Введение к работе
Актуальность. Размещение крупных промышленных комплексов на территории страны привело к загрязнению объектов окружающей среды до максимальных уровней. Неблагоприятная экологическая обстановка, связанная с высоким уровнем антропогенной нагрузки, представляет существенную проблему для крупных промышленных городов.
Особенно эта проблема в последние годы приобретает все большее значение в связи с возрастающим влиянием экологической ситуации на здоровье населения. Проведены многочисленные исследования, подтверждающие негативное влияние различных токсических веществ на здоровье населения (Агаджанян Н.А., 2001; Онищенко Г.Г., 2003).
Наиболее восприимчивой возрастной группой населения к воздействию экзогенных факторов является детская популяция. Детский организм более чувствителен, чем организм взрослого человека, к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды вследствие анатомо-физиологических особенностей (Долгих В.В. и др., 2005; Гребняк Н.П. и др., 2002; Сабирова З.Ф. 2001). Состояние здоровья детей в последнее десятилетие является актуальной проблемой, так как отмечается тенденция к увеличению частоты и тяжести заболеваний. Здоровье детского населения часто рассматривается как один из наиболее достоверных показателей степени загрязнения окружающей среды. В литературе накоплено достаточно большое количество фактов, свидетельствующих о прямой зависимости между состоянием здоровья детского населения и уровнями загрязнения атмосферного воздуха (Маторова Н.И. 2003).
Территория Иркутской области представлена предприятиями целлюлозно-бумажной отрасли, цветной металлургии, теплоэнергетики, которые оказывают воздействие на состояние экологической обстановки в регионе (Рукавишников В.С. и др., 2002; Галазий О.В., 2001; Гольменко А.Д. и др. 2003;). Особого внимания заслуживает алюминиевое производство, сопровождающееся выбросами в атмосферный воздух фтористых соединений, которые представляют высокую степень опасности для здоровья и приводят к росту профессиональной заболеваемости (Чащин М.В. и др., 2003; Ахмедов А.А. 2001; Куценко В.В., 2003; Xiang Zhen., 2002).
Фтор и его соединения обладают широким спектром действия (Агаджанян Н.А. и др., 2001; Райс Р.Х. и др., 2003; Ребров В.Г. и др., 2003; Qureshi Bashir., 2000). Основная биологическая роль фтора связана с его участием в процессе морфогенеза костей. Недостаточное поступление фтора в организм проявляется поражением эмали зубов (Кнаппвост А.О., 2001; Яновский Л.М., 2004; Vieira A.P. et al., 2005), при избыточном поступлении в организм фтор оказывает высокотоксичное действие, которое проявляется в виде эндемического или профессионального флюороза (Орницан Э.Ю. и др., 2004). Влияние соединений фтора на морфогенез костей изучено у взрослого населения, в основном, у лиц, занятых в производстве алюминия (Штуркина О.К., 1964; Шурыгина В.М., 2004). Вместе с тем, не менее важной является необходимость изучения влияния соединений фтора на раннем этапе развития организма, в частности, на эмбриональный морфогенез костей. Изучение данного вопроса поможет определенным образом прогнозировать дальнейшее развитие скелета и предупредить возникновение патологии костно-мышечной системы. Тем не менее, сведения об особенностях эмбрионального морфогенеза костей в условиях высоких концентраций соединений фтора в окружающей среде в литературе крайне немногочисленны. Токсическое действие высоких концентраций соединений фтора, механизмы которого раскрыты при флюорозе, может реализоваться и на уровне эмбрионального морфогенеза, что неизбежно приведет к нарушению развития и структуры костей скелета. Не вполне выяснен вопрос о возможности кумуляции фтора в организме. В связи с этим, выявление особенностей развития костей в эмбриональный период и в растущем организме в условиях высоких концентраций соединений фтора в окружающей среде, а также закономерностей формирования на этой основе патологии опорно-двигательного аппарата может дать ценную информацию для разработки комплекса профилактических мероприятий в зонах размещения предприятий цветной металлургии.
Цель исследования: выявить закономерности морфогенеза костей в эмбриональный и постэмбриональный этапы онтогенеза при ингаляционном воздействии соединений фтора на население, проживающее в зоне размещения алюминиевого производства.
Для реализации поставленной цели последовательно решались следующие задачи:
-
Дать гигиеническую оценку уровням загрязнения окружающей среды соединениями фтора в зоне размещения алюминиевого производства.
-
Изучить состояние здоровья детского и подросткового населения, проживающего в зоне размещения алюминиевого производства и определить долю нарушений костно-мышечной системы.
-
Исследовать рентгенологические характеристики костей кисти у детей в возрасте от 5 до 16 лет в зоне размещения алюминиевого производства.
-
Изучить особенности гисто - и морфогенеза костей скелета в эмбриональном и плодном периодах онтогенеза человека в зоне размещения алюминиевого производства.
-
В эксперименте, на модели хронической фтористой интоксикации, изучить влияние соединений фтора на морфогенез костей потомства.
Научная новизна Дополнены знания о специфическом влиянии соединений фтора в объектах окружающей среды на общую заболеваемость детского населения и морфогенез костей скелета. Впервые в сравнительной динамике за 15 лет прослежена зависимость морфогенеза костей от воздействия высоких концентраций фтористых соединений, поступающих ингаляционным путем. Впервые, на основании когортных рентгенологических исследований костей кисти у детей, доказано прогрессирование нарушений морфогенеза костей в условиях воздействия соединений фтора, циркулирующих в объектах окружающей среды. Приоритетными являются данные, подтверждающие проникновение соединений фтора через плаценту и их эмбриотоксическое действие. Раскрыты закономерности нарушения эмбрионального развития костей скелета под влиянием соединений фтора, которые выражаются в подавлении размножения столбчатого хряща пластинки роста и синтетической функции остеобластов, повышении резорбирующей функции остеокластов, торможении роста костей в длину и толщину. Установлена неравномерность и диспропорциональность роста костей скелета в длину и толщину в постэмбриональный период онтогенеза под влиянием высоких концентраций соединений фтора в окружающей среде.
Теоретическая значимость определяется разработанной концепцией токсического действия фтора на морфогенез костей в эмбриональном и постэмбриональном периодах онтогенеза человека. В соответствии с полученными результатами, соединения фтора способны проникать через плаценту в организм плода и модифицировать пластические процессы в формирующихся костях, что ведет к стимуляции процессов резорбции и замедлению синтетических и пролиферативных процессов, а в постэмбриональный период – к неравномерному и диспропорциональному росту костей, создавая основу для развития костной патологии.
Практическая значимость диссертационного исследования определяется его направленностью на решение актуальной проблемы профилактической медицины - сохранение здоровья подрастающего поколения в условиях техногенного прессинга. Учитывая высокую заболеваемость детского и подросткового населения, а также выраженные изменения показателей морфогенеза костей в условиях воздействия соединений фтора, аргументирована необходимость первоочередного проведения на экспонированных территориях профилактических мероприятий:
- внедрение системы биомониторинга (определение фтора в моче у детей и подростков);
- ежегодный осмотр организованного детского населения ортопедом;
- использование принципов лечебной физкультуры при проведении занятий по физической культуре в детских дошкольных и образовательных учреждениях.
В работе обоснована необходимость применения региональных критериев для определения биологического возраста у детей и подростков, проживающих на территориях высокого техногенного риска, которые были апробированы в течение 15 лет на базе Областной детской клинической больницы (акт внедрения от 05.04.94 г.).
Материалы исследования включены в систему Регионального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга окружающей среды и здоровья населения Иркутской области. (акт внедрения от 25.03.09г.). Положения теоретического и прикладного характера, сформулированные в диссертационном исследовании, используются в курсе лекций для студентов медико-профилактического, педиатрического и лечебного факультетов по общей гигиене, рентгеноанатомии, судебной медицине (акт внедрения от 22.07.94 г.).
Формы внедрения: методические рекомендации, информационное письмо в Управление Роспотребнадзора по Иркутской области от 21.07.09 г.
-
Высокие уровни хронического ингаляционного воздействия фторсодержащих выбросов приводят к риску общетоксических и специфических эффектов среди экспонированного населения
-
Длительное неблагоприятное влияние загрязнения окружающей среды фтористыми соединениями обусловливает рост и изменение структуры общей заболеваемости детского населения, увеличение доли болезней костно-мышечной, эндокринной систем, травм и отравлений, а также болезней системы кровообращения.
-
Техногенное загрязнение окружающей среды соединениями фтора приводит к нарушению морфогенеза костей, которые регистрируются уже в плодном периоде эмбриогенеза и нарастают в постэмбриональном периоде в связи с кумуляцией фтора в организме.
-
Нарушения остеогенеза проявляются в ухудшении кровоснабжения, подавлении размножения клеток пластинки роста, активации остеорезорбции, ослаблении остеогенеза, что приводит к формированию диспластических изменений в костях, выявляемых у 76% подростков.
Апробация полученных результатов. Материалы диссертации представлены на III, IV, V Конгрессах Международной Ассоциации морфологов (1996, 1999, 2000 гг.). На Всероссийской научно-практической конференции хирургов (г. Ставрополь 1999 г). На IV Съезде Российских морфологов с международным участием (г. Ижевск 1999 г). На V Съезде Российских морфологов с международным участием (г. Москва 2004 г). На региональной конференции «Актуальные проблемы морфологии» (г. Красноярск 2006 г). На расширенном заседании кафедр анатомии гистологии, цитологии и эмбриологии ИГМУ (Иркутск, 2008). На заседании проблемной комиссии ИГМУ «Гигиена и экология» (Иркутск 2009 г). На Всероссийской конференции «Профилактическая медицина в России: истоки и современность», с международным участием, посвященная 140-летию образования первой гигиенической кафедры в России (Казань, 2009).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 223 страницах по традиционному плану, включает введение, обзор литературы, описание материалов и методов, изложение и обсуждение собственных результатов, заключение, выводы, список литературы из 263 научных работ, в том числе - 182 работ отечественных и 81 зарубежных авторов. Результаты исследований представлены на 117 рисунках в виде графиков, схем, фотографий рентгенограмм и в 27 таблицах.
Личный вклад автора заключается в определении концептуального направления исследования, определении темы, цели, задач исследования, разработке программы исследования, самостоятельном наборе плодного и экспериментального материала, проведении антропометрических исследований, анкетированного опроса, морфометрии костей кисти по рентгенограммам. Автором выполнен анализ и обобщение материала, сделаны выводы. Самостоятельно автором выполнено более 80% исследований.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 26 работ, в том числе 8 в журналах, рекомендованных ВАК, 1 монография, методические рекомендации, 2 информационных письма.
