Научный центр экологической токсикологии

[назад]

Питер Брейгель (старший). 1555- 1558 г. Падение Икара.

ПРИЧИННАЯ СВЯЗЬ ВЫСОКОГО УРОВНЯ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ДЕТЕЙ С КАЧЕСТВОМ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ В г. ЗЕЛЕНОГРАДЕ.
(пример эффективного решения долговременной медико-экологической проблемы)

Предыстория проблемы, постановка задач и цели исследования.
Инициатором проведения исследований выступил Комитет Здравоохранения г. Москвы. Поводом для проведения исследований послужили результаты официальной cтатистики, которые демонстрировали высокий уровень распространённости целого ряда заболеваний среди детей Зеленограда (почти на порядок выше, чем в целом по Москве), а так же неуклонный рост их распространённости, особенно в последние годы. Особую тревогу вызывали заболевания мочеполовой системы.

На протяжении длительного периода времени проблемами заболеваемости детей г. Зеленограда безуспешно занимались сотрудники двух ведущих институтов страны - НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина и одного из ведущих институтов педиатрии педиатрии. Для решения проблемы заболеваемости на территории города в 1977 году был построен детский специализированный нефрологический санаторий.
Отсутствие положительного результата НИИ им. Сысина объясняется неэффективным подходом, идеология которого состоит в попытке связать токсичные вещества окружающей среды с повышенным уровнем заболеваемости детей. Ограниченный перечень контролируемых во внешней среде токсичных веществ дал возможность учёным этого института утверждать, что внешняя среда в г. Зеленограде не вызывает никаких беспокойств, а её загрязнение никак не связано с повышенным уровнем заболеваемости детей. Очевидно, что такой подход к идентификации заболеваний химической этиологии (от экологии к заболеваемости) бесперспективен. Наиболее продуктивен в этом отношении подход "от заболеваемости к экологии". Для нахождения искомого токсичного начала заболевания необходимо знать что искать, и где искать. Системный анализ территориальной заболеваемости даёт возможность значительно сузить круг "подозреваемых" токсичных веществ, послуживших причиной той или иной патологии.
Продолжающийся непрерывный рост распространённости целой группы заболеваний среди детей Зеленограда со всей очевидностью указывал на неэффективность методов лечения разрабатываемых сотрудниками института педиатрии. Лечение детских почечных патологий без знания их первопричины было заведомо обречено на неуспех.

На протяжении нескольких десятков лет молчаливо подразумевалось, что причиной повышенного уровня заболеваемости детей являются специфические токсичные выбросы многочисленных предприятий микроэлектроники, расположенных в Зеленограде. Однако практически полная остановка производства этих предприятий в последние годы и переход их на "экологически чистую" сборку из привозных деталей никак не соответствовала непрерывному росту заболеваемости детей.
Целью проводимого исследования было установление причинно-следственных связей между конкретными заболеваниями, повышенный уровень которых регистрируется у детей г. Зеленограда и конкретными токсичными веществами.

Краткие итоги наших предыдущих исследований в г. Зеленограде.

Наши исследования в Зеленограде начались с выяснения причин детских почечных патологий, сопровождающихся микрогематурией. Поиск в базе данных по этому симптому привёл нас к перечню из, более чем, пятисот токсичных веществ, хроническое отравление каждым из которых приводит к исследуемым заболеваниям почек. Проведённый нами многокомпонентный анализ качества воздушной среды и снега (снег, являясь эффективным сорбентом, отражает качество воздушной среды за почти полугодовой период) г. Зеленограда (хромато- масс- спектрометрия для органических примесей и масс- спектрометрия с возбуждением в индуктивно связанной плазме для неорганических токсикантов) выявил несколько сотен токсичных веществ. Однако только для небольшой группы ароматических веществ (метилированные производные нафталина) было показано превышение значений ПДК. Исследования показали, что источником этих токсикантов является автомобильное топливо, и что они являются натуральными компонентами нефти. В связи с тем, что для патогенеза отравления производными нафталина не свойственно поражение почек, сопровождающееся микрогематурией (заболевание характерное для детей г. Зеленограда), мы не стали заниматься проблемой этих практически вездесущих токсикантов, а продолжили поиск токсичных веществ, отравление которыми могло бы объяснить весь спектр заболеваний детей, повышенный уровень которых регистрировался в г. Зеленограде.
При глубоком изучении небольшой, но однородной по многим параметрам, выборки детей с почечными патологиями нами было показано, что у выбранной группы детей регистрируется высокий уровень желудочно-кишечных и сердечно-сосудистых патологий. Мы предположили, что эти патологии являются синдромами единого заболевания вызываемого единой причиной. Введение полученной информации в базу по ряду часто встречающихся в исследуемой популяции симптомов позволил нам существенно ограничить исходный перечень "подозреваемых" токсикантов до трёх десятков. Большая часть токсичных веществ в этом перечне была представлена неорганическими соединениями. Это объясняется тем, что катионы и анионы многих неорганических веществ выводятся из организма с мочой. В процессе удаления эти неорганические токсичные ингредиенты мочи подвергаются концентрированию, что в конечном итоге и приводит, к достаточно избирательному, поражению почек.
Проведя элементный анализ мочи наших пациентов мы обнаружили у них повышенное по сравнению с контрольной выборкой детей из Москвы (но не выходящее за норму) содержание ряда потенциально токсичных элементов - лития, алюминия и фтора.

Исследование качества питьевой воды.

Вторым значимым отличием г. Зеленограда (первое - специфическое производство на предприятиях электронной промышленности) от города Москвы является артезианское водоснабжение. Мы провели многокомпонентное исследование элементного состава питьевой воды (60 элементов Периодической системы) г. Зеленограда и прилегающих территорий Московской области. В питьевой воде нами было обнаружено присутствие семи токсичных элементов в концентрациях, превышающих соответствующие значения нормативных параметров (ПДК) - литий, стронций, бор, барий, фтор, железо и алюминий.
Для токсичных веществ 1 и 2 классов опасности существует более строгая оценка токсического воздействия, чем просто величина ПДК. При обнаружении в питьевой воде нескольких химических веществ, относящихся к 1 и 2 классам опасности и нормируемых по санитарно-токсикологическому признаку вредности, сумма отношений обнаруженных концентраций каждого из них в воде к величине его ПДК не должна быть больше 1 [СанПиН 2.1.4.559 - 96]. Расчёт ведется по формуле:

где С1, С2.., Сn - концентрации индивидуальных химических веществ 1 и 2 класса опасности. Таким образом, даже допороговые концентрации токсичных веществ могут быть вредны, если в воде присутствует сразу несколько токсичных компонентов. По лимитирующему признаку вредности (ЛПВ), рассчитанному для 6 элементов второго класса опасности ни одна из исследованных проб питьевой воды в г. Зеленограде не отвечает принятым санитарно-химическим критериям и непригодна для питья.


Частично, колебания концентраций исследуемых элементов с превышением значений ПДК в водо-разводящей сети города носят случайный и непредсказуемый характер, как по времени, так и по территории. Кроме того нами наблюдались и системные, периодические колебания качества питьевой воды. Так, например, в ночное время суток, когда вода в жилой зоне практически не потребляется, её качество соответствует практически всем принятым нормативам. Утром, в обед и вечером - в периоды наивысшего водоразбора, качество питьевой воды самое низкое. Ночью, когда воду почти не используют, ее качество удовлетворительное (см. диаграмму на примере корпуса 503).

Нами обнаружены высокие корреляции концентраций таких элементов, как литий, бор, стронций, барий с концентрацией фтора в артезианской воде города. Были сделаны выводы, что источником избыточного поступления в водо-разводящую сеть лития, стронция, бора, бария, фтора является артезианская вода. Источником алюминия - вода Северной водопроводной станции г. Москвы; железо присутствует везде.

Система смешивания артезианской и речной воды в городе работает неэффективно и не выполняет своего назначения. Анализ параметров этой системы показал, что она в принципе не может решить проблему безопасного водоснабжения. Ряд фактов указывает на природное, но не техногенное происхождение обнаруженных элементов (кроме алюминия).
В артезианской воде прилегающих к Зеленограду территорий также было обнаружено сверхнормативное содержание: лития, бора, стронция, бария и фтора, что может свидетельствовать о региональной геохимической аномалии по этим элементам, но не о техногенном загрязнении водоносных горизонтов. Отсутствие речного водоснабжения в обследованных нами населённых пунктах Химкинского и Солнечногорского районов, граничащих с Зеленоградом, делает проблему нормативного питьевого водоснабжения в Московской области ещё более острой, чем в Зеленограде.

Исследование взаимосвязи заболеваемости с качеством питьевой воды.
При наличии на той или иной территории широко распространённого массового заболевания существует возможность установить его причинность по отношению к тому или иному токсичному фактору. Для этого необходимо установить корреляцию между распространением по территории заболевания и токсичного фактора.
Прежде чем проводить корреляции между распределением токсичных факторов и патологий по территории, необходимо провести оценку возможности проведения таких корреляций. Существует целый ряд вполне реальных факторов затрудняющих получение абсолютных корреляций:
1) Каждое заболевание имеет своё характеристическое время развития до стадии выявления или диагностики. В связи с этим совершенно очевидно, что большая часть хронических патологий отражает структуру водоснабжения не сегодняшнего дня, а предыдущих лет. Если на протяжении этого времени распределение по территории токсичного фактора не менялось, то существует возможность получения удовлетворительных корреляций. Мы выяснили, что структура водоснабжения города существенно менялась на протяжении всей истории Зеленограда. Некоторое исключение из этого правила составляют ряд "старых" микрорайонов города, водоснабжение которых практически не изменилось.
2) Хронические патологии, вызванные многолетним воздействием на население сразу нескольких токсичных веществ, трудно поддаются однозначной диагностике. В связи с этим, хронические заболевания химической этиологии, во-первых, недовыявляются и, во-вторых, попадают, как правило, в разные строки официальной статистики.
3) Другой фактор, мешающий получению корреляции - миграция населения. Зеленоград - растущий город.
4) Очевидно, что в заболеваемость населения города дают вклад и другие источники токсичных веществ - промышленные предприятия и жилой фонд.
5) Нельзя исключить существенного вклада в заболевания детей, патологий которыми страдали их родители, которые потребляли в основном артезианскую воду.
6) Лимитирующим фактором в получении корреляций является и ограниченная информация по элементному составу воды в микрорайонах города. Одна точка контроля качества воды в каждом из микрорайонов (всё, что мы могли себе позволить) не совсем адекватно отражает состав воды микрорайона в целом, поскольку большая часть микрорайонов снабжается сразу из нескольких водозаборных узлов. Кроме того, необходимо иметь в виду непостоянную структуру водоснабжения на протяжении суток и невозможность одновременного взятия проб воды во всех микрорайонах города.
Поскольку содержание фтора в питьевой воде хорошо коррелировало с содержанием бора, бария, лития и стронция (см. выше), мы более тщательно прокартировали качество питьевой воды по микрорайонам города по фтору. Следует отметить, что с учётом всех факторов, затрудняющих реализацию полных корреляций, полученные коэффициенты корреляции для таких заболеваний как флюороз, инфекции почек у детей, онкологические заболевания и болезни крови у детей - представляются нам вполне удовлетворительными и указывают на артезианскую воду как на возможную причину их появления. Сильное интерферирующее влияние перечисленных в начале главы факторов на величину коэффициентов корреляции со всей очевидностью демонстрируется невысоким значением коэффициента для флюороза, причинная связь которого с содержанием аниона фтора в артезианской воде не требует доказательств.
Основываясь на теоретически высокой корреляции распространения фтора и флюороза (r =не меньше 0,9) мы решили выяснить, насколько коррелирует распространение по территории города всех заболеваний, высокий уровень которых регистрируется в Зеленограде, с распространением по территории города флюороза. Другими словами, за основу проведения корреляционного анализа мы взяли территориальное распространение флюороза - заболевания непререкаемо химической этиологии, в основе которого одна единственная причина - высокое содержание аниона фтора в питьевой воде. Вся прелесть такого подхода заключается в том, что статистика распространения по территории города флюороза, как и статистика распространения других заболеваний, зависящих от качества питьевой воды, имеют одни и те же погрешности, вызванные интерферирующим влиянием перечисленных выше факторов. При построении таких корреляций влияние интерферирующих факторов нивелируются.

Очевидно, что распространение по территории флюороза более адекватно отражает качество воды в микрорайонах города за последние годы, чем имеющиеся в нашем распоряжении данные по распространению фтора. Высокий же уровень корреляции распространения других токсичных элементов питьевой воды по отношению к распространению фтора даёт нам полное основание для построения таких корреляций. Вполне удовлетворительные коэффициенты корреляции для распространения заболеваний желудочно-кишечного тракта (r = 0,74) и почек (r = 0,78) по отношению к распространению флюороза с большой степенью вероятности свидетельствуют об их причинной связи с токсикантами артезианской воды. На первый взгляд удивительно высокий коэффициент корреляции полученный для ряда инфекционных заболеваний (r > 0,6) имеет вполне реальные объяснения:
1) При воздействии на организм токсичных факторов в первую очередь страдают органы и ткани, имеющие высокий митотический индекс. Все без исключения клетки иммунной системы как раз и характеризуются высокой митотической активностью. Снижение активности иммунной системы с неизбежностью приводит к развитию т.н. вторичных (по отношению к действующему началу) инфекционных заболеваний.
2) Большая часть хронических заболеваний, вызванных действием сразу нескольких токсичных факторов, имеет множественное симптоматическое проявление. При этом набор и выраженность симптомов таких заболеваний варьирует от пациента к пациенту в зависимости от особенностей организма и особенностей поступления токсичного начала. В связи со сказанным, значимая часть таких заболеваний диагностируется неверно и попадает не в "свои" строки официальной статистики. Так что высокий уровень того или иного инфекционного заболевания вовсе не означает, что оно таковым является. Просто по ряду симптомов оно совпало с известным инфекционным заболеванием. В этом отношении интересна группа так называемых инфекций неизвестной этиологии. Возникает вполне закономерный вопрос: если они неизвестны, то кто определил что это инфекции?
3) Ещё одно объяснение, подходящее для органов и тканей, имеющих в норме набор полезной для отправления их функции бактериальной флоры. Уничтожение токсичными факторами этой полезной для организма-хозяина, и, в общем-то, незащищённой микрофлоры с неизбежностью приводит к расстройству нормального функционирования соответствующего органа, и к заселению освободившихся ниш обитания патогенными микроорганизмами.

Из диаграммы хорошо видно, что многие группы патологий (почечные, желудочно-кишечные. инфекции почек), несмотря на независимость регистрации (различные поликлиники и специалисты) симбадно распространены по микрорайонам города и хорошо коррелируют с качеством питьевой воды, выраженной в виде распространения флюороза. Похоже ведут себя и другие группы заболеваний- болезни кожи и подкожной клетчатки, аномалии почек, врожденные аномалии развития, осложнения во время беременности и родах, переломы нижних конечностей (изменение структуры костей).
Вообще говоря, и флюороз не является оптимальной основой для построения корреляций с распространением других заболеваний. Во-первых, следует отметить невысокую частоту регистрации этого заболевания, что обусловлено плохо поставленной диагностикой этой системной патологии, при которой страдают не только и даже не столько зубы, но и другие органы и ткани. Во-вторых, следует иметь в виду, что в связи с возрастной сменой зубов, эта патология характерна для двух популяций детей, каждая из которых по-разному зависит от времени действия фтора. Наиболее подвержена флюорозу популяция детей после смены молочных зубов. В связи со сказанным, и в связи с высоким уровнем корреляции полученной нами для более представительной группы желудочно-кишечных патологий именно их мы взяли за основу для выявления заболеваний зависящих от качества питьевой воды. Кроме того, желудочно-кишечный тракт является первой системой организма, взаимодействующей с токсикантами, которые поступают в организм с питьевой водой. Высокие уровни корреляции распространения целого ряда как неинфекционных (r > 0,7), так и инфекционных (r > 0,6) заболеваний с распространением по микрорайонам города заболеваний ЖКТ, свидетельствует о том, что ведущая причина этих заболеваний - токсичные факторы питьевой воды.

Удивительно высоким оказался коэффициент корреляции распространения по территории почечных инфекций с распространением по территории нефритов и нефрозов у детей (r = 0,68). Удивительно потому, что артезианская вода полностью лишена каких-либо микроорганизмов. Мы пришли к выводу, что большая часть почечных инфекций, регистрируемых у детей г. Зеленограда вторична и развивается на фоне первичного химического поражения выделительной системы токсичными ингредиентами питьевой воды.
Одной из наиболее распространённых и загадочных патологий, регистрируемых на территории г. Зеленограда является "острая кишечная инфекция не установленной этиологии" = ОКИ. Очевидно наличие противоречия уже в самом названии этого заболевания. Действительно, если "не установленной этиологии" то почему "инфекция"? Симптомокомлекс, по которому это заболевание относят к инфекционным, хорошо укладывается в симптомокомплекс не ярко выраженного пищевого отравления. Мы предположили, что эта распространённая в Зеленограде патология ничего общего не имеет с инфекционным заболеванием и обусловлена негативным действием сразу нескольких токсичных факторов, обнаруженных нами в питьевой воде. Причём механизм такого действия может включать как гибель кишечной флоры под действием токсичных веществ, так и непосредственное воздействие токсикантов на функции ЖКТ. Характер протекания этого заболевания указывал на то, что оно не является хроническим, т.е. зависит не от того какую воду пил пациент в предыдущие годы, а обусловлено острой реакцией организма на попадание в него воды "сегодняшнего дня". Проявление этого заболевания, по-видимому, связано с теми периодами, когда в водопроводной сети наблюдаются самые высокие концентрации обнаруженных токсичных элементов.
Построив корреляционную зависимость распространения ОКИ по микрорайонам города (в которых качество питьевой воды существенно не менялось за последние пять лет) с распространением хронических патологий желудочно-кишечного тракта, мы получили удивительно высокий коэффициент корреляции (r = 0,73). Этот факт однозначно свидетельствует о том, что "острые кишечные инфекции не установленной этиологии" обусловлены негативным действием токсичных примесей артезианской воды. Поскольку артезианская вода не содержит никаких патогенных микроорганизмов, можно с большой степенью вероятности утверждать, что ОКИ у зеленоградских детей вовсе не являются инфекциями. Отсутствие выраженной и характерной для пищевых инфекций сезонной зависимости этой группы патологий подтверждает их неинфекционный характер.

Таким образом, проведённый нами корреляционный анализ распределения заболеваемости и качества питьевой воды по микрорайонам города свидетельствует о том, что ряд массовых, как неинфекционных, так и инфекционных патологий могут с большой степенью вероятности являться итогом многолетнего потребления жителями города питьевой воды, содержащей сверхнормативные концентрации сразу нескольких токсичных веществ. К таким заболеваниям, зависящим от качества питьевой воды, относятся в первую очередь заболевания мочеполовой системы и заболевания желудочно-кишечного тракта, как, впрочем, и целый ряд других заболеваний детей.
Токсико- клинико- патогенетический анализ показал, что патогенез многих из перечисленных заболеваний, высокий уровень которых демонстрируется в г. Зеленограде, соответствует токсикологии хронического воздействия обнаруженных в питьевой воде элементов.
Проверка гипотезы обусловленности массовых заболеваний детей г. Зеленограда примесью токсичных элементов в питьевой воде. На основании проведенных нами исследований, администрацией города в 1997 году были предприняты меры к снижению уровня артезианской воды в водоснабжении жилых микрорайонов. Качество питьевой воды в городе было приведено в норму по значениям ПДК для обнаруженных нами семи токсичных элементов. Следует, однако, отметить, что по лимитирующему признаку вредности питьевая вода в Зеленограде вплоть до настоящего времени не соответствует принятому нормативу.

Анализ статистики заболеваемости детей проведённый нами через полтора года (по итогам 1998 года по сравнению с 1997 годом) после мероприятий по улучшению качества питьевой воды показал значимое снижение заболеваемости. Особенно значимо этот эффект проявился на так называемых "быстрых патологиях", развитие которых происходит менее чем за год. Мы наблюдали следующие темпы снижения заболеваемости (в скобках указаны диапазоны темпов снижения, выраженные в % к предыдущему году в зависимости от микрорайона города):
- отдельные состояния перинатального периода (от 13 до 29 %);
- врождённые аномалии (от 15 до 61%).
Несколько меньше эффект снижения заболеваемости проявился на, так называемых "медленных патологиях", развитие которых до стадии клинического выявления требует большего временного промежутка (в скобках указаны диапазоны темпов снижения выраженные в % к предыдущему году в зависимости от микрорайона города):
- болезни органов пищеварения (от 7 до 15%);
- болезни мочеполовой системы (от 5 до 9%);
- болезни кожи и подкожной клетчатки (от 10 до 34%).

Значимость полученных результатов ещё более возрастает, если иметь в виду следующее:
1) В микрорайонах г. Зеленограда, с изначально речным водоснабжением- д/поликлиника № 54 (адекватный территориальный контроль), за исследуемый период наблюдался обычный прирост заболеваемости по перечисленным выше патологиям (от 4 до 49%).
2) В микрорайонах г. Зеленограда, в которых за последний год произошло значимое снижение уровня заболеваемости (д/поликлиника № 84, 105, 90), в предшествующие годы наблюдался незапределиваемый рост этих же групп заболеваний.
Д/поликлиника № 54, расположенная в микрорайонах с речной водой из Москвы, в данном случае, выступает как контроль по отношению к д/п № 84 (с артезианской водой) и д/п № 105 и 90 (со смешанной водой).
3) Учитывая инерциальность механизмов патогенеза, запущенных ранее действующими патогенами, мы не вправе были ожидать столь быстрого благотворного эффекта смены качества питьевой воды на здоровье детей.
В 1999 году, продолжилась тенденция снижения заболеваемости детей в микрорайонах города в которых была ранее снижена доля артезианской воды.
В настоящее время на основании знания природы массовых заболеваний детей г. Зеленограда, нами проводится разработка прицельных, скоординированных и бесконфликтных методов лечения многочисленных синдромных проявлений единой патологии химической этиологии.
[назад]  отзывы

 

 

Hosted by uCoz