Hygiene and SanitationHygiene and SanitationГигиена и санитария0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman63856810.47470/0016-9900-2023-102-5-488-494whqduhHYGIENE OF CHILDREN AND ADOLESCENTSГИГИЕНА ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВDiseases of the upper respiratory tract and their pathogenetic mechanisms in children living under conditions of chronic exposure to aldehydes and aromatic hydrocarbonsЗаболевания верхних дыхательных путей и их патогенетические механизмы у детей, проживающих в условиях хронического воздействия альдегидов и ароматических углеводородовhttps://orcid.org/0000-0001-8351-6560ShcherbakovAleksandr A.ЩербаковАлександр Алексеевич
Russian Federation

Functional diagnostics doctor «Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies», 614045, Пермь.

e-mail: alexander.shcherbakov.official@gmail.com

Врач функциональной диагностики ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», 614045, Пермь.

e-mail: alexander.shcherbakov.official@gmail.com

alexander.shcherbakov.official@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-5776-8182SavinkovMaksim A.СавинковМаксим А.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0003-0539-569XNosovAlexander E.НосовАлександр Е.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-9916-5491UstinovaOlga Yu.УстиноваОльга Ю.
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 человека23062023102548849425102024Copyright ©; 2024, Shcherbakov A.A., Savinkov M.A., Nosov A.E., Ustinova O.Y.Copyright ©; 2024, Щербаков А.А., Савинков М.А., Носов А.Е., Устинова О.Ю.2024Shcherbakov A.A., Savinkov M.A., Nosov A.E., Ustinova O.Y.Щербаков А.А., Савинков М.А., Носов А.Е., Устинова О.Ю.https://journals.eco-vector.com/0016-9900/article/view/638568

Introduction. The problem of diseases of the respiratory system in children in regions with technogenic atmospheric pollution by chemical agents is relevant. 

The aim of the study was to study the features of the formation of the pathology of the upper respiratory tract, their pathogenetic mechanisms, and causal relationships of clinical, instrumental, and immunological disorders with toxic load in children living under conditions of chronic exposure to phenols and aromatic hydrocarbons of the industrial origin. 

Materials and methods. One thousand one hundred fifty one 4–13 years children were examined, 883 people made up the observation group and lived in the territory with excess of hygienic standards in the air of phenol, formaldehyde, acrolein, o-xylene. The comparison group consisted of 268 children living in the territory of ecological well-being. The prevalence of pathology of the upper respiratory tract (URT), rhinomanometry, laboratory parameters were assessed, correlation-regression relationships of clinical and laboratory parameters and the concentration of chemicals in the blood were determined. 

Results. The study established for the first time the relationship between the concentration of chemical compounds in the blood, laboratory and instrumental indicators in children with URT pathology, living in the territory with excess levels of phenol, formaldehyde, acrolein. The total nasal airflow in the observation group was 10–15% lower than in the comparison group and inversely related to the blood concentration of acrolein, o-xylene, phenol, formaldehyde, and the content of IgG specific to phenol, myelopyroxidase, total number of lymphocytes, subpopulations of CD3+CD25+ and CD3+CD95+, integral index of proliferation and frequency of cells with apoptotic bodies and circular notches of the nucleus. 

Limitations. The results of the study can be extrapolated to 4–13 years children, boys and girls. The study did not include young children or adults. 

Conclusion. Characteristic features of the pathology of the upper respiratory tract associated with increased levels of acrolein, o-xylene, phenol and formaldehyde in the blood are a decrease in nasal airflow against the background of specific immune-dependent and non-specific inflammation. To reduce the incidence of URT in children, it is necessary to develop programs that include measures aimed at improving the quality of the environment, therapeutic and preventive measures that increase adaptive capacity.

Compliance with ethical standards. The clinical examination fully complied with the ethical principles of the Declaration of Helsinki (as amended in 2008) and the National Standard of the Russian Federation GOST-R 52379-2005 “Good Clinical Practice” (ICH E6GCP), approved by the Ethics Committee of the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies (No. 2, 2021). Written voluntary informed consent was previously obtained from the legal representatives of the children.

Contribution: Shcherbakov A.A. — the concept and design of the study, collection and processing of material, statistical processing, writing a text, editing; Savinkov M.A. — writing a text, editing; Nosov A.E. — statistical processing, editing; Ustinova O.Yu. — the concept and design of the study, editing. All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Acknowledgement. The study had no sponsorship.

Received: April 27, 2023 / Accepted: May 31, 2023 / Published: June 20, 2023

Введение. Проблема заболеваний дыхательной системы у детей в регионах с техногенным загрязнением атмосферы химическими агентами является актуальной.

Цель исследования — изучение особенности формирования патологии верхних дыхательных путей, патогенетические механизмы, а также причинно-следственные связи клиническо-инструментальных и иммунологических нарушений с токсикантной нагрузкой у детей, проживающих в условиях хронического воздействия фенолов и ароматических углеводородов промышленного происхождения.

Материалы и методы. Обследованы дети 4–13 лет (n = 1151). В группу наблюдения (n = 883) вошли дети, проживающие на территории с превышением гигиенических нормативов содержания в воздухе фенола, формальдегида, акролеина, о-ксилола, в группу сравнения (n = 268) — проживающие на экологически благополучной территории. Изучали распространённость патологии верхних дыхательных путей (ВДП), результаты риноманометрии, лабораторные показатели, определяли корреляционно-регрессионные связи клинико-лабораторных показателей и концентрации химических веществ в крови.

Результаты. В исследовании впервые установлены связи концентрации в крови химических соединений и лабораторно-инструментальных показателей у детей с патологией ВДП, проживающих на территории с превышением гигиенических нормативов содержания фенола, формальдегида, акролеина. Суммарный носовой воздушный поток в группе наблюдения был на 10–15% ниже, чем в группе сравнения, и находился в обратной связи с концентрацией в крови акролеина, о-ксилола, фенола, формальдегида, а также с содержанием IgG, специфического к фенолу, миелопироксидазы, общего количества лимфоцитов, субпопуляций CD3+CD25+ и CD3+CD95+, интегральным показателем пролиферации и частотой клеток с апоптозными телами и круговыми насечками ядра.

Ограничения исследования. Результаты исследования могут быть экстраполированы на детей 4–13 лет мужского и женского пола. Исследование не включало детей младшего возраста и взрослых.

Заключение. Характерными особенностями патологии ВДП, ассоциированной с повышенным содержанием в крови акролеина, о-ксилола, фенола и формальдегида, является снижение носового воздушного потока на фоне процессов специфического иммунозависимого и неспецифического воспаления. Для снижения заболеваемости детей болезнями ВДП требуется разработка программ, включающих меры, направленные на повышение качества среды обитания, а также лечебно-профилактические мероприятия, обеспечивающие увеличение адаптационных возможностей организма.

Соблюдение этических стандартов. Исследование полностью соответствовало этическим принципам Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (с изменениями и дополнениями 2008 г.) и Национальному стандарту Российской Федерации ГОСТ Р 52379–2005 «Надлежащая клиническая практика» (ICH E6GCP), было одобрено Этическим комитетом ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора (протокол № 2, 2021 г.). Получено письменное добровольное информированное согласие законных представителей детей.

Участие авторов: Щербаков А.А. — концепция и дизайн исследования, обработка данных, статистическая обработка данных, написание текста, редактирование; Савинков М.А. — написание текста, редактирование; Носов А.Е. — статистическая обработка данных, написание текста, редактирование; Устинова О.Ю. — концепция и дизайн исследования, редактирование. Все соавторы — утверждение окончательного варианта, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила: 27.04.2023 / Принята к печати: 31.05.2023 / Опубликована: 20.06.2023

nasal breathingpathology of the upper respiratory tractaromatic hydrocarbonsaldehydesносовое дыханиепатология верхних дыхательных путейароматические углеводородыальдегидыGeneral morbidity of the Russian child population (0–14 years old) in 2020: statistical materials. Part VI. Moscow; 2021. (in Russian)Общая заболеваемость детского населения России (0–14 лет) в 2020 году: статистические материалы. Часть VI. М.; 2021.Bakirov A.B., Suleymanov R.A., Valeev T.K., Rakhmatullin N.R. Hygienic substantiation of risk factors to health of the population of territories with the developed oil refining. Bezopasnost’ zdorov’ya cheloveka. 2016; (1): 41–9. https://elibrary.ru/zfbxpf (in Russian)Бакиров А.Б., Сулейманов Р.А., Валеев Т.К., Рахматуллин Н.Р. Гигиеническое обоснование факторов риска здоровью населения территорий с развитой нефтепереработкой. Безопасность здоровья человека. 2016; (1): 41–9. https://elibrary.ru/zfbxpfMyachina O.V., Esaulenko I.E., Puzin S.N., Zuykova A.A., Pashkov A.N., Shurgaya M.A., et al. Medical and social aspects of deadaption of children living in the urbanized territory. Prikladnye informatsionnye aspekty meditsiny. 2018; 21(3): 47–52. https://elibrary.ru/xqzxsh (in Russian)Мячина О.В., Есауленко И.Э., Пузин С.Н., Зуйкова А.А., Пашков А.Н., Шургая М.А. и др. Медико-социальные аспекты дезадаптации детей, проживающих на урбанизированной территории. Прикладные информационные аспекты медицины. 2018; 21(3): 47–52. https://elibrary.ru/xqzxshZaytseva N.V. Hygienic Aspects of Children’s Health Impairment when Exposed to Chemical Environmental Factors [Gigienicheskie aspekty narusheniya zdorov’ya detey pri vozdeystvii khimicheskikh faktorov sredy obitaniya]. Perm’: Knizhnyy format; 2011. (in Russian)Зайцева Н.В. Гигиенические аспекты нарушения здоровья детей при воздействии химических факторов среды обитания. Пермь: Книжный формат; 2011.Merkulova E.P., Kolesnikova S.N. Chronic nasal hyper-reactivity (current classifications, clinical pattern, diagnosis). Meditsinskiy sovet. 2017; (9): 60–4. https://doi.org/10.21518/2079-701X-2017-9-60-64 https://elibrary.ru/zcirhp (in Russian)Меркулова Е.П., Колесникова С.Н. Хроническая назальная гиперреактивность (современные классификации, клиническая картина, диагностика). Медицинский совет. 2017; (9): 60–4. https://doi.org/10.21518/2079-701X-2017-9-60-64 https://elibrary.ru/zcirhpOmarova M.N., Kenzhebaeva A.T., Zhumagulova A.N., Aspetov D.R., Zhumatova B.Kh. Respiratory diseases spread among the population of large industrial city. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. 2016; (12-5): 828–31. https://elibrary.ru/xhjiqb (in Russian)Омарова М.Н., Кенжебаева А.Т., Жумагулова А.Н., Аспетов Д.Р., Жуматова Б.Х. Распространенность болезней органов дыхания среди населения крупного промышленного города. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016; (12-5): 828–31. https://elibrary.ru/xhjiqbKhorpyakova T.V., Pasechnaya O.M. Assessment of air pollution level and air-technogenic health risk for population. Vestnik TPU. 2013; 18(3): 914–8. https://elibrary.ru/pwmjwt (in Russian)Хорпякова Т.В., Пасечная О.М. Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха и аэротехногенного риска для здоровья населения. Вестник ТПУ. 2013; 18(3): 914–8. https://elibrary.ru/pwmjwtBankovskaya L.A., Shchekotova A.P., Malyutina N.N. The quantitative and qualitative parameters of rhinocytogram in methanol and formaldehyde impact in production environment. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2019; 64(2): 78–82. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2019-64-2-78-82 https://elibrary.ru/yzimnf (in Russian)Банковская Л.А., Щёкотова А.П., Малютина Н.Н. Количественные и качественные параметры риноцитограммы при воздействии метанола и формальдегида в условиях производства. Клиническая лабораторная диагностика. 2019; 64(2): 78–82. https://doi.org/10.18821/0869-2084-2019-64-2-78-82 https://elibrary.ru/yzimnfKapranov S.V., Koktyshev I.V. The effects of air pollution of diseases the respiratory organs for children and adolescents. Meditsinskiy vestnik Yuga Rossii. 2017; (3): 38–45. https://doi.org/10.21886/2219-8075-2017-8-3-38-45 (in Russian)Капранов С.В., Коктышев И.В. Влияние загрязнителей атмосферного воздуха на возникновение заболеваний органов дыхания у детей и подростков. Медицинский вестник Юга России. 2017; (3): 38–45. https://doi.org/10.21886/2219-8075-2017-8-3-38-45Nuriakhmetova A.Zh., Fayzullina R.M. Clinical and anamnestic features in children with recurrent and chronic respiratory diseases in the industrial region Meditsinskiy vestnik Bashkortostana. 2013; 8(3): 67–71. https://elibrary.ru/qckpvf (in Russian)Нуриахметова А.Ж., Файзуллина Р.М. Клинико-анамнестические особенности у детей с рецидивирующими и хроническими заболеваниями органов дыхания в промышленном регионе. Медицинский вестник Башкортостана. 2013; 8(3): 67–71. https://elibrary.ru/qckpvfUstinova O.Yu., Valina S.L., Shtina I.E., Kobyakova O.A., Makarova V.G. Features of children’s morbidity living in area of influence enterprises for alumina production. Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya – ZNiSO. 2019; (1): 18–23. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2019-310-1-18-23 https://elibrary.ru/fpuhjt (in Russian)Устинова О.Ю., Валина С.Л., Штина И.Е., Кобякова О.А., Макарова В.Г. Особенности заболеваемости детей, проживающих в зоне влияния предприятий по производству глинозема. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2019; (1): 18–23. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2019-310-1-18-23 https://elibrary.ru/fpuhjtZemlyanova M.A., Perezhogin A.N., Kol’dibekova Yu.V. Trends detected in children’s health and their relation with basic aerogenic risk factors under exposure to specific ambient air contamination caused by metallurgic and wood-processing enterprises. Analiz riska zdorov’yu. 2020; (4): 47–54. https://doi.org/10.21668/health.risk/2020.4.05.eng https://elibrary.ru/dmzzzp (in Russian)Землянова М.А., Пережогин А.Н., Кольдибекова Ю.В. Тенденции состояния здоровья детского населения и их связь с основными аэрогенными факторами риска в условиях специфического загрязнения атмосферного воздуха предприятиями металлургического и деревообрабатывающего профиля. Анализ риска здоровью. 2020; (4): 46–53. https://doi.org/10.21668/health.risk/2020.4.05 https://elibrary.ru/ttfqthPerezhogin A.N., Zemlyanova M.A., Kol’dibekova Yu.V. Association between exposure to components of pulp and paper industry emissions and diseases in children. Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya – ZNiSO. 2021; (3): 33–40. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2021-336-3-33-40 https://elibrary.ru/iohcwg (in Russian)Пережогин А.Н., Землянова М.А., Кольдибекова Ю.В. Связь заболеваний у детей с воздействием компонентов выбросов целлюлозно-бумажных предприятий. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2021; (3): 33–40. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2021-336-3-33-40 https://elibrary.ru/iohcwgMaklakova O.A., Korotaeva I.P., Ustinova O.Yu. Features of respiratory pathology in children living in the conditions of aerogenic exposure to acrolein and formaldehyde. Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya – ZNiSO. 2018; (6): 27–30. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2018-303-6-27-30 https://elibrary.ru/rvhlux (in Russian)Маклакова О.А., Коротаева И.П., Устинова О.Ю. Особенности дыхательной патологии у детей, проживающих в условиях аэрогенного воздействия акролеина и формальдегида. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2018; (6): 27–30. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2018-303-6-27-30 https://elibrary.ru/rvhluxMaklakova O.A. Assessing risk of respiratory organs diseases and co-morbid pathology in children caused by ambient air contamination with technogenic chemicals (cohort study). Analiz riska zdorov’yu. 2019; (2): 56–63. https://doi.org/10.21668/health.risk/2019.2.06.eng https://elibrary.ru/rzccaaМаклакова О.А. Оценка риска развития заболеваний органов дыхания и коморбидной патологии у детей в условиях загрязнения атмосферного воздуха химическими веществами техногенного происхождения (когортное исследование). Анализ риска здоровью. 2019; (2): 56–63. https://doi.org/10.21668/health.risk/2019.2.06 https://elibrary.ru/wiogxnPashkevich N.A. Acrolein and its impact on human and environment. Aktual’nye problemy gumanitarnykh i estestvennykh nauk. 2013; 12(1): 115–8. https://elibrary.ru/rswelr (in Russian)Пашкевич Н.А. Акролеин и его воздействие на человека и окружающую среду. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2013; 12(1): 115–8. https://elibrary.ru/rswelrMaklakova O.A., Ustinova O.Yu., Aminova A.I., Luzhetskiy K.P. Clinical and laboratory features of respiratory diseases in children in the context of the impact of phenol and formaldehyde. Vestnik Permskogo universiteta. Seriya: Biologiya. 2012; (2): 79–83. https://elibrary.ru/nonoro (in Russian)Маклакова О.А., Устинова О.Ю., Аминова А.И., Лужецкий К.П. Клинико-лабораторные особенности заболеваний органов дыхания у детей в условиях воздействия фенола и формальдегида. Вестник Пермского университета. Серия: Биология. 2012; (2): 79–83. https://elibrary.ru/nonoroMaklakova O.A., Valina S.L. Cardiorespiratory disorders in preschool aged children associated with aerogenic impact of benzene, phenol and formaldehyde. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2016; 95(1): 70–4. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2016-95-1-70-74 https://elibrary.ru/vosqtv (in Russian)Маклакова О.А., Валина С.Л. Кардиореспираторные нарушения у детей дошкольного возраста, ассоциированные с аэрогенным воздействием бензола, фенола и формальдегида. Гигиена и санитария. 2016; 95(1): 70–4. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2016-95-1-70-74 https://elibrary.ru/vosqtvZapletal A., Chalupová J. Nasal airflow and resistance measured by active anterior rhinomanometry in healthy children and adolescents. Pediatr. Pulmonol. 2002; 33(3): 174–80. https://doi.org/10.1002/ppul.10066State report «On the state of sanitary and epidemiological welfare of the population in the Russian Federation in 2021». Moscow; 2022. (in Russian)Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2021 году». М.; 2022.Katsnel’son B.A., Kuz’min S.V., Privalova L.I., Voronin S.A., Malykh O.L., Kosheleva A.A., et al. The risk factors for chronic respiratory diseases in children of primary school age living in cities with uneven levels of air pollution. Vestnik Ural’skoy meditsinskoy akademicheskoy nauki. 2007; (2): 27–37. (in Russian)Кацнельсон Б.А., Кузьмин С.В., Привалова Л.И., Воронин С.А., Малых О.Л., Кошелева А.А. и др. Факторы риска развития хронической респираторной патологии у детей младшего школьного возраста, проживающих в городах с неодинаковыми уровнями загрязнения атмосферного воздуха. Вестник Уральской медицинской академической науки. 2007; (2): 27–37.Prikhod’ko V.A., Selizarova N.O., Okovityy S.V. Molecular mechanisms for hypoxia development and adaptation to it. Part I. Arkhiv patologii. 2021; 83(2): 52–61. https://doi.org/10.17116/patol20218302152 https://elibrary.ru/rejnhm (in Russian)Приходько В.А., Селизарова Н.О., Оковитый С.В. Молекулярные механизмы развития гипоксии и адаптации к ней. Часть I. Архив патологии. 2021; 83(2): 52–61. https://doi.org/10.17116/patol20218302152 https://elibrary.ru/rejnhm