемый период (с 1989 по 2009 г.) выше в Ижемском районе (Рт < 0.05). Имеются отличия в «элементном портрете» населения этих соседних районов. В Усть-Цилемском районе у детей более низкое содержание хрома, меди в волосах, связанное с геохимическими особенностями местности.

Выполненное исследование качества здоровья населения Республики Коми на современном этапе выявило увеличение степени риска экологически зависимой и обусловленной патологий, а именно: общей заболеваемости, заболеваемости органов дыхания, кожи и подкожной клетчатки среди всех групп населения, атопического дерматита у детей, а также рост первичной общей заболеваемости детей, патологии органов дыхания, в том числе бронхиальной астмы, болезней кожи и подкожной клетчатки. Значимую роль в определении величины рисков экологически обусловленной патологии играют химические элементы и установленные закономерности накопления эссенциальных и токсичных элементов могут служить базой для профилактики и лечения элементозов с учетом выявленных региональных особенностей.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Данные диссертационной работы по распространению экологически обусловленной заболеваемости и элементному статусу населения могут быть рекомендованы департаментам по охране окружающей среды муниципальных и республиканских структур для проведения эколого-биологического мониторинга за состоянием природной среды, дальнейшего анализа экологической ситуации и принятия мер по ее улучшению.

2. Созданная база данных, включающая показатели содержания 19 химических элементов в волосах детей, может быть рекомендована департаментам здравоохранения муниципальных органов к использованию в санитарно-эпидемиологических целях, для диагностики и предупреждения развития элементозов на территории Республики Коми.

ВЫВОДЫ

1. Анализ демографической структуры населения Республики Коми показал снижение численности населения вследствие миграционного оттока и отсутствия естественного возобновления (рождаемость обеспечивает воспроизводство лишь на 69.6 %, остается высоким уровень смертности среди взрослого населения). Возрастная структура населения соответству-

ет начальному этапу демографической старости: дети и подростки составляют 17.7 % от всего населения, доля населения свыше 60 лет - 13.6 %.

2. Выявлен рост первичной заболеваемости среди детского населения сельской местности, с высокими темпами прироста атопического дерматита и бронхиальной астмы. «Территориями повышенного риска для развития экологически обусловленной патологии» среди детского населения Республики Коми являются Троицко-Печорский район, г. Ухта, г. Сыктывкар.

3. Сходные по географическому положению районы республики имеют различия в распространенности экологически обусловленной заболеваемости, а также в накоплении химических элементов в волосах детей, что обусловлено биогеохимическими особенностями местности, уровнем антропогенной нагрузки, национальным составом населения.

4. Особенностью элементного статуса детей Республики Коми является дисбаланс эссенциальных и условно эссенциальных элементов. Общим является избыток содержания в волосах никеля, марганца, недостаток меди, селена вследствие биогеохимических особенностей территории. У девочек дисбаланс эссенциальных элементов выражен сильнее, чем у мальчиков.

5. Наибольший дисбаланс эссенциальных и условно эссенциальных элементов отмечен в Троицко-Печорском районе, что согласуется с высокой детской заболеваемостью. Наиболее благополучным из изученных районов является Ижемский, где большая часть населения - коренные жители севера.

6. Обнаружена положительная корреляция между анемией у детей и содержанием свинца в волосах (гв= 0.9), заболеваемостью органов пищеварения и магнием (г = 0.9), цинком в волосах (га= 0.97), накоплением ртути и младенческой смертностью (г8= 0.9).

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Боднарь И.С., Зайнуллин В.Г. Эколого-медицинская оценка заболеваемости населения Республики Коми // Известия Коми научного центра Уральского отделения РАН, 2012. - №1 (9). - С. 35-41.

2. Зайнуллин В.Г., Боднарь И.С. Экологически обусловленная заболеваемость детского населения Республики Коми // Теоретическая и прикладная экология, 2012. - № 2. - С. 128-134.

3. Зайнуллин В.Г., Боднарь И.С. Демографические проблемы Республики Коми // Проблемы региональной экологии, 2012. - № 3. - С. 135141.

В прочих изданиях:

4. Канева И.С. (Боднарь И.С.) Этиология лейкозов детского населения // Человек и окружающая среда: Тез. XII Коми респ. науч. конф. студентов и аспирантов (г. Сыктывкар, 24-26 апреля 2003 г.). - Сыктывкар, 2003. -С. 26.

5. Канева И.С. (Боднарь И.С.) Проблема дефицита йода в Республике Коми // Человек и окружающая среда: Тез. XIV Коми респ. науч. конф. студентов и аспирантов (г. Сыктывкар, 22-24 апреля 2004 г.). - Сыктывкар, 2004. - С. 100.

6. Канева И.С. (Боднарь И.С.) Особенности состояния здоровья населения Республики Коми // Актуальные проблемы регионального экологичес-

кого мониторинга: научные и образовательный аспекты (г. Киров, 28-30 ноября 2006 г.): Матер, всерос. науч. школы. - Киров, 2006. - С. 278-279.

7. Боднарь И.С. Йоддефицитные заболевания в Республике Коми // Актуальные проблемы биологии и экологии: Матер, докл. XIV всерос. моло-деж. науч. конф. - Сыктывкар, 2007. - С. 28-30.

8. Боднарь И.С., Братцев A.A. Йоддефицитные заболевания в Республике Коми // Современные проблемы биомониторинга и биоиндикации: Матер. науч.-практ. конф. с межд. участ. - Киров, 2010. - С. 255-259.

9. Боднарь И.С. Заболеваемость атопическим дерматитом и бронхиальной астмой детей Республики Коми // Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике: Матер. X всерос. молодеж. науч. конф. (г. Сыктывкар, 19-21 апреля 2011 г.). - Сыктывкар, 2011. - С. 1923.

10. Боднарь И.С. Экологически обусловленная заболеваемость детского населения Республики Коми // Актуальные проблемы биологии и экологии: Матер, докл. XVIII всерос. молодеж. науч. конф. (г. Сыктывкар, 4-8 апреля 2011 г.). - Сыктывкар, 2011. - С. 155-158.

11. Боднарь И.С., Зайнуллин В.Г. Эколого-медицинская оценка состояния заболеваемости населения Республики Коми // Современные проблемы биомониторинга и биоиндикации: Матер, науч.-практ. конф. с между-нар. участ. - Киров, 2011. - С. 262-268.

12. Зайнуллин В.Г., Боднарь И.С. Демография. Здоровье населения PK // Атлас Республики Коми. - М.: Изд-во Феория, 2011. - С. 250-256.

13. Боднарь И.С. Оценка обеспеченности эссенциальными и токсичными элементами детского населения Республики Коми // Актуальные проблемы биологии и экологии (г. Сыктывкар, 2-6 апреля 2012 г.): Матер, докл. XIX всерос. молодеж. научной конф. - Сыктывкар, 2012. - С. 184186.

14. Боднарь И.С. Сравнительная оценка элементного статуса детского населения экологически разнородных районов Республики Коми // Биология - наука XXI: Сб. тез. XVI междунар. Пущин, школы-конф. молод, ученых (г. Пущино, 16-21 апреля 2012 г.). - Пущино, 2012. - С. 403-404.

15. Боднарь И.С. Элементный статус детского населения Республики Коми // Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике: Матер. XI всерос. молодеж. науч. конф. (г. Сыктывкар, 2327 апреля 2012 г.). - Сыктывкар, 2012. - С. 29-31.

16. Боднарь И.С. Особенности накопления химических элементов в волосах детей Республики Коми // Адаптация человека на Севере: медико-биологические аспекты: Матер, всерос. молодеж. науч.-практ. конф. (г. Архангельск, 3-5 декабря 2012 г.). - Архангельск, 2012. - С. 34-37.

Лицензия № 19-32 от 26.11.96 г. КР 0033 от 03.03.97 г.

Тираж 100 Заказ 13(13)

Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 28

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Боднарь, Ирина Сергеевна, Сыктывкар

УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ КОМИ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ИНСТИТУТ БИОЛОГИИ

042013599^4

На правах рукописи

БОДНАРЬ ИРИНА СЕРГЕЕВНА

МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СТАТУС ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ

ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА (НА ПРИМЕРЕ РЕСПУБЛИКИ КОМИ)

03.02.08 - экология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор В.Г. Зайнуллин

Сыктывкар - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10

1.1 Экологически обусловленная заболеваемость 10

1.2 Адаптация человека к условиям Севера 13

1.3 Химические элементы в окружающей среде и их роль в жизнедеятельности человека 17 1.4Физиологическая роль эссенциальных и условно эссенциальных элементов 22 1.5 Токсичные элементы 31 ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ 35

2.1 Характеристика региона 3 5

2.2 Методика оценки демографических процессов 42

2.3 Методика оценки заболеваемости 43 2.4Методика оценки элементного состава волос 45 ГЛАВА 3. ДЕМОГРАФИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА НАСЕЛЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КОМИ 49 ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННОЙ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ В РЕСПУБЛИКЕ КОМИ 62 4.1 Особенности заболеваемости населения Республики Коми 62 4.2Экологически обусловленная заболеваемость детского населения Республики Коми 70 4.3 Анализ состояния здоровья в географически сходных районах Республики Коми 80 ГЛАВА 5. ЭЛЕМЕНТНЫЙ СТАТУС ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КОМИ 86

5.1 Анализ содержания эссенциальных и условно эссенциальных элементов в волосах детского населения Республики Коми 86

5.2 Содержание токсичных элементов в волосах детского населения Республики Коми 100

5.3 Сравнение содержания макро- и микроэлементов в волосах детского

населения экологически неоднородных районов Республики Коми 102

5.4 Взаимодействие между элементами 124

5.5 Взаимосвязь заболеваемости и элементного статуса детского населения Республики Коми 126 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 132 ВЫВОДЫ 135 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 13 6

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Здоровье экосистемы обязательно включает в себя «здоровье человека» (Гичев, 2002), это один из основных критериев качества и функционирования антропоэкологической системы и важный индикатор состояния окружающей среды (Райх, 1979; Краснощеков, Розенберг, 1994). Актуальность мониторинга экосистем по медико-демографическим показателям и элементному статусу населения основывается на положении, что подобные исследования на популяционном уровне позволяют оценить степень ущерба здоровью популяции и риск для качества жизни населения негативных факторов окружающей среды (Келлер, Кувакин, 1998). В настоящее время особое внимание уделяется проблемам элементного гомеостаза организма, нарушения которого могут сопровождать многие патологические состояния различных органов и систем организма (Ларионова и др., 2004). Элементный состав волос является интегральным показателем элементного статуса организма, который может быть использован для оценки состояния здоровья человека и его адаптации к окружающей среде (Авцын, 1991). Считается, что роль металлолигандного гомеостаза в нормальном функционировании органов и систем сопоставима с ролью генетических факторов в формировании здоровья (Кудрин, 2000). Изучение элементного «портрета» населения отдельных биогеохимических регионов является перспективным направлением современной биоэлементологии, это необходимо для научной разработки и внедрения мероприятий по устранению выявленных микроэлементозов (Скальный, 2002; Сусликов, 2000; Оуоо-ОкоШ & а1., 2012).

Республика Коми расположена на территории Европейского Севера Российской Федерации. Республика имеет большую протяженность, а, следовательно, ее территория неоднородна в климатическом, геологическом отношении, это определяет неоднородность экологических условий ее различных частей. Помимо этого на экологическую обстановку существенно влияет хозяйственная деятельность человека. Суровые и дискомфортные

условия проживания усугубляются загрязнением окружающей среды вследствие деятельности ряда ресурсодобывающих, перерабатывающих предприятий, предприятий лесного и деревообрабатывающего комплекса и сельского хозяйства. К факторам риска на Севере можно отнести, прежде всего, холодовой фактор, перепады барометрического давления и напряженный ветровой режим вследствие высокой циклонической активности, высокий уровень влажности, выраженную сезонную фотопериодичность с явлениями полярных ночей и дней, малое содержание кислорода в воздухе, наличие естественных геохимических провинций и геопатогенных зон (Глушкова и др., 2002). Север представляет собой огромную полиэлементную биогеохимическую провинцию со сниженными адаптивными возможностями человека, где нарушения минерального обмена носят масштабный характер (Горбачев и др., 2007). Несмотря на имеющиеся публикации по особенностям физиологии и заболеваемости человека на Севере, нет анализа, динамики и уровня экологически обусловленной заболеваемости, как в целом по Республике Коми, так и по отдельным районам, не изучено влияние биогеохимических условий региона на популяционное здоровье.

В состав республики входят районы, неоднородные по природно-климатическим условиям, национальному составу, уровню антропогенной нагрузки. Можно выделить промышленно развитые городские округа с преимущественно городским населением и неблагоприятной экологической обстановкой вследствие работы ресурсоперерабатывающих предприятий, (г. Сыктывкар, г. Ухта), сельские аграрные районы с преимущественным проживанием коми населения (коми-ижемцы - Ижемский район, южные коми - Корткеросский, Койгородский, Прилузский районы), местного русского населения (Усть-Цилемский район), северные районы, с городским пришлым населением и высокой миграцией, связанной с закрытием угольных шахт (города Воркута, Инта). Такая неоднородность условий может отражаться в различном уровне здоровья населения, наличии

«собственного элементного портрета региона». Наиболее чувствительным показателем, отражающим изменения качества окружающей среды, является состояние здоровья детей (Вельтищев, 1999; Мешков и др., 2007; Holland et al., 2011). Поэтому актуальна оценка динамики экологически обусловленной заболеваемости и определение элементного состава волос у этой группы населения.

Цель работы: анализ элементного статуса и качества здоровья детского населения как «информативных показателей» экологического состояния территории Европейского Севера (на примере Республики Коми). Задачи:

1. оценить демографический потенциал и демографическую структуру населения Республики Коми;

2. провести анализ качества здоровья взрослого и детского населения в районах Республики Коми;

3. определить уровни накопления в волосах детей макро- и микроэлементов;

4. выявить особенности накопления элементов в волосах детей в зависимости от пола, района проживания;

5. установить взаимосвязь заболеваемости и элементного статуса населения.

Научная новизна. Разработана концепция мониторинга состояния здоровья населения с использованием в качестве «информативных показателей» изменения демографической структуры, динамики экологически обусловленной заболеваемости, микроэлементного состава волос, который позволяет оценить влияние биогеохимических факторов среды обитания на популяционное здоровье. Доказано, что климатогеографические и биогеохимические особенности территории, национальный состав населения, размещение промышленных производств согласуются с различным уровнем экологически обусловленной заболеваемости и накоплением химических элементов в волосах детского

населения. Определены территории риска развития экологически обусловленной патологии у детей - это города Сыктывкар, Ухта, а также Троицко-Печорский район. Особенностью динамики экологически обусловленной заболеваемости у детей является её рост, особенно интенсивный в сельской местности.

Впервые изучено накопление широкого спектра химических элементов в составе волос детей из Республики Коми, раскрыта специфика корреляционных связей между элементами на Севере. Характерной особенностью элементного статуса является избыток марганца, никеля, недостаток меди и селена в волосах вследствие биогеохимических особенностей территории. Доказана взаимосвязь экологически обусловленной заболеваемости и содержанием макро- и микроэлементов в волосах детей: между анемией и содержанием свинца в волосах, заболеваемостью органов пищеварения и магнием, цинком, накоплением ртути и младенческой смертностью, сердечно-сосудистыми заболеваниями у детей и содержанием никеля.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные в работе результаты обладают новизной, имеют теоретическое значение для развития представлений о распространении, динамике экологически обусловленной заболеваемости и элементном статусе детского населения Республики Коми. Выделенные «территории риска» по развитию экологически обусловленной заболеваемости у детей (города Сыктывкар, Ухта, Троицко-Печорский район) могут быть использованы при проведении как регионального, так и локального экологического мониторинга, а также планировании системы профилактических мероприятий, направленных на снижение такой заболеваемости.

Впервые изучено накопление широкого спектра химических элементов в составе волос человека (дети 4-16 лет) в Республике Коми. Создана база данных, включающая показатели содержания 19 химических элементов в волосах детей, которые могут быть использованы в качестве референсных

значений по Республике Коми при организации биогеохимического мониторинга, а также для выявления, профилактики, лечения элементозов в Республике Коми.

Созданы схематические карты Республики Коми с диаграммами динамики по основным демографическим показателям, экологически обусловленной заболеваемости среди всего населения и у детей, карты были включены в «Атлас Республики Коми» (2011). Результаты исследований используются при чтении курсов лекций «Общая экология», «Экология человека», «Геоинформационные системы в экологии» Сыктывкарского государственного университета.

Личный вклад автора. Автор принимал участие в разработке темы и планировании исследований, проводил отбор проб, анализ медицинской документации, выполнил статистический анализ полученных экспериментальных данных, их интерпретацию, формулировал выводы работы, а также лично участвовал в тематических конференциях, выполнял подготовку публикаций по выполненным исследованиям.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены на 12 конференциях: региональной «Человек и окружающая среда» (г. Сыктывкар, 2003-2004), всероссийской конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии» (г. Сыктывкар, 2007, 2011, 2012, 2013), научно-практической конференции с международным участием «Современные проблемы биомониторинга и биоиндикации» (г. Киров, 2006, 2010, 2011); X, XI Всероссийской молодежной научной конференции «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике» (г. Сыктывкар, 2011, 2012); 16-ой Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI» (г. Пущино, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе три статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, глава в «Атласе Республики Коми» (2011).

Благодарности. Выражаю благодарность научному руководителю д.б.н. профессору В.Г. Зайнуллину за руководство и помощь на всех этапах работы, к.г.н. A.A. Братцеву за помощь в освоении методов картографии, к.х.н Б.М. Кондратенку и сотрудникам экоаналитической лаборатории за проведение химических анализов, д.м.н профессору Л.И. Глушковой, д.б.н. А.Г. Кудяшевой за помощь в обсуждении отдельных аспектов работы, сотрудникам отдела радиоэкологии, к.б.н. Е.А. Юшковой и аспиранту O.A. Старцевой за обсуждение полученных в работе результатов и полезные замечания.

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Экологически обусловленная заболеваемость

«Здоровье населения является состоянием полного физического,

душевного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней или физических дефектов» (Устав ВОЗ, 1948). Здоровье человека включает способность организма сопротивляться, приспосабливаться внешним воздействиям, способность к самосохранению и саморазвитию в многообразных проявлениях среды обитания. Понятие «здоровье» и «адаптация» неотделимы, поэтому при оценке условий жизни человека необходимо выявитьчсвязи организма человека со средой (Чермных, 2004).

В качестве основных маркеров экологического риска рекомендуются следующие группы показателей (Гичев, 2002, Зайнуллин, 2003):

1. индикаторная патология, характеризующая высокую степень зависимости от загрязнения окружающей среды (профессиональные болезни, онкозаболевания, аллергозы, генетические дефекты);

2. экологически зависимая патология, характеризующая среднюю степень зависимости от загрязнения окружающей среды (общая детская смертность, младенческая смертность);

3. экологически обусловленная патология, характеризующая умеренную степень зависимости от загрязнения окружающей среды (патология беременности, болезни сердечно-сосудистой системы, увеличение меры риска основных общих заболеваний).

Многообразие экологически обусловленных явлений, возникающих в организме человека под воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды, обозначают также термином «экогении». Взяв за основу особенности их формирования и особую значимость внешнего воздействия, все экологически обусловленные изменения делят на природные и антропогенные (Рукавишников, Ефимова, 1999). Большая группа заболеваний связана непосредственно с природной средой. Это патологии, обусловленные геохимическими особенностями местности, - эндемические

заболевания, обусловленные недостаточным или избыточным содержанием микроэлементов (зобная болезнь, болезнь Кашина-Бека, различного рода анемии, борный энтерит; климатическими факторами, региональными биоценотическими характеристиками (многие паразитарные болезни, гаффская болезнь), изменчивостью возбудителей инфекционных заболеваний во внешней среде (например, вируса гриппа). Другая обширная группа патологических процессов ассоциирована с производственной деятельностью. Третья группа заболеваний возникает под влиянием социальных причин и внутрипопуляционного взаимодействия (преимущественно, это психогенная патология: сердечно-сосудистые, эндокринные заболевания, нарушения психической сферы). В качестве «патогенного» фактора могут выступать этнические (особенности питания, сыроедение рыбы и мяса) и генотипические характеристики популяции. Применительно к нарушениям здоровья, ассоциированными с этническими особенностями, обычно наблюдаются последствия дизадаптации в результате изменения образа жизни. Примером этому могут служить малые народности, проживающие в экстремальных условиях. Наконец, обширная группа заболеваний, а также повышение общей заболеваемости, нередко, без достаточного фактологического обоснования, связывается с загрязнением воды, воздуха, почвы в результате производственной деятельности человека. Каждая из этих групп заболеваний характеризуется своими особенностями (пространственное распределение, распространенность в популяции, спектр нозологических форм), но они все казуально связаны с экологическими факторами (Ковальский, 1974).

Дети обладают гиперчувствительностью к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, особенно в критические периоды развития и роста. Наиболее высокая чувствительность к неблагоприятным факторам внешней среды у эмбриона, новорожденного и у детей раннего возраста.

Основные причины повышенной возрастной чувствительности (Вельтищев, 1998):

1) высокая интенсивность пролиферативных процессов и дифференцирование клеток в процессе роста (вероятность мутагенных влияний неблагоприятных факторов возрастает в интенсивно пролиферирующих клетках);

2) особенности обмена веществ растущего организма, напряженность основного обмена, незрелость ряда ферментных систем, систем детоксикации в раннем возрасте;

3) ограничение функциональных возможностей печени и почек, направленных на очищение организма и выведение загрязняющих веществ;

4) интенсивные процессы формирования межнейрональных связей в мозге и миелинизации нейронов, повреждение которых тяжелыми металлами, токсичными радикалами или нейротропными пестицидами влечет за собой задержку нервно-психического развития;

5) свойственный развивающимся организмам феномен импринтинга — запечатлевания, в том числе метаболического или ферментативного импринтинга, — стойкого изменения активности ферментативных реакций трансф�