СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕМЕНТНОГО ДИСБАЛАНСА НА ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РАССТРОЙСТВА НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Полезная модель относится к медицине и физиологии, а именно к эпидемиологии, микроэлементологии, педиатрии и гигиене детей и подростков, нейротоксикологии, и может быть использована при оценке популяционного здоровья популяции и для выявления ранних эффектов неблагоприятного воздействия элементного дисбаланса на нервную систему детей в группах экологического риска.
В последние десятилетия наблюдается прогрессивный рост функциональных расстройств нервной системы, в том числе у детей,
вызванный в значительной степени ухудшением качества окружающей среды и недостаточностью адаптационных механизмов, в особенности детского организма, что приводит к возникновению функциональных расстройств прежде всего регуляторных систем, к числу которых относится нервная система. Известно, что многие из широко распространенных и опасных для человека химических загрязнителей обладают нейротоксическим действием -ртуть, свинец, мышьяк и др. Увеличение их концентраций в окружающей среде и в организме человека в результате конкурентных отношений сопровождается дефицитом эссенциальных элементов - кальций, цинк, медь и др., то есть жизненно необходимых для нормального функционирования систем организма, элементов. Такой элементный дисбаланс в свою очередь усугубляет выраженность негативного влияния на организм и, прежде всего, на чувствительную к изменениям химического гомеостаза нервную систему.
По этой причине определение обусловленности наблюдаемых функциональных расстройств нервной системы у детей элементным дисбалансом с целью последующей их коррекцией является остро актуальной задачей профилактической медицины.
В качестве прототипа выбран способ оценки влияния элементного дисбаланса на функциональные расстройства организма (Патент № 2180121. РФ. МПК G01 N33/84. Способ определения изменений в биологической системе макро- и микроэлементного гомеостаза у человека при различных заболеваниях / ООО Медико-профилактический центр "Сильвер". - заявка № 2001106190/14. - Заявл. 11.03.2001. - Опубл. 27.02.2002), который заключается в определении содержания макро- и микроэлементов в волосах и в сыворотке крови с последующей характеристикой типологических отклонений от нормы при различных заболеваниях и патологических состояниях (ревматоидном артрите, сахарном диабете, гиперплазии щитовидной железы).
Признаками, совпадающими с существенными признаками способа, являются: определение в волосах человека эндогенного содержания химических элементов.
Причинами, препятствующими достижению ожидаемого научно-технического результата (повышение точности количественной оценки степени дисбаланса элементного гомеостаза и его вклада в наблюдаемые функциональные расстройства), является: отсутствие количественной оценки степени дисбаланса и его влияния на функциональные расстройства нервной системы.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования ближайшего аналога путем предложения интегрального количественного критерия степени элементного дисбаланса с оценкой взаимосвязи с ним функциональных расстройств нервной системы и последующим определением регрессионных коэффициентов между параметрами, характеризующими функциональное состояние центральной нервной системы, и содержанием макро- и микроэлементов для ранней диагностики функциональных расстройств нервной системы у детей.
дет1
дети
дис
дис
Поставленная задача решается тем, что в способе оценки влияния элементного дисбаланса на функциональные расстройства нервной системы, включающем определение в волосах человека эндогенного содержания химических элементов, согласно полезной модели, регистрируют показатели текущей ЭЭГ, определяют абсолютную спектральную мощность, рассчитывают коэфициент детерминации функционального состояния центральной нервной системы элементным дисбалансом по формуле:  где к... к - статистически достоверные коэффициенты детерминации функциональных показателей содержанием элемента в волосах по результатам регрессионного анализа; N - количество выявленных достоверных корреляционных связей; K,- показатель элементного дисбаланса данной группы обследованных, согласно полезной модели, K рассчитывают по формуле  где x,
y - сумма степеней отклонения от нормы избыточных и дефицитных элементов, n - общее количество исследованных элементов, включая элементы с нормальным содержанием в волосах, причем абсолютная величина числителя характеризует степень дисбаланса, а знак указывает на его характер: преимущественный гипо- или гиперэлементоз.
Регистрация показателей текущей ЭЭГ, определение абсолютной спектральной мощности, рассчет коэффициента детерминации функционального состояния центральной нервной системы элементных дисбалансом по приведенной формуле позволяет осуществлять количественную оценку влияния элементного дисбаланса на центральную нервную систему и на основе полученных результатов предлагать научно и практически обоснованные рекомендации относительно связанной коррекции элементного дисбаланса и связанных с ним функциональных расстройств нервной системы.
У группы детей берут пробы волос на анализ.
Методом рентгенофлюресцентной спектрофотометрии проводят исследование волос на содержание биоэлементов.
Регистрацию и анализ ЭЭГ осуществляют по общепринятой методике с помощью компьютерного телеметрического электроэнцефалографа ("Тредекс", Украина). ЭЭГ-потенциалы отводят монополярно от 16-ти локусов Fpl/2, F3/4, F7/8, СЗ/4, ТЗ/4, Т5/6, Р3/4, O1/2 согласно международной системе "10-20". Выполняют следующие пробы: регистрируют текущую ЭЭГ в условиях спокойного бодрствования - "глаза закрыты", регистрируют текущую ЭЭГ - "глаза открыты", решение арифметической задачи, фоно-, фотостимуляция.
Спектральную композицию рассчитывают для образцов ЭЭГ, зарегистрированных в этих состояниях раздельно. При помощи специальной программы на основе быстрого преобразования Фурье с применением сглаживания по методу Блекмена для полученных образцов ЭЭГ вычисляют спектральные мощности - СМ следующих частотных диапазонов и
поддиапазонов: дельта - 1.5-4 Гц, тета - 4-8 Гц, альфа - 8-12 Гц, бета1 -12-20 Гц и бета2 - 20-30 Гц.
Выполняют спектральный анализ отрезков длительностью 60 с. Определяют абсолютные значения спектральной мощности указанных участков спектра. Данные биомониторингового и электрофизиологического обследования тестируемых детей обрабатывают посредством непараметрического корреляционного анализа по Спирмену с последующим построением уравнений регрессии и определения регрессионных коэффициентов для каждого элемента.
Для обобщенной оценки степени элементного дисбаланса в тестируемой при мониторинге группе детей используют рассчет показателя элементного дисбаланса в данной группе экологического риска Кдис, в соответствии с величиной которого определяют степень отклонения от нормы каждого элемента по формуле:
где x, y - сумма степеней отклонения от нормы избыточных и дефицитных элементов от ±1,2, 3, 4... В - при отклонении от верхней или нижней границы нормы на 10, 25, 50, 75%...- Ρ соответственно; n - общее количество исследованных элементов, включая элементы с нормальным содержанием в волосах.
Берется абсолютное значение числителя, которому присваивается знак "-", если преобладает сумма дефицитных элементов, знак "+"- если преобладает сумма элементов, содержащихся в избытке. Таким образом, абсолютная величина характеризует степень дисбаланса, а знак указывает на его характер: преимущественный гипо- или гиперэлементоз.
Регрессионным анализом показателей ЭЭГ и содержания элементов в волосах рассчитываются коэффициенты корреляции и коэффициенты детерминации. Исходя из них, определяются элементы, наиболее существенно влияющие на функциональное состояние центральной нервной системы, строятся уравнения регрессии и рассчитывается суммарный
коэффициент детерминации функционального состояния ЦНС элементным дисбалансом.
Для этого рассчитывают коэффициент детерминации, по следующей формуле:
детЦНС
дет1
дети
дис
где К - коэффициент детерминации функционального состояния центральной нервной системы элементным дисбалансом; к... к -статистически достоверные коэффициенты детерминации функциональных показателей ЭЭГ-характеристик содержанием элемента в волосах по результатам регрессионного анализа; N - количество выявленных достоверных корреляционных связей; K - показатель элементного дисбаланса данной группы.
Пример.
Был проведен сравнительный анализ групповых показателей элементного дисбаланса и результатов регрессионного анализа содержания 10 химических элементов - кальций, медь, цинк, свинец, кадмий, стронций, мышьяк, никель, молибден, марганец у детей 12-13 лет, проживающих в г. Симферополе и промышленно загрязненных регионах восточной Украины, таких как Запорожская, Днепропетровская, Донецкая. Общее количество обследованных детей разных возрастных групп 184 человека.
Показатель элементного дисбаланса рассчитывался на основании формулы  которая для детей г.Симферополя была следующей: Са(3-), Zn(l-), Cu(l-), Ni, Mo, Μn, Pb, As, Cd, Sr, при этом показатель дисбаланса составил  отн. ед.
У детей промышленных городов восточной Украины формула элементного состояния была: Са(1+), Zn(3-), Си(З-), Ni(3+), Mo, Μn, Pb(l+), As(3+), Cd(3+), Sr (0), при этом показатель дисбаланса составил  отн.ед.
В таблице 1 приведены результаты регрессионного анализа спектральной мощности ритмических характеристик ЭЭГ у детей 12-13 лет промышленных загрязненных городов восточной Украины.
В таблице 2 приведены результаты регрессионного анализа спектральной мощности ритмических характеристик ЭЭГ у детей 12-13 лет, проживающих в г. Симферополь.
детЦНС
детЦНС
При этом количество статистически значимых корреляционных связей у школьников промышленных городов восточной Украины составило N=27 корреляций с ритмическими характеристиками биоэлектрической активности мозга при среднем коэффициенте детерминации 0,26, а у школьников г. Симферополя N=7 при среднем коэффициенте детерминации 0,19 по результатам регрессионного анализа. С учетом коэффициента дисбаланса рассчитываем показатель детерминации функционального состояния ЦНС элементным дисбалансом, который в группе детей из загрязненных регионов Украины составил К=0,26*1,7=0,45, а в группе детей из г.Симферополя К=0,20*0,7=0,14.
Таким образом, у школьников промышленно загрязненных городов, имевших существенный дисбаланс элементов, коэффициент детерминации функционального состояния центральной нервной системы также больше. В случае большего влияния на состояние ЦНС других факторов при высокой степени элементного дисбаланса число корреляционных связей во всей видимости будет меньшим, что соответственно уменьшит и коэффициент детерминации.
Использование предложенного способа позволяет осуществлять количественную оценку влияния элементного дисбаланса на центральную нервную систему и на основе полученных результатов предлагать научно и практически обоснованные рекомендации относительно связанной коррекции элементного дисбаланса и связанных с ним функциональных расстройств нервной системы.