В Российской Федерации в настоящее время является актуальной проблема неудовлетворительного качества питьевой воды после водоподготовки. В 2009 г. в целом по Российской Федерации 16,8 % проб воды из водопроводной сети не соответствовало гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям, 5,1 % - по микробиологическим показателям. Наличие микробиологического загрязнения обуславливает необходимость интенсивного обеззараживания воды на станции водоподготовки при подаче в систему хозяйственно-питьевого водоснабжения населения городов [1]. Для этого в соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01 производится гиперхлорирование водопроводной воды, что является причиной образования и поступления в питьевую воду не только хлора, но и других высокотоксичных хлорорганических соединений (хлороформа, тетрахлорметана, 1,2-дихролэтана и др.), представляющих опасность для здоровья населения [5].
В условиях воздействия химического загрязнения хлорорганическими соединениями органы пищеварения, в первую очередь, печень, часто оказываются мишенью действия химических веществ [1]. В Российской Федерации заболевания органов пищеварения относятся к числу наиболее распространенных видов патологии детского возраста, частота которых за последние десять лет возросла на 78 %. Выявляемость заболеваний органов пищеварения, в частности печени, у детей за последние пять лет увеличилась на 58,2 % [2].
Гепатотоксичное действие хлорорганических соединений связано, в первую очередь, с образованием в процессе их метаболизма свободных радикалов, инициирующих перекисное окисление липидов, что приводит к глубоким нарушениям функциональных свойств мембран - подавлению активности мембраносвязанных ферментов, вызывая существенные изменения в клеточной культуре гепатоцитов [3, 4, 6].
На сегодняшний день в педиатрической практике отсутствует перечень лабораторных показателей, которые необходимо использовать для раннего выявления и профилактики нарушений состояния здоровья (в частности, состояние гепато-билиарной системы) у детей, потребляющих питьевую воду химически загрязненную хлорорганическими соединениями.
В связи с этим, целью настоящего исследования являлось научное обоснование объема лабораторных показателей для оценки состояния здоровья детей при воздействии хлорорганических соединений, поступающих в организм с питьевой водой
Для достижения поставленной цели оценены содержание хлорорганических соединений в крови обследуемых детей и состояние лабораторных показателей, характеризующих функцию гепато-билиарной системы, окислительно-восстановительных, детоксикационных и воспалительных процессов у детей, потребляющих питьевую воду с повышенным содержанием хлорорганических соединений.
Материалы и методы
Скрининговым обследованием охвачено 574 ребенка в возрасте 3-7 лет, посещающих детские дошкольные учреждения промышленно развитых территорий, где водоснабжение населения осуществяется через процедуру гиперхлорирования воды.
Определение хлорорганических соединений (хлороформа, 1,2-дихлорэтана, дибромхлорметана, четыреххлористого углерода) в крови детей осуществляли в соответствии МУК 4.1.2115-06 «Определение массовой концентрации хлороформа, 1,2-дихлорэтана, тетрахлорметана в биосредах (кровь) методом газохроматографического анализа равновесного пара» на газовом хроматографе «Кристалл-2000М».
Лабораторное диагностическое обследование выполнено в соответствии с обязательным соблюдением этических норм, изложенных в Хельсинкской декларации 1975 года с дополнениями 1983 года.
Использован комплекс общеклинических и биохимических лабораторных исследований, позволяющих оценить ферментативную функцию печени (активность АЛАТ, АСАТ, щелочной фосфатазы), окислительные процессы (содержание малонового диальдегида и гидроперекиси липидов в сыворотке крови); антиоксидантные процессы (активность каталазы, супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы в сыворотке крови, общая антиоксидантная активность плазмы крови), состояние белкового обмена (общий белок и альбумин сыворотки крови), наличие воспалительных и интоксикационных процессов в организме (уровень дельта-аминолевулиновой кислоты в моче, содержание лейкоцитов, нейтрофильной фракции лейкоцитов, эозинофилов, плазматических клеток, скорость оседания эритроцитов в цельной крови).
Лабораторную диагностику выполняли с помощью автоматического гематологического анализатора АcТ5diff AL; биохимического анализатора «Konelab 20»; иммуноферментного анализатора «Stat Faх-2100»; фотометра фотоэлектрического КФК-3.
Математическую обработку результатов обследования осуществили с помощью параметрических методов статистики, метода однофакторного дисперсионного анализа, методов линейного и нелинейного регрессионного анализа. Для оценки достоверности полученных результатов использовали критерий Фишера (оценка адекватности моделей), критерий Стьюдента (сравнение групп по количественным признакам). Сравнительную оценку вероятностей взаимосвязи между признаками в группах оценивали по отношении шансов (odd ratio - OR) с анализом доверительного интервала. Различия полученных результатов считаются статистически значимыми при р ≤ 0,05.
Результаты и их обсуждения
Данные химико-аналитического исследования свидетельствуют о достоверной идентификации в крови обследованных детей представителей хлорорганических соединений: хлороформ - в концентрации 0,0013-0,230 мг/дм3 (у 97 % детей), дибромхлорметан - в концентрации 0,00002-0,0007 мг/дм3 (у 60 %), 1,2-дихлорэтан - в концентрации 0,002-0,150 мг/дм3 (у 52 %), четыреххлористый углерод в концентрации 0,00001-0,015 мг/дм3 (у 100 %). Обнаруженные хлорорганические соединения являются чужеродными для организма, и в крови детей, потребляющих питьевую воду, отвечающую санитарным правилам и нормативам, не должны идентифицироваться.
В ходе углубленного обследования детей группы наблюдения выявлены отклонения лабораторных показателей от физиологической нормы. Установлено повышение активности АСАТ более чем на 35 %, повышение уровня гидроперекиси липидов в сыворотке крови и малонового диальдегида в плазме крови более чем на 29 и 36 % соответственно, что свидетельствует об активизации окислительных процессов. Выявленное повышение активности каталазы эритроцитов и глутатионпероксидазы в сыворотке крови более чем на 78 и 70 % соответственно, понижение уровня общей антиоксидантной активности более чем на 15 %, что характеризует напряженное состояние антиоксидантных процессов. Установлено понижение уровня общего белка и альбумина в сыворотке крови на 10 и 39 % соответственно; повышение уровня содержания ∆-АЛК в моче более чем на 38 % от физиологической нормы, повышение содержания моноцитов, сегментоядерных нейтрофилов в крови и СОЭ на 27, 10 и 55 % соответственно, понижение уровня абсолютного числа эозинофилов на 49 %, относительно физиологической нормы, что свидетельствует о наличии воспалительных и интоксикационных процессов в организме.
Скрининговое обследование детей группы наблюдения подтвердило наличие причинно-следственных связей отклонения лабораторных показателей и повышения в крови ряда исследуемых химических соединений. Установлена зависимость увеличения активности процесса свободно-радикального окисления в организме (повышение малонового диальдегида и гидроперекиси липидов) от повышенного уровня в крови 1,2-дихлорэтана, дибромхлорметана, четыреххлористого углерода (R2 = 0,10 - 0,59; OR = 15,65). Отмечено напряжение функционального состояния системы антиоксидантной защиты организма с переходом в стадию истощения (понижение общей антиоксидантной активности, повышение активности каталазы и глутатионпероксидазы) от повышенного уровня в крови дибромхлорметана, четыреххлористого углерода (долевой вклад факторов 7-9 %, р = 0,000), хлороформа (r = 0,13-0,28; р = 0,000 ≤ р ≤ 0,037). Установлена зависимость цитолиза мембраны клеток печени (повышение активности АСАТ), от повышенного уровня в крови 1,2-дихлорэтана, хлороформа, четыреххлористого углерода (R2 = 0,15 - 0,74; OR = 13,5). Доказано снижение синтеза белковых комплексов печени (снижение общего белка, альбумина) при повышенном уровне в крови дибромхлорметана (долевой вклад фактора 3 %), 1,2-дихлорэтана, хлороформа, четыреххлористого углерода (R2 = 0,14 - 0,45). Отмечен более выраженный процесс развития интоксикации (повышение дельта-аминолевулиновой кислоты, моноцитов, снижение абсолютного числа эозинофилов) при повышенном уровне в крови хлороформа (R2 = 0,10 - 0,55).
Заключение. В результате проведенного исследования и подтверждения причинно-следственных связей установлен перечень лабораторных показателей, включающий в себя: малоновый диальдегид, гидроперекиси липидов, супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза, общая антиоксидантная активность, АЛАТ, АСАТ, общий белок, альбумин, абсолютное число эозинофилов и моноцитов, дельта-аминолевулиновая кислота. Данный перечень лабораторных показателей может использоваться для раннего выявления заболеваний гепато-билиарной системы, повышения эффективность ранней диагностики, мер профилактики и коррекции нарушений дисбаланса окислительно-восстановительных и детоксикационных процессов у детей, потребляющих питьевую воду с повышенным содержанием хлорорганических соединений.
Список литературы
- Беляев Е.Н., Домнин С.Г., Селезнева Е.А. Результаты анализа данных Федерального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга // Проблемы риска здоровья населения России от воздействия факторов окружающей среды: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - М., 2004. - С. 25-33.
- Государственный доклад о санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2009 году. - М: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2010. - 456 с.
- Кравченко Л.В. Характеристика острого токсического действия четыреххлористого углерода как модели окислительного стресса / Кравченко Л.В., Трусов Н.В., Ускова М.А. // Токсикологический вестник. - 2009. - №1. - С. 12-18.
- Лазарев Н.В., Левина Э.Н. Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров и врачей. -7-е изд., пер. и доп. - Том I Органические вещества. - Л.: Химия, 1976. - 592 с.
- Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества: СанПиН 2.1.4.1074-01.
- Weber L.W., Boll M., Stampfl A. // Crit.Rev.Toxicol. - 2003. - Vol. 33. - P. 105-136.