Medico-ecological aspects of physical and sexual development of the adolescent girls

Full Text

В настоящее время установлено, что на формирование репродуктивной системы оказывают неблагоприятное влияние экологические факторы. Среди антропогенных экологических факторов особое значение приобретают металлополютанты. Загрязнение почв тяжелыми металлами промышленных городов с развитой сетью транспортных магистралей происходит в результате трех основных процессов эмиссии полютантов: нерегламентированного сброса твердых отходов производства; жидкого стока с растворенными и взвешенными токсическими соединениями и посредством атмосферной эмиссии. Второй и третий путь загрязнения экологически наиболее опасный [1, 8, 14].

В естественном виде металлы встречаются в природе, присутствуя в горных породах, почве, растениях и животных. Они могут быть также связаны в молекулах органических или неорганических веществ, сорбированы на воздушной пыли. В специальной научной литературе существует термин «тяжелые металлы», это группа химических элементов, имеющих плотность более 5 г/см³. Необходимыми для человеческого организма являются такие тяжелые металлы, как медь, цинк, молибден, кобальт, марганец, железо [1, 2, 20].

К наиболее токсичным тяжелым металлам относят ртуть, кадмий, свинец, талий. Вместе с тем, они считаются наиболее вероятными и опасными загрязнителями окружающей среды, так как широко используются в промышленности и на транспорте [2, 3, 8].

Известно, что ртуть вызывает нейротоксическое действие на головной мозг и особенно мозг плода и новорожденного. Основные источники ртути — это сжигание ископаемого топлива, отходов, а также хлорщелочная промышленность и цветная металлургия.

Кадмий токсичен для большинства форм жизни. Поступает в организмы с водой, пищей, из воздуха; накапливаясь в растениях, особенно грибах, в организмах животных. Большие дозы кадмия приводят к повреждению почек и нарушают обмен кальция и витамина D, вызывая декальцификацию скелета. Из организма кадмий выводится очень медленно, период полураспада составляет десятки лет. Крупными источниками являются: сжигание ископаемого топлива, отходов, производство красителей, металлических покрытий, батарей электрических элементов, электронная промышленность, химические удобрения [1, 3].

Большое внимание в настоящее время уделяется изучению воздействия свинца на организм человека и путям его проникновения. Свинец накапливается в печени, почках, селезенке и скелете. При поступлении в костный скелет для выведения его потребуется до 20 лет. Свинец повреждает центральную нервную систему, желудочно-кишечный тракт, повреждает эритроциты, вызывая анемию. Свинец способен проникать через плаценту, повреждая развивающийся плод. Основной источник — этилированный бензин, горнодобывающая и металлургическая промышленность, боеприпасы и сжигание мусора [1, 6, 9, 19, 20].

Если усвоение металла больше, чем способность организма выводить его, то металл аккумулирует в органах. Накопление происходит в течение всей жизни организма и является основной причиной хронической токсичности. Известно, что металлы накапливаются в белковых тканях и костях, а не жирах, как органические токсиканты [1, 20].

В отличие от природных биогеохимических систем, где влияние на человека ограниченного круга распространенных микроэлементов, осуществляется через пищевую цепь, то для городов, где широко распространены тяжелые металлы, преимущественно ингаляционный путь поступления [3, 11].

Антропогенные процессы, определяющие экологию городов, сопровождаются комплексной полиэлементной химизацией и металлизацией. Выбросы отходов содержащих тяжелые металлы в атмосферу приводят к формированию загрязненных потоков, которые выпадают на земную поверхность. Поверхностный сток с почв приводит к смыву загрязнений и включению их в вводно-миграционную цепь. Почва, которая находится на пересечении всех транспортных путей миграции ксенобиотиков, — наиболее чуткий индикатор геохимической обстановки в регионе [3, 14].

Влияние антропогенных факторов на организм зависит не только от количества, но и от трансформации химических веществ в атмосферном воздухе под воздействием температуры, влажности, ультрафиолетового излучения, озона и других факторов [5, 16, 19].

Опасное воздействие тяжелых металлов из окружающей среды проявляется прежде всего на детях. Это связано с рядом физиологических особенностей детского организма: незрелостью ферментных систем, низкой величиной клубочковой фильтрации почек, повышенной проницаемостью кожи, слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей, гематоэнцефалического барьера, низкой кислотностью желудочного сока, незрелостью системного и местного иммунитета [5, 12, 19].

Загрязнение окружающей среды достигло к настоящему времени существенных, а в некоторых регионах страны катастрофических размеров. Международный регистр содержит уже сотни потенциально токсических и экологически вредных веществ, оказывающих сенсибилизирующее, токсическое, раздражающее, иммунопатологическое, тератогенное и мутагенное действие [11, 13, 21].

Многие исследования, изучающие влияние загрязнения почвы и воздуха тяжелыми металлами на здоровье детей, показали, что общая заболеваемость в 1,5—5,3% выше, чем в относительно чистых районах. В структуре заболеваемости детей преобладают болезни органов дыхания, нервной системы, органов чувств, аллергические и инфекционные заболевания. Широко распространены заболевания ЛОР-органов, эндокринные нарушения, болезни желудочно-кишечного тракта, кариес [7, 12, 19].

Архангельская область относится к регионам с неудовлетворительным качеством питьевой воды, где 15% проб не соответствуют гигиеническим нормам и микробиологическим показателям, до 10% проб пищевых продуктов содержат токсические элементы, антибиотики, микотоксины, нитрозамины [6]. Город Архангельск также вошел в список 40 городов бывшего СССР с наибольшим уровнем загрязнения воздушного бассейна [4].

Основными источниками загрязнения в городе являются целлюлозно-бумажные комбинаты, лесопильно-деревообрабатывающие предприятия, гидролизный завод, предприятия теплоэнергетики и автотранспорта [18].

Ежегодно увеличиваются выбросы свинца и его неорганических соединений, метилмеркаптана, сероводорода, диоксида серы, оксида углерода и др. Выбросы загрязняющих веществ в г. Архангельске в 2000 году увеличилось более чем на 3,3 тыс. тонн, чем в 1999 году [18].

По данным исследований проб почвы на содержание тяжелых металлов, проведенных Институтом экологических проблем Севера УРо- РАН, установлено загрязнение почв сельскохозяйственных, лесных угодий и населенных пунктов в различных концентрациях на территории Архангельской области. Вместе с тем, в основном результаты анализа исследованных проб почвы свидетельствуют о том, что в основном содержание тяжелых металлов в указанных выше почвах не превышает ПДК. Установлено, что более сильному техногенному воздействию подвержена почва населенных пунктов, особенно в местах расположения промышленных и транспортных улов [17].

Нами проведено изучение 2609 школьниц г. Архангельска в возрасте от 10 до 17 лет в целях изучения особенностей в физическом и половом развитии у девочек в зависимости от наличия металлополютантов в почве.

В зависимости от района места жительства по наличию металлополютантов в почве обследуемые были разделены на 2 группы:

• без загрязнения почвы (1-я группа) проживали 727 (27,9%) девочек-подростков;
• с загрязнением (2-я группа) — 1882 (72,1 %).

На территории г. Архангельска проведено 917 проб почв (0—5 см), по сети 200 ? 200 метров с некоторым сгущением в потенциально загрязненных участках. Все пробы проанализированы в аналитическом центре Института минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (Москва) полуколичественным спектральным методом на 40 элементов.

Для г. Архангельска основными металлополютантами явились Pb, Zn, Ag, Ba, Ni; подчиненными — Sc, Sn, Си, Co, W, Sr, Mo. Токсичными для г. Архангельска определены почвенные субстраты, включающие Ag, Pb, Си, Ni, Sc, Cr, Co, Ba.

Городу Архангельску соответствовало 9 ассоциаций (типов) загрязнений почвы тяжелыми металлами. В соответствии с этим городу соответствовало 84 основных очага загрязнения почвенных субстратов по типам экогеохимических ассоциаций.

Нами проведено изучение физического и полового развития у 2609 школьниц г. Архангельска, в возрасте от 10 до 17 лет. В зависимости от района места жительства по наличию металлополютантов в почве обследуемые были разделены на две группы:

• без загрязнения почвы (1-я группа) проживали 727 (27,9%) девочек-подростков;
• с загрязнением (2-я группа) — 1882 (72,1%).

При сравнительном изучении физического и полового развития девочек и девушек в зависимости от района места жительства, проживающих без загрязнения и в условиях загрязнения почвы металополютантами выявлены их некоторые особенности. Так, масса тела у девочек и девушек в возрасте от 10 до 11 лет и от 14 до 16 лет, проживающих в районах с загрязнением почвы металло- полютантами, была больше, чем в экологически благополучных условия проживания (табл. 1). В данной группе максимальное увеличение массы тела школьниц соответствовало активному приросту длины тела в возрасте 10—14 лет, тогда как в 1-й группе увеличения массы тела происходило за счет двух скачков в 10—12 и 16—17 лет.

 

Таблица 1. Масса тела (кг) девочек и девушек в зависимости от района проживания (М±m)

Возраст, лет	Средние значения	Без загрязнения, 1-я группа	С загрязнением почвы, 2-я группа	Р
10	33,9±0,6	31,3±0,6	34,8±0,8	Р2-3< 0,01 Р1-2< 0,01
11	38,2±0,4	37,2±0,8	38,6±0,5
12	43,2±0,5	45,2±0,9	42,1±0,6	Р2-3 < 0,01
13	47,0±0,4	47,3±0,7	46,9±0,4
14	51,2±0,3	49,9±0,6	51,6±0,4	Р2-3 < 0,05
15	53,4±0,4	52,7±0,6	53,6±0,5
16	54,6±0,4	53,2±0,8	55,1±0,5	Р2-3 < 0,05
17	56,4±0,6	57,9±1,4	55,9±0,6

* — Р только для достоверных различий:

Р_1-2— достоверность различий между средними значениями и 1-й группой;

Р_1-3 — достоверность различий между средними значениями и 2-й группой;

Р₂_₃ — достоверность различий между 1-й и 2-й группами.

 

Динамика длины тела школьниц с 10 до 17 лет, проживающих в различных районах, представлена в табл. 2. Девочки из экологически неблагополучных районов были выше сверстниц 1-й группы сравнения на 5—7 см в возрасте 10 лет (р < 0,01), а у 12 и 13-летних школьниц выявлено отставание в росте (р < 0,001). После 14 лет межгрупповых отличий длины тела среди девочек и девушек не выявлено.

 

Таблица 2. Длина тела (см) девочек и девушек в зависимости от района проживания (М±m)

Возраст, лет	Средние значения	Без загрязнения, 1-я группа	С загрязнением почвы, 2-я группа	Р
10	33,9±0,6	31,3±0,6	34,8±0,8	Р2-3< 0,01 Р1-2< 0,01
11	38,2±0,4	37,2±0,8	38,6±0,5
12	43,2±0,5	45,2±0,9	42,1±0,6	Р2-3< 0,01
13	47,0±0,4	47,3±0,7	46,9±0,4
14	51,2±0,3	49,9±0,6	51,6±0,4	Р2-3< 0,05
15	53,4±0,4	52,7±0,6	53,6±0,5
16	54,6±0,4	53,2±0,8	55,1±0,5	Р2-3 < 0,05
17	56,4±0,6	57,9±1,4	55,9±0,6

 

Окружность грудной клетки (ОГК) у девочек, проживающих в районах с загрязнением почвы, развивалась равномерно без выраженных скачков, но к окончанию полового развития данный показатель был меньше, чем у девушек из районов без загрязнения почвы (табл. 3). Девочки, проживающие в районах загрязнения почвы, имели ОГК меньше (за исключением 11 лет), чем в 1-й группе, значимые показатели регистрировались в 12 и 13 лет (р< 0,001-0,05).

 

Таблица 3.  Окружность грудной клетки (см) девочек и девушек в зависимости от района проживания (М±m)

Возраст, лет	Средние значения	Без загрязнения, 1-я группа	С загрязнением почвы, 2-я группа	Р
	1	2	3
10	64,2±0,5	64,5±0,8	64,1±0,7
11	66,1±0,3	64,9±0,4	66,6±0,3	Р2-3< 0,01 Р1-3 < 0,05
12	69,0±0,3	70,7±0,5	68,1±0,4	Р2-3< 0,001 Р1-3< 0,01
13	71,5±0,2	72,2±0,3	71,3±0,2	Р2-3 < 0,05
14	73,5±0,2	73,2±0,3	73,6±0,2
15	75,9±0,2	76,3±0,4	75,8±0,2
16	77,4±0,2	77,6±0,3	77,3±0,3
17	77,7±0,2	78,4±0,5	77,5±0,3

 

Поперечные размеры таза у школьниц, проживающих в районах с загрязнением почвы металлополютантами, в большинстве случаев были больше, по сравнению с другой группой (р< 0,001). К окончанию периода полового созревания у девушек обеих групп поперечные размеры таза приближались к величинам взрослой женщины. Прямые размеры не имели достоверных межгрупповых различий и не заканчивали своего развития к 17 годам.

У девочек из районов с загрязнением почвы чаще регистрировалось отставание в развитии молочных желез соответственно возрасту. Вместе с тем, начальные стадии пубархе и аксилярхе у девочек этой группы регистрировались, начиная с 10 лет, что на год раньше, чем у девочек, проживающих в районах без загрязнения почвы.

В возрасте 10 лет в обеих группах девочек менархе отсутствовали. Достоверные отличия установления менархе выявлены только в 11 лет, когда девушки, поживающие в районах с загрязнением почвы, уже имели 1 и 2 стадии формирования менструального цикла (р < 0,05).

Таким образом, у девушек и девочек, проживающих на территориях загрязненных солями тяжелых металлов, формируется тенденция к интерсексуальному типу телосложения, что проявляется в увеличении ширины плеч, длины рук, уменьшением поперечных размеров таза. Развитие вторичных половых признаков сопровождается задержкой в развитии молочных желез, подмышечного оволосения и наступления менархе. Проживание девочек и девушек в районах, где определяется повышенное содержание тяжелых металлов в почве, следует относить к неблагоприятным факторам, с возможным влиянием на физическое и половое развитие.

Регистрация загрязнения почв тяжелыми металлами г Архангельска свидетельствует о необходимости проведения лабораторного мониторинга проб почвы в местах транспортных узлов и промышленных предприятий, являющихся основными источниками загрязнения окружающей среды металлополютантами.

About the authors

A. N. Baranov

Northern State Medical University

Email: jowd@eco-vector.com

Department of Obstetrics and Gynecology

Russian Federation, Arkhangelsk

T. B. Lebedeva

Northern State Medical University

Author for correspondence.
Email: jowd@eco-vector.com

Department of Obstetrics and Gynecology

Russian Federation, Arkhangelsk

References

Supplementary files