СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ У ДЕТЕЙ ОТ 5 ДО 10 ЛЕТ КОГНИТИВНЫХ НАРУШЕНИЙ, АССОЦИИРОВАННЫХ С ВНЕШНЕСРЕДОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ МАРГАНЦА ТЕХНОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК G01N33/50 

Изобретение относится к области медицины, в частности к способам лабораторной диагностики токсического действия марганца в виде проявления когнитивных нарушений у детей, проживающих в условиях техногенной нагрузки среды обитания, и может быть использовано для выявления указанных нарушений, ассоциированных с воздействием марганца, для последующего проведения в отношении таких детей определенно направленных лечебно-профилактических мероприятий.

Среда обитания промышленных городов характеризуется многосредовым загрязнением химическими веществами. Одним из загрязнителей из ряда тяжелых металлов является марганец, хроническое накопление которого в организме выше определенной нормы оказывает токсический эффект.

Когнитивные нарушения - это собирательное обозначение нарушений высших мозговых функций вследствие расстройства процессов получения, переработки и анализа информации. К когнитивным функциям относятся память, внимание, психомоторная координация, речь, гнозис, праксис, счет, мышление, ориентация, планирование и контроль высшей психической деятельности, в детской практике когнитивные расстройства могут быть следствием не только патологических состояний (гипоксическое поражение мозга, родовая травма) или перенесенных заболеваний (менингиты, менингоэнцефалиты, гидроцефалия, инсульты и т.д.), но и являться результатом длительного воздействия нейротоксических химических веществ. В последние годы проблема когнитивных расстройств у детей все чаще рассматривается в связи с воздействием внешнесредовых химических факторов техногенного происхождения, обладающих нейротропными свойствами.

Из уровня техники известен ряд технических решений, представляющих собой способы диагностики когнитивных нарушений у населения (Патент РФ №2504325, Заявка на выдачу Патента РФ №2012126302), согласно которым проводят нейропсихологическое тестирование, по которому оценивают степень нарушения.

Однако указанные известные способы являются недостоверными при выполнении диагностики когнитивных расстройств у детей, проживающих в условиях хронического воздействия марганца, т.к. не принимают во внимание его токсическое действие.

Также известны способы оценки когнитивных нарушений при хронической интоксикации рабочих промышленных предприятий нейротоксикантами: нефтепродуктами и винилхлоридом (Патент РФ №2485514, Заявка на выдачу Патента РФ №94024373). Однако указанные известные способы предназначены для оценки когнитивных нарушений взрослого населения.

Из уровня техники также был установлен Патент РФ №2497453, описывающий способ психопатологической оценки психического состояния детей раннего и дошкольного возраста, согласно которому в качестве симптомов психического состояния пациента оценивают состояние сферы когнитивных функций, а в качестве симптомов неврологического состояния пациента оценивают состояние сферы неврологических знаков, моторики и состояние сферы исходного вегетативного тонуса - ваготонии и симпатотонии. При этом оценку каждого симптома осуществляют в баллах от 0 до 7. Подсчитывают суммарное значение среднего балла выявленных симптомов по каждой сфере, отражающего тяжесть психического и неврологического состояния пациента. Однако этот способ также является неточным при выполнении диагностики когнитивных расстройств у детей, проживающих в условиях хронического воздействия марганца, т.к. не принимает во внимание его токсическое действие.

Сведения, изложенные в статье «Особенности когнитивных функций городских детей с нарушениями психического развития в связи с содержанием химических элементов в волосах», авторы: Залата О.А. и Евстафьева Е.В., Саратовский научно-медицинский журнал, вып. №2 / том 8/2012, показывают особенности когнитивных функций детей с нарушениями психического развития, обусловленные содержанием химических элементов в волосах. При этом у 30 детей (12,8±0,3) лет с нарушениями психического развития и у 30 здоровых ровесников методом рентген-флуоресцентной спектрофотометрии установлены особенности элементного баланса организма по содержанию в пробах волос кальция, железа, марганца, никеля, молибдена, стронция и свинца. Установлен гиперэлементоз никеля, кальция, избыток марганца у 55%, дефицит железа у 21% детей в опытной группе. Установлен гипоэлементоз кальция, железа и марганца у детей группы контроля. Содержание стронция и свинца в обеих группах было нормальным, содержание молибдена в волосах обнаружилось у 40% детей опытной и 30% контрольной группы. С помощью непараметрического корреляционного анализа обнаружено статистически значимое влияние концентрации никеля, кальция, железа, стронция, свинца в организме на особенности когнитивных функций детей обеих групп, но в большей степени для детей с нарушением психического развития. Причем из всех исследованных элементов тяжелых металлов авторы статьи не обнаружили влияние марганца на характеристики когнитивных функций обеих групп городских детей.

При этом из уровня техники не были выявлены известные способы диагностики у детей когнитивных нарушений, ассоциированных с внешнесредовым воздействием марганца техногенного происхождения, поэтому сделать выбор ближайшего аналога к заявляемому объекту не представляется возможным.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в обеспечении высокой точности диагностики у детей когнитивных нарушений, ассоциированных с внешнесредовым воздействием марганца техногенного происхождения, за счет комплексного использования при интерпретации результатов наряду с известными нейропсихологическими тестами дополнительных клинико-лабораторных показателей, характеризующих состояние нервной системы, и показателей содержания химического контаминанта - марганца в крови.

Указанный технический результат достигается предлагаемым способом диагностики у детей от 5 до 10 лет когнитивных нарушений, ассоциированных с внешнесредовым воздействием марганца техногенного происхождения, согласно которому по результатам клинической диагностики и нейропсихологического тестирования устанавливают у ребенка наличие когнитивных нарушений, далее в крови этого ребенка осуществляют определение содержания марганца и при превышении этого содержания более референтного уровня проводят последующее лабораторно-диагностическое обследование ребенка путем установления совокупности следующих клинико-лабораторных показателей: уровень гидроперекиси липидов в сыворотке крови, уровень малонового диальдегида МДА в плазме крови и содержание 8-гидрокси-2-деоксигуанозина 8-OHdG в моче, характеризующих активность окислительных процессов; уровень глутатионпероксидазы ГлПО, уровень Cu/Zn-супероксиддисмутазы Cu/Zn-СОД, уровень антиоксидантной активности ОАС сыворотки крови, характеризующих состояние антиоксидантной системы; уровень глутамата и уровень γ-аминомасляной кислоты в сыворотке крови, являющихся нейротрансмиттерами; содержание гормонов гипофизарно-надпочечниковой оси: уровень адренокортикотропного гормона АКТГ, уровень кортизола и уровень серотонина в сыворотке крови, характеризующих состояние нейроэндокринной регуляции, уровень циклического аденозинмонофосфата цАМФ и циклического гуанозинмонофосфата цГМФ, характеризующих состояние внутриклеточного энергетического обеспечения; далее проводят корреляционный анализ между указанными клинико-лабораторными показателями и содержанием марганца в крови ребенка и при установлении достоверной зависимости: повышенное содержание марганца в крови более 0,029 мкг/см³ с не менее чем 50% указанных клинико-лабораторных показателей, при их следующей характеристике: - повышенные по сравнению с возрастными физиологическими нормами уровни гидроперекиси липидов, МДА, 8-OHdG, глутамата, АКТГ, кортизола, цГМФ, - пониженные по сравнению с возрастными физиологическими нормами уровни ГлПО, Cu/Zn-СОД, ОАС, γ-аминомасляной кислоты и цАМФ, диагностируют наличие когнитивных нарушений у ребенка, ассоциированных с воздействием марганца.

Дополнительно к результатам клинической диагностики и нейропсихологического тестирования производят выполнение функциональной диагностики ребенка путем оценки вегетативного тонуса в покое и вегетативной реактивности в ортостазе, а также путем исследования биоэлектрической активности мозга.

Поставленный технический результат достигается за счет следующего.

Для понимания существа вопроса, следует пояснить, что проблема оценки влияния промышленного загрязнения окружающей среды на здоровье детского населения является актуальной для многих стран мира, в том числе и для России. Детская популяция представляет собой группу высокого риска, так как дети имеют ряд физиологических особенностей, характеризуются наличием критических периодов развития, большей чувствительностью нервной системы к влиянию токсичных веществ. Болезни нервной системы у детей, проживающих в условиях загрязнения среды обитания химическими веществами с нейротропным механизмом, имеют тенденцию к более раннему развитию, быстрому прогрессированию и нарастающей резистентности к медикаментозному лечению.

Соединения марганца при поступлении в организм с атмосферным воздухом практически полностью абсорбируются в кровь, гематогенно попадают в центральную нервную систему (ЦНС), легко проходят гематоэнцефалический барьер благодаря облегченной диффузии, активному катионному транспорту, эндоцитозу в эндотелиальных клетках мозга. В ЦНС марганец накапливается в структурах экстрапирамидной нервной системы (в базальных ганглиях и ядрах ствола головного мозга) - в медиальном сегменте бледного шара и ретикулярной части черной субстанции. В меньшей степени поражаются хвостатое ядро, скорлупа, субталамическое ядро. В отдельных случаях страдают кора лобных и теменных долей, мозжечок и гипоталамус. При поражении базальных ганглиев нарушается функционирование корково-подкорковых кругов и паллидарно-стволовых связей, афферентации лобных и стволовых структур от базальных ганглиев. Накопление марганца в мозговой ткани приводит к уменьшению числа нейронов и глиозу, развитию разнообразных астено-невротических, вегетативных, когнитивных и неврологических нарушений.

Развитию у детей когнитивных нарушений, ассоциированных с внешнесредовым воздействием марганца, как правило, предшествует манифестация астенического и астено-невротического синдромов. При этом клиническими признаками указанных синдромов, инициированных длительным воздействием соединений марганца, являются общая слабость, повышенная утомляемость, снижение физической и умственной трудоспособности, двигательной активности, повышенная сонливость. Характерна мышечная гипотония, гипергидроз, гипомимия, лабильность пульса и артериального давления, чувствительные нарушения. В дальнейшем к астеническим и астено-вегетативным проявлениям добавляются признаки интеллектуально-мнестических нарушений, экстрапирамидной недостаточности (брадикинезия, умеренное повышение мышечного тонуса, координационные нарушения).

Марганец нарушает обмен биогенных аминов, ряда окислительных ферментов, угнетает адренореактивные и активирует холинэргические системы, увеличивает содержание ацетилхолина в синапсах подкорковых узлов и гипоталамуса. Марганец влияет на синтез и депонирование дофамина, изменяет баланс содержания ацетилхолина и дофамина, в результате чего снижается мышечный тонус, нарушается точность, ловкость и плавность произвольных движений, развиваются вегетативные расстройства. К системным эффектам марганца относят гипофункцию желез внутренней секреции, функциональную недостаточность печени, вазомоторную недостаточность, снижение кровенаполнения мозга (в бассейне вертебро-базиллярных артерий) и суммарного мозгового кровотока. Марганец действует на нейротрансмиттерные сигнальные пути, на обмен глутамата и гамма-аминобутириловой кислоты в ЦНС. Марганец способствует высвобождению большого количества глутамата во внеклеточное пространство. Глутамат является одним из основных возбуждающих медиаторов в коре, гиппокампе, полосатом теле и гипоталамусе; участвует в регуляции процессов памяти; входит в состав малых и средних регуляторных пептидов мозга, таких как глутатион. Велика его энергетическая роль, так как глутамат служит поставщиком а-кетоглутарата - компонента цитратного цикла. Избыток глутамата удаляется астроцитами, преимущественно глутамат/аспарат транспортным белком (GLAST). Неблагоприятное воздействие марганца связано с подавлением функции астроцитов, удаляющих избыточное количество глутамата из внеклеточного пространства, и как следствие нарушением медиаторного обмена.

Таким образом, влияя на обмен нейротрансмиттеров и нейромедиаторов, соединения марганца будут способствовать развитию нарушений, как процессов торможения, так и возбуждения в ЦНС, формированию синдромов астении и/или гипервозбудимости, развитию когнитивных расстройств и вегетативных дисфункций.

Помимо нейротоксического действия марганец обладает системным эффектом, в основе которого лежат его выраженные окислительные свойства. Марганец выполняет роль кофактора оксидаз, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в организме человека, участвует в процессах образования свободных радикалов. В субтоксических дозах он разобщает процессы тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования. Субтоксические дозы марганца повреждают митохондриальный аппарат, что усугубляет процессы клеточного повреждения. Окислительная деградация мембран клеток эритроцитов приводит к изменению ее мембранного потенциала, транспортных свойств, проницаемости, нарушению баланса внутриклеточных микроэлементов.

Благодаря тому, что в предлагаемом способе, наряду с результатами клинической диагностики и нейропсихологического тестирования, дополнительно используют информацию о содержании марганца в крови ребенка и заявляемые конкретные клинико-лабораторные совокупные показатели, характеризующие активность окислительных процессов, состояние антиоксидантной системы, нейроэндокринной регуляции и содержание нейротрансмиттеров, с использованием корреляционного анализа, обеспечивается дополнительная информационная связь указанных клинико-лабораторных показателей с определенным содержанием (более 0,029 мкг/см³) марганца в крови, и информационная связь между самими указанными лабораторными показателями, что делает способ точным и достоверным.

Кроме того, результаты испытаний показали, что для установления точного диагноза о нарушении когнитивных функций ассоциированных с внешнесредовым воздействием металлов техногенного происхождения (марганец) достаточно, чтобы, по меньшей мере, с 50% и более указанных клинико-лабораторных показателей коррелировали с указанной концентрацией марганца в крови ребенка, что подтверждается параметрами модели.

Исследования показали, что достоверная корреляция между указанными клинико-лабораторными показателями и концентрацией марганца в крови достигается только в диапазоне концентрации марганца более 0,029 мкг/см³. При более низкой концентрации марганца в пробе крови достоверная связь между этой концентрацией и клинико-лабораторными показателями не выявлена. Это, по-видимому, обусловлено тем, что марганец при его содержании в крови ниже указанной цифры оказывает повреждающее действие на структуры ЦНС, не способное вызывать клинически диагностируемые когнитивные нарушения. Данные о концентрации марганца и указанной достоверной связи были подтверждены и нижеприведенными исследованиями, характеризующими пример реализации предлагаемого способа.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет диагностировать когнитивные расстройства у детского населения, обусловленные токсическими эффектами воздействия марганца. Все это позволит повысить эффективность медикаментозного лечения и профилактики детей с точным диагнозом, обеспечить конкретное планирование санитарно-гигиенических мероприятий по предупреждению и устранению воздействия вредных химических веществ, в частности марганца, обуславливающих экологически обусловленную патологию у детского населения.

При реализации предлагаемого способа осуществляют следующие операции в нижеуказанной последовательности:

- выбирают экологически неблагополучную территорию по высокой нагрузке химических факторов среды обитания, в частности, характеризующейся наличием хронического аэрогенного воздействия марганца;

- у детей в возрасте 5-10 лет, длительно проживающих на этой территории и подвергающихся хроническому воздействию токсиканта - марганца, проводят клиническую диагностику путем осмотра врачами специалистами: педиатром и неврологом, на предмет выявления признаков астенического и астено-невротического синдромов (раздражительность, плаксивость, головная боль, быстрая утомляемость, потливость, страхи, нарушения сна, слабость, непереносимость транспорта, ночные поты, ухудшение памяти, головокружение, эмоциональная лабильность, ухудшение успеваемости); клинических признаков интоксикации (бледность кожных покровов, периорбитальные тени, мраморный рисунок кожи, холодные влажные ладони и стопы, сухость кожи, тахикардия или брадикардия);

- далее выполняют нейропсихологическое тестирование у указанных детей и устанавливают у ребенка наличие или отсутствие когнитивных нарушений путем исследования когнитивных функций: памяти (речевой, зрительной); праксиса (моторно-двигательной функции) - пространственного, динамического, реципрокного, кинестатического; гнозиса (восприятия) - тест «какие предметы спрятаны»); внимания и темпов психической деятельности (тест «поставь знаки») (Лурия А.Р., 1973; Симерницкая Э.Г., 1985; Хомская Е.Д., 2005; Семенович А.В. и соавт., 2005);

- можно также провести дополнительно к вышеуказанным исследованиям еще и функциональную диагностику ребенка с целью определения нарушения исходного вегетативного тонуса (ваготония, симпатикотония) и вегетативной реактивности (гипер-асимпатикотоническая реактивность) по результатам КИГ - кардиоинтервалографии, с помощью кардиоритмографической программы компании «Нейрософт» - "Поли-Спектр", основанной на математическом анализе сердечного ритма (P.M. Баевский, 1979; Д. Жемайтите, 1989). Используются параметры, рекомендуемые кардиоритмографическими стандартами (HRV/Standards of measurements, 1996): вариационный размах - Дх, мода Мо, амплитуда моды - АМо, индекс напряжения, процент и мощность парасимпатических - HF, гуморально-метаболических волн - LF); Исследование биоэлектрической активности мозга на 32-канальном программно-аппаратном комплексе Нейрон-Спектр-5 компании «Нейрософт». Методика исследования предусматривала стандартную запись ЭЭГ в состоянии бодрствования и функциональные пробы (фотостимуляцию, фоностимуляцию, гипервентиляцию, открывание глаз);

- далее в крови тех детей, у которых имеются признаки когнитивных нарушений, осуществляют определение содержания марганца методом атомно-абсорбционной спектрометрии («Aanalyst 400» PERKIN ELMER, США, регистрационный номе в Государственном реестре №38267-08);

- если содержание марганца в крови ребенка превышает реферативный уровень марганца (0,011±0,004 мкг/см³), то проводят последующее лабораторно-диагностическое обследование ребенка путем установления совокупности следующих клинико-лабораторных показателей: уровень гидроперекиси липидов в сыворотке крови, уровень малонового диальдегида МДА в плазме крови, содержание 8-гидрокси-2-деоксигуанозина 8-OHdG в моче, уровень глутатионпероксидазы ГлПО, уровень Cu/Zn-супероксиддисмутазы Cu/Zn-СОД, уровень антиоксидантной активности ОАС сыворотки крови, уровень глутамата и уровень у-аминомасляной кислоты в сыворотке крови, содержание гормонов гипофизарно-надпочечниковой оси: уровень адренокортикотропного гормона АКТГ, уровень кортизола и уровень серотонина в сыворотке крови; цАМФ, цГМФ. Все указанные показатели определяются унифицированными биохимическими и иммуноферментными методами с помощью биохимического "Konelab 20» (ThermoFisher, Финляндия) и иммуноферментного "Infinite F50" (Австрия, Тесап) анализаторов. В качестве критериев оценки отклонений клинико-лабораторных показателей используются возрастные физиологические уровни, а для содержания марганца - референтные уровни (Н. Тиц, 2003);

- далее проводят корреляционный анализ между полученными клинико-лабораторными показателями и содержанием марганца в крови ребенка с использованием модели логистической регрессии, согласно которой рассчитывают вероятность негативного изменения маркера ответа организма (вышеуказанные клинико-лабораторные показатели) при воздействии на организм маркера экспозиции (марганца, поступающего с атмосферным воздухом). Выявление и оценку связи между изменением клиническо-лабораторных показателей у детей и концентрацией марганца в крови выполняется на основании расчета показателя отношения шансов (OR) и его доверительного интервала (DI). Критерием наличия связи «концентрация марганца в крови - показатель ответа» является OR≥1. Обоснование маркеров ответа осуществляется на основании оценки параметров зависимости изменения показателя отношения шансов от концентрации марганца в крови, описываемой регрессионной моделью в виде экспоненциальной функции. В качестве критерия для проверки статистических гипотез используется критерий Фишера (F). Различия считаются статистически значимыми при вероятности р≤0,05;

- и при установлении достоверной зависимости: повышенное содержание марганца в крови ребенка более 0,029 мкг/см³ с не менее, чем с 50% указанных клинико-лабораторных показателей, при их следующей характеристике: - повышенные по сравнению с возрастными физиологическими нормами уровни гидроперекиси липидов, МДА, 8-OHdG, глутамата, АКТГ, кортизола, цГМФ, - пониженные по сравнению с возрастными физиологическими нормами уровни ГлПО, Cu/Zn-СОД, ОАС, γ-аминомасляной кислоты, цАМФ, диагностируют наличие когнитивных нарушений у ребенка, ассоциированных с воздействием марганца.

Пример реализации предлагаемого способа:

- выбирают экологически неблагополучную территорию по высокой нагрузке химических факторов среды обитания. В качестве такой территории был выбран г. Чусовой Пермского края, характеризующийся наличием хронического аэрогенного воздействия на население компонентов выбросов Чусовского металлургического завода («ЧМЗ»). В частности, марганец является одним из приоритетных компонентов выбросов в атмосферный воздух данного промышленного предприятия (его концентрация в воздухе превышала ПДК в 2,2 раза);

- отбирают случайным образом группу детей, проживающих на этой территории в течение длительного времени в зоне воздействия выбросов «ЧМЗ». В результате было отобрано 89 детей из организованного детского дошкольного учреждения и учащихся школы, проживающих в зоне влияния компонентов выбросов «ЧМЗ», в том числе, 42 мальчика (47% от числа обследованных детей), 47 девочек (53% от числа обследованных детей) - группа наблюдения. Возраст обследованных детей составил 5-10 лет. Также была сформирована группа сравнения из 87 детей также в возрасте 5-10 лет, которые проживали на территории, где не зарегистрировано нарушений гигиенических нормативов по содержанию в атмосферном воздухе марганца;

- далее, с целью сопоставления и доказательства влияния марганца на возникновение когнитивных нарушений и точности диагностики по предлагаемому способу, все дети из обеих групп проходили клиническую диагностику - осмотр врачами специалистами: педиатром и неврологом, на предмет выявления признаков астенического и астено-невротического синдромов (раздражительность, плаксивость, головная боль, быстрая утомляемость, потливость, страхи, нарушения сна, слабость, непереносимость транспорта, ночные поты, ухудшение памяти, головокружение, эмоциональная лабильность, ухудшение успеваемости); клинических признаков интоксикации (бледность кожных покровов, периорбитальные тени, мраморный рисунок кожи, холодные влажные ладони и стопы, сухость кожи, тахикардия или брадикардия).

Причем было выявлено, что дети группы наблюдения и группы сравнения практически одинаково часто предъявляли жалобы на потливость (24,9% и 26,0% соответственно), ночные страхи и нарушения сна (23,2% и 21,4% соответственно), непереносимость транспорта (26,1% и 24,3% соответственно), эмоциональная лабильность (28,9% и 27,3% соответственно) (p≤0,05).

В тоже время в группе наблюдения вероятность выявления клинических проявлений астенического и астено-невротического синдромов была статистически выше, чем в группе сравнения: раздражительность (53,1% и 25,0% соответственно, OR=3,4, p=0,03), слабость, повышенная утомляемость (47,7% и 26,3% соответственно, OR=3,1, p=0,04), головная боль (28,9% и 16,4% соответственно, OR=2,9, p=0,04), ухудшение памяти и успеваемости (34,8% и 17,1% соответственно, OR=3,5, p=0,03).

При объективном обследовании у детей группы наблюдения чаще, чем в группе сравнения, выявлялись: бледность кожных покровов (45,16% и 20,00% соответственно, OR=3,29, DI=1,08-9,12, p=0,05), периорбитальные тени (67,6% и 37,1% соответственно, OR=3,55, DI=1,25-9,27, p=0,025), мраморный рисунок кожи (35,48% и 14,28% соответственно, OR=4,541, DI=1,4-12,76, p=0,014), холодные влажные ладони и стопы (80,84% и 16,23% соответственно, OR=13,11, DI=1,68-49,13, p=0,01), сухость кожи (25,81% и 2,67% соответственно, OR=11,83, DI=1,35-50,99, p=0,019), брадикардия (32,26% и 8,57% соответственно, OR=5,08, DI=1,2-17,1, p=0,035) (32,26% и 8,57% соответственно, OR=5,08 DI=1,2-17,1 p=0,035), что свидетельствовало о преобладании ваготонического варианта астении;

- с целью исследования когнитивных функций у детей использовался набор нейропсихологических тестов оценивающий: уровень развития памяти (речевой, зрительной); праксис (моторно-двигательная функция) - пространственный, динамический, реципрокный, кинестатический; гнозис (восприятие) - тест «какие предметы спрятаны»); внимание и темп психической деятельности (тест «поставь знаки»).

Анализ когнитивных функций методом нейропсихологического тестирования позволил установить статистически значимые различия между сравниваемыми группами по результатам исследования памяти, гнозиса, праксиса, внимания. Результаты тестирования детей на зрительную (образную) память выявили статистически значимые различия в обследуемых группах (p≤0,05). Детей с низкой балльной оценкой в группе наблюдения было в 4,5 раза больше, чем в группе сравнения (29,4% и 6,5%, соответственно), результаты проб в группе наблюдения были оценены в среднем 1,71±0,16 баллов, в группе сравнения - 1,93±0,09 баллов, p=0,015.

Установлено, что 55,9% детей группы наблюдения не справились с тестом, оценивающим восприятие (зрительный гнозис, тест «какие предметы спрятаны»). В группе сравнения детей с неудовлетворительными результатами теста было в 1,7 раза меньше (32,3%, p=0,014), чем в группе наблюдения. Средний балл в группах составил 4,27±1,04 у.е. и 6,71±0,92 у.е. соответственно (p=0,04).

Дети группы наблюдения, в отличие от группы сравнения, чаще демонстрировали низкие показатели в пробах на внимание и темп деятельности («тест проставь знаки») (64,7% и 32,3% соответственно, p=0,05), средний балл составил в группах 4,29±0,70 баллов и 6,22±7,05 баллов соответственно (p=0,05).

При оценке функции праксиса (пространственного и кинестатического) установлено, что количество детей, не справившихся с тестом «праксис позы пальцев», в группе наблюдения было статистически значимо больше, чем в группе сравнения (44,1% и 19,4% соответственно, p=0,014), средний балл составил в группе наблюдения - 1,41±0,39 баллов и в группе сравнения - 0,74±0,36 баллов (p=0,014).

В пробе Хеда количество детей с неудовлетворительными пробами на пространственный пракис в группе наблюдения было в 2,5 раза больше, чем в группе сравнения (41,2% и 16,1% соответственно, p=0,038), оценочный средний балл в группе наблюдения составил 1,29±0,41 баллов, в группе сравнения - 0,67±0,40 баллов (p=0,05).

При проведении теста Лурия на запоминание слов, на динамический праксис и реципрокные движения в обеих группах получены результаты, не имеющие статистически значимых различий. Доля детей, не справившихся с заданиями, и среднегрупповая балльная оценка в группе наблюдения и группе сравнения составили: при проведении теста Лурия - 23,5% и 19,4% соответственно (p=0,07), средний балл - 3,11±0,40 баллов и 2,87±0,18 баллов соответственно (p=0,27); при проведении теста на динамический праксис - 50% и 29% соответственно (p=0,06), средний балл составил 1,47±0,39 баллов и 1,0±0,39 баллов соответственно (p=0,098); при проведении реципрокной пробы - 17,6% и 13,2% соответственно (p=0,06), средний балл составил 0,61±0,38 баллов и 0,22±0,22 баллов соответственно (p=0,081).

Оценка причинно-следственных связей результатов нейропсихологического тестирования с содержанием марганца в крови установила достоверную корреляционную связь с оценочным баллом в пробах на гнозис (тест «какие предметы спрятаны») - r=-0,67-0,82, пространственный праксис (проба Хеда) - r=0,37 и 0,46, на кинестетическую функцию (проба праксис позы пальцев) r=0,49 и 0,62, внимание и темп деятельности (тест «поставь знаки») r=-0,63-0,87 (p≤0,05); (r - коэффициент корреляции);

- У детей группы наблюдения содержание марганца в крови составляло 0,029±0,001 мкг/см³, что в 1,5 раза превышало показатель группы сравнения (0,019±0,002 мкг/см³) и в 2,6 раза референтный уровень (0,011±0,004 мкг/см³) (p=0,01).

- При исследовании клинико-лабораторных показателей у детей группы наблюдения установлена активизация окислительного повреждения: уровень гидроперекиси липидов в сыворотке крови составил 325,44±23,72 мкмоль/дм и МДА 3,54±0,117 мкмоль/см, что в 1,5-1,7 раза выше показателей группы сравнения (216,96±15,72 мкмоль/дм³ и 2,08±0,06 мкмоль/см³ соответственно, p=0,000-0,001); концентрация 8-OHdG в моче 148,94±31,32 нг/см³, что в 2,2 раза выше аналогичного показателя в группе сравнения (67,7±13,14 нг/см³, p=0,000). Частота регистрации проб с повышенным уровнем гидроперекиси липидов и 8-OHdG составила 28-34% при полном отсутствии этого явления в группе сравнения; с повышенным уровнем МДА 52%, что в 5 раз выше показателя группы сравнения. Установлена связь окислительного повреждения на клеточном и ядерном уровне с концентрацией марганца в крови более 0,029 мкг/см³ (OR=3,1-4,2; DI=2,5-4,8; p=0,001).

Выявленный дисбаланс окислительных и антиоксидантных процессов обусловлен истощением ресурсов антиоксидантной защиты от субклеточного до системного уровня: активность ГлПО в сыворотке крови составила 30,95±3,36 нг/см³, Cu/Zn-СОД 36,448±2,156 нг/см³, что в 1,2-1,6 раза ниже показателей в группе сравнения (37,14±4,11 нг/см³ и 58,317±3,821 нг/см³, p=0,000). Частота регистрации пониженных уровней данных ферментов (51-55% случаев) в 3,7-4,2 раза выше показателей в группе сравнения (p=0,000).

Уровень антиоксидантной активности, как интегральный показатель, практически у всех детей группы наблюдения отражает выраженное снижение активности процессов антиоксидантной защиты (ОАС 125,64±8,38 мкмоль/дм³), что в 2,2 раза ниже показателя в группе сравнения - 276,41±12,53 мкмоль/дм³ (p=0,000). Установлена связь угнетения антиоксидантных процессов с концентрацией марганца в крови (OR=2,6-5,1; DI=2,0-6,1; p=0,000). Доля вклада марганца в развитие дисбаланса окислительно-антиоксидантных процессов составила 13-25% (F=16,19-425,05; p=0,000-0,040).

У детей группы наблюдения обращает на себя внимание выявленный патологический дисбаланс обмена нейромедиаторов ЦНС, регулирующих процессы возбуждения и торможения: повышенный в 1,5 раза относительно группы сравнения уровень глутамата (148,87±16,76 мкмоль/дм³ против 99,25±11,44 мкмоль/дм³ p=0,001) и сниженный в 2 раза уровень гамма-аминомасляной кислоты в сыворотке крови (0,046±0,013 мкмоль/дм³ против 0,093±0,009 мкмоль/дм³ p=0,000). Частота регистрации указанных измененных показателей у детей группы наблюдения была в 4,3-5,0 раза выше группы сравнения. Установлена связь нарушения обмена медиаторов с концентрацией марганца в крови (OR=3,4-6,1; DI=2,2-10,5; p=0,000). Доля вклада марганца в развитие нейромедиаторного дисбаланса составляла 64-79% (F=145,06-287,55, p=0,000).

У детей группы наблюдения установлено нарушение синтеза гормонов гипофизарно-надпочечниковой оси. Содержание кортизола в крови детей группы наблюдения превышало показатель группы сравнения (791,63±127,39 нмоль/см³ и 431,44±139,57 нмоль/см³ соответственно, р=0,03), при этом установлена прямая связь повышения уровня кортизола с содержанием в крови марганца более 0,029 мкг/см (R=0,59-0,61,47; F=139,41-l 18,23; р=0,001). Содержание серотонина в крови детей группы наблюдения было ниже показателя группы сравнения (66,81±11,17 нг/мл и 113,58±24,12 нг/мл соответственно, p=0,03), при этом установлена обратная связь содержания в крови серотонина с уровнем в крови марганца (R²=0,47; F=115,4; p=0,001).

Содержание АКТГ в крови детей группы наблюдения превышало показатель группы сравнения (11,2±2,3 пмоль/л и 8,2±0,8 пмоль/л соответственно, p=0,04), при этом установлена прямая связь повышения уровня АКТГ с содержанием в крови марганца (R=0,33-0,41; F=81,74-98,03; p=0,001).

Кроме того, у детей группы наблюдения определялось нарушение баланса биохимических регуляторов внутриклеточного энергетического обмена - выраженное снижение цАМФ и повышение цГМФ, что свидетельствовало о длительном перенапряжении симпатоадреналовой системы и усилении парасимпатических регуляторных влияний. Отмечалось снижение уровня цАМФ в группе наблюдения (4,14±1,67 пмоль/см³) у 70% детей относительно нормы (8,40±1,5 пмоль/см³, p<0,05), в группе сравнения - только у 40% детей (4,09±1,26 пмоль/см³) (p>0,05). Выявлено увеличение содержания цГМФ в группе наблюдения до 5,6±2,78 пмоль/см³ относительно физиологической нормы (3,45±0,85 пмоль/см³), в группе сравнения этот показатель составил 2,73±0,844 пмоль/см³, межгрупповые различия были статистически значимы (p<0,001). Уровень цГМФ зависел от концентрации марганца в крови и статистически значимо увеличивался при повышение содержания в крови металла более 0,029 мкг/см³ (R²=0,61,47; F=139,41; p=0,001).

Оценка вариабельности сердечного ритма методом кардиоинтервалографии, проведенная у детей группы наблюдения, выявила в 50% случаев преобладание исходного парасимпатического вегетативного тонуса - ваготонию. Показатель Дх (вариационный размах) составил 0,91±0,06 мм, что статистически значимо выше физиологической нормы (0,23±0,05 мм, р<0,05) и показателя в группе сравнения (0,25±0,08 мм, р<0,05). Активность симпатического звена у детей группы наблюдения была снижена (индекс напряжения 51,12±15,7 у.е.), относительно нормы (94,0±15,0 у.е.), и группы сравнения (89,0±11,0 у.е.) (р<0,05). В ортостазе установлено парадоксальное нарастание ваготонии (52,7% против 43,7% исходно, р<0,05), в то время как в группе сравнения прослеживалась тенденция к увеличению частоты регистрации физиологического симпатикотонического и избыточого гиперсимпатикотонического типов вегетативной реакции (51,8% против 58,7% исходно; p≤0,05). На фоне нарастающей ваготонии в ортостазе отмечалось увеличение мощности VLF2, величина его в основной группе в 1,5 раза превышала аналогичный показатель группы сравнения (1414,45±220,58 мс и 2148,65±250,93 мс, соответственно, р<0,02).

Также установлены достоверные корреляционные связи между показателями кардиоинтервалографии и уровнем содержания в крови соединения марганца. В причинно-следственной связи с содержанием марганца в крови находились парасимпатические (мощность HF) (r=0,59-0,43, p<0,02) и симпатические показатели (Мо r=-0,62-0,67, р<0,01; ИН r=-0,474, p<0,05; p<0,001), (HF1 r=-0,393, p=0,013; LF2 r=0,393, p=0,013).

С помощью визуальной оценки ЭЭГ выявлено, что у 56,3% детей группы наблюдения в отличии от 32,1% в группе сравнения отмечалось снижение амплитудных характеристик альфа-ритма (p<0,05). При проведении функциональных проб в 1,2 раза чаще наблюдался рост числа одиночных и групповых заостренных потенциалов, появление генерализованных разрядов и десинхронизации фоновой активности (p<0,05).

Для обоснования существенности признака: обязательность наличия корреляционной связи: повышенное содержание марганца в крови ребенка более 0,029 мкг/см³ с не менее чем 50% клинико-лабораторных показателей, влияющего на точность предлагаемой диагностики, было проведено медикаментозное лечение (сочетанное применение препаратов: Энтеросгель + Кудесан + Пантогам, направленных на коррекцию выявленных отклонений когнитивных функций, ассоциированных с воздействием марганца) детей (первая группа), у которых была выявлена вышеуказанная корреляционная связь, а также детей (вторая группа), у которых с повышенным содержанием марганца в крови коррелировало количество клинико-лабораторных показателей менее 50%. После указанной коррекции у детей первой группы улучшились показатели когнитивных функций внимания, гнозиса и праксиса, а именно увеличился среднегрупповой балл по пробе на внимание и темп деятельности с 4,01±0,72 ед. до 5,42±0,45, соответственно, p=0,05, по пробе, оценивающий зрительный гнозис с 4,63±0,43 до 5,9±0,62, соответственно, p=0,04, снизился - по пробе на кинестатический праксис с 1,59±0,44 до 0,58±0,29, p=0,01. Во второй подгруппе существенной динамики исследуемых показателей не установлено. Это доказывает существенность признака заявляемого способа: обязательность наличия корреляционной связи: повышенное содержание марганца в крови ребенка более 0,029 мкг/см³ с не менее чем 50% клинико-лабораторных показателей, влияющего на точность предлагаемой диагностики.

Таким образом, вышеприведенными исследованиями была подтверждена точность диагностики когнитивных нарушений у детей 5-10 лет, ассоциированных с внешнесредовым воздействием марганца, путем использования в заявляемом способе, наряду с другими признаками, предлагаемого приема: установления достоверной зависимости: повышенное содержание марганца в крови более 0,029 мкг/см³ с не менее чем 50% клинико-лабораторных показателей, при их следующей характеристике: - повышенные по сравнению с возрастными физиологическими нормами уровни гидроперекиси липидов, МДА, 8-OHdG, глутамата, АКТГ, кортизола, цГМФ, - пониженные по сравнению с возрастными физиологическими нормами уровни ГлПО, Cu/Zn-СОД, ОАС, γ-аминомасляной кислоты, цАМФ.

Апробация предложенного способа диагностики когнитивных нарушений у детей с астено-невротическим синдромом и/или синдромом вегетативных дисфункций, проживающих на территории, характеризующейся нарушения гигиенических нормативов по содержанию соединений марганца, позволила выявить когнитивные нарушения у 78% обследованных, в то время как тестирование этих же детей по общепринятой экспресс-методике: Цветаева Л.C. Методика нейропсихологической диагностики детей. 2-е изд., исправл., доп. М., 2000. 76 с., установило нарушения когнитивных функций только у 38% этих детей.

Предлагаемый способ позволяет оценить влияние неблагоприятных химических факторов, а именно марганца антропогенного происхождения, на адекватность когнитивных расстройств с целью выявления контингента детей, в отношении которых необходимо осуществление дополнительной медикаментозной коррекции.

Изобретение относится к области медицины, в частности к способу диагностики когнитивных нарушений у детей при воздействии марганца техногенного происхождения. Сущность способа: по результатам клинической диагностики и нейропсихологического тестирования устанавливают у ребенка наличие когнитивных нарушений. Затем в крови ребенка определяют содержание марганца и при превышении его содержания более референтного уровня определяют уровни: гидроперекиси липидов в сыворотке крови, малонового диальдегида МДА в плазме крови и содержание 8-гидрокси-2-деоксигуанозина 8-OHdG в моче; глутатионпероксидазы ГлПО, Cu/Zn-супероксиддисмутазы Cu/Zn-СОД, уровень антиоксидантной активности ОАС сыворотки кров; глутамата и γ-аминомасляной кислоты в сыворотке крови; содержание гормонов гипофизарно-надпочечниковой оси: уровень адренокортикотропного гормона АКТГ, кортизола и серотонина в сыворотке крови, циклического аденозинмонофосфата цАМФ и циклического гуанозинмонофосфата цГМФ. При повышенном содержании марганца в крови более 0,029 мкг/см³ с не менее чем 50% указанных клинико-лабораторных показателей при их следующей характеристике: повышенные по сравнению с возрастными физиологическими нормами уровни гидроперекиси липидов, МДА, 8-OHdG, глутамата, АКТГ, кортизола, цГМФ, пониженные по сравнению с возрастными физиологическими нормами уровни ГлПО, Cu/Zn-СОД, ОАС, γ-аминомасляной кислоты и цАМФ диагностируют наличие когнитивных нарушений у ребенка, ассоциированных с воздействием марганца. Применение изобретения обеспечивает высокую точность диагностики. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

1. Способ диагностики у детей от 5 до 10 лет когнитивных нарушений, ассоциированных с внешнесредовым воздействием марганца техногенного происхождения, характеризующийся тем, что по результатам клинической диагностики и нейропсихологического тестирования устанавливают у ребенка наличие когнитивных нарушений, далее в крови этого ребенка осуществляют определение содержания марганца и при превышении этого содержания более референтного уровня проводят последующее лабораторно-диагностическое обследование ребенка путем установления совокупности следующих клинико-лабораторных показателей: уровень гидроперекиси липидов в сыворотке крови, уровень малонового диальдегида МДА в плазме крови и содержание 8-гидрокси-2-деоксигуанозина 8-OHdG в моче, характеризующих активность окислительных процессов; уровень глутатионпероксидазы ГлПО, уровень Cu/Zn-супероксиддисмутазы Cu/Zn-СОД, уровень антиоксидантной активности ОАС сыворотки крови, характеризующих состояние антиоксидантной системы; уровень глутамата и уровень γ-аминомасляной кислоты в сыворотке крови, являющиеся нейротрансмиттерами; содержание гормонов гипофизарно-надпочечниковой оси: уровень адренокортикотропного гормона АКТГ, уровень кортизола и уровень серотонина в сыворотке крови, характеризующих состояние нейроэндокринной регуляции, уровень циклического аденозинмонофосфата цАМФ и циклического гуанозинмонофосфата цГМФ, характеризующих состояние внутриклеточного энергетического обеспечения; далее проводят корреляционный анализ между указанными клинико-лабораторными показателями и содержанием марганца в крови ребенка и при установлении достоверной зависимости: повышенное содержание марганца в крови более 0,029 мг/дм³ с не менее чем 50% указанных клинико-лабораторных показателей при их следующей характеристике: повышенные по сравнению с возрастными физиологическими нормами уровни гидроперекиси липидов, МДА, 8-OHdG, глутамата, АКТГ, кортизола, цГМФ, пониженные по сравнению с возрастными физиологическими нормами уровни ГлПО, Cu/Zn-СОД, ОАС, γ-аминомасляной кислоты и цАМФ диагностируют наличие когнитивных нарушений у ребенка, ассоциированных с воздействием марганца.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что дополнительно к результатам клинической диагностики и нейропсихологического тестирования производят выполнение функциональной диагностики ребенка путем оценки вегетативного тонуса в покое и вегетативной реактивности в ортостазе, а также путем исследования биоэлектрической активности мозга.