Hygiene and SanitationHygiene and SanitationГигиена и санитария0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman63846210.47470/0016-9900-2020-99-11-1236-1245HYGIENE OF CHILDREN AND ADOLESCENTSГИГИЕНА ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВSubstantiation of the biomarker profile of negative indicators in children under conditions of the combined influence of environmental and educational factorsОбоснование профиля биомаркеров негативных эффектов у детей в условиях сочетанного воздействия факторов внешней и образовательной средhttps://orcid.org/0000-0002-3924-4526KoldibekovaYuliya V.КольдибековаЮ. В.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-8013-9613ZemlyanovaMarina A.ЗемляноваМарина Александровна
Russian Federation

MD, Ph.D., DSci., Professor, Head of Biochemical and Cytogenetic Diagnostic Techniques Department, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm, 614045, Russian Federation.

e-mail: zem@fcrisk.ru

Доктор мед. наук, проф., зав. отделом биохимических и цитогенетических методов диагностики ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора, 614045, Пермь.

e-mail: zem@fcrisk.ru

zem@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2356-1145ZaitsevaNina V.ЗайцеваН. В.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-2639-5368TsinkerMikhail J.ЦинкерМ. Ю.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0001-6316-7850UkhabovViktor M.УхабовВ. М.
Russian Federation
Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management TechnologiesФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаPerm National Research Polytechnic UniversityФГБО ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»E.A. Wagner Perm State Medical UniversityФГБОУ ВО «Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера»1511202099111236124525102024Copyright ©; 2024, Koldibekova Y.V., Zemlyanova M.A., Zaitseva N.V., Tsinker M.J., Ukhabov V.M.Copyright ©; 2024, Кольдибекова Ю.В., Землянова М.А., Зайцева Н.В., Цинкер М.Ю., Ухабов В.М.2024Koldibekova Y.V., Zemlyanova M.A., Zaitseva N.V., Tsinker M.J., Ukhabov V.M.Кольдибекова Ю.В., Землянова М.А., Зайцева Н.В., Цинкер М.Ю., Ухабов В.М.https://journals.eco-vector.com/0016-9900/article/view/638462

Introduction. The low quality of environmental and educational factors negatively impact on children’s health in primary school.

Data and methods. The objects of the study were indices of the content of chemicals in the atmospheric air and classrooms, drinking water; indices of the intensity of the educational process, biochemical indices of negative effects in children aged of 7-10 years, exposed to the combined effects of factors of the educational environment and hygienic conditions at the initial stage of education with various types of training programs.

Results. An unsatisfactory quality of atmospheric air in the territories of educational institutions and classrooms was found for the content of phenol and formaldehyde, the constant presence of nickel and chromium. Phenol in the blood was substantiated as a marker of inhalation exposure and index marker of educational load factors - the use of technical teaching means in the educational process, intellectual and emotional loads, the monotony of loads. The connection with the combined effect of dissimilar factors has been established for classes of comorbid diseases of the nervous system and digestive organs. Two indices have been substantiated as biomarkers of the comorbidity in schoolchildren under the combined effect of dissimilar factors: acetylcholinesterase and pepsinogen I in blood serum.

Discussion. The work established sequential continuous logical chain of links ‘the combined effect of environment, the educational factors - a change in indices of negative impact’. So far, the shown likelihood of comorbid diseases of the nervous system and digestive organs makes it possible to predict an increase in the overall incidence of diseases in junior schoolchildren under aerogenic exposure and educational load (the level of additional cases is about 300 per year).

Conclusion. The chemical environmental and educational factors and biomarkers of comorbidity should be taken into account when developing measures aimed at minimizing the risks of the gain in the comorbidity involving the nervous system and digestive organs under the combined impact of dissimilar factors.

Введение. Неудовлетворительное качество объектов окружающей среды, факторы внутришкольной среды, напряжённый и интенсивный характер образовательного процесса в начальной школе способны оказывать сочетанное негативное воздействие на здоровье детей.

Материал и методы. Объектами исследования являлись показатели содержания химических веществ в воздухе атмосферном и учебных помещений, питьевой воде; показатели напряжённости учебного процесса, биохимические показатели негативных эффектов у детей 7-10 лет, подвергающихся сочетанному воздействию факторов образовательной среды и гигиенических условий на начальной ступени образования с различными видами программ обучения.

Результаты. Установлено неудовлетворительное качество атмосферного воздуха на территориях образовательных организаций и учебных помещений по содержанию фенола и формальдегида, постоянное присутствие никеля и хрома. В качестве маркера ингаляционной экспозиции обоснован фенол в крови, в качестве маркерных показателей факторов учебной нагрузки - использование в учебном процессе технических средств обучения, интеллектуальные и эмоциональные нагрузки, монотонность нагрузок. Связь с сочетанным воздействием разнородных факторов установлена для классов коморбидных болезней нервной системы и органов пищеварения. В качестве биомаркеров коморбидности у школьников при сочетанном воздействии разнородных факторов обосновано два показателя: ацетилхолинэстераза и пепсиноген I в сыворотке крови.

Заключение. Факторы химической нагрузки и образовательного процесса, биомаркеры коморбидности необходимо учитывать при разработке мероприятий, направленных на минимизацию рисков развития коморбидности заболеваний нервной системы и органов пищеварения при сочетанном воздействии разнородных факторов.

environmental and intra-school environment factorseducational process factorscomorbiditynervous system diseasesdigestive organs diseasesprimary school studentsbiomarkersnegative effectsфакторы окружающей и внутришкольной средыфакторы образовательного процессакоморбидностьболезни нервной системыболезни органов пищеваренияучащиеся начального общего образованиябиомаркерынегативные эффектыBaranov A.A., Al’bitskiy V.Yu., Ivanova A.A., Terletskaya R.N., Kosova S.A. Trends and the health status of the child population of the Russian Federation. Rossiyskiy pediatricheskiy zhurnal. 2012; 15(6): 4–9. (in Russian)Баранов А.А., Альбицкий В.Ю., Иванова А.А., Терлецкая Р.Н., Косова С.А. Тенденции заболеваемости и состояние здоровья детского населения Российской Федерации. Российский педиатрический журнал. 2012; 15(6): 4-9.Pisareva A.N. Way of life and conduct risk factors of forming health of schoolchildren. Meditsinskiy al’manakh. 2017; (2): 49–52. (in Russian)Писарева А.Н. Образ жизни и поведенческие факторы риска формирования здоровья школьников. Медицинский альманах. 2017; (2): 49-52.State report «On the state of the sanitary-epidemiological well-being of the population in the Russian Federation in 2018». Moscow; 2019. (in Russian)Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2018 году». М.; 2019.Belyakov V.A., Vasil’ev A.V. Impact of polluted ambient air on the physical development of children. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2003; 82(4): 33–4. (in Russian)Беляков В.А., Васильев А.В. Влияние загрязненного атмосферного воздуха на физическое развитие детей. Гигиена и санитария. 2003; 82(4): 33-4.Oliveira M., Slezakova K., Delerue-Matos C., Pereira M.C., Morais S. Assessment of air quality in preschool environments (3–5 years old children) with emphasis on elemental composition of PM 10 and PM 2.5. Environ. Pollut. 2016; 214: 430–9. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2016.04.046Oliveira M., Slezakova K., Delerue-Matos C., Pereira M.C., Morais S. Assessment of air quality in preschool environments (3-5 years old children) with emphasis on elemental composition of PM 10 and PM 2.5. Environ. Pollut. 2016; 214: 430-9. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2016.04.046Tan S.Y., Praveena S.M., Abidin E.Z., Cheema M.S. Heavy metal quantification of classroom dust in school environment and its impacts on children health from Rawang (Malaysia). Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2018; 25(34): 34623–35. https://doi.org/10.1007/s11356-018-3396-xTan S.Y., Praveena S.M., Abidin E.Z., Cheema M.S. Heavy metal quantification of classroom dust in school environment and its impacts on children health from Rawang (Malaysia). Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2018; 25(34): 34623-35. https://doi.org/10.1007/s11356-018-3396-xIvanov D.O., Orel V.I. The modern features of health of children of the metropolis. Meditsina i organizatsiya zdravookhraneniya. 2016; 1(1): 6–11. (in Russian)Иванов Д.О., Орел В.И. Современные особенности здоровья детей мегаполиса. Медицина и организация здравоохранения. 2016; 1(1): 6-11.Dremenkova Yu.E. The peculiarities of the organisation of the teaching process in educational institutions providing general education of humanist profile. Rossiyskiy mediko-biologicheskiy vestnik imeni akademika I.P. Pavlova. 2006; 14(1): 88–92. (in Russian)Дременкова Ю.Е. Гигиенические особенности организации учебного процесса в общеобразовательных учреждениях гуманитарного профиля. Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2006; 14(1): 88-92.Amgalan G., Pogorelova I.G. The school environment and the risk factors affecting physical development and health of students [review article]. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel’skiy zhurnal. 2015; (1-4): 8–12. (in Russian)Амгалан Г., Погорелова И.Г. Школьная среда и факторы риска влияющие на физическое развитие и здоровье обучающихся [обзорная статья]. Международный научно-исследовательский журнал. 2015; (1-4): 8-12.Zaytseva N.V., Ustinova O.Yu., Luzhetskiy K.P., Maklakova O.A., Zemlyanova M.A., Dolgikh O.V., et al. Risk-associated health disorders occuring in junior schoolchildren who attend schools with higher stress and intensity of educational process. Analiz riska zdorov’yu. 2017; (1): 66–83. https://doi.org/10.21668/health.risk/2017.1.08 (in Russian)Зайцева Н.В., Устинова О.Ю., Лужецкий К.П., Маклакова О.А., Землянова М.А., Долгих О.В. и соавт. Риск-ассоциированные нарушения здоровья учащихся начальных классов школьных образовательных организаций с повышенным уровнем интенсивности и напряженности учебного процесса. Анализ риска здоровью. 2017; (1): 66-83. https://doi.org/10.21668/health.risk/2017.1.08Camilleri M., Bharucha A.E. Disturbances of gastrointestinal motility and the nervous system. In: Aminoff M.J. Neurology and General Medicine. New York: Elsevier; 2014: 255–71. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-407710-2.00014-xCamilleri M., Bharucha A.E. Disturbances of gastrointestinal motility and the nervous system. In: Aminoff M.J. Neurology and General Medicine. New York: Elsevier; 2014: 255-71. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-407710-2.00014-xKuchma V.R., Efimova N.V., Tkachuk E.A., Myl’nikova I.V. Hygienic assessment of the overwroughtness of educational activity in schoolchildren of 5-10 classes of secondary schools. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2016; 95(6): 552–8. https://doi.org/10.18821/0016-99002016-95-6-552-558 (in Russian)Кучма В.Р., Ефимова Н.В., Ткачук Е.А., Мыльникова И.В. Гигиеническая оценка напряженности учебной деятельности обучающихся 5-10 классов общеобразовательных школ. Гигиена и санитария. 2016; 95(6): 552-8. https://doi.org/10.18821/0016-99002016-95-6-552-558Arai E., Arai M., Uchiyama T., Higuchi Y., Aoyagi K., Yamanaka Y., et al. Subthalamic deep brain stimulation can improve gastric emptying in Parkinson’s disease. Brain. 2012; 135(Pt. 5): 1478–85. https://doi.org/10.1093/brain/aws086Arai E., Arai M., Uchiyama T., Higuchi Y., Aoyagi K., Yamanaka Y., et al. Subthalamic deep brain stimulation can improve gastric emptying in Parkinson’s disease. Brain. 2012; 135(Pt. 5): 1478-85. https://doi.org/10.1093/brain/aws086Savina A.A., Leonov S.A., Son I.M., Feyginova S.I. Contribution of individual age groups in prevalence based on care seeking data in the federal districts of the Russian Federation. Sotsial’nye aspekty zdorov’ya naseleniya. 2018; (3): 1–13. https://doi.org/10.21045/2071-5021-2018-61-3-1 (in Russian)Савина А.А., Леонов С.А., Сон И.М., Фейгинова С.И. Вклад отдельных возрастных групп населения в формирование общей заболеваемости по данным обращаемости в федеральных округах Российской Федерации. Социальные аспекты здоровья населения. 2018; (3): 1-13. https://doi.org/10.21045/2071-5021-2018-61-3-1Ivanov D.O., Orel V.I. The modern features of health of children of the metropolis. Meditsina i organizatsiya zdravookhraneniya. 2016; 1(1): 6–11. (in Russian)Иванов Д.О., Орел В.И. Современные особенности здоровья детей мегаполиса. Медицина и организация здравоохранения. 2016; 1(1): 6-11.Ivashkin V.T., Maev I.V., Shul’pekova Yu.O., Baranskaya E.K., Okhlobystin A.V., Trukhmanov A.S., et al. Diagnostics and treatment of biliary dyskinesia: clinical guidelines of the Russian gastroenterological association. Rossiyskiy zhurnal gastroenterologii, gepatologii, koloproktologii. 2018; 28(3): 63–80. (in Russian)Ивашкин В.Т., Маев И.В., Шульпекова Ю.О., Баранская Е.К., Охлобыстин А.В., Трухманов А.С. и соавт. Клинические рекомендации Российской гастроэнтерологической ассоциации по диагностике и лечению дискинезии желчевыводящих путей. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2018; 28(3): 63-80.Setko I.M., Setko N.P. Modern problems of health status of schoolchildren in conditions of integrated influence of factors of environment. Orenburgskiy meditsinskiy vestnik. 2018; VI(2): 4–13. (in Russian)Сетко И.М., Сетко Н.П. Современные проблемы состояния здоровья школьников в условиях комплексного влияния факторов среды обитания. Оренбургский медицинский вестник. 2018; VI(2): 4-13.Shashel’ V.A., Podporina L.A., Panesh G.B., Ponomarenko D.S., Dobryakov P.E. Age-related aspects of vegetative status in children with vegetative dystonia syndrome. Kubanskiy nauchnyy meditsinskiy vestnik. 2017; 24(4): 169–72. https://doi.org/10.25207/1608-6228-2017-24-4-169-172 (in Russian)Шашель В.А., Подпорина Л.А., Панеш Г.Б., Пономаренко Д.С., Добряков П.Е. Возрастные особенности вегетативного статуса у детей с синдромом вегетативной дистонии. Кубанский научный медицинский вестник. 2017; 24(4): 169-72. https://doi.org/10.25207/1608-6228-2017-24-4-169-172Koychubekov B.K., Sorokina M.A., Mkhitaryan K.E. Sample size determination in planning of scientific research. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. 2014; (4): 71–4. (in Russian)Койчубеков Б.К., Сорокина М.А., Мхитарян К.Э. Определение размера выборки при планировании научного исследования. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014; (4): 71-4.Fletcher R.H., Fletcher S.W., Wagner E.H. Clinical Epidemiology. The Essentials. Baltimore: Williams & Wilkins; 1996.Флетчер Р., Флетчер С., Вагнер Э. Клиническая эпидемиология. Основы доказательной медицины. Пер. с англ. М.: Медиа Сфера; 1998.Glantz S.A. Primer of Biostatistics. New-York: McGraw-Hill; 1994.Гланц С.A. Медико-биологическая статистика. Пер. с англ. М.: Практика; 1999.Osheva L.V., Shtina I.E., Valina S.L. Comparative characteristics of the incidence of students in educational institutions with different intensity of the educational process. In: Materials of the VIII All-Russian Scientific and Practical Conference with International Participation «Actual Issues of Risk Analysis in Ensuring Sanitary and Epidemiological Well-Being of the Population and Protection of Consumer Rights». [Materialy VIII Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem «Aktual’nye voprosy analiza riska pri obespechenii sanitarno-epidemiologicheskogo blagopoluchiya naseleniya i zashchity prav potrebiteley»]. Perm’; 2018: 378–83. (in Russian)Ошева Л.В., Штина И.Е., Валина С.Л. Сравнительная характеристика заболеваемости учащихся общеобразовательных учреждений с различной интенсивностью учебного процесса. В кн.: Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы анализа риска при обеспечении санитарно-эпидемиологического благополучия населения и защиты прав потребителей». Пермь; 2018: 378-83.Halliwell B., Packer L., Prilipco L., Christen Y. Reactive oxygen species and the central nervous system. in: Packer L., Prilipko, L., eds. Free Radical in the Brain. Berlin: Springer; 1992: 21–40. https://doi.org/10.1007/978-3-642-77609-0_2Halliwell B., Packer L., Prilipco L., Christen Y. Reactive oxygen species and the central nervous system. in: Packer L., Prilipko, L., eds. Free Radical in the Brain. Berlin: Springer; 1992: 21-40. https://doi.org/10.1007/978-3-642-77609-0_2Lutskiy M.A., Zemskov A.M., Smelyanets M.A., Lushnikova Yu.P. Formation of oxidative stress, a component of the complex pathogenesis of the socially significant diseases of the nervous system – stroke and multiple sclerosis. Fundamental’nye issledovaniya. 2014; (10-5): 924–9. (in Russian)Lutskiy M.A., Zemskov A.M., Smelyanets M.A., Lushnikova Yu.P. Formation of oxidative stress, a component of the complex pathogenesis of the socially significant diseases of the nervous system - stroke and multiple sclerosis. Fundamental’nye issledovaniya. 2014; (10-5): 924-9. (in Russian)Lutskiy M.A., Lushnikova Yu.P., Kuksova T.V., Smelyanets M.A. Lipid and protein free-radical oxidation as a universal vital process of the organism. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2014; (12): 24–8. (in Russian)Lutskiy M.A., Lushnikova Yu.P., Kuksova T.V., Smelyanets M.A. Lipid and protein free-radical oxidation as a universal vital process of the organism. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2014; (12): 24-8. (in Russian)Petrov K.A., Kharlamova A.D., Nikol’skiy E.E. Cholinesterases: the opinion of neurophysiologist. Geny i Kletki. 2014; 9(3-2): 160–7. (in Russian)Petrov K.A., Kharlamova A.D., Nikol’skiy E.E. Cholinesterases: the opinion of neurophysiologist. Geny i Kletki. 2014; 9(3-2): 160-7. (in Russian)Gomazkov O.A. Neurotrophins: the therapeutic potential and concept of minipeptides. Neyrokhimiya. 2012; 6(3): 163–72.Gomazkov O.A. Neurotrophins: the therapeutic potential and concept of minipeptides. Neyrokhimiya. 2012; 6(3): 163-72.