Медико-экологические аспекты распространенности болезней органов пищеварения у подростков в условиях антропоэкосистемы

Известия Тульского государственного университета Естественные науки. 2009. Вып. 2. С. 255-265 = Экология

V.: К 574.24

Медико-экологические аспекты распространенности болезней органов пищеварения у подростков в условиях антропоэкосистемы

И.Н. Лыков, A.A. Логинов, Г.А. Шестакова, А.Б. Стрельцов,

А.М. Зякун

Аннотация. Проведен сравнительный анализ степени инфици-рованности подростков бактерией Helicobacter pylori в зависимости от качества окружающей среды в местах их проживания. Установлена взаимосвязь между инфицированностыо подростков Helicobacter pylori с различными симптомами нарушения деятельности желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы. Показано, что с увеличением степени инфицированности подростков Helicobacter pylori наблюдается снижение их успеваемости в школе.

Ключевые снова: заболевание органов пищеварения, здоровье, ин-фицированность Helicobacter pylori, гармоничность развития.

Заболевания органов пищеварения у подростков ввиду их широкой распространенности, особенностей клинического течения и осложнений представляют серьезную экономическую и медико-социальную проблему. Основная проблема профилактики и лечения подобных болезней связана с тем, что они протекают на фоне постоянно изменяющихся экономических, эколого-социальных и демографических параметров [1].

В последние годы четко просматривается тенденция к значительному омоложению заболеваемости желудочно-кишечного тракта у подростков. В России около 22 млн. детей и подростков страдают патологией органов пищеварения. Наибольшая заболеваемость регистрируется у подростков в возрасте от

9 до 14 лет [2]. В большинстве случаев на организм ребенка воздействует комплекс факторов, сочетание которых, особенно при длительном воздействии, определяет развитие той или иной формы болезни [3]. Ухудшение социального и экономического статуса населения, неблагоприятная экологическая обстановка, нерациональное питание способствуют раннему возникновению желудочно-кишечных заболеваний.

Работа выполнена при поддержке РГНФ (грант N'1 08-02-00317).

На лечение заболеваний органов пищеварения в масштабе страны затрачиваются сотни миллионов долларов в год. Помимо этого, привлекаются значительные бюджетные средства на оплату временной нетрудоспособности и пособий по уходу за детьми.

Ведущее место среди этиологических факторов развития гастродуоденальной патологии в настоящее время занимают болезни органов пищеварения, ассоциированные с инфекцией Helicobacter pylori [4]. Хеликобактерная инфекция — одна из наиболее распространенных хронических инфекций в мире. В России ее частота варьирует от 60% до 80% в различных регионах, достигая 90% и более среди населения Северного Кавказа, Дальнего Востока, Западной Сибири, что делает чрезвычайно важным изучение клинических проблем инфекции в нашей стране. Поэтому своевременное обнаружение хе-ликобактерной инфекции при обследовании детей школьного возраста, находящихся в тесно взаимодействующих коллективах, является наиболее экономически обоснованным методом профилактики заболеваний верхних отделов желудочно-кишечного тракта.

Традиционно проблему гастродуоденальной патологии рассматривали исключительно с социально-экономических позиций. Но поскольку основным этиологическим фактором является Helicobacter pylori, возникла необходимость исследования экологической зависимости этих заболеваний.

Как известно, качество жизни и здоровье населения во многом определяется качеством среды обитания. Для оценки качества среды используются физико-химические и биологические методы. Наиболее информативным и адекватным является биологический метод, позволяющий оценить здоровье живых существ, находящихся под постоянным комплексным воздействием экологических факторов. Поэтому в качестве интегрирующего экологического показателя качества среды обитания обследуемых подростков нами использован метод анализа флуктуирующей асимметрии, разработанный в Институте биологии развития РАН и рекомендованный к применению Распоряжением Министерства природных ресурсов РФ [5]. Методика позволяет оценить суммарное воздействие экологически неблагоприятных факторов на онтогенетические процессы живых систем.

Распределение детской заболеваемости определяли по регистрационным записям в журналах участковых педиатров во всех районах г. Калуги за последние 8 лет. При оценке заболеваемости учитывали следующие детские патологии: бронхиальная астма, анемия, болезни мочеиспускательной системы, врожденные пороки развития.

Мотивацией выбора детского населения для определения реакции человека на состояние окружающей среды служило их сравнительное постоянство обитания на ограниченной территории города (дом, ясли, детский сад, школа), а также повышенная чувствительность органов пищеварения детей к антропогенным факторам среды [6].

В ходе анализа карты расположения зон экологического неблагополучия по результатам биомониторинга окружающей среды выяснилось, что практически все зоны пониженного качества окружающей среды приурочены к местам расположения крупных промышленных предприятий, автоколонн, и особенно участкам дорог с наиболее интенсивным движением автотранспорта. На территории г. Калуги отмечены значимые различия биоиндикацион-ных показателей и степени инфицированности Helicobacter pylori. Наиболее экологически благоприятная обстановка зафиксирована в широкой полосе, пролегающей в средней части города с востока на запад; самое низкое качество среды обнаружено в обширных зонах в южной (исторический центр) и северной частях города. Аналогичным образом на территории города распределена плотность детской заболеваемости и степень инфицированное™ Helicobacter pylori.

Для сопоставления результатов биомониторинга с заболеваемостью детей гастродуоденальной патологией нами выделены две группы. В первую группу вошли подростки, проживающие на экологически относительно благоприятной территории. Вторая группа состояла из подростков, проживающих в районах с пониженным качеством среды. Установлено, что заболеваемость детей из второй группы выше, чем в более экологически благополучных районах (рис. 1).

16 14

12 10

^ 8 6 4 2 0

до 7 лет 7-11 лет 12-14 лет 15-18 лет

£— Мальчики 1 группы — О— Мальчики 2 группы

— - О— Девочки 1 группы Девочки 2 группы

Рис. 1. Заболеваемость детей гастродуоденальной патологией в районах с различными значениями коэффициента флуктуирующей асимметрии

По данным педиатрической службы города Калуги за последние годы наблюдается увеличение количества детей с гастродуоденальной патологией в возрасте от 7 до 18 лет (рис. 2).

% 30 25 20 15

10 5

0

до 7 лет 7-11 лет 12-14 лет 15-18 лет

возраст

— о— мальчики ----------3----девочки

Рис. 2. Распределение детей с гастродуоденальной патологией но иолу и возрасту

Наиболее инфицированными оказались дети в возрасте от 15 до 18 лет.

Среди детей с гастродуоденальной патологией преобладали девочки. Установленные половые различия наиболее показательны в группе детей от 7 до

11 лет и от 12 до 14 лет.

Для выяснения влияния загрязненности территории проживания детей тяжелыми металлами на распределение гастродуоденальной патологии нами составлены карты, анализ которых позволил ранжировать территорию города по величине суммарного показателя (Ъс) загрязнения почвы тяжелыми металлами. Все обследованные дети были распределены в группы в зависимости от величины показателей суммарного загрязнения почв на территории проживания. Было выделено 3 группы детей.

1 группа — дети, проживающие, па территориях с допустимым уровнем загрязнения почв (Ъс менее 16).

2 группа — дети, проживающие, па территориях с умеренно опасным уровнем загрязнения почв (Ъс 16-32).

3 группа — дети, проживающие, па территориях с опасным уровнем загрязнения почв (Ъс 32-128).

Результаты свидетельствуют о том, что в районах с повышенным содержанием тяжелых металлов в почве заболеваемость детей гастродуоденальной патологией выше, чем в более благополучных районах (рис. 3).

Рис. 3. Заболеваемость детей гастродуоденальной патологией в зависимости от величины показателей суммарного загрязнения ночв на территории проживания

По мере увеличения уровня загрязнения почв тяжелыми металлами сокращается число подростков с гармоничным развитием: девочек с 49,1% до 39,1%, мальчиков с 71,8% до 57,1%. При этом значительно увеличивается число подростков с резко дисгармоничным развитием: девочек с 23,9% до 30,2%, мальчиков с 8,7% до 25,3% (рис. 4 и 5).

Степень инфицированности школьников хеликобактерной инфекцией определяли с помощью высокочувствительного и высокоинформативного 13С-уреазного дыхательного теста [7, 8]. В основе этого метода лежит регистрация 13СС>2 в выдыхаемом воздухе после приема тестовой мочевины, содержащей незначительное количество стабильного ^С изотопа. При наличии в желудочно-кишечном тракте хеликобактерной инфекции, обладающей уникально высокой уреазной активностью, происходит гидролиз мочевины с образованием 13СОг и аммиака. Образовавшиеся газы всасываются в кровь,

Рис. 4. Изменение гармоничности развития девочек, проживающих на территориях города с разным уровнем загрязнения ночв тяжелыми металлами

Мальчики 1 группы Мальчики2 группы Мальчики3 группы

Гармоничное ра тшис  Днегармошлиос раттис  Рсисо дисгармоничное ра шигне

Рис. 5. Изменение гармоничности развития мальчиков, проживающих на территориях города с разным уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами

затем попадают в легкие и далее с выдыхаемым воздухом выводятся из организма. Превышение количества 13С02 над его природным содержанием в выдыхаемом воздухе свидетельствует о наличии Helicobacter pylori у тестируемого пациента. Измерения изотопного состава углерода выдыхаемой углекислоты проводили на специализированном масс-спектрометре Breath MAT Plus. Изменения содержания 13С-изотопа в СО2 (<5с113С, %о) определяли согласно выражению

<513С = (Ri/Ro - 1) • 1000%о,

где Rj) и Rf — отношения содержания 13С и 12С изотопов в СО2 до приема и после приема 13С-мочевины.

По величине <М13С, измеренной для выдыхаемой углекислоты у тестируемых учащихся, были определены степени инфицированное™ верхнего отдела желудочно-кишечного тракта. Степени инфицирования: 1 — слабая, 2 — умеренная, 3 — высокая, 4 — очень высокая.

Результаты исследования показали, что средняя инфицированность учащихся Helicobacter pylori составила 44,7% (девочки — 23,3%). Учащиеся школ, расположенных в экологически менее благополучных районах города, в большей степени инфицированы Helicobacter pylori (рис. 6).

всего мальчики девочки

состояние окружающей среды

благоприятная В умеренно неблагоприятная  неблагоприятная

Рис. 6. Зависимость зараженности подростков Helicobacter pylori от экологического состояния среды обитания

Следует отмстить, что степень инфицирования детей Helicobacter pylori также зависит от экологического состояния среды их обитания. Установлено, что в районах города с умеренной и неблагоприятной экологической ситуацией количество детей, имеющих 3 и 4 степень инфицированное™ соответственно в 2 и 3 раза больше, чем у детей из районов с более благоприятной экологической ситуацией (табл. 1).

Таблица 1. Количество школьников (%), имеющих различную степень инфицирован-ности Helicobacter pylori в зависимости от экологической ситуации в городе

Степень инфицированности Экологическая ситуация

Относительно благополучная Умеренно неблагополучная Неблагополучная

1 3,8 8 4

2 7,7 4 4

3 7,7 17 24

4 7,7 16 24

Нами отмечено, что наибольшее число школьников, имеющих в основном удовлетворительные оценки, имеют высокую и очень высокую степень инфицированное™ Helicobacter pylori (рис. 7).

1 стспснь 2 стспснь 3 стспснь 4 стспснь

Отлично  Хорошо  Удовлетв.

Рис. 7. Влияние степени инфицированности подростков Helicobacter pylori

на успеваемость

У детей, занимающихся в школе на «отлично» и «хорошо» регистрировалась в основном слабая и умеренная стспснь инфицирования. Причем количество инфицированных среди отличников и хорошистов было значительно меньше. Это подтверждает паше предположение о возможном влиянии аммиака и продуктов жизнедеятельности Helicobacter pylori на умственную деятельность, а, следовательно, и успеваемость подростков.

Высокая и очень высокая стспснь инфицированности Helicobacter pylori отмечена у подростков, страдающих изжогой, нарушением стула и повышенной утомляемостью (рис. 8).

х

!=

£

со

0 &

1 •в* ЕЕ S

-'S

45

40

35

30

25

20

15

10

0

* \ 4 \ >>

X' \ ✓

/ / /

к" T

* s' < / X' / > » ^ —   V •

s' а s* , / /1 Ф / s. ># \ \

i * T

1 степень

2 степень

3 степень

4 степень

-н— Утомляемость О - Тошнота - о- - БолезниССС

изжога Нарушение стула

Рис. 8. Зависимость между симптомами проявления различных заболеваний и степенью инфицированности подростков Helicobacter pylori

Выводы

1. Установлено наличие зависимости между состоянием окружающей среды и распространенностью гастродуоденальной патологией. Это, вероятно, связано со снижением сопротивляемости организма при длительном проживании в условиях неблагоприятной окружающей среды, что способствует инфицированности подростков бактерией Helicobacter pylori. При этом с возрастом количество инфицированных и степень инфицированности увеличивается.

2. Ухудшение состояния окружающей среды в большей мерс способствует увеличению инфицированности мальчиков. У девочек эта зависимость менее выражена.

3. С увеличением степени инфицированности подростков Helicobacter pylori наблюдается снижение успеваемости.

4. У подростков с различными симптомами нарушения деятельности желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы наблюдается высокая степень инфицированности Helicobacter pylori.

Список литературы

1. Стрельцов А.Б., Логинов А.А., Лыков И.Н. Очерк экологии города Калуги. Калуга, 2000. 400 с.

2. Корсунский А.А., Щербаков П.Л., Исаков В.А. Хеликобактериоз и болезни органов пищеварения у детей. М.: ИД Меднрактика. 2002. 168 с.

3. Здоровье детского населения как биоиндикатор качества городской среды (на примере сравнительного анализа территории г. Калуги). / А.Б. Стрельцов [и др.] // Тр. регионального конкурса научных проектов в области гуманитарных наук. Калуга, 2001. С. 193-21о'.

4. Alexander G.A., Brawley О. W. Association of Helicobacter pylori infection with gastric cancer // Mil. Med. 2000. V. 165, № 1. P. 21-27.

5. Методические рекомендации но выполнению оценки качества среды но состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов но уровню асимметрии морфологических структур) // Утверждены Распоряжением МПР РФ от 16.10.2003 № 460-р. М., 2003'. 24 с.

6. Клименко Е.А., Лыков И.Н., Шестакова Г.А. Влияние загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами на физическое развитие подростков. // Биологические аспекты экологии человека // Приложение к журналу «Экология человека». Архангельск, 2004. С. 233-235.

7. Дыхательный тест — необходимый шаг в практике врачей. / С.И. Рапопорт [и др.] // Клиническая медицина. 2003. № 1. С. 19-24.

8. Diagnosis of Helicobacter pylori infection in children: Is the ISN-urine test more reliable than the 13C breath test? / P. Krumbiegel [et al.] // Scand.J. Gastroent. 2000. V. 4. P. 353-358.

Поступило 10.03.2009

Лыков Игорь Николаевич (lin47@kaluga.ru), д.б.н., профессор, кафедра физиологии, микробиологии и экологии, Калужский государственный педагогический университет им. К.Э. Циолковского.

Логинов Александр Александрович (biomon@kspu.kaluga.ru), к.х.н., руководитель Центра экомониторинга, Калужский государственный педагогический университет им. К.Э. Циолковского.

Шестакова Галина Александровна, д.б.н., профессор, зав. кафедрой физиологии, микробиологии и экологии, Калужский государственный педагогический университет им. К.Э. Циолковского.

Стрельцов Алексей Борисович, д.б.н., профессор кафедры физиологии, микробиологии и экологии, Калужский государственный педагогический университет им. К.Э. Циолковского.

Зякун Анатолий Маркович (zyakun@ibpm.pushchino.ru), д.б.н., зав. лабораторией масспсктромстрии, Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, г. Пущино Московской обл.

Medico-ecological aspects of distribution of illnesses of digestion bodies at the teenagers in anthropoecosistem conditions

I.N. Lykov, A.A. Loginov, G.A. Shestakova, A.B. Streltsov, A.M. Zyakun

Abstract. The comparative analysis of a degree of the teenagers infection by a bacterium Helicobacter pylori is carried out depending on quality of an environment in places of their residing. The interrelation between infection of the teenagers by Helicobacter pylori with various symptoms of infringement of activity of a stomach-intestinal path and hcart-vcsscl systems is established. Is shown, that with increase of a infection degree of the teenagers by Helicobacter pylori the decrease of their progress at school is observed.

Keywords: disease of digestion bodies, health, infection by Helicobacter pylori, harmonicity of development.

Lykov Igor (lin47@kaluga.ru), doctor of biological sciences, professor, department of physiology, microbiology and ecology, Kaluga State Pedagogical University.

Loginov Alexander (biomon@kspu.kaluga.ru), candidate of chemical sciences, chief of the Centre of ecological monitoring, Kaluga State Pedagogical University.

Shestakova Galina, doctor of biological sciences, professor, head of department, department of physiology, microbiology and ecology, Kaluga State Pedagogical University.

Streltsov Alexey, doctor of biological sciences, professor, department of physiology, microbiology and ecology, Kaluga State Pedagogical University.

Zyakun Anatoly (zyakun@ibpm.pushchino.ru), doctor of biological sciences, the manager of the laboratory of masspcctromctry, Skryabin Institute of biochemistry and physiology of microorganisms of RAS, Puschino, Moscow Region.