Damaging effects of ecologically unfavorable environmental factors on the health of descendants

Cover Page

Abstract


Aim. To determine the possible damaging effects of ecologically unfavorable environmental factors (radiation and chemical) on the health of descendants.

Methods. The cross-sectional study included 232 women of the Altai territory, who were divided into three groups: the first group included the descendants of persons who were in the area of radiation exposure, the second one - the descendants of chemical workers, the third group was the control group. As part of the expedition trip to the study areas, the collection of clinical and anamnestic data, the study of extragenital, gynecological morbidity, laboratory and functional methods of research were carried out.

Results. The data were obtained confirming the most damaging effect on reproductive health in the descendants of persons who were in the area of radiation exposure. It was the first group where the high frequency of extragenital and gynecological pathology was revealed. At the same time, the reproductive function of women, closely related to functional changes in the immune system, was disordered. The results of the study of a number of parameters of the immune system revealed changes in the functioning of cellular immunity, increase in the level of proinflammatory cytokines (tumor necrosis factor), mainly in the descendants of persons who were in the area of radiation exposure, in contrast to the descendants of workers of chemical production and control group.

Conclusion. A comparative assessment of some health parameters of descendants of persons exposed to radiation and chemical factors showed that the most damaging effect on the reproductive health of descendants is caused by radiation factor.


Проблема воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды, особен­но радиационного и химического, на здо­ровье населения не перестает быть актуальной и в настоящее время [1–4]. Комплекс­ное исследование на территории Алтайского края, включающее измерение уровней выпадения β-активности, математическое моделирование траекторий распространения воздушных масс из эпицентров взрывов, показало воздействие ионизирующего излучения на население, находившееся на следе ядерных взрывов на Семипалатинском полигоне [2]. Полученные данные показали, что максимальное радиационное воздействие на население Алтайского края оказало первое испытание ядерного оружия, проведенное при неблагоприятных погодных условиях, без учета скорости распространения воздушных масс [2]. Изучение уровня эффективных доз от этого взрыва подтвердило, что максимальные значения в Угловском районе Алтайского края — 180 сЗв. Протяженность зоны поражения с эффективной дозой более 25 сЗв составляет около 270 км [2, 3]. На сегодняшний день радиационно-гигиеническая обстановка в регионе не представляет угрозы для проживания населения [4], вместе с тем выявлено динамическое изменение и ухудшение состояния здоровья населения, формирование определенного комплекса заболеваний [5, 6].

Безусловную значимость приобретает данная проблема, когда касается репродуктивного здоровья населения, с доказанной высокой чувствительностью к неблагоприятным факторам окружающей среды, прежде всего, радиационному [7].

Изучение вопросов здоровья женщин, особенно в репродуктивном возрасте, является не только приоритетом научных исследований, но и социально значимой задачей, учитывая воздействие неблагоприятных экологических факторов и практически отсутствие информации о влиянии их на потомков [5–6].

Целью исследования стало ­определение возможного повреждающего воздействия экологически неблагоприятных факторов окружающей среды (радиационного и химического) на здоровье женского населения и их потомков.

В основу поперечного (одномоментного) исследования положены данные о жительницах Алтайского края, являющихся потомками лиц, находившихся под воздействием радиационных и химических факторов (232 женщины).

Первую группу составили 112 женщин. Критерии включения в первую (основную) группу — репродуктивный возраст; 29 августа 1949 г. прародители находились в зоне влияния Семипалатинского ядерного полигона.

Во вторую группу (сравнения) вошли 67 женщин. Критерии включения в группу сравнения — репродуктивный возраст; женщины являются потомками лиц, работавших на химическом производстве, при этом срок работы до рождения дочерей в среднем составил 9,3 ± 2,2 года.

К третьей (контрольной группе) были отнесены 53 женщины. Критерии включения — репродуктивный возраст, женщины проживали в районах, сопоставимых по климатогеографическим характеристикам с районами проживания лиц первой и второй группы, но их родители, прародители, впрочем, как и они сами, не подвергались профессиональному воздействию ионизирующего излучения, факторов химического производства. Критериями исключения из всех трех групп явились воздействие радиационного, факторов химического производства на самих обследованных, наличие тяжелых экстрагенитальных заболеваний, отказ от участия в исследовании.

Обследуемые всех трех групп были сопоставимы по полу, возрасту (27,4 ± 5,9; 29,3 ± 4,6 и 28,2 ± 4,8 года (р > 0,05), социальному положению, проживанию (сельская местность). Уровень образования женщин всех трех групп, участвующих в исследовании, был сопоставим — большая часть имели ­среднее образование, как и профессиональный ­статус — обследованы домохозяйки, ­разнорабочие, служащие.

Продолжительность исследования составила 8 лет (2011–2018 гг.). Проводилось анкетирование женщин по специально разработанной тематической карте, включающей социально-медицинские сведения, акушерско-гинекологический анамнез, течение беременностей, родов, послеродового периода, сведения о ново­рожденных.

Для изучения состояния репродуктивного здоровья женщин осуществлялся экспедиционный выезд на изучаемые территории. С целью изучения экстрагенитальной патологии, помимо анамнестического опроса, проводилась выкопировка данных из медицинской карты амбулаторного больного (№ 025/у-87). Анализ репродуктивного здоровья женщин включал клиническое и параклиническое обследования гинекологического статуса, течения беременности и родов, состояния новорожденных, основных параметров иммунной системы (Т-лимфоциты (СД3+), Т-хелперы (СД4+), цитотоксические Т-клетки (СД8+), иммунорегуляторный индекс (ИРИ — соотношение CD4+ / CD8+), провоспалительные цитокины — фактор некроза опухоли). Для определения уровня цитокинов использовалась тест-система Рrосоn (ООО «Протеиновый Контур», г. Санкт-Петербург).

Количественные признаки, имеющие нормальное распределение согласно тесту Шапиро — Уилка представлены в виде — среднее значение +/– стандартное отклонение (X ± σ), не имеющие нормального распределения — в виде медианы (Мe), качественные признаки — абсолютное число, доля. Значения долевых показателей (% или число обследованных на 100) представлены в виде , где оценка доли; 95 % предельная стандартная ошибка доли. Статистическая значимость результатов исследования оценивалась различными методами с учетом характера признака и типа распределения. Применялся двухвыборочный t-тест с одинаковыми или различными дисперсиями, для сравнения качественных переменных — таблица сопряженности (2 x 2). Для статистического анализа данных и оформления работы использовались компьютерные программы Microsoft Оffice (Word 2007, Excel 2007), пакет прикладных программ STATISTICA 7.0 (StatSoft Inc., USA).

Анализ экстрагенитальной патологии в группах потомков лиц, находившихся под воздействием радиационных и химических факторов, показал, что наиболее значительные изменения здоровья наблюдались у женщин первой группы (рис. 1).

 


Рис. 1. Распространенность экстрагенитальной патологии у потомков лиц, находившихся под воздействием неблагоприятных экологических факторов
Примечание: * — статистическая значимость показателя между первой и контрольной группами (р = 0,001); ** — статистическая значимость показателя между второй и контрольной группой (р = 0,040).

 

Как показано на рис. 1, у потомков работников химического производства распространенность экстрагенитальной патологии также была в 1,5 раза выше, чем в контрольной группе (р = 0,040), при этом статистически значимой разницы между патологией в первой и второй группах не получено (р > 0,05).

Среди экстрагенитальных заболеваний наиболее значимы для осуществления репродуктивной функции женщины заболевания эндокринной системы, особенно щитовидной железы. Частота патологии щитовидной железы выше, чем в контрольной группе (9,4 ± 1,1 %), как среди потомков лиц, находившихся в зоне радиационного воздействия (30,4 ± 8,5 %; р = 0,006), так и потомков лиц, работников химического производства (22,4 ± 2,3 %; р = 0,048).

Анализ гинекологической патологии показал преобладание гинекологических заболеваний у женщин первой группы в 1,7 раза по сравнению с контрольной группой и в 1,5 раза при сопоставлении со второй группой, при этом значимой разницы между второй и контрольной группами не выявлено (р > 0,05; рис. 2).

 


Рис. 2. Распространенность гинекологической патологии у потомков лиц, находившихся под воздействием неблагоприятных экологических факторов
Примечание: * — статистическая значимость показателя между первой и контрольной группами (р = 0,001); ** — статистическая значимость показателя между первой и второй группами (р = 0,045).

 

Среди гинекологических заболеваний частота хронических воспалительных заболеваний женских половых органов в первой группе превышает частоту данного показателя в 3,1 раза по сравнению с контрольной группой (р = 0,001) и в 3,9 раза — со второй (р = 0,005; табл. 1). При этом статистически значимой разницы между частотой данной патологии второй и контрольной групп не получено (р = 0,710).

 

Таблица 1. Распространенность болезней женских половых органов у потомков лиц, находившихся под воздействием неблагоприятных экологических факторов (расчет на 100 обследованных)

Заболевание

Группы обследованных женщин

р1–3

р2–3

р1–2

Первая группа

(n = 112)

Вторая группа

(n = 67)

Контрольная группа

(n = 53)

абс.

число

P

(%)

(%)

абс.

число

P

(%)

(%)

абс.

число

P

(%)

(%)

Воспалительные заболевания женских половых органов

72

64,3

8,9

11

16,4

1,1

11

20,8

1,5

0,0001

0,710

р = 0,005

Нарушения менструального цикла

31

27,7

8,3

9

13,4

1,2

1

1,9

0,5

0,0002

0,041

р = 0,042

Бесплодие

31

27,7

8,3

7

10,4

0,9

2

3,8

0,7

0,0007

0,296

р = 0,012

Гормонально-зависимые заболевания, из них: миома матки, функциональные кисты яичников, доброкачественная дисплазия молочной железы

17

15,2

0,6

6

9,0

0,8

2

3,8

0,7

0,037

0,464

0,330

Эрозия и эктропион шейки матки

34

30,4

8,5

30

44,8

9,4

30

56,6

13,3

0,002

0,270

0,074

Примечание: р1–3 — статистическая значимость показателя между первой и контрольной группами; р2–3 — статистическая значимость показателя между второй и контрольной группами; р1–2 — статистическая значимость показателя между первой и второй группами.

 

В то же время нарушения менструального цикла, связанные как с воспалительными процессами гениталий, так и с нарушениями в гипоталамо-гипофизарной системе, ­встречаются у потомков лиц, находившихся под воздействием радиационного фактора, и у потомков женщин, проработавших на химическом производстве более 20 лет. Как показано в табл. 1, распространенность нарушений цикла в первой группе в 14,6 раза выше, чем в контрольной группе (р = 0,002), во второй группе в 7,1 раза выше по сравнению с контрольной группой (р = 0,041). При этом, сопоставляя данный показатель между первой и второй группами, нарушения менструальной функции встречаются чаще в 2,1 раза у потомков лиц, находившихся на следе ядерного взрыва по сравнению с потомками лиц, работников химического производства (р = 0,042; табл. 1). Нарушение репродуктивной функции, гормонально зависимые заболевания в большей степени характерны для женщин первой группы в отличие от второй и контрольной групп, что свидетельствует о более глубоких нарушениях в репродуктивной системе у потомков лиц, находившихся в зоне радиационного воздействия. Эрозия и эктропион шейки матки, наоборот, чаще выявлялись у пациенток контрольной группы по сравнению с первой и второй группами (табл. 1).

Проведенный анализ течения беременностей и родов показал, что среди всех наступавших беременностей неблагоприятные исходы (самопроизвольное прерывание беременности, преждевременные роды, прерывание беременности по медицинским показаниям, перинатальные потери, внематочная беременность) в первой группе составили 44,8 ± 6,5 %, (р = 0,0001), что в 10,9 раза чаще, чем у женщин контрольной группы (4,1 ± 0,3 %; р = 0,021). Во второй группе неблагоприятные исходы беременности наблюдались в 13,0 ± 0,5 % случаев, что чаще, чем в контрольной группе, но без значимого различия (р = 0,078). Сопоставляя данные первой и второй групп, неблагоприятные исходы беременности встречались в 3,4 раза чаще у потомков лиц, находившихся на следе ядерного взрыва, соответственно 44,8 ± 6,5 и 13,0 ± 0,5 % (р = 0,001).

Анализ иммунокомпетентных клеток периферической крови женщин потомков лиц, работников химического производства не выявил статистически значимых различий с контрольной группой в отличие от потомков лиц, находившихся в зоне радиационного воздействия, у которых обнаружены нарушения функциональной активности клеточного звена иммунитета, о чем свидетельствует низкое процентное содержание цитотоксической субпопуляции Т-клеток, при сопоставлении с контрольной группой (соответственно 22,4 ± 4,3 и 25,5 ± 3,8 %; р = 0,035) и повышение ИРИ (1,9 ± 0,4 и 1,6 ± 0,3; р = 0,041) [8].

Сравнительный анализ концентрации в крови провоспалительных цитокинов показал, что у женщин первой группы медиана концентрации в крови TNF-α значимо превышала показатели контрольной группы, 37,6 и 15,9 пкг/мл соответственно (U = 531,5; р = 0,0007). У потомков лиц, работников химического производства не выявлено повышения уровня фактора некроза опухоли (TNF-α). Медиана концентрации в крови TNF-α у женщин второй и контрольной групп значимо не различалась и составила 15,3 и 15,9 пкг/мл соответственно (U = 560,0; р = 0,762). При этом сопоставляя данные показатели между первой и второй группами, показано, что TNF-α в 2,4 раза выше у женщин первой группы по сравнению со второй (р = 0,001).

Проведенный анализ экстрагенитальной, гинекологической патологий, течения беременности, состояния иммунной системы показал, что среди неблагоприятных экологических факторов наибольшее повреждающее воздействие на потомков оказывает ионизирующее излучение. Причем это воздействие прослеживается во всех трех поколениях, как непосредственно у лиц, находившихся в зоне радиационного воздействия, так и у их потомков [2, 5–6]. Не вызывает сомнения, что здоровье потомков определяется здоровьем родителей [9]. Известно, что химические факторы наряду с радиационными также могут оказывать негативное влияние на иммунную систему, изменяя ее функциональные показатели [10]. Ранее проведенное исследование показало, что у самих лиц, работающих на химическом производстве, выявлен определенный иммунный дисбаланс в сторону повышения экспрессии TNF-α, а, соответственно, и количественной продукции данного цитокинов [10]. В отличие от непосредственно работников химического производства, у их потомков количественного изменения уровня цитокинов в нашем исследовании не выявлено, что позволяет предположить отсутствие иммуногенетических перестроек у потомков работников химического производства [10].

Изменения в иммунной системе не противоречат клиническим данным и сопоставимы с изменениями в состоянии здоровья женщин. Наиболее выраженные изменения репродуктивного здоровья выявлены у потомков лиц, находившихся в зоне радиационного воздействия, которые проявились в виде нарушений менструального цикла, в бесплодии, хронических воспалительных процессах женских половых органов. Среди женщин потомков лиц, работников химического производства преимущественно преобладали нарушения менструального цикла. В этой же группе выявлена высокая частота патологии щитовидной железы.

Вывод

Сравнительная оценка некоторых пара­метров здоровья потомков лиц, находившихся под воздействием радиационных и химических факторов показала, что наибольшее повреждающее воздействие на репродуктивное здоровье потомков оказывает радиационный фактор.

 

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов по представленной статье.

Yu A Dudareva

Altai State Medical University

Author for correspondence.
Email: julia.dudareva@mail.ru
Barnaul, Russia

I P Saldan

Altai State Medical University

Email: julia.dudareva@mail.ru
Barnaul, Russia

Ya N Shoykhet

Altai State Medical University

Email: julia.dudareva@mail.ru
Barnaul, Russia

V I Kiselev

Altai State Medical University

Email: julia.dudareva@mail.ru
Barnaul, Russia

V A Gur'eva

Altai State Medical University

Email: julia.dudareva@mail.ru
Barnaul, Russia

  1. Esis E.L., Naumov I.А. Influence of chemical toxi­cants on reproductive health of women (literature review). Zhurnal Grodnenskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta. 2013; (2): 10–11. (In Russ.)
  2. Shoykhet Ya.N., Loborev V.M., Sudakov V.V., et al. Consequences of the radiation impact of nuclear tests on the population of the Altai Territory and measures for its social protection. ed. by S.K. Shoygu. Barnaul: Azbuka. 2003; 411 p. (In Russ.)
  3. Loborev V.M., Shoykhet Ya.N., Lagutin A.A., et al. Radiation impact of the Semipalatinsk test site on the Altai Territory and the issues of quantitative assessment of this impact. Vestnik nauchnoy programmy «Semipalatinskiy polygon — Altay». 1994; (1): 10–26. (In Russ.)
  4. Saldan I.P., Balandovich B.A., Potseluev N.Yu., Nagornyak A.S., Shved O.I. Modern methodological problems of studying, evaluating and regulating environmental factors that affect human health. Materialy Mezhdunarodnogo Foruma Nauchnogo soveta Rossiyskoy Federatsii po ehkologii cheloveka i gigiene okruzhayushchey sredy, posvyashchennogo 85-letiyu FGBU «Nauchno-issledovatelʹskiy institut ehkologii cheloveka i gigieny okruzhayu­shchey sredy im. A.N. Sysina» Minzdrava Rossii. 2016; 188–191. (In Russ.)
  5. Dudareva Yu.A., Gur'eva V.A. Analysis of the course and outcome of pregnancy in the second generation of offspring, whose ­ancestors were in the radiation exposure zone. Vestnik RAMN. 2013; (4): 25–29. (In Russ.)
  6. Dudareva Yu.A. Gur'eva V.A. Long-term effects of radiation exposure on the female population living in the area adjacent to the semipalatinsk test site. Prakticheskaya meditsina. 2013; (7): 97–102. (In Russ.)
  7. Kutsenko I.G., Karpov A.B., Evtushenko I.D., Takhaurov R.M. To the question of the effect of ionizing radiation on the reproductive system of women. Zdravookhranenie Rossiyskoy Federatsii. 2006; (4): 47–51. (In Russ.)
  8. Dudareva Yu.А., Shoykhet Ya.N., Gur'eva V.А. The state of the immune system in women of the second generation of descendants of persons who were in the zone of radiation exposure on the trail of a nuclear explosion at the Semipalatinsk test site on August 29, 1949. Tsitokiny i vospalenie. 2012; 11 (4): 62–66. (In Russ.)
  9. Nazarenko L.G. The theory of intrauterine programming as a formula for the health of offspring. Zhenskiy vrach. 2012; (5): 26–29. (In Russ.)
  10. Shoykhet Ya.N., Kozlov V.A., Trufakin V.A., Konenkov V.I., Kolyado I.B. et al. Immune status of the population living in areas of environmental disadvantage. Vol. 1. Barnaul: Azbuka. 2007; 185 p. (In Russ.)

Views

Abstract - 136

PDF (Russian) - 65

PlumX


© 2018 Dudareva Y.A., Saldan I.P., Shoykhet Y.N., Kiselev V.I., Gur'eva V.A.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77-75008 от 1 февраля 2019 года выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор)