Влияние антропогенных поллютантов атмосферы на распространенность врожденных пороков развития среди новорожденных
Сотрудники «Юго-Западного государственного университета», города Курска, «Белгородского государственного национального исследовательского университета», «ГКБ им. В.В. Виноградова», «Национального медицинского исследовательского центра здоровья детей» и «Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова» провели исследование, целью которого изучение причинно-следственных связей между частотой пороков развития у новорожденных и антропогенными атмосферными загрязнителями посредством применения корреляционного и дисперсионного методов и разработка математических моделей для прогнозирования формирования врожденных пороков в зависимости от конкретных поллютантов.
К наиболее чувствительным критериям влияния факторов окружающей среды на здоровье популяции относятся показатели здоровья детей, в частности распространенность врожденных пороков развития у новорожденных. Среди факторов, оказывающих существенное влияние на частоту врожденных пороков развития, важное место занимают антропогенные загрязнители атмосферы, увеличение которых происходит интенсивно в последние годы. Возникновение врожденных пороков развития в 40% случаев связано с мутагенным влиянием на половые клетки и эмбрионы неблагоприятных факторов окружающей среды, имеющих в большинстве случаев антропогенное происхождение.
Частота врожденных пороков развития в настоящее время во многих странах характеризуется увеличением в динамике, что негативно влияет на генофонд и экономический потенциал нации. По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2014 г. у 1 из 33 новорожденных наблюдались врожденные пороки развития, т.е. ежегодно примерно 3,2 млн детей страдают какими-либо формами инвалидности, обусловленными врожденными пороками развития. От пороков развития в мире в течение первых 28 дней жизни ежегодно умирают 270 тыс. детей. Врожденные пороки служат причиной младенческой смертности почти в 1/3 случаев во всем мире.
За последнее десятилетие появляется все больше свидетельств того, что воздействие загрязнения воздуха может быть связано с повышенным риском формирования врожденных пороков. Однако имеется незначительное количество исследований, рассматривающих с позиций доказательной медицины и с адекватным математическим аппаратом воздействие атмосферных загрязнителей на частоту развития врожденных пороков в целом и на отдельные нозологии.
В большинстве случаев при изучении этого вопроса исследователи ограничиваются сравнением распространенности врожденных пороков развития в условно «чистых» и загрязненных территориях, в которых находятся преимущественно промышленные объекты с высоким выбросом загрязнителей в атмосферу, почву или воду. При изучении пороков развития у новорожденных для объективизации влияния антропогенных атмосферных поллютантов редко применяется дисперсионный анализ, позволяющий одновременно оценить воздействие множества поллютантов. Практически отсутствуют прогностические модели для оценки частоты возникновения врожденных пороков развития в зависимости от комплекса или группы антропогенных загрязнителей атмосферы.
Материал и методы исследования
Для определения причинно-следственных связей между комбинированным воздействием загрязнителей атмосферы и распространенностью пороков развития среди новорожденных использовали корреляционный и дисперсионный методы, регрессионный анализ. Единицей наблюдения за 2000–2015 гг. был новорожденный с пороком развития, родители которого проживают в Белгороде. К врожденным порокам развития относили стойкие морфологические изменения органа или всего организма, выходящие за пределы вариаций их строения. Врожденные пороки подразделяли на изолированные, системные и множественные. Информацию о них выкопировывали сплошным методом из «Извещений на ребенка с врожденными пороками развития (форма №025-11, у-98)» и из «Сведений о медицинской помощи детям и подросткам-школьникам» за 2000–2015 гг.
Состояние атмосферного воздуха за 2000–2015 гг. оценивали на основе предельно допустимых средне-суточных концентраций основных поллютантов (ПДК с.с.) по данным Белгородской лаборатории по мониторингу загрязнения атмосферы. Учитывали основные загрязнители атмосферного воздуха: азота диоксид, углерода окись, азота окись, углеводороды (смесь), ацетон, ангидрид сернистый, толуол, водород хлористый, вещества взвешенные, пыль древесная, сажа, железа окись, марганец, пыль неорганическая (SiО2 – 20–70 %), аммиак, спирт этиловый, бензин, бензол, уайт-спирит, ксилол, керосин, кислота серная, аэрозоль сварочный, скипидар, ангидрид серный, масло нефтяное, бутилацетат, формальдегид, ангидрид уксусный, ванадия пятиокись, анилин, хрома окись, кислота азотная, водород фтористый, меди оксид, пыль цементная, гексан, пыль минеральных солей, спирт изопропиловый, пиридин, бензапирен, дихлорэтан, фреон-13, кислота муравьиная, кислота аскорбиновая, спирт бутиловый, нефрас, тетрахлорэтилен, натр едкий, фториды, бария хлорид, цинка окись, свинец. Влияние нескольких различных атмосферных загрязнителей на частоту врожденных пороков развития изучали посредством дисперсионного анализа. Этот анализ позволяет установить существенность влияния того или иного из рассматриваемых факторов на изменчивость признака, а также определить количественно удельный вес каждой независимой переменной в их общей совокупности. Предварительно осуществляли проверку нормальности распределения данных, после чего проводили дисперсионный анализ. При этом независимыми переменными служили антропогенные загрязнители, а зависимой переменной – частота возникновения врожденных пороков развития. Для оценки статистической значимости влияния атмосферных загрязнителей использовали F-критерий Фишера.
Результаты
При изучении взаимосвязей между содержанием в атмосферном воздухе наиболее распространенных загрязнителей и частотой возникновения врожденных пороков развития было установлено наличие статистически значимых линейных положительных связей. Согласно результатам корреляционного анализа наиболее чувствительными к воздействию антропогенных загрязнителей атмосферы являются врожденные пороки костно-мышечной, половой и сердечно-сосудистой систем, формирование которых определяется четырьмя поллютантами.
При этом сильная прямая корреляция имеется между врожденным пороком развития костно-мышечной системы и превышением в атмосфере ПДК с.с. аммиака, между врожденным пороком развития половой системы и превышением в атмосфере ПДК с.с. диоксида азота. По три прямые статистически значимые корреляции с изученными загряз- нителями атмосферы характерны для врожденных пороков лица и шеи, пищеварительной системы, множественных врожденных пороков развития и частоты врожденных пороков развития в целом. Следует отметить также, что наибольшее число корреляций между исследуемыми нозологиями и врожденными пороками развития в целом установлены с превышением в атмосфере ПДК с.с. оксида углерода и аммиака. Это позволяет утверждать детерминирующее значение оксида углерода и аммиака в возникновении большинства врожденных пороков развития.
Обсуждение
В ряде других современных исследований показано воздействие загрязнения окружающей среды на беременных и риск врожденных пороков развития сердечно-сосудистой системы у новорожденных. Распространенность врожденных пороков развития сердечно-сосудистой системы в городе Бриндизи (Италия) связана с влиянием двуокиси серы (SO2) и общего содержания взвешенных частиц. Для SO2 обнаружена статистически значимая ассоциация с врожденными пороками развития сердечно-сосудистой системы, в том числе с дефектом артериального протока. Воздействие твердых частиц и CO2 менее 10 мкм связано с развитием врожденных пороков развития межжелудочковой перегородки. Формирование последних также связано с воздействием окиси углерода, диоксида азота. Установлены статистически значимые ассоциации диоксида азота, диоксида серы с повышенным риском врожденной коартации аорты. Отношение шансов для диоксида азота составляет 1,17, а для диоксида серы – 1,07. Прямая статистически значимая корреляция наблюдается между погодовыми изменениями частоты врожденных пороков развития и предельно допустимой концентрации бензапирена в атмосфере.
Другие современные исследователи анализировали влияние на частоту врожденных пороков развития не конкретных атмосферных загрязнителей, а суммарного загрязнения атмосферы в различных регионах. Увеличение распространенности врожденных пороков развития среди детей до 1 года коррелировало с повышением индекса опасности загрязнения атмосферного воздуха. Установлена корреляция между частотой возникновения врожденных пороков развития и массой выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от предприятий по добыче полезных ископаемых, в том числе топливно-энергетических.
На основе результатов исследования влияния загрязнения окружающей среды на распространенность врожденных пороков развития в Нижнем Новгороде разработаны математические модели,показывающие данную зависимость и позволяющие прогнозировать частоту врожденных пороков развития. Расчетным путем установлено, что с повышением комплексной нагрузки на 1% частота врожденных пороков развития среди детей до 1 года увеличится на 1,71%, с повышением суммарного загрязнения атмосферного воздуха и почвы на 10% частота врожденных пороков развития увеличится на 7,1 и 4,8% соответственно. В целом же прогностические модели при изучении врожденных пороков развития и атмосферных загрязнителей разрабатываются редко, что не позволяет медицинским учреждениям планировать упреждающие мероприятия.
Заключение
Антропогенные атмосферные поллютанты оказывают существенное влияние на распространенность пороков развития среди новорожденных, что доказано многочисленными статистически значимыми и в ряде случаев сильными корреляциями. В наибольшей степени изученные загрязнители атмосферы влияют на частоту врожденных пороков сердечно-сосудистой системы, костно-мышечной и половой систем. Превышение среднесуточных предельно допустимых концентраций в атмосферном воздухе оксида углерода и аммиака наиболее негативно воздействует на уровень пороков развития в популяции новорожденных, что указывает на детерминирующее значение названных атмосферных поллютантов в возникновении практически всех нозологий врожденных пороков развития, за исключением пороков дыхательной систем и ЦНС. Посредством дисперсионного анализа установлена количественная степень комбинированного влияния различных поллютантов с дифференцированной оценкой воздействия каждого из них на частоту врожденных пороков в целом и изученных 11 нозологий пороков развития систем и органов. Разработан комплекс регрессионных моделей, обеспечивающих прогнозирование всех 11 нозологий и врожденных пороков развития в совокупности от приоритетных антропогенных атмосферных загрязнителей с требуемым для медицинских задач качеством.
Агарков Н.М., Чурносов М.И., Осипова О.А., Шарапова О.В., Модестов А.А., Коровин Е.Н., Эккерт Н.В.
Российский вестник перинатологии и педиатрии, 2020; 65:(6)
Метки: научные исследования, перинатология
28.01.2021