Analysis of the state of cognitive functions in the child population living in conditions of chronic aerotechnogenic exposure to neurotropic impurities

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Introduction. Solving the problem of reducing the adversee impact of environmental risk factors on the harmonious development of cognitive functions is an urgent task.The purpose of the study. To study the state of cognitive functions in children living in conditions of chronic aerotechnogenic exposure to neurotropic impurities.Materials and methods. There were examined one hundred sixty seven children aged of 5–7 years including 136 preschoolers of the observation group lived in an area with excess hygienic standards for the concentration of lead, nickel, and phenol in the atmospheric air; 31 child of the comparison group lived in an area characterized by relative sanitary and hygienic well-being. To study cognitive functions, we used a series of test tasks to assess attention, memory, perception, logical thinking, analytical and synthetic activity. The state of the oxidative-antioxidant system and the level of glutamic acid were studied.Results. In the exposure zones, the multiplicity of average annual MPC excesses. It was up to 2.4 times for lead, 0.04 times for nickel, and 0.25 times for phenol. In children from the observation group, the frequency of excess of chemicals in the blood relative to the comparison group was 2.1 times for phenol, 1.3–1.7 times — maximum concentrations of lead and nickel in the blood. The effectiveness of tests to assess the level of memory and attention development in the exposed children was 1.2–1.5 times lower than in the children of the comparison group (p = 0.001–0.04). A relationship was revealed between the increased blood content of lead, nickel, and phenol and a decrease in memory, attention, and sensorimotor coordination (–0.183 ≤ r ≤ –0.145; 0.020 ≤ р ≤ 0.080). Causal relationships were found between the content of neurotoxicants in the blood and the level of glutamic acid, plasma malondialdehyde, and antioxidant activity (R2 = 0.19–0.75, p = 0.0001–0.022).Research limitations. Age-dependent limitation of the possibility to use cognitive tests.Conclusions. Indicators of cognitive decline are important for identifying risk groups among the child population living in the zone of aerogenic influence of industrial emissions components in order to further develop preventive measures.Compliance with ethical standards. The study was approved by the local ethics committee of the Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies (Meeting report No. 2 dated February 1, 2021). Legal representatives were informed about the aim of the study and provided their voluntary informed consent to participation.Contribution of the authors: Savinkov М.А. — data collection, statistical analysis, writing the text; Nosov А.Е. — study concept, editing the text; Shcherbakov А.А. — data collection, writing the text; Ustinova O.Yu. — study concept, editing the text; Valina S.L. — editing the text. All authors have approved the final version of the article and bear full responsibility for the integrity of all its parts.Funding. The research was not granted any sponsor support.Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.Received: August 29, 2025 / October 8, 2025 / Published: December 17, 2025

About the authors

Maksim A. Savinkov

Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies

Email: MSavinkov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5776-8182

Aleksandr E. Nosov

Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies

Email: nosov@fcrisk.ru
ORCID iD: 0000-0003-0539-569X

Aleksandr A. Shcherbakov

Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies

Email: Alexander.shcherbakov.official@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8351-6560

Olga Yu. Ustinova

Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies; Perm State National Research University

Email: ustinova@fcrisk.ru
ORCID iD: 0000-0002-9916-5491

Svetlana L. Valina

Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies

Email: valina@fcrisk.ru
ORCID iD: 0000-0003-1719-1598

References

  1. Пузырев В.Г., Ситдикова И.Д., Шарапова О.В., Герасимова Л.И., Хузиханов Ф.В., Ситдикова А.В. и др. Здоровье населения как критерий воздействия экологических факторов мегаполиса. Общественное здоровье и здравоохранение. 2024; (2): 65–71.
  2. Екушева Е.В. Когнитивные нарушения – актуальная междисциплинарная проблема. РМЖ. 2018; 26(12–1): 32–7. https://elibrary.ru/yocirn
  3. Кольдибекова Ю.В., Землянова М.А., Горяев Д.В., Четверкина К.В. Показатели заболеваемости детского населения в условиях аэрогенной химической экспозиции: факторы риска и ассоциативные связи. Здравоохранение Российской Федерации. 2023; 67(6): 535–42. https://doi.org/10.47470/0044-197X-2023-67-6-535-542 https://elibrary.ru/nzyiex
  4. Косенкова Т.В. Актуальные проблемы состояния здоровья детей в Российской Федерации. Информационный бюллетень ВОЗ; 2015.
  5. Сетко Н.П., Жданова О.М., Сетко А.Г. Психофизиологическая характеристика особенностей становления когнитивных функций у учащихся старших классов. Гигиена и санитария. 2021; 100(4): 358–64. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-4-358-364 https://elibrary.ru/sexixn
  6. Parithathvi A., Choudhari N., Dsouza H.S. Prenatal and early life lead exposure induced neurotoxicity. Hum. Exp. Toxicol. 2024; 43: 9603271241285523. https://doi.org/10.1177/09603271241285523
  7. Pohl H.R., Roney N., Abadin H.G. Metal ions affecting the neurological system. Met. Ions Life Sci. 2011; 8: 247–62.
  8. Sanders A.P., Claus Henn B., Wright R.O. Perinatal and childhood exposure to cadmium, manganese, and metal mixtures and effects on cognition and behavior: a review of recent literature. Curr. Environ. Health Rep. 2015; 2(3): 284–94. https://doi.org/10.1007/s40572-015-0058-8
  9. Головко А.И., Ивницкий Ю.Ю., Иванов М.Б., Рейнюк В.Л. Универсальность феномена «нейротоксичность» (обзор литературы). Токсикологический вестник. 2021; 29(5): 4–16. https://doi.org/10.36946/0869-7922-2021-29-5-4-16 https://elibrary.ru/waavml
  10. Зайцева Н.В., Землянова М.А., Кольдибекова Ю.В., Пескова Е.В. Некоторые аспекты развития нейротоксических эффектов при воздействии нейротропных химических веществ. Экология человека. 2020; (3): 47–53. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2020-3-47-53 https://elibrary.ru/kvdecg
  11. Отдельнова К.А. Определение необходимого числа наблюдений в социально-гигиенических исследованиях. Сборник трудов 2-го ММИ. 1980; 150(6): 18–22.
  12. Забрамная С.Д. Психолого-педагогическая диагностика умственного развития детей. М.: Просвещение, Владос; 1995.
  13. Немов Р.С. Психология. М.: Владос; 2001.
  14. Гуткина Н.И. Психологическая готовность к школе. СПб.: Питер; 2004. https://elibrary.ru/qxigth
  15. Iqubal A., Ahmed M., Ahmad S., Sahoo C.R., Iqubal M.K., Haque S.E. Environmental neurotoxic pollutants: review. Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2020; 27(33): 41175–98. https://doi.org/10.1007/s11356-020-10539-z
  16. Катаманова Е.В., Кудаева И.В., Лахман О.Л. Сравнительный анализ изменения нейрофизиологических и нейрохимических показателей у стажированных работников, экспонированных ртутью и винилхлоридом. Медицина в Кузбассе. 2020; 19(4): 33–41. https://elibrary.ru/clmmfw
  17. Катаманова Е.В., Русанова Д.В., Казакова П.В. Нейрофизиологические и психологические показатели ликвидаторов химического загрязнения окружающей среды. Гигиена и санитария. 2023; 12(102): 1303–8. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-12-1303-1308 https://elibrary.ru/ohpsbz
  18. Скупневский С.В., Иванов Д.В. Воздействие алюминия и его соединений на функции органов и тканей человека (обзорная статья). Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2023; 17(1): 110–24. https://doi.org/10.24412/2075-4094-2023-1-3-7 https://elibrary.ru/vgrxrm
  19. 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/ttfqth
  20. Коськина Е.В., Глебова Л.А., Бачина А.В., Чухров Ю.С., Власова О.П., Пеганова Ю.А. Гигиеническая оценка формирования нарушения здоровья детского населения при комплексном воздействии факторов окружающей среды в углехимических центрах Кузбасса. Фундаментальная и клиническая медицина. 2016; 1(1): 57–63. https://elibrary.ru/woqztd
  21. Dorman D.C. The role of oxidative stress in manganese neurotoxicity: a literature review focused on contributions made by professor Michael Aschner. Biomolecules. 2023; 13(8): 1176. https://doi.org/10.3390/biom13081176
  22. Ma Y., Su Q., Yue C., Zou H., Zhu J., Zhao H., et al. The effect of oxidative stress-induced autophagy by cadmium exposure in kidney, liver, and bone damage, and neurotoxicity. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23(21): 13491. https://doi.org/10.3390/ijms232113491
  23. Arruebarrena M.A., Hawe C.T., Lee Y.M., Branco R.C. Mechanisms of cadmium neurotoxicity. Int. J. Mol. Sci. 2023; 24(23): 16558. https://doi.org/10.3390/ijms242316558
  24. Parithathvi A., Choudhari N., Dsouza H.S. Prenatal and early life lead exposure induced neurotoxicity. Hum. Exp. Toxicol. 2024; 43: 9603271241285523. https://doi.org/10.1177/09603271241285523

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025



СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ:  ПИ № ФС77-50668 от 13.07.2012 г.