Оценка риска развития нарушений костного метаболизма у детей с хронической гастродуоденальной патологией в условиях экологического неблагополучия
Зайцева Н.В.
Резюме
В статье проведен анализ причины образования остеопении у детей с хроническим гастродуоденитом, проживающих на территории, загрязненной тяжелыми металлами. На основании клинического обследования и статистического анализа доказано, что риск формирования нарушений костного метаболизма значительно увеличивается при накоплении в организме металлов. На территориях, характеризующихся загрязнением атмосферного воздуха и питьевой воды выбросами промышленных предприятий металлургического профиля, отмечаются высокий уровень и интенсивные темпы прироста заболеваемости хроническим гастродуоденитом и нарушений накопления костной массы у детей. Проживание на территориях, загрязненных промышленными выбросами, приводит к накоплению металлов (марганец, свинец, никель, хром) в биосредах организма. Риск снижения костной прочности у детей с гастродуоденитом находится в зависимости от степени контаминантной нагрузки. Результаты оценки риска развития нарушений костного метаболизма у детей с хроническим гастродуоденитом, проживающих в условиях воздействия металлов, свидетельствуют о необходимости проведения ранних диагностических и лечебных мероприятий по профилактике развития остеопенических состояний.
Ключевые слова: гастродуоденит, дети, нарушение костного метаболизма, неблагоприятная экология, металлы
In the article the analysis of the reasons for the formation of osteopenia in children with chronic gastroduodenitis, living in areas contaminated by heavy metals. The clinical examination and statistical analysis proved that the risk of developing disorders of bone metabolism is greatly increased when the accumulation in the body of metals. In areas characterized by pollution of air and water emissions of the industrial enterprises of metallurgical profile, high level and rapid increase in the incidence of chronic gastroduodenitis and abnormal accumulation of bone mass in children. Living in areas contaminated by industrial emissions, leads to the accumulation of metals (manganese, lead, Nickel, chromium) in biological media of the body. The risk of reduced bone strength in children with gastroduodenitis is dependent on the degree contaminantes load. The results of risk assessment development disorders of bone metabolism in children with chronic gastroduodenitis, living in conditions of exposure to metals, indicate the need for early diagnostic and therapeutic interventions for the prevention of the development of osteopenic conditions.
Keywords: gastroduodenitis, children, disorder of bone metabolism, unfavorable environment, metals Eksperimental'naya i Klinicheskaya Gastroenterologiya 2014; 106 (6):19-24
Введение
Актуальность изучения проблемы остеопенических состояний у детей с хронической гастродуоденальной патологией неоднократно подчеркивалась в современных научных исследованиях [1,2]. Влияние неблагоприятных антропогенных факторов является дополнительным триггером, запускающим с одной стороны механизм патоморфоза хронического гастродуоденита [3,4,5], с другой -- нарушающим процессы остеосинтеза и ускоряющим остеорезорбцию [6,7,8].
На территориях с неблагоприятной экологической обстановкой заболевания костно-мышечной системы и гастродуоденальная патология уже в дошкольном возрасте становятся приоритетными видами патологии, занимая первые места среди всех патологических состояний у школьников и подростков [9,10,11,12].
В то же время нет достаточно весомых доказательств факта влияния антропогенных факторов на процессы накопления костной массы у детей с хроническим гастродуоденитом, проживающих в условиях длительного низкодозового поступления в организм металлов (с воздухом, пищей, водой). Научно-методическим обоснованным связи между факторами воздействия и заболеваемостью является ряд эпидемиологических показателей -- относительный (RR) или атрибутивный риск (AR), с оценкой этиологической доли фактора или явления, показатель отношения шансов (OR) [13].
С данной точки зрения актуальным является оценка риска развития дефицита накопления костной ткани у детей с хроническим гастродуоденитом при воздействии неблагоприятных антропогенных факторов (в частности тяжелых металлов) методами доказательной медицины.
Цель исследования -- провести оценку риска развития нарушений костного метаболизма у детей с хронической гастродуоденальной патологией в условиях воздействия тяжелых металлов.
Материал и методы исследования
Гигиеническая оценка техногенной нагрузки на среду обитания населения Пермского края проведена на основе динамического (2000-2010 гг.) анализа данных об объемах и составе выбросов от стационарных и передвижных источников по статистическим параметрам Госкомстата (2 ТП -- воздух), ежегодных томов «Атмосфера. Предельно допустимые выбросы вредных веществ» или томов ПДВ отдельных предприятий. Основная информация об объемах и составе сбросов сточных вод в водные объекты была обобщена в соответствии с СанПин 2.1.5.980-00 и СП 2.15.1059-01 и документации Роспотребнадзора по Пермскому краю, согласно МУК 2.1.4.682-97, использованы материалы Росгидромета. Заболеваемость оценивали по данным государственной статистической отчетности лечебно-профилактических учреждений:
«Отчет о числе заболеваний, зарегистрированных у больных, проживающих в районе обслуживания лечебно-профилактического учреждения» (форма 12-здрав.). Оценку заболеваемости населения за 10-летний период (2000-2010 гг.) (территориальную, динамическую, прогнозную) осуществляли с помощью методов статистического анализа, построения трендовой модели с динамическим экспоненциальным сглаживанием.
С целью диагностики заболеваний у детей использовали клинико-лабораторные методы исследования: общеклинические, биохимические, иммунологические, инструментальные (с помощью ацидогастрометра «АГМ-03», фиброэзофагогастродуоденоскопия эндоскопом «Olympus GIF-Q10», патоморфологические исследования биоптатов).
Фосфорно-кальциевый гомеостаз оценивали по молярному кальций-креатининовому и фосфорно-креатининовому коэффициентам, показатели костного метаболизма определяли методом моноклональных антител, оценка состояния костной ткани проводилась методом количественного ультразвукового исследования -- guantitative ultrasound (QUS -- КУС). и методом бифотонной рентгеновской абсорбциометрии. Идентификация металлов проводилась всем детям независимо от территорий проживания. Оценивали содержание металлов -- марганец, хром+6, никель, свинец в следующих биосредах: сыворотке крови и желудочном соке. Определение металлов в биосубстратах осуществлялось методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на атомно-абсорбционном спектрофотометре С-116М и методом прямого определения концентраций с относительным стандартом типа ГСОРМ-1, ГСОРМ-2, ГСРОМ-24.
Для выявления наличия и патогенетического характера связей клинико-лабораторных показателей, параметров контаминации биосред и показаниями морфофункциональных и морфологических исследований проведено статистическое моделирование на базе построения моделей логистической регрессии с использованием стандартных (SAS V 6.04, STATGRAF и др.) и специально разработанных программных продуктов. Математическую обработку осуществляли с помощью параметрических методов вариационной статистики. Проводилась оценка относительного риска, этиологической доли (Э. М. Денисов, 2002), отношения шансов (OR), осуществлялся расчет атрибутивного риска (AR). Проверка статистических гипотез относительно параметров моделей проводилась с использованием критериев Стьюдента и Фишера. Различия считали статистически значимыми при р<0,05.
Вычисление показателя отношения шансов (Ш) проведено на основе анализа двумерных таблиц сопряженности по формуле:
a -- количество наблюдений в группе c нагрузкой на организм и наличием реакции организма;
b -- количество наблюдений в группе без нагрузки на организм и наличием реакции организма;
c -- количество наблюдений в группе c нагрузкой на организм и отсутствием реакции организма;
d -- количество наблюдений в группе без нагрузки на организм и при отсутствии реакции организма.
Задача моделирования состояла в оценке параметров модели. Использовались методы линейного регрессионного анализа после преобразования:
Наиболее показательным, с точки зрения оценки степени воздействия фактора, является атрибутивный риск (AR), который определялся как разница вероятностей изменений показателя относительно нормы при воздействии фактора (основная группа) и при его отсутствии (группа сравнения):
pon -- вероятность изменения показателя в основной группе;
pк -- вероятность изменения показателя в группе сравнения;
хоп -- среднее значение фактора в основной группе.
Оценка атрибутивного риска проводилась в процентах
Обследованные дети с хроническим гастродуоденитом и дефицитом накопления костной массы (ДНКМ) рандомизированы на две группы: группа наблюдения 150 чел. в возрасте 9 -17 лет, проживающие на территории с высоким уровнем загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и группа сравнения 120 человек проживающие вне зоны воздействия изучаемыми факторами. У детей с хроническим гастродуоденитом, как в группе наблюдения, так и в группе сравнения, имели место легкое снижение минеральной плотности костной ткани (МПКТ) у 15,1 %, при этом ДНКМ от 20 % до 10 % отмечен у 64,5 %, ДНКМ от 30 % до 20 % -- у 16,4 %, а ДНКМ 30 % и ниже выявлен у 4,0 % пациентов.
В качестве модельных территорий выбраны: территория наблюдения -- городское муниципальное поселение Пермского края, расположенное вблизи предприятия металлургического профиля (г. Чусовой, Чусовской металлургический завод); и территория сравнения -- поселок городского типа (Ильинский), характеризующийся благоприятной санитарно-гигиенической обстановкой.
На территории наблюдения в атмосферу от стационарных источников промышленных предприятий выбрасывалось более 80 наименований химических веществ, в том числе соединения свинца, хрома+6, марганца, ванадия, никеля. В зонах выбросов стационарных кратность превышения предельно допустимых концентраций -- ПДКм.р. (максимально разовые) составляла 1,1-3,5 раза, в том числе по хрому+6, никелю, марганцу. Сохранялись неблагоприятные тенденции по загрязнению атмосферного воздуха свинцом, по которому ПДКм.р. и ПДКс.с. (средние суточные) превышало в 12,3 % проб до 3-5 раз. Кроме того, в отдельных пробах воды хозяйствнно-бытового назначения также отмечались высокие концентрации марганца и хрома+6 выше ПДК от 2 до 14 раз. Анализ содержания химических компонентов питьевой воды, поступающей в разводящую сеть, позволил выявить наличие в питьевой воде хрома+6 (0,0008- 0,0093 мг/дм3), марганца (0,1- 0,03 м г/дм3) и других компонентов.
Территория сравнения характеризовалась относительно благоприятным состоянием атмосферного воздуха, природных источников водоснабжения и питьевой воды. Анализ металлов в атмосферном воздухе показал их присутствие в среднем ниже нормативных значений (марганца оксида, хрома+6 и никеля). Исследование качества воды питьевого назначения выявило присутствие всех изучаемых компонентов (марганец, хром+6, никель, свинец, ванадий), в концентрациях не превышающих гигиенические нормативы.
Результаты исследования и их обсуждение
На основании изучения распространенности хронического гастродуоденита и болезней костной системы по данным государственной статистической отчетности лечебно-профилактических учреждений: «Отчет о числе заболеваний, зарегистрированных у больных, проживающих в районе обслуживания лечебно-профилактического учреждения» (форма 12-здрав.), установлено, что на территории наблюдения регистрировались высокие темпы роста заболеваемости гастритами и дуоденитами, а также патологией костно-мы-шечной системы среди детей и подростков в период с 1992 по 2010 гг. (отмечалось увеличение в 21 и 20 раз, с 2,6 ‰ до 54,7 ‰ и с 13,0 ‰ до 259,3 ‰, соответственно). Максимум заболеваемости патологией костно-мышечной системы приходился на периоды интенсивного роста (вытягивания) в 6-8 лет до 543,4 ‰ и в подростковый возраст (15-17 лет) до 788,4 ‰, что в 3,7 и 3,2 раза превышало среднекраевые показатели (рис.1).
Рис. 1. Возрастная структура заболеваемости патологией костно-мышечной системы на территории наблюдения
На территории сравнения отмечались низкие показатели заболеваемости среди детей и подростков гастритами и дуоденитами, а также патологией костно-мышечной системы и прослеживалась тенденция к их снижению. Анализ заболеваемости в детском и подростковом возрасте гастритами и дуоденитами в период с 1992 по 2010 гг. показал, что ее уровень возрос от 8,5 ‰ до 17,2 ‰, но это в 2,4 раза меньше, чем в среднем по Пермскому краю. Анализ заболеваемости среди детей и подростков патологией костно-мышечной системы показал, что, несмотря на рост (до 50,6 ‰), она остается невысокой и этот показатель в 2 раза меньше, чем в среднем по Пермскому краю. Пик заболеваемости патологией костно-мышечной системы приходился на ожидаемый возраст старше 50 лет (рис.2).
Рис. 2. Возрастная структура заболеваемости патологией костно-мышечной системы на территории сравнения
С целью оценки вероятности развития хронического гастродуоденита (ХГД) (К 29.9. по МКБ-10), ассоциированного с дефицитом накопления костной массы (ДНКМ) (М 81.9 по МКБ 10), при воздействии тяжелых металлов, проведен сравнительный анализ частоты встречаемости сочетанной патологии (ХГД и ДНКМ), у детей по критериям относительного, атрибутивного рисков и отношению шансов. Наблюдалось повышение риска развития ХГД, ассоциированного с ДНКМ у детей, проживающих на территории наблюдения (RR=1,4; AR=48 %), в то время, как показатель риска ХГД, неассоциированного с ДНКМ (RR=0,82; AR=22 %) не имел статистической значимости. Выявлено повышение показателя отношения шансов заболеваемости ХГД, ассоциированным с ДНКМ, почти в 2 раза у детей, проживающих на территории наблюдения (OR=1,71, ДИ=1,34-2,7, р=0,0001) (табл. 1). хронический гастродуоденит патология металл