To the content
3 . 2017

Peculiarities of disorders in physical development of children consuming drinking water with increased nitrate content

AbstractPeculiarities of physical development disorders in 334 children were examined in the course of comparative clinical-laboratory research; all these children consumed drinking water with various nitrates content (11.2 + 1.1 mg/l and up to 3.14 MPC, i.e. 141 mg/l), in a dose equal up to 9.0 mg/kg of body weight (RfD 1.6 mg/kg). A focus group consisted of 158 children agedfrom 3 to 10, a control group was made up of 176 children of the same age. Nitrates content in urine taken from children of focus group (49.22 ±11.69 mg/l) was 2.4 fold higher than the same parameter in control group (20.2+3.13 mg/l, р=0,001). Under exposure to nitrates consumed with drinking water endocrine system diseases were detected 1.7-2.1 fold more frequently, and physical development disorders, 2.5-4.3 fold more frequently, than in control group (р=0.02- 0.05). We detected authentic correlation between nitrate excretion with urine and deviations in physical development in children consuming drinking water with nitrogenous compounds content which was higher than MPC; such deviations were ICD: Е44-Е46 - mild protein-energy malnutrition, Е34.4 - excessive height, Е67.8-Е66.0 -excessive nutrition, OR=2.35, DI=1.22-4.53). Explained variance fraction amounted to 42-75% (R2 = 0.42-0.75; 64.9≤F≤162.3, р=0.001). Changes in thyroid gland volume were detected 2.4 fold more frequently, and changes in its structure 2.5 fold more frequently, in focus group than in control group (р=0.049). We determined statistically significant correlation between thyroidal disorders and nitrate content in urine (OR=3.52; DI=1.73-7,0), with factor contribution level reaching 52% (R2=0.52; F=173.3; р=0.001). We detected that 34% of children from focus group had thyrotrophic hormone level 1.2 fold higher than physiological standard and the same parameter in control group (р=0.02). And also free thyroxin level was near age physiological standard in 23.4% of examined children which was 1.2 fold lower than in control group (p=0.05). The research revealed that methemoglobinemia with tissue respiration abnormalities and disorders in liver enzyme system functioning followed by protein-energy malnutrition (ICD: E44.1-E46), were the most relevant for younger children (under 6 years) and children suffering from functional gastrointestinal pathologies. As for older children (6-10 years) we observed mostly disorders in neuroendocrine regulation, thyroid gland, and antioxidant protection, in them together with somatic development potentiation and growth in weight-height parameters (ICD: Е66.0-Е67.8). It has been established that reduced thyroid supply, disorder of tissue respiration and antioxidant balance, and dysregulation of hypophysial-adrenal homeo-stasis section provide the basis for the formation of disturbances in physical development and endocrine pathology in children being under oral exposure to nitrates.

Keywords:drinking water, nitrogenous compounds, nitrates, children, endocrine pathology, physical development disorders, thyroid gland pathology

Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2017; 86 (3): 40-48. doi: 10.24411/0042-8833-2017-00043.

Обеспечение населения питьевой водой, соответс­твующей гигиеническим нормативам качества, относят к наиболее важным гигиеническим, научно-техническим и социально-экономическим задачам [1-5]. По данным государственного доклада "О состо­янии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2015 году", более 10 млн человек не обеспечены доброкачественной питьевой водой, преимущественно за счет сельско­го населения (32,8%). Число источников централизо­ванного питьевого водоснабжения и водопроводов, не отвечающих санитарно-эпидемиологическим тре­бованиям, составляет соответственно 15,7 и 16,6%. Доля проб воды нецентрализованного водоснабже­ния с показателями, превышающими гигиеничес­кие нормативы, достигает 27%. Доля поверхностных источников, на которых выявлены нарушения в орга­низации зон санитарной охраны, составляла 28,7%, подземных - 11,5%.

Одним из актуальных загрязнителей водоисточников являются неорганические азотсодержащие соедине­ния. Согласно данным Федерального информационного фонда данных социально-гигиенического мониторинга в 2014-2015 гг., в Российской Федерации доля проб питьевой воды, не соответствующих гигиеническим нормативам по содержанию нитратов (по NO3), соста­вила 1,3-1,6%, по содержанию аммиака и аммоний-иона (по азоту) - 1,6-1,7%. Приоритетными территориями РФ по превышению санитарно-химических нормативов качества питьевой воды в отношении азотсодержащих веществ являются: 1) Республика Хакасия (18,8-22,4%), Липецкая (13,6-17,1%), Кировская (7,8%), Оренбургская (6,0%) области - по нитратам (по NO3); 2) Омская (22,6­29,0%), Тюменская (13,3-20,4%) и Томская (11,8-12,1°%) области - по аммиаку и аммоний-иону (по азоту). Среди всех территорий РФ Пермский край в 2014-2015 гг. по доле проб, не соответствующих гигиеническим нормати­вам по содержанию нитратов в питьевой воде (1,1-1,3%), занимал 21-23-е место. В отдельных районах Перм­ского края в 2012-2015 гг. количество нестандартных проб питьевой воды по содержанию нитратов (по NO3) достигало 25-50% [от 1,1 до 3,14 предельно допустимых концентраций (ПДК)].

Загрязнение воды нитратами может быть обусловлено как природными, так и антропогенными причинами. Ос­новными антропогенными источниками поступления нитратов в воду открытых водоемов являются сброс хозяйственно-бытовых сточных вод и сток с полей, на которых применяются азотсодержащие удобрения. При этом значительное количество биогенных, в том числе органических азотсодержащих веществ, нередко по­падает и в водоисточники питьевого водоснабжения. При взаимодействии азотистых соединений с алифати­ческими и ароматическими аминами, образующимися в окружающей среде при разложении органических соединений, в водоемах создаются условия для накоп­ления нитратов и образования нитрозаминов, токсичных и канцерогеноопасных веществ. В ходе водоподготовки часть азотсодержащих соединений способна попадать в централизованную систему питьевого водоснабже­ния, где в процессе хлорирования также возможно образование нитрозаминов. Поступающие в организм с питьевой водой нитраты под действием микробиоты желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и фермента нитратредуктазы подвергаются биотрансформации. Взаи­модействие нитратов, нитритов и вторичных аминамов приводит к образованию нитрозаминов. Большее коли­чество абсорбированных нитратов выделяется с мочой, отражая общую нагрузку азотсодержащих соединений на организм. Определенное количество нитратов вы­деляется с желчью и слюной и повторно всасывается в ЖКТ, обеспечивая циклическую контаминацию. Дети, имеющие анатомо-физиологические и функциональные особенности ЖКТ (сниженная гастральная секреция, слабость сфинктерного аппарата, чувствительность ки­шечного барьера и т.д.), подвержены большему риску повышенного образования нитратов и нитритов [6].

Помимо водного пути (до 20% в структуре нитратной нагрузки), основным источником поступления нитратов в организм человека является овощная продукция (до 70%), а также полуфабрикаты, мясо и консервированные продукты (до 10%). Экспериментальными и эпидемиоло­гическими исследованиями выявлено, что поступление нитратов с питьевой водой оказывает более выражен­ное негативное влияние на показатели здоровья, чем поступление аналогичной дозы с пищей, что связано с биокинетикой нитратов и их хорошей растворимостью в воде [7-9].

В настоящее время негативное воздействие нитра­тов, поступающих с питьевой водой, связывают с их способностью нарушать нейроэндокринную регуляцию обменных процессов путем конкурентного ингибирования тиреоидного поглощения эндогенного йода на по­верхности фолликулярных клеток щитовидной железы. Такое нарушение в условиях йодного дефицита приво­дит к снижению концентрации тиреоидных гормонов и формированию субклинического гипотиреоза [10, 11]. В ряде исследований отмечено, что соединения нитра­тов способны изменять функциональную активность надпочечников с последующим дисбалансом глюкокортикоидных гормонов, снижать функциональную актив­ность антиоксидантной защиты и ферментных систем биотрансформации продуктов метаболизма в печени. В процессе биотрансформации азотистых соединений нарушается транспортная функция системы крови, что обусловлено способностью нитратов к окислению ионов железа Fe2+ молекулы диоксигемоглобина до Fe3+, с образованием метгемоглобина и, как следствие, раз­витием тканевой гипоксии (накопление молочной кис­лоты, повышение уровня холестерина, резкое снижение содержания белка) [12-14].

В условиях пероральной экспозиции нитратами нару­шения тканевого дыхания и антиоксидантной защиты, структурно-функциональные отклонения со стороны щитовидной железы и дисрегуляция гипофизарно-надпочечникового звена гомеостаза создают основу для формирования нарушений физического развития у детей [15-20]. По результатам эпидемиологических исследований, за последние 3 года на фоне неуклон­ного снижения общей заболеваемости детей Перм­ского края на отдельных территориях, где доля проб питьевой воды, не соответствующих гигиеническим нормативам по содержанию нитратов, превышала 25% (до 3,14 ПДК), отмечен существенный прирост (до 62,6%) нарушений физического развития и па­тологии эндокринной системы у детей. Показатели распространенности болезней щитовидной железы и ожирения за 2012-2014 гг. в 1,8-10,1 раз превышали уровень на территориях, обеспеченных питьевой водой, соответствующей требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 и ГН 2.2.5.1315-03.

Несмотря на большое количество исследований от­дельных механизмов негативного влияния нитратов на здоровье населения, патогенетические закономерности и клинические особенности формирования нарушений физического развития у детей, потребляющих питьевую воду неудовлетворительного качества по содержанию нитратов, остаются малоизученными.

Цель исследования - изучить клинико-функциональные особенности и патогенетические закономерности формирования нарушений физического развития детей, потребляющих питьевую воду с повышенным содержа­нием нитратов.

Материал и методы

Гигиеническая оценка качества питьевой воды выпол­нена на примере территории Пермского края, население которой постоянно потребляет воду централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения с повышенным содержанием нитратов (до 141 мг/л) в дозе до 9,0 мг на 1 кг массы тела (референтная доза - 1,6 мг/кг). Цент­рализованное питьевое водоснабжение осуществляетсяиз подземных водоисточников. Оценку качества питье­вой воды проводили по данным мониторинговых наблю­дений территориального управления Роспотребнадзора по Пермскому краю за 2012-2014 гг. и результатам на­турных исследований, выполненных специалистами Фе­дерального научного центра медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения в 2015 г. Гигиеническую оценку содержания нитратов в питьевой воде централизованных систем питьевого во­доснабжения выполняли согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснаб­жения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водо­снабжения" и ГН 2.2.5.1315-03 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования".

Группу наблюдения составили 75 детей (37 мальчиков и 38 девочек) в возрасте от 3 до 7 лет (5,3±1,2 года), постоянно проживающих на территории исследова­ния в поселке городского типа и посещающих до­школьную образовательную организацию, и 83 ребенка (40 мальчиков и 43 девочки) в возрасте от 7 до 10 лет (8,1±2,1 года), обучающихся в общеобразовательной школе. На территории исследования процент нестан­дартных проб питьевой воды по содержанию нитратов достигал 25-50 (от 1,1 до 3,14 ПДК, в концентрации 49,5-141,3 мг/л).

Группу сравнения составили 82 ребенка в возрасте от 3 до 7 лет (5,1±1,1 года), посещающих дошкольную образовательную организацию, и 94 учащихся средней общеобразовательной школы в возрасте от 7 до 10 лет (7,9±2,0 года). Дети проживают в поселке городского типа в условиях соответствия питьевой воды требова­ниям СанПиН 2.1.4.1074-01.

Других загрязняющих питьевую воду веществ в кон­центрациях, превышающих ПДК, которые способны оказывать негативное влияние на здоровье детского населения, в том числе на эндокринную систему, гор-моногенез и физическое развитие, на территориях ис­следования не выявлено. Группы были сопоставимы по полу и возрасту (р≥0,05). При анализе медико-соци­альных анкет статистически значимых различий между группами по структуре, объему, энергетической цен­ности питания, двигательной активности и социально-экономическим показателям не выявлено (р≥0,05). Важно, что 68,5-76,7% семей групп исследования для приготовления пищи использовали водопроводную воду без дополнительной очистки (р=0,45). Следует подчеркнуть, что сравниваемые группы были равно­ценны по обеспеченности йодом, а районы проживания детей по медиане йодурии (50,4-53,0 мкг/л) относи­лись к территориям легкой степени тяжести йодного дефицита.

Оценку содержания нитратов в моче детей выполняли с применением системы капиллярного электрофореза "КAПЕЛЬ®-105M" ("Люмэкс", Россия).

Углубленное клинико-биохимическое и функциональ­ное обследование включало:

1) анализ амбулаторных карт развития (форма № 112/у), результатов углубленного клинического об­следования врачами-специалистами (педиатр, эндокри­нолог), показателей физического развития детей (МР 01-19/31-17 "Методические рекомендации оценки физического развития и состояния здоровья детей и подростков, изучение медико-социальных причин формирования отклонений в здоровье" от 14.03.1996), данных специализированного медико-социального ан­кетирования (176 вопросов);

2) исследование состояния углеводного (уровни глю­козы, инсулина в сыворотке крови) и жирового [уровни общего холестерина, липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), лептина в сыворотке крови] обмена;

3) изучение системы антиоксидантной защиты [общая антиоксидантная активность сыворотки крови, уровень малонового диальдегида (МДА) в плазме крови, содер­жание глутатион^-трансферазы (Гл-S-T) в сыворотки крови];

4) исследование состояния тиреоидного гомеостаза [уровни тиреотропного гормона (ТТГ), тироксина (Т4) свободного, антител к тиреоглобулину и тиреопероксидазе в сыворотке крови, йода в моче (церий-арсенитовый метод)];

5) определение гормонального статуса (уровень кортизола, серотонина в сыворотке крови);

6) оценку содержания метгемоглобина в цельной крови и активности аспартатаминотранферазы (АСТ) в сыворотке крови;

7) ультразвуковое сканирование щитовидной железы, надпочечников и печени на аппарате "Toshiba VIAMO" ("Toshiba", Япония) с применением линейного мультичастотного датчика.

Биохимические исследования выполнены по унифи­цированным методикам на сертифицированном обо­рудовании в аккредитованных лабораториях с исполь­зованием спектрофотометра ПЭ-5300в ("Экохим", Россия), биохимического анализатора "Konelab 20" ("ThermoFisher", Финляндия), иммуноферментного ана­лизатора "Infinite F50" ("Tecan", Австрия) и стандартных тест-наборов. Все обследования проводили в соответс­твии с положительным заключением о возможности исследования комитета по этике ФБУН "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" после по­лучения информированного добровольного согласия родителей на медицинское вмешательство.

Статистическую обработку результатов осуществляли с помощью программы Statistica 6.0 и с помощью спе­циально разработанных программных продуктов, со­пряженных с приложениями Microsoft Office ("Статисти­ческая обработка медико-биологической информации", свидетельство № 2013617068, приоритет 11.06.2013). Сравнение групп по количественным признакам про­водили с использованием двухвыборочного t-критерия Стьюдента. Оценку параметров парной модели, отражающей зависимость "маркер экспозиции - вероятность ответа", проводили методом построения логистической регрессионной модели:

где Р - вероятность отклонения ответа от нормы (мар­кер, характеризующий нейроэндокринную регуляцию); х - уровень экспозиции (экскреция нитратов с мочой); b0, b1 - параметры математической модели. Получен­ную логистическую модель характеризуют параметры F, R2, p, где F - значение критерия Фишера, необходимое для определения значимости регрессионных моделей, R2 - коэффициент детерминации, доля дисперсии за­висимой переменной, объясняемая рассматриваемой моделью зависимости, p - вероятность ошибки при от­клонении нулевой гипотезы (ошибки первого рода).

Результаты и обсуждение

Химико-аналитическое исследование качества воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснаб­жения детских образовательных учреждений на тер­ритории наблюдения выявило превышение ПДК нит­рат-ионов (ПДК 45,0 мг/л) в 1,3 раза (до 58,5 мг/л) и в 5,2 раза - показателя территории сравнения (11,2±1,1 мг/л). Содержание нитратов в моче детей группы наблюдения (49,22±11,69 мг/л) в 2,4 раза превы­шало аналогичный показатель группы сравнения (20,2± 3,13 мг/л, р=0,001).

При анализе медико-социальных анкет было выяв­лено, что для 26,7-39,1% детей группы наблюдения в возрасте от 3 до 6 лет характерны сниженная масса тела при рождении, задержка темпов физического раз­вития на 0,5-1,7 года, наличие жалоб диспептического характера (тошнота, боли и тяжесть в эпигастрии, от­рыжка, сниженный аппетит) (р=0,04-0,05). У 32,3-41,8% детей группы наблюдения в возрасте от 6 до 10 лет выявлены опережающие темпы физического развития, жалобы на головные боли и снижение остроты зрения, ранний, в 3-5 лет дебют ожирения (р=0,03-0,05).

При клиническом обследовании было установлено, что в группе наблюдения нарушения физического развития и заболевания эндокринной системы зани­мали 3-е ранговое место (31,4-37,3%) и отмечались в 1,7-2,1 раза чаще, чем в группе сравнения (14,8-22,1%) (р=0,042-0,049).

При оценке физического развития у каждого 4-го дош­кольника группы наблюдения имел место дефицит массы тела (коды по МКБ-10: Е44-Е46, недостаточность питания), в то время как у 27,3-24,2% школьников -избыток массы тела (Е67.8) и высокорослость (Е34.4), диагностируемые в 2,5-4,3 раза чаще, чем в группе сравнения (5,8; 7,3 и 9,7% соответственно, р=0,02-0,05). Нормальное физическое развитие имели только 43,7% детей дошкольного возраста группы наблюдения, что в 1,7 раза реже, чем в группе сравнения (73,1%, р=0,001).

Сравнительная характеристика гармоничности разви­тия показала, что у детей группы наблюдения по срав­нению с детьми группы сравнения в 2,4 раза чаще отмечалось дисгармоничное физическое развитие (20,4 против 8,4%, р=0,04). У детей, потребляющих пить­евую воду с содержанием азотистых соединений, пре­вышающим ПДК, установлена достоверная связь экс­креции нитратов с мочой с отклонениями в физическом развитии (коды по МКБ-10: Е44-Е46 - легкая белково-энергетическая недостаточность, Е34.4 - высокорос-лость, Е67.8-Е66.0 - избыточность питания, OR=2,35, DI=1,22-4,53; р=0,016). Доля объясненной дисперсии со­ставляла 42-75% (R2=0,42-0,75; 64,9≤F≤162,3, р=0,001).

В ходе биохимического исследования показано, что среднее содержание метгемоглобина в крови детей дошкольного возраста группы наблюдения (0,174± 0,011 г/дл) в 1,2 раза превышало показатель в группе сравнения (0,148±0,010 г/дл, р=0,002). При этом у 6,0% детей выявлено превышение верхней границы физиоло­гической нормы (0,24±0,017 г/дл). Более чем у 2/3 детей группы наблюдения выявлено нарушение детоксикационной функции печени, отмечено снижение содержания Гл-S-T в сыворотке крови (72,8±8,5 нг/мл) в 1,5 раза относительно нижней границы нормы (110±9,3 нг/мл) и в 2,3 раза относительно уровня у детей группы сравне­ния (170,5±27,4 нг/мл, р=0,0001). Частота регистрации проб со сниженным относительно физиологической нормы со­держанием Гл-S-T составляла 70,6%, что в 7,8 раза выше, чем в группе сравнения - 9,1% (р=0,03). У 25,7% детей группы наблюдения выявлена повышенная активность АСТ (44,67±7,7 Ед/л), что в 1,2 раза выше физиологической нормы (37±2,6 Ед/л) и в 1,4 раза выше показателя в группе сравнения (31,6±2,4 Ед/л, р=0,03-0,04).

В группе детей школьного возраста, проживающих в условиях экспозиции нитратами, выявлены особен­ности нейроэндокринной регуляции и тиреоидного обеспечения. Содержание ТТГ у 22,3-34,0% детей (2,3±0,1 мкМЕ/см3) в 1,1-1,2 раза превышало физио­логическую норму и уровни группы сравнения (1,9± 0,2 мкМЕ/см3, p=0,02). У 23,4% обследованных вы­явлен пограничный с возрастной нормой уровень Т4 свободного (11,2±0,3 пкмоль/л), что в 1,2 раза ниже показателя группы сравнения (13,6±0,5 пкмоль/л, p=0,05). У 22,5-44% детей в 1,2-1,9 раза повысилось содержание антител к тиреоглобулину (22,8±4,8 МЕ/см3) и к тиреопероксидазе (3,43±1,956 МЕ/см3) относи­тельно параметров детей из группы сравнения (18,5±4,2 и 1,82±0,6 МЕ/см3 соответственно, р=0,04-0,05). Содер­жание йода в моче в группах исследования не имело значимых различий (101,0±30,0 и 97,0±25,0 мкг/л, р=0,54) и находилось на нижней границе физиологической нормы (>100,0 мкг/л), что характеризовало районы ис­следования как территории легкого йодного дефицита. Одновременно у 20,9% детей установлено повышенное содержание кортизола (672,7±54,2 нм/см3), что в 1,2 ра­за выше нормативного уровня и в 1,7 раза показателя в группе сравнения (380,2±43,1 нм/см3, р=0,001). У 16,7% обследованных выявлено снижение физиологическогоуровня серотонина (49,97±8,5 нг/мл). Оно оказалось в 1,8 раза ниже, чем в группе сравнения (91,47±12,5, р=0,01).

Кроме того, у 42,9% детей группы наблюдения имело место существенное повышение уровня инсулина (13,1± 1,2 мкМЕ/см3), что в 1,7-1,3 раза больше показателя у детей группы сравнения (7,72±2,9 мкМЕ/см3) и пока­зателя физиологической нормы (10,0±1,7 мкМЕ/см3) (р=0,01-0,05). А также у 40,0-56,2% детей группы наблю­дения уровни общего холестерина (4,3±0,37 ммоль/л) и ЛПНП (2,8±0,7 ммоль/л), а также активность АЛТ (17,8± 3,9 ммоль/л) были в 1,1-1,3 раза выше аналогичных показателей в группе сравнения (3,8±0,27, 2,1±0,8 и 14,8±1,1 ммоль/л, р=0,03-0,05 соответственно).

У детей школьного возраста также установлена ак­тивация процессов свободнорадикального окисления с накоплением продуктов пероксидации. Уровень конеч­ного продукта перекисного окисления липидов (МДА) в плазме крови обследованных детей в среднем со­ставил 3,5±0,6 мкмоль/см3, что достоверно в 1,2­1,4 раза выше физиологического уровня и аналогич­ного показателя в группе сравнения (2,5±0,3 и 3,0± 0,5 мкмоль/см3, р=0,05). Частота регистрации повышен­ного уровня МДА в плазме крови относительно верх­ней границы физиологической нормы у детей группы наблюдения составила 88,2%, что в 1,2 раза чаще, чем в группе сравнения (73,2%, р=0,012). У 81,0% детей обнаружено снижение интегрального показателя -общей антиоксидантной активности сыворотки крови до уровня 28,9±1,3%, что в 1,2 раза ниже физиологи­ческой нормы и уровня в группе сравнения - 33,9±1,6% (р=0,001).

Установлен вклад факторов среды обитания (азотис­тые соединения с питьевой водой) в отклонения показа­телей, характеризующих дисфункцию нейроэндокринной регуляции (табл. 1).

Вероятность повышения уровней ТТГ и кортизола, снижения содержания Т4 свободного и серотонина воз­растает при росте концентрации нитратов в моче; веро­ятность повышения общей антиоксидантной активности сыворотки крови, увеличения уровня МДА, общего хо­лестерина и активности АСТ возрастает при повышении экскреции нитратов с мочой.

В группе наблюдения ультразвуковые нарушения щи­товидной железы были выявлены у 34,5% обследован­ных детей школьного возраста, а это в 2,6 раза больше, чем в группе сравнения (13,0%, р=0,02) (табл. 2).

В группе наблюдения изменения объема щитовидной железы регистрировались в 2,4 раза чаще, чем у детей группы сравнения (26,2 против 11,2%, р=0,02), при этом увеличение объема железы - в 2,3 раза чаще (13,1 против 5,6%, р=0,049). У каждого 10-го ребенка обна­руживалось снижение тиреоидного объема, не диагнос­тируемое в группе сравнения (р=0,004). Выявленные изменения могут свидетельствовать о нарушении раз­вития органа и процессов регуляции со стороны гипоталамо-гипофизарных структур, что приводит к снижению функциональной активности щитовидной железы на фоне экспозиции нитратами с питьевой водой.

При сравнительной оценке групп, помимо объем­ных отклонений, выявлены значимые изменения струк­туры щитовидной железы, которые диагностировались в 2,5 раза чаще, чем в группе сравнения (19,1 против 7,5%), и проявлялись диффузными и очаговыми нарушениями (р=0,049). Установлена статистически значимая связь формирования тиреоидных нарушений с уровнем нитратов в моче (OR=3,52; DI=1,73-7,0), вкладом фак­торов до 52% (R2=0,52; F=173,3; р=0,001). Отклонения объемных и структурных показателей щитовидной же­лезы коррелировали с экскрецией нитратов с мочой (r=0,14-0,15, р<0,05).

При сравнительной оценке данных ультразвукового ис­следования надпочечников выявлено, что у детей школь­ного возраста группы наблюдения толщина надпочеч­ников находилась в пределах физиологической нормы (8,07±0,89 мм левый и 9,78±1,07 мм правый), однако была в 1,2 раза больше, чем в группе сравнения (р=0,048), что косвенно свидетельствует о морфологической компен­сации функциональной активности железы. Изменения такого рода подтверждаются данными биохимических исследований. Стоит отметить, что эхо-структура над­почечников была однородной и не различалась в срав­ниваемых группах (р≥0,05). У 38,9% детей выявлены ультразвуковые признаки умеренного (реактивного) диф­фузного поражения печени (OR=1,32; DI=1,06-2,68).

Заключение

Таким образом, результаты клинико-биохимических исследований формирования нарушений физического развития у детей, потребляющих питьевую воду ненад­лежащего качества по содержанию азотистых веществ (от 1,1 до 3,14 ПДК, в дозе 9,0 мг/кг по NO3), выявили значимые клинико-функциональные и биохимические отклонения, имеющие зависимость от длительности экспозиции, возраста и сопутствующего соматического статуса обследованных. У детей с повышенной экскре­цией нитратов с мочой (в 2,4 раза относительно группы сравнения) заболевания эндокринной системы и нару­шения физического развития (белково-энергетическая недостаточность - E44.1, E46, избыточное питание -E67.8, ожирение - E66.0 по МКБ-10) диагностировались в 1,7-4,3 раза чаще, а отношения шансов формирова­ния эндокринной патологии были в 2,4 раза выше, чем у детей группы сравнения (OR=2,35; DI=1,22-4,53).

Установлено, что метгемоглобин-образование с нару­шением тканевого дыхания и функционирования фер­ментных систем печени, развитием белково-энергетической недостаточности (коды по МКБ-10: E44.1-E46) и жалобами диспептического характера наиболее ак­туальны для детей младшего возраста (от 3 до 6 лет), в то время как у детей старшего возраста (6-10 лет) на­блюдаются преимущественные отклонения со стороны нейроэндокринной регуляции, щитовидной железы и антиоксидантной защиты с потенцированием сома­тического развития и избыточностью массы тела (коды по МКБ-10: Е66.0-Е67.8).

В качестве основных патогенетических механизмов перорального воздействия азотсодержащих соедине­ний выступают:

1) дисфункция нейроэндокринной регуляции (пока­затели ответа: повышение уровня кортизола, снижение уровня серотонина), обусловленная нарушением ме­ханизмов соподчинения и обратной связи гипоталамо-надпочечниковой и гипоталамо-тиреоидной осей, с раз­витием субклинического гипотиреоидного состояния (показатели ответа: снижение уровня Т4 свободного, по­вышение содержания ТТГ, антител к тиреопероксидазе и тиреоглобулину);

2) цитолитические процессы и снижение функцио­нальной активности ферментных систем биотрансфор­мации продуктов метаболизма в печени (показатели ответа: повышение активности АСТ и снижение уровня Гл-S-T);

3) подавление антиоксидантной защиты (показатели ответа: повышение уровней МДА и общей антиоксидантной активности сыворотки крови);

4) нарушение транспортной функции системы крови (показатели ответа: повышение уровня метгемоглобина).

Выполненные исследования позволяют сформиро­вать комплекс информативных биохимических показа­телей диагностики нарушений физического развития, ассоциированных с потреблением нитратов, разрабо­тать и реализовать технологии профилактики формиру­ющихся метаболических и функциональных нарушений обменных процессов у детей.

Литература

1. Бастраков С.И., Николаев А.П. Оценка риска качества питьевой воды для здоровья населения // Санитарный врач. 2013. № 3. С. 9-10.

2. Онищенко Г.Г., Зайцева Н.В., Май И.В., Андреева Е.Е. Кластерная систематизация параметров санитарно-эпидемиологического благополучия населения регионов Российской Федерации и городов федерального значения // Анализ риска здоровью. 2016. № 1. С. 4-14.

3. Онищенко Г.Г. Актуальные задачи гигиенической науки и практики в сохранении здоровья населения // Гиг. и сан. 2015. Т. 94, № 3. С. 5-9.

4. Онищенко Г.Г., Рахманин Ю.А., Тутельян В.А. О реализации в системе Госсанэпиднадзора России концепции оценки риска неблагоприятных факторов окружающей среды для здоровья населения России // Вопр. питания. 2003. Т. 72, № 2. С. 3-7.

5. Зайцева Н.В., Шур П.З., Кирьянов Д.А., Камалтдинов М.Р., Цинкер М.Ю. Методические подходы к оценке популяционного риска здоровью на основе эволюционных моделей // Здоровье населения и среда обитания. 2013. № 1 (238). С. 4-6.

6. Галачиев С.М., Макоева Л.М., Джиоев Ф.К., Хаева Л.Х. Возмож­ности эндогенного образования нитрозаминов в желудочном соке in vitro // Изв. Самар. науч. центра РАН. 2011. Т. 13, № 1 (7). С. 1678-1680.

7. Жукова Г.Ф., Дерягина В.П., Хотимченко С.А. Содержание в про­дуктах питания нитратов и нитритов и оценка их поступления с пищевым рационом // Вопр. питания. 1993. № 4. С. 47-52.

8. Нитраты, нитриты и N-нитрозосоединения. Женева : Всемирная организация здравоохранения, 1981. 118 с.

9. Фролова Н.В. Экологическая оценка содержания нитратов и нитритов в пищевых продуктах растительного и животного происхождения и методы их снижения : автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2007.

10. Ажипа Я.И. Реакция эндокринных желез на нитратную интокси­кацию // Эндокринная система организма и вредные факторы внешней среды : материалы 2-й всесоюзной конференции. Л., 1983. С. 7.

11. Nitrate and Nitrite in Drinking-Water. Draft background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality 24 November 2015. URL: http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/chemicals/nitrate-nitrite-background-24nov-v2.pdf.

12. Рожков И.М. Структурно-функциональные изменения в системе аденогипофиз-периферийные эндокринные железы в условиях длительного действия нитратов и ее коррекции : автореф. дис. . д-ра биол. наук. Киев, 2006.

13. Грибняк Н.П., Ванханен В.Д., Выхованец Т.А. и др. Гигиеническая оценка нитратной нагрузки в детском дошкольном учрежде­нии // Вопр. питания. 1995. № 5. С. 28-30.

14. Иванова А.С., Пахрова О.А., Назаров С.Б. Состояние эритроцитарной системы белых крыс при длительной нитратной инток­сикации // Гиг. и сан. 2004. № 1. С. 58-60.

15. Еремин Ю.В., Точарина М.Г. Влияние нитратов на состояние щитовидной железы при йодной недостаточности и качествен­но различном питании // Вопр. питания. 1981. № 5. С. 60-62.

16. Лужецкий К.П., Устинова О.Ю., Землянова М.А. Тиреоидный про­филь и антиоксидантный статус у детей в условиях природного дефицита эссенциальных микроэлементов и ингаляционного воздействия струмогенов // Изв. Самар. научн. центра РАН. 2014. Т. 16, № 5 (2). С. 723-727.

17. ATSDR, 2015; Radikova Z., Tajtakova M., Kocan A. et al. Pos­sible effects of environmental nitrates and toxic organochlorines on human thyroid in highly polluted areas in Slovakia // Thyroid. 2008. Vol. 18, N 3. P. 353-362.

18. El-Wakf A.M., Hassan H.A., El-Said F.G. et al. Hypothyroidism in male rats of different ages exposed to nitrate polluted drinking water // Mansoura J. Forensic Med. Clin. Toxicol. 2008. Vol. 15, N 2. P. 77-89.

19. Lundberg J.O., Weitzberg E., Gladwin M.T. The nitrate-nitrite-nitric oxide pathway in physiology and therapeutics // Nat. Rev. Drug Discov. 2008. Vol. 7. P. 156-167.

20. Tajtakova M., Semanova Z., Tomkova Z. et al. Increased thyroid vol­ume and frequency of thyroid disorders signs in schoolchildren from nitrate polluted area // Chemosphere. 2006. Vol. 62, N 4. P. 559-564.

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)

© GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems - including machine learning models and neural networks - is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.

SCImago Journal & Country Rank
Scopus CiteScore
CHIEF EDITOR
CHIEF EDITOR
Viktor A. Tutelyan
Full Member of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Medical Sciences, Professor, Scientific Director of the Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety (Moscow, Russia)

Journals of «GEOTAR-Media»