Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Влияние факторов окружающей среды на процессы роста и полового созревания у человека (обзор литературы) 4
Глава 2. Материалы и методы исследования 26
Глава 3. Особенности морфологических показателей мальчиков пубертатного возраста из йоддефицитного региона 43
Глава 4. Характеристика процессов полового созревания и распределение соматотипов в группах мальчиков- подростков 70
Глава 5. особенности метаболических изменений и характер развития эндогенной интоксикации у мальчиков-подростков в зависимости от йоддефицита 82
Выводы 89
Список литературы 92
Приложение 121
- Влияние факторов окружающей среды на процессы роста и полового созревания у человека (обзор литературы)
- Материалы и методы исследования
- Особенности морфологических показателей мальчиков пубертатного возраста из йоддефицитного региона
Введение к работе
Одним из важных показателей, отражающих состояние здоровья населения, является уровень физического развития детей и подростков. В отличие от демографических характеристик (рождаемости, воспроизводства, средней продолжительности жизни), он является показателем, суммарно характеризующим результат взаимодействия всех систем организма между собой и с окружающей средой.
Интерес к изучению влияния факторов окружающей среды на основные параметры морфофункционального статуса детей, прежде всего подросткового возраста, проявляют многие международные и правительственные организации, так как пубертатный период является критическим этапом онтогенеза, характеризующимся высокой чувствительностью организма к факторам среды, функциональным напряжением многих систем и механизмов регуляции (Papadimitriou, 2001; Rockett, 2004). Многими исследователями активно анализируются последствия проживания детей и подростков в условиях зон экологического неблагополучия. Это в равней мере касается как недопустимого загрязнения продуктами промышленного производства (Баранов, Щеплягина 1998; Fitzgerald, 1998; Golub, 2000; Landrigan et al., 2003), так и природнообусловленного дефицита или избытка конкретных микроэлементов в экосистемах (Киек и др., 2000; Краснов, 2001; Свинарев, 2002; Щеплягина и др. 2003; Iwata, 2003; Landrigan et al., 2003).
Йодный дефицит и обусловленные им заболевания щитовидной железы в настоящее время формируют широкий спектр экологических и медико-социальных проблем во всем мире (Delange, Hetzel, 2004), в том числе и на территории России (Дедов и др., 1992, 2000). Наиболее высокий риск нарушений состояния здоровья испытывают дети и подростки, проживающие в йоддефицитных регионах (Bernal, Nunez, 1995; Delange, Hetzel, 2004). Недостаток потребления йода опасен не только формированием манифестных пси-
хосоматических заболеваний (Щеплягина и др., 2004; Hetzel, 1980; Lazarus, 1995), но и вызывает в целом замедление физического и полового развития подрастающего поколения (Филиппова, 1992; Щеплягина, 1995, 2000; Курмачева, Свинарев 1999; Баранов, Вязников, 2001; Краснов, 2001; Таранушенко, 1999; Jannini et al., 1995; Dunger et al., 1999).
По данным ряда авторов, симптоматика нарушений становления половой функции у девочек с заболеваниями, вызванными недостатком йода, описана достаточно четко и характеризуется замедлением формирования вторичных половых признаков, более поздним возрастом менархе, удлинением периода становления менструального цикла (Щеплягина и др., 2003; Pantsi-otou et al., 1991; Krassas et al., 1999)
Несмотря на данные об отрицательном воздействии йоддефицитных состояний на здоровье подрастающего поколения, до настоящего времени остаются недостаточно изучены региональные особенности физического развития и темпы полового созревания у мальчиков пубертатного периода, проживающих на территориях, отличающихся экологическими условиями. В некоторых работах сообщается только о замедлении темпов их роста (Minamitani et al., 1994; Boersma et al., 1996).
Цель и задачи исследования:
Изучение изменчивости морфофункционального и метаболического статуса мальчиков-подростков под действием экологически неблагоприятных факторов на межгрупповом и внутригрупповом уровнях. В ходе реализации основной цели решались следующие задачи:
изучить морфофункциональные характеристики мальчиков-подростков в гг. Хвалынск, Балаково, Саратов;
провести сравнительный анализ морфологических показателей на межгрупповом и внутригрупповом уровнях у мальчиков-подростков в зависимости от степени выраженности йодного дефицита и состояния щитовидной железы;
охарактеризовать особенности полового созревания у мальчиков пубертатного возраста, проживающих в условиях йодного дефицита;
дать оценку направленности метаболических реакций по уровню веществ низкой и средней молекулярной массы и олигопептидам и выявить особенности развития эндогенной интоксикации у мальчиков пубертатного возраста с эндемическим зобом.
Влияние факторов окружающей среды на процессы роста и полового созревания у человека (обзор литературы)
Изучение морфофункциональной вариабельности в индивидуальном, возрастно-половом, эколого-популяционном аспектах является необходимой слагаемой комплексного исследования специфичности и разнообразия особенностей онтогенетического развития организма. Необходимость изучения основных закономерностей возрастной изменчивости неоднократно подчеркивалась основоположниками и ведущими представителями науки о человеке (Штефко, 1929; Бунак, 1941; Башкиров, 1962; Алексеев, 1985; Tanner, 1986).
Изучение возрастной изменчивости показателей роста и развития у детей и подростков в связи с воздействием факторов окружающей среды является одним из наиболее актуальных вопросов ауксологии. Эти исследования включают изучение динамики изменений тотальных размеров, пропорций тела, других измерительных признаков, сроков полового созревания, стадий прорезывания зубов, конституциональных особенностей детей и подростков. Результаты таких исследований позволяют понять общие закономерности онтогенеза человека как биологического вида, а также оценить возможную вариабельность процессов роста и развития у представителей различных популяций в связи с воздействием факторов окружающей среды (Миклашевская и др., 1988; Година, 2001).
Различия между популяциями в ходе процессов развития, а также внут-рипопуляционная изменчивость, как известно, генетически детерминируются и модифицируются факторами окружающей среды (Алексеева, 1977, 1986; Агаджанян и др., 1998). Влияние наследственных и средовых факторов на процессы роста и развития проявляется в различиях между отдельными индивидами одного пола в пределах каждой популяции, а также на межгрупповом уровне (Tanner, Eveleth, 1975; Eveleth, 1979).
Факторы внешней среды оказывают воздействие в самых разнообразных количественных сочетаниях и при определенной экспозиции и интенсивности, и, в свою очередь, при изменении внутренних факторов, могут проявлять то или иное формообразующее влияние на все структуры организма и его морфофункциональное развитие (Гичев, 2002; Cresteil, 1998; Fitzgerald et al., 1998; Ginsberg et al., 2002). Они разделяются на абиотические (температура, влажность, инсоляция, ландшафт, химический состав почв и т.д.), а также биотические, к которым относятся инфекционные агенты, а также социальные факторы (Баранов, 1986).
Проведенные многочисленные исследовательские работы демонстрируют четкую взаимосвязь между морфофункциональными особенностями организма и факторами окружающей среды - социально-экономическими, демографическими (Дорожнова, 1983; Година, Миклашевская, 1989; Задорож-ная, 1998), антропогенными (Баранов, Щеплягина, 1998; Лебедева, Баранов, 2003; Guo, 1993; Krstevska-Konstantinova et al., 2001; Karpati et. al., 2002; Ro-gan, 2003), экологическими (Година, Миклашевская, 1989; Киек и др., 2000; Краснов, 2001; Iwata, 2003) и т.д. К их воздействию организм особенно чувствителен в периоды его активного роста и развития (Юрко, 1984; Баранов, Щеплягина, 2000; Година, 2001; Wolanski, Malik, 1984; Stinson, 1985; Bogin, 1999).
Подростковый период является критическим этапом онтогенеза, характеризующимся высокой чувствительностью организма к средовым факторам вследствие функционального напряжения многих систем и механизмов регуляции (Styne, 1991; Johan, 2003; Rockett, 2004). Половое созревание характеризуется этапностью, связанной с динамикой развития ризуется этапностью, связанной с динамикой развития репродуктивной системы подростков. Динамика пубертатных перестроек имеет выраженные индивидуальные различия, что может проявляться в замедлении или ускорении темпов полового созревания в сравнении со средним популяционным уровнем (Соловьева, 1966; Аршавский, 1983; Саливон и др., 1989). Половые раз-личия в процессе роста и развития в одной и той же популяции является проявлением наследственной детерминации (Bogin, 1999). Так, мальчики по сравнению с девочками, характеризуются более медленными темпами развития, для которых свойственны более поздние процессы окостенения, прорезывания постоянных зубов, полового созревания, пубертатного скачка и окончания процессов роста. Для пубертатного периода в целом характерно повышенное напряжение функциональных систем, отражающее адаптацию организма к новому физиологическому состоянию (Styne, 1991; Karlberg et. al., 2003). Степень этого напряжения может быть различной в зависимости от темпа и стадии полового созревания (Albanese, Stanhope, 1993; Johan, 2003; Rockett, 2004).
Hermanussen и J.Burmeister (1999) на основе изучения результатов более 200 широкомасштабных антропометрических исследований, проведенных в Европе в XX столетии, доказали, что средние показатели физического развития при рождении в 6 лет, девочек в 12 и 15 лет, мальчиков в 14 и 18 лет максимально отражают популяционные антропометрические особенности в целом. Авторы определили, что максимальные популяционные различия в росте установлены у девочек в 12 и мальчиков в 14 лет.
Рассмотрим некоторые, особенно существенные с точки зрения нашего исследования, экологические факторы.
Группа абиотических факторов включает такие характеристики, как химический состав воды и почв, температуру, влажность, количество кислорода во вдыхаемом воздухе, инсоляцию и др., которые оказывают влияние на изменчивость морфофункциональных показателей.
Влияние климатических факторов на вариабельность антропометрических признаков, формирование пропорций тела взрослого и детского населения различных географических зон изучалась многими исследователями (Алексеева, 1977, 1986; Eveleth, Tanner, 1976, 1990; Crognier, 1981; Marshall, 1981; Froment, Hiernaux, 1984; Hanna et al., 1989). Дж. Таннер и Ф. Эвелет (1975), рассмотрев изменчивость размерных признаков и темпы роста детей и подростков в пубертатном периоде, также выявили ряд существенных отличий, связанных с этнической принадлежностью и средой обитания.
Материалы и методы исследования
Работа проведена в Саратовской области, занимающей территорию 100,2 тыс. кв. км между Средним и Нижним Поволжьем на юго-востоке Европейской части России. Область разделяется Волгой почти поровну на западную правобережную и восточную левобережную части. Территория поделена на 38 административных районов и г. Саратов. Население области составляет 2,7 млн. человек. Саратовский регион является одним из многонациональных. В области проживают представители 111 национальностей. Наиболее многочисленными являются русские - 85,6% (Энциклопедия Саратовского края, 2002).
В начале 60-х годов XX века появились сведения, что область является биогеохимической провинцией с дефицитом йода, фтора, молибдена и кобальта, повышением количества марганца в воде и почве (Забугина и др., 1962). Установлено, что содержание йода в почвах Саратовского правобережья составляет 156,6 ± 3,8 мкг/100 г (Болотова, 1995). Это значительно ниже среднего содержания йода в почвах, которое, по данным А.П. Виноградова (1957), должно равняться 500 мкг на 100 г. В большинстве случаев почвы Саратовского Правобережья имеют кислую реакцию, способствующую окислению йодида кислородом воздуха, что создает условия для потери почвами йода (Виноградов, 1957; Ковальский, 1974; Авцын и др., 1993). Клинические исследования в г. Саратове и некоторых сельских районах подтвердили данные о значительном распространении зоба в Саратовской области, причем как в «традиционно» йоддефицитном Правобережье, так и в Заволжье. Частота увеличения щитовидной железы у детей составила от 17.0 до 88,9% в зависимости от возраста (Болотова, 1995).
По результатам проведенной клинико-эпидемиологической работы М.Ю. Свинаревым (2002), Саратовская область является регионом со средне-тяжелым природным дефицитом йода (медиана йодурии - 38,5 мкг/л). Из 38 административных образований в двух выявлен дефицит йода, пограничный с тяжелым (21-23 мкг/л). На остальной территории области имеются очаги легкого и среднетяжелого йодного дефицита (с медианами йодурии в отдельных районах от 26 до 97 мкг/л) (рис. 1).
Важно отметить, что все районы с йодной недостаточностью отличаются не только степенью йоддефицита, но весьма неоднородны по уровню, характеру и структуре антропогенного загрязнения. Саратовская область характеризуется интенсивно развитой промышленностью, добычей нефти, газа и многоотраслевым сельскохозяйственным производством.
В пределах территории Саратовской области выделяются 5 городов, для которых характерны низкие уровни экологической безопасности: гг. Саратов, Энгельс, Балаково, Балашов и Вольск. Именно на этих урбанизированных территориях сконцентрирован основной промышленный потенциал области, развита транспортная сеть и проживает основная часть населения
Город Хвалынск расположен на правом берегу Саратовского водохранилища. Население 14,9 тыс. человек. Промышленность города представлена промкомбинатом, маслодельным, маслобойным, консервными заводами, 2 машиностроительными предприятиями. Выбранный для проведения исследований Хвалынский район не имеет объектов промышленной и экологической опасности. Для экологической характеристики района важно отметить, что на его территории нет крупных транзитных автомобильных магистралей. Неблагополучные по промышленному загрязнению города Саратовской области (гг. Саратов, Балаково, Вольск, Энгельс) достаточно удалены от Хвалынского района (Энциклопедия Саратовского края, 2002). В 1969 - 1972 гг. были впервые проведены популяци-онные исследования детей в восьми селах Хвалынского района. У 34.4% выявлены формы тиреоидной патологии (Забугина и др., 1962).
В комплексном исследовании Н.В. Болотовой (1995), посвященном изучению этиологических факторов эндемического зоба у детей и его клиническим проявлениям, приводятся данные о содержании основных микроэлементов в питьевой воде и почве Хвалынского района. В соответствии с этими данными, в почвах данного района содержатся достоверно низкие концентрации йода (0,78 ± 0,32 мкг при норме 5-7 мкг/кг), меди, кобальта, цинка, при избыточном содержании марганца и железа, соответствующим норме. Ничтожно малые количества микроэлементов содержались в питьевой воде: ниже установленных стандартов в 10-100 раз, за исключением железа, количество которого было высоким (1,8 ± 0,02 мг/л при норме 0,3 мг/л).
Город Балаково расположен на левом берегу р. Волги, на границе Среднего и Нижнего Поволжья, в 180 км от г. Саратова и 260 км от г. Самары. Площадь городской территории составляет 66,85 км2, население города насчитывает 226 тыс. человек. Балаково - один из крупных промышленных городов Поволжья (Энциклопедия Саратовского края, 2002). Это второй по численности населения и промышленному потенциалу город Саратовской области с большим количеством производств с массовыми выбросами загрязняющих веществ (ОАО «Балаковрезинтехника», АО «Химзавод», ПО «Ми-нудобрения» и др.). Но особое значение имеют предприятия энергетики, так как в городе создан самый мощный в России энергетический комплекс, включающий в себя Саратовскую ГЭС, ТЭЦ-4 и Балаковскую АЭС. Также источниками загрязнения атмосферного воздуха являются предприятия нефтехимической отрасли, производство минеральных удобрений, теплоэнергетики, автомобильный транспорт. Большинство предприятий сосредоточено в юго-восточной, южной, юго-западной частях города. В атмосферный воздух города поступает несколько тонн сероуглерода и фтористых соединений, до 0,4-0,5 тонн сероводорода и аммиака. Концентрация указанных примесей в атмосферном воздухе г. Балаково постоянно превышают предельно допустимые нормы.
При исследовании здоровья детей г. Балаково в связи с неблагоприятным состоянием окружающей среды показана корреляционная зависимость между заболеваемостью детей и подростков и загрязненностью города сероуглеродом, аммиаком, фтористыми и азотистыми соединениями, уровнем радиоактивного фона. По классу новообразований г. Балаково занимает в области лидирующее положение, превышая средние областные показатели в 2 раза. Тиреоидная патология у жителей промышленного г. Балаково выше, в связи с мультифакторным загрязнением окружающей среды, чем в таком же эндемичном по зобу Лысогорском районе (Доклад о состоянии окружающей среды Саратовской области, 2002).
Таким образом, столь крупный промышленный узел, где сосредоточены на ограниченной площади десятки предприятий, создал выраженную техногенную геохимическую аномалию, обусловленную крупнотоннажными предприятиями, транспортом, городским хозяйством.
Особенности морфологических показателей мальчиков пубертатного возраста из йоддефицитного региона
В анализ включены данные по 1318 мальчикам в возрасте от 11,5 до 16,5 лет, проживающие в гг. Хвалынске, Балакове и Саратове. Оценки основных параметров вариационных рядов для 17 измерительных признаков и индексов приведены в таблицах 1-3 (приложение). Остановимся несколько подробнее на характеристике отдельных групп признаков.
Мальчики г. Хвалынска уступают своим сверстникам из двух других городов по длине тела и весу, но оказываются впереди или, по крайней мере, не уступают им по обхвату груди. Эти данные в целом согласуются с результатами, полученными рядом авторов (Ямпольская, 2000; Година, 2001; Щеплягина и др., 2003), о более интенсивных процессах астенизации и лептосомизации у жителей крупных городов.
Хотя материалы, собранные методом поперечного сечения, в отличие от продольных, не могут дать четкого представления о механизмах роста, были проанализированы абсолютные и относительные погодовые прибавки (скорости роста) у мальчиков трех изученных групп. В г. Хвалынске наибольшие приросты по длине тела отмечены у мальчиков -в 12-13 и 14-15 лет: 7.66 и 6.45 см (14.74 и 12.41 %). Сходный характер прибавок отмечен и для возрастных изменений веса тела. В г. Балаково наиболее интенсивные прибавки длины тела отмечены у мальчиков - в 12-13 и 13-14 лет — 6.57 и 7.30 см (12.94 и 14.38 %). По весу тела прибавки почти одинаковой интенсивности отмечены у мальчиков, начиная с 13 лет. У подростков г. Саратова гораздо более выражены единичные пики скоростей роста по длине тела в 13-14 лет: 8.79 см или 16.93 %. По массе тела мальчики-подростки обнаруживают максимальный прирост в 14-15 и 15-16 лет (6.93 и 7.34 см или 18.2 и 19.28%).
По таким продольным размерам тела, как длина корпуса и ноги, подростки г. Хвалынска оказываются наиболее коротконогими. Так, в 17 ростки г. Хвалынска оказываются наиболее коротконогими. Так, в 17 лет средние значения этого параметра для юношей Хвалынска, Балакова и Саратова составляют соответственно 94.71, 96.05 и 96.61 см. При этом различия по длине корпуса существенно ниже (см. приложения табл. 1-3), что свидетельствует о ведущем вкладе длины ноги в формирование различий по длине тела.
Подростки г. Хвалынска на протяжении всего возрастного ряда характеризуются более узкими плечами и более широким тазом (различия систематические, хотя и незначительные).
По обхвату плеча и предплечья мальчики-подростки г. Балаково показывают наибольшие значения среди представителей всех трех групп. Наконец, последняя из изученных групп признаков — характер развития подкожного жироотложения. У подростков прослеживается четкий градиент увеличения толщины кожно-жировых складок в направлении Хва-лынск-Балаково-Саратов (см. приложение табл. 1-3).
При межгрупповом анализе антропометрических показателей трех городов среди подростков 1-ой группы отмечены определенные территориальные особенности. Так, подростки г. Саратова являются самыми высокорослыми, занимают лидирующее положение по обхватным размером грудной клетки, бедра, голени, ширине плеч и таза. Подростки г. Хвалынска отличаются от сверстников из двух других городов степенью жироотложения, но уступают им в высоте тела, длине корпуса и ноги, массе тела, ИМТ, являясь наиболее коротконогими. Так, для 16 летних юношей гг. Хвалынска, Балакова и Саратова средние значения данного признака составляют 94,34, 96,50 и 99,44 см соответственно; в то время как различия по длине корпуса существенно ниже, что обусловлено первостепенным значением длины ноги в формирование различий по длине тела. Подростки г. Балако-во занимают промежуточное положение по многим признакам, кроме обхвата плеч и предплечья. Тем не менее, установленные особенности между группами по всем перечисленным признакам не достигают статистически значимого уровня.
Территориальные морфологические различия между подростками 2-ой группы отчетливо прослеживаются в основном по комплексу широтных размеров. Так, подростки г. Хвалынска отличаются от представителей других групп большей шириной плеч, груди и таза, а также обхватами плеча и предплечья. По обхвату груди и сагиттального диаметра грудной клетки мальчики г. Балаково имеют наибольшие значения среди представителей всех трех групп.
Однако выявленные территориальные морфологические особенности трех групп статистически не значимы, можно лишь проследить направление их различий в общих чертах.
В связи с поставленными задачами был проведен анализ внутригруп-повой изменчивости соматических показателей у мальчиков соответствующих возрастных групп для выявления степени их чувствительности к геохимической ситуации. Основные оценки средних статистических параметров размерных признаков в обследованных группах представлены в табл. 4, 5, 6 (приложение).
