Способ диагностики у детей функционального расстройства центральной нервной системы, ассоциированного с сочетанным воздействием марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола техногенного происхождения Российский патент 2017 года по МПК G01N33/50 

Изобретение относится к области профилактической медицины, экологии человека, педиатрии, в частности, к способам лабораторной диагностики токсического сочетанного действия марганца, свинца, бензола, стирола и ксилола, в виде проявления формирования патологического дисбаланса обмена нейромедиаторов у детей, приводящего к функциональному расстройству центральной нервной системы (далее - ЦНС), что клинически манифестируется развитием астено-невротического или астено-вегетативного синдромов с задержкой развития когнитивных функций (код, согласно Международной классификации болезней 10-го пересмотра - МКБ10: G90.8 «Другие расстройства вегетативной (автономной) нервной системы»; G93.8 «Другие уточненные поражения головного мозга»; R41 «Другие симптомы и признаки, относящиеся к познавательной способности и осознанию»).

Согласно современным эпидемиологическим и клиническим научным данным отечественных и зарубежных авторов воздействие химического загрязнения среды обитания играет значимую роль в развитии заболеваний нервной системы у детей. В то же время, результаты клинико-функциональных и лабораторных исследований у детей с функциональными заболеваниями ЦНС и повышенным содержанием нейротоксикантов в биосредах остаются в рамках научных исследований и носят описательный характер.

Отсутствие специализированной технологии, ориентирующей врача на выявление случаев функциональных заболеваний ЦНС, связанных с воздействием опасных химических факторов, ограничивает его диагностические возможности, снижает эффективность проводимых лечебных мероприятий и не позволяет в полной мере предупреждать развитие тяжелых и осложненных форм в старших возрастных группах.

Действующие стандарты и протоколы, устанавливающие объем и порядок диагностических мероприятий детям с функциональными заболеваниями ЦНС, не предусматривают проведение химико-аналитических исследований для идентификации токсикантов в биосредах, специальных лабораторных исследований для оценки морфофункционального состояния клеток ЦНС и функциональных исследований для оценки уровня развития когнитивных функций, что исключает возможность формирования доказательной базы развития этой патологии в связи с действием химических факторов.

Например, из информации, размещенной на сайте интернет-ресурсов https://diseases.medelement.com/disease/view/mtm4nzm%253d/fdb8, известно, что для диагностики заболевания по МКБ10: G90.8 «Другие расстройства вегетативной (автономной) нервной системы» проводят следующие основные и дополнительные диагностические мероприятия:

основные (обязательные) диагностические обследования, проводимые на амбулаторном уровне:

- измерение артериального давления, частоту сердечных сокращений, частоту дыхания в покое, при физической, умственной и эмоциональной нагрузках;

- клиноортопробу;

- общий анализ крови (6 параметров);

- определение натрия, кальция, калия в сыворотке крови;

- определение глюкозы в сыворотке крови;

- общий анализ мочи;

- электрокардиографическое исследование (в 12 отведениях);

Дополнительные диагностические обследования, проводимые на амбулаторном уровне:

- биохимический анализ крови: определение аланинаминотрансферазы (АлАТ), аспартаминотрансферазы (АсАТ), общего билирубина, прямого билирубина, тимоловой пробы, С - реактивного белка.

То есть, действительно, при диагностике функциональных расстройств ЦНС не предусматривается проведение химико-аналитических исследований для идентификации токсикантов в биосредах и специальных лабораторных показателей, отражающих токсическое действие токсичных химических соединений, что делает известный способ не эффективным в условиях воздействия контаминантов из среды обитания окружающей среды.

Из уровня техники 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 известный способ является неточным при выполнении диагностики функциональных заболеваний ЦНС, в частности, когнитивных расстройств у детей, проживающих в условиях хронического воздействия токсикантов, т.к. не учитывает их 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. Установлено избыточное содержание никеля, кальция, марганца в 55% случаев, дефицит железа у 21% детей в группе наблюдения. Установлен гипоэлементоз кальция, железа и марганца у детей группы контроля. Содержание стронция и свинца в волосах детей обеих групп соответствовало допустимому уровню, содержание молибдена обнаружилось у 40% детей группы наблюдения при 30% в контрольной группе. 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 макро- и микроэлементов элементов авторы статьи не обнаружили влияние марганца на характеристики когнитивных функций обеих групп детей.

Известен способ диагностики состояния центральной нервной системы у детей 4-5 лет (Патент РФ №2296504). Согласно известному способу регистрируют электрокардиограмму, определяют длительности интервалов R-R, строят скатерограмму на плоскости координат и определяют состояние ЦНС на момент исследования. При расположении скатерограммы вытянутой формы вдоль биссектрисы между 510-650 мсек диагностируют состояние спокойного бодрствования; при расположении скатерограммы вдоль биссектрисы в центре плоскости координат между 510-685 мсек диагностируют состояние страха. При регистрации плотной скатерограммы и размещении ее вдоль биссектрисы в левом нижнем углу плоскости координат между 405-465 мсек диагностируют негативный настрой с пассивно-оборонительной реакцией; при размытости скатерограммы между 370-1000 мсек с ядром в центре между 615-720 диагностируют состояние тревожности, при смещении плотной, вытянутой поперек биссектрисы скатерограммы в нижний левый угол плоскости координат и расположении ее между 370-650 мсек диагностируют агрессивность.

Недостатком указанного способа является то, что не проводится исследование специальных лабораторных показателей, характеризующих нарушение функции именно ЦНС, что не позволяет провести дифференциальную диагностику нарушений функции ЦНС, вегетативной системы и сердечно-сосудистой системы.

Из патента РФ №2299003 известен способ дифференциальной диагностики синдрома вегетативной дистонии (СВД) при воздействии комплекса токсических веществ и синдрома вегетативной дистонии нетоксической природы. Для этого проводят тест по Стандартизированному многофакторному методу исследования личности (СМИЛ), определение содержания неэстерифицированных жирных кислот (НЭЖК) и активности пероксидазы крови. Затем рассчитывают диагностический коэффициент по одной из следующих формул: F_смил=6,11+0,1603⋅a₁-0,1193⋅а₂-0,08⋅а₃, F_пол=7,28+0,00248⋅a₄-0,02588⋅a₅, где a₁ - показатель 1 шкалы по СМИЛ, а₂ - показатель шкалы К по СМИЛ, а₃ - показатель шкалы L по СМИЛ, а₄ - содержание НЭЖК в крови, а₅ - активность пероксидазы крови, 6, 11, 7, 28 - константы. При значении F> константы диагностируют СВД токсической этиологии, а при значении F< константы - СВД нетоксического генеза.

Однако, использование данного комплекса диагностических показателей не отражает специфическое действие нейротоксикантов, что является необходимым для постановки диагноза и проведения лечебно-профилактических мероприятий.

Из патента РФ №2546528 известен способ диагностики у детей от 5 до 10 лет когнитивных нарушений, ассоциированных с внешнесредовым воздействием 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 крови; глутамата и γ-аминомасляной кислоты (ГАМК) 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 и отклонении не менее, чем 50% указанных 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 у ребенка когнитивных нарушений, ассоциированных с воздействием марганца.

Известен способ ранней диагностики заболеваний нервной системы у детей, потребляющих воду с повышенным содержанием марганца (Патент РФ №2569763). Способ характеризуется тем, что проводят корреляционный анализ зависимости: доза марганца из питьевой воды - содержание марганца в крови ребенка, дополнительно проводят корреляционный анализ между уровнем ГАМК и/или глутамата в сыворотке крови и уровнем марганца в крови и при определении в цельной крови пациентов уровня марганца выше референтного уровня, который составляет 0,011 мг/дм³, одновременно с определением в сыворотке крови пациентов уровня глутамата выше референтного уровня, который составляет 83,24 мкмоль/дм³, и/или с определением в сыворотке крови пациентов уровня ГАМК ниже референтного уровня, который составляет 0,077 мкмоль/дм³, диагностируют донозологическую стадию, предшествующую развитию заболеваний нервной системы у детей, потребляющих воду с повышенным содержанием марганца. Изобретение может использоваться для планирования санитарно-гигиенических мероприятий по предупреждению воздействия вредных веществ, в частности марганца, на нервно-психическое развитие детей.

Оба вышеуказанных изобретений обеспечивают достаточно высокую точность диагностики. Однако, они имеет только узкую направленность, обеспечивающую диагностику при наличии одного токсиканта - марганца, в то время как в реальных условиях среда обитания промышленных городов характеризуется многосредовым загрязнением химическими веществами, в том числе, тяжелыми металлами, органическими соединениями, и исследование их комплексного влияния на заболевания центральной нервной системы, к которым относятся и когнитивные нарушения, будет являться более точным и достоверным для постановки диагноза ребенку.

При этом, из уровня техники не были выявлены известные способы диагностики у детей функционального расстройства центральной нервной системы, ассоциированное с сочетанным воздействием марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола техногенного происхождения, поэтому сделать выбор ближайшего аналога к заявляемому объекту не представляется возможным.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в обеспечении диагностики у детей функциональных нарушений ЦНС, преимущественно, когнитивных нарушений, ассоциированных с внешнесредовым сочетанным воздействием ряда токсикантов техногенного происхождения: марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола, за счет комплексного использования при интерпретации результатов корреляционного анализа с установлением достоверных зависимостей между отклонениями от нормы результатов КИГ, лабораторных показателей и уровнем марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола в крови ребенка.

Поставленный технический результат достигается предлагаемым Способом диагностики у детей функционального расстройства центральной нервной системы, ассоциированного с сочетанным воздействием марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола техногенного происхождения, заключающимся в том, что производят отбор пробы крови у ребенка и устанавливают в ней содержание марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола, и при содержании в крови марганца и свинца, превышающем их референтный уровень, а также при наличии в крови бензола, ксилола и стирола выше нижнего предела обнаружения, проводят кардиоинтервалографию КИГ для определения исходного вегетативного тонуса, также выполняют биохимический и иммуноферментный анализ сыворотки крови с определением следующих лабораторных показателей: уровня малонового диальдегида МДА, ионизированного кальция, уровня антиоксидантной активности сыворотки крови АОА, уровня гамма-аминомасляной кислоты ГАМК, уровня глутаминовой кислоты, уровня серотонина, глутатионпероксидазы ГлПО и тиреотропного гормона ТТГ, и при установлении по результатам КИТ ваготонического типа исходного вегетативного тонуса у ребенка, а также при отклонениях следующих лабораторных показателей относительно физиологической возрастной нормы, заключающихся в повышении уровня МДА, глутаминовой кислоты, ионизированного кальция, ТТГ, при одновременном снижении уровня АОА, ГАМК, серотонина, ГлПО, диагностируют у ребенка функциональное расстройство центральной нервной системы, ассоциированное с сочетанным воздействием марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола техногенного происхождения, причем диагностируют в том случае, если указанные отклонения результатов КИГ и лабораторных показателей присутствуют у ребенка в количестве не менее 80% от количества вышеуказанных отклонений.

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 к влиянию токсичных веществ.

Эпидемиологическими исследованиями показано, что за последние 20 лет увеличился уровень заболеваемости болезнями нервной системы, в том числе мозга, и в определенной степени это объясняется воздействием химических загрязнений. По данным официальной статистики заболеваемость детей до 14 лет за последние 10 лет увеличилась на 50%, при этом наблюдается быстрый рост заболеваемости детей и подростков болезнями нервной системы - с 27,5% до 45,8%.

Проблема распространенности функциональных расстройств ЦНС у детей усугубляется одновременным ростом регистрации случаев снижения когнитивного развития, особенно в дошкольно-школьном возрасте. По данным экспертов ВОЗ нарушения когнитивных функций имеют не менее 20% детей и подростков, в то время как отставания в умственном развитии встречаются в детской популяции в 15% случаев. Задержка темпов нервно-психического развития и формирование когнитивных дисфункций в детском возрасте приводит к поведенческим, ментальным и интеллектуальным нарушениям у взрослого населения. В основе развивающихся риск-ассоциированных нарушений функционального состояния ЦНС лежат изменения обмена биогенных аминов, окислительных ферментов, угнетение адренореактивных и активация холинэргических систем, дисбаланс нейромедиаторных систем на уровне синапсов подкорковых узлов и гипоталамуса.

1. В настоящее время детально изучен токсикологический профиль наиболее распространенных металлоэлементов (свинца, марганца) и ароматических углеводородов (бензол, стирол, ксилол) (ATSDR, 2008-2010], однако, патогенетические закономерности их сочетанного негативного влияния на морфо-функциональное состояние ЦНС изучены недостаточно. В связи с этим, диагностическая отечественная и международная практика располагает знаниями о методах идентификации маркеров экспозиции (содержание указанных токсикантов в крови) и в меньшей мере - о маркерах эффектов (ответ со стороны здоровья на маркер экспозиции), особенно со стороны ЦНС. Анализ отечественных и зарубежных диагностических подходов свидетельствует, что перечень установленных маркеров эффектов представлен лабораторными (биохимическими, гематологическими) показателями и клинико-функциональными маркерами [Осечкина Н.С., Иванов М.Б., Назаров Г.В. Оценка уровня экспрессии генов, кодирующих ГАМК рецепторы при хронической и острой интоксикации этанолом // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2015. №10. С. 451-454 и Курляндский Б.А. Профилактическая токсикология: проблемы, задачи, перспективы. 2011. №6. (111). С. 20-22.].

Имеются попытки использования метода параметризации нервно-психического развития для классификации детей по группам риска экологически обусловленных нарушений нервно-психической сферы [Онищенко Г.Г. Химическая безопасность - важнейшая составляющая санитарно-эпидемиологического благополучия населения // Токсикологический вестник. 2014. №1 (124), С. 2-6]. Так, при изучении хронического воздействия малых доз металлов (в том числе соединений свинца и марганца) на темпы нервно-психического развития (НПР) детей установлено, что в детской популяции доля экологически зависимых нарушений НПР, оцениваемая по общеизвестному интегральному показателю «тест памяти и обучаемости», составляет более 10%, по тесту «общие навыки ребенка» - более 36%, по комплексной методике тестирования когнитивных расстройств - около 39%; по суммарному индексу памяти - 19%. По мере удаления от основного источника загрязнения среды обитания соединениями металлов (на 1-2 км и более 4 км) частота нарушений НПР, обусловленных их воздействием, уменьшается в 3 раза, в том числе отдельных форм нарушений памяти («Тест памяти и обучаемости») - до 4,8% (р<0,05), когнитивных расстройств, оцениваемых по тесту «общие навыки ребенка» - до 14,3% (р<0,01). Однако, данные о влиянии ряда химических элементов, в том числе свинца и марганца, на когнитивные функции, например, на характеристики произвольного внимания, противоречивы.

Соединения свинца и марганца при поступлении в организм с атмосферным воздухом практически полностью абсорбируются в кровь, с током крови поступают в ЦНС, легко проходят гематоэнцефалический барьер благодаря облегченной диффузии, активному катионному транспорту, эндоцитозу в эндотелиальных клетках мозга. В ЦНС металлы накапливаются 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 свинца и 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 (признаки интеллектуально-мнестических нарушений, экстрапирамидной недостаточности: брадикинезия, умеренное повышение мышечного тонуса, координационные нарушения), ассоциированных с внешнесредовым воздействием металлов техногенного происхождения (свинца и марганца), как правило, предшествует манифестация астенического и астено-невротического синдромов.

Ароматические углеводороды (бензол, ксилол, стирол и их соединения) поступают в организм человека через легкие в виде паров и через неповрежденную кожу. В ходе биологического окисления ароматических углеводородов образуются агрессивные метаболиты (ареноксиды), формирующие ковалентные связи с нуклеофильными структурами клеток (белками, сульфгидрильными группами, нуклеиновыми кислотами), активирующие перекисное окисление липидов биологических мембран, что является пусковым звеном в развитии интоксикации. Кроме этого, являясь токсикантами политропного действия, указанные ароматические углеводороды вызывают преимущественное поражение ЦНС и костного мозга. При действии этих токсических веществ развиваются функциональные расстройства ЦНС, в основе которых лежат экстрапирамидные нарушения и циркуляторные расстройства.

Благодаря тому, что в предлагаемом способе используют информацию о содержании марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола в крови ребенка и заявляемые конкретные функциональные, установленные посредством кардиоинтервалографии (КИГ) данные, и лабораторные совокупные показатели, характеризующие специфическое техногенное происхождение функциональных расстройств ЦНС, клиническая значимость которых доказана методом корреляционно-регрессионного анализа, обеспечивается дополнительная информационная связь изменений указанных лабораторных показателей с повышенным относительно референтного уровня совокупного содержания в крови марганца и свинца, и наличием в крови бензола, ксилола и стирола выше нижнего предела обнаружения. Это делает предлагаемый способ точным и достоверным.

Кроме того, результаты испытаний показали, что для установления точного диагноза о возникновении функционального расстройства центральной нервной системы, ассоциированного с внешнесредовым токсическим воздействием указанных металлов, бензола, ксилола, стирола техногенного происхождения, достаточно, чтобы у ребенка было установлено по результатам КИГ ваготонический тип исходного вегетативного тонуса ребенка, а также при отклонениях следующих лабораторных показателей относительно физиологической возрастной нормы, заключающихся в повышении уровня МДА, ионизированного кальция, глутаминовой кислоты, ТТГ, при одновременном снижении уровня АОА, ГАМК, серотонина, ГлПО. Причем, диагноз ставится в том случае, если указанные отклонения результатов КИГ и лабораторных показателей выявлены у ребенка в количестве не менее 80% от количества вышеуказанных отклонений. Это было подтверждено и доказано параметрами модели.

Исследования показали, что достоверная корреляция между указанными отклонениями показателей КИГ, лабораторных показателей и концентрацией марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола в крови достигается только при повышенном, по сравнению с референтным уровнем, содержанием марганца, свинца, и при наличии бензола, ксилола, стирола выше нижнего предела обнаружения. При более низкой концентрации указанных соединений в пробе крови достоверная связь между этой концентрацией и указанными показателями не выявлена. Это, по-видимому, обусловлено тем, что марганец, свинец при их содержании в крови ниже референтного уровня и наличии бензола, ксилола и стирола ниже нижнего предела обнаружения не оказывают повреждающего действия ЦНС ребенка.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет диагностировать с достаточной точностью функциональные расстройства центральной нервной системы у детского населения, обусловленные токсическими эффектами сочетанного воздействия марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола. Все это позволит повысить эффективность медикаментозного лечения и профилактики нарушений у детей с точным диагнозом, обеспечить конкретное планирование санитарно-гигиенических мероприятий по предупреждению и устранению воздействия вредных химических веществ, обуславливающих экологически обусловленную патологию у детского населения.

При реализации предлагаемого способа осуществляют следующие операции в нижеуказанной последовательности:

1. Выбирают экологически неблагополучную территорию по высокой нагрузке химических факторов среды обитания, а также по наличию контингента детей, страдающих функциональными болезнями ЦНС (МКБ 10: G90.8; G93.8; R41), которая характеризуется:

- повышенным уровнем и неблагоприятными прогнозно-динамическими показателями заболеваемости детей функциональными болезнями ЦНС (МКБ 10: G90.8; G93.8; R41) При этом выполняется комплекс эпидемиологических исследований, в ходе которых оцениваются структурно-динамические и прогнозные особенности заболеваемости болезнями ЦНС. Для формирования контингента детей, страдающих функциональными болезнями ЦНС, проводится ретроспектный анализ фактической заболеваемости по данным обращаемости за медицинской помощью. Выделяются группа детей в возрасте 5-8 лет (наиболее уязвимая возрастная группа по манифестации исследуемых нозологических форм) с частотой обращаемости за медицинской помощью два и более раза в год,

- с содержанием в атмосферном воздухе марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола в концентрациях, превышающих гигиенические нормативы и определяющих основной вклад в формирование неприемлемого риска заболеваний ЦНС. При этом исследование качества атмосферного воздуха проводится согласно Постановлению правительства РФ от 02.02.2006 г. №60 «Положение о проведении социально-гигиенического мониторинга с изменениями от 04.09.2012 г.,

- наличием неприемлемого уровня риска (HI>1,0) развития патологии, ассоциированной с аэрогенной экспозицией указанных металлов и ароматических углеводородов, воздействие которых лежит в основе формирования функционального расстройства центральной нервной системы. Оценка риска развития указанного заболевания (МКБ 10: G90.8; G93.8; R41) осуществляется по стандартизованной методике в соответствии с «Руководством по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» (Р 2.1.10.1920-04);

2. Затем у каждого ребенка производят отбор венозной пробы крови и устанавливают в ней концентрацию марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола, и при содержании в крови марганца и свинца, превышающего их референтный уровень, а также при наличии в крови бензола, ксилола и стирола выше нижнего предела обнаружения, проводят следующие обследования:

- кардиоинтервалографию (КИГ) для определения исходного вегетативного тонуса,

- также выполняют биохимический и иммуноферментный анализ сыворотки крови с определением следующих лабораторных показателей: уровня МДА, ионизированного кальция, уровня АОА, уровня ГАМК, уровня глутамата, уровня серотонина, уровня ГлПО и ТТГ.

3. И при установлении по результатам КИГ ваготонического типа исходного вегетативного тонуса у ребенка, а также при отклонениях следующих лабораторных показателей относительно физиологической возрастной нормы, заключающихся в повышении уровня МДА, ионизированного кальция, ТТГ, глутамата, при одновременном снижении уровня АОА, ГАМК, серотонина, ГлПО, диагностируют у ребенка функциональное расстройство центральной нервной системы, ассоциированное с сочетанным воздействием марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола техногенного происхождения, причем диагностируют в том случае, если указанные отклонения результатов КИГ и лабораторных показателей присутствуют у ребенка в количестве не менее 80% от количества вышеуказанных отклонений.

При диагностическом обследовании предлагаемым способом используют оборудование, указанное в таблице 1.

В качестве критериев оценки отклонений лабораторных показателей используются возрастные физиологические уровни, а для содержания марганца, свинца в крови - референтные уровни (Н. Тиц, 2003).

Для доказательства правомерности применяемых в предлагаемом способе диагностических критериев: отклонений от нормы результатов КИГ и лабораторных показателей, был использован корреляционный анализ между указанными отклонениями критериев и содержанием марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола в крови ребенка с использованием модели логистической регрессии, согласно которой рассчитывают вероятность негативного изменения маркера ответа организма (вышеуказанные результаты КИГ и лабораторные показатели) при воздействии на организм маркера экспозиции (указанных токсикантов, поступающих ингаляционным путем). Выявление и оценку связи между изменением (отклонением от нормы) указанных показателей у детей и концентрацией марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола в крови выполняется на основании расчета показателя отношения шансов (OR) и его доверительного интервала (ДИ). Критерием наличия связи «концентрация марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола в крови - показатель ответа» является OR≥1. Обоснование маркеров ответа осуществляется на основании оценки параметров зависимости изменения показателя отношения шансов изменения ответа от концентрации указанных токсикантов в крови и экспертной оценки биологического правдоподобия полученной модели, описываемой уравнением регрессионного анализа в виде экспоненциальной функции. В качестве критерия для проверки статистических гипотез используется критерий Фишера (F). Различия считаются статистически значимыми при вероятности р≤0,05.

Пример конкретной реализации предлагаемого способа:

1. Выбирают экологически неблагополучную территорию по высокой нагрузке химических факторов среды обитания. В качестве такой территории был выбран один из городов Пермского края, на территории которого размещены предприятия ведущих отраслей промышленности: электроэнергетика, нефтегазопереработка, машиностроение, химия и нефтехимия, деревообработка, полиграфия и пищевая промышленность. Качество атмосферного воздуха по результатам натурных и расчетных исследований в 2012-2014 гг. характеризуется превышением гигиенических нормативов в селитебных зонах территории города по содержанию бензола - до 2,0-2,3 ПДКс.с, ксилола и стирола - до 1,2 ПДКс.с, марганца - до 1,8 ПДКс.с, постоянным присутствием свинца на уровне 1,2-1,4 ПДКс.с.

Для сравнения была выбрана территория Сивинского района Пермского края, качество атмосферного воздуха которой соответствовало существующим гигиеническим нормативам по содержанию указанных токсикантов.

Расчет коэффициентов и индекса опасности при хронической комбинированной экспозиции изучаемых химических факторов с атмосферным воздухом города выявил недопустимый риск развития заболеваний ЦНС, превышающий приемлемый уровень (HI=1) до 43,6 раза. Долевой вклад металлов составил 56,0-61,0%, бензола, ксилола, и стирола - 39,0-44,0%. Установлена причинно-следственная связь между уровнем загрязнения атмосферного воздуха марганцем, свинцом, бензолом и ксилолом и частотой встречаемости функциональных расстройств ЦНС у детей (коэффициент детерминации - R²=0,47-0,65; критерий Фишера - F=98,21-225,55; р=0,001-0,03).

На территории Сивинского района отсутствует неприемлемый риск развития заболеваний нервной системы.

Результаты анализа фактической заболеваемости детей исследуемой территории города Пермского края от 0 до 14 лет (по данным обращаемости детей за медицинской помощью в поликлинику) свидетельствуют, что в структуре заболеваемости «Болезни нервной системы» (10,0%) занимают приоритетную позицию - 2 ранговое место. Распространенность болезней нервной системы у детского населения этой территории в 4,1 раза превышает аналогичный показатель у детей Сивинского района. Болезни нервной системы у детей исследуемой территории формируются в основном за счет таких нозологических форм, как «Энцефалопатия неуточненная» (вклад в заболеваемость по данному классу болезней 62,9%), «Другие уточненные поражения центральной нервной системы» (15,5%), «Расстройство вегетативной (автономной) нервной системы неуточненное» (6,9%). За последние 3 года по классу «Болезни нервной системы» установлен стабильный рост заболеваемости (темп прироста - 28,12%), в том числе энцефалопатиями (темп прироста - 38,7%).

2. Для получения сопоставительных результатов была сформирована группа наблюдения с исследуемой территории Пермского края в количестве 200 детей в возрасте 5-7 лет (53% мальчиков, 47% девочек) и группа сравнения с территории Сивинского района в количестве 185 детей в возрасте 5-7 лет (51% мальчиков, 49% девочек). У детей с указанных территорий были взяты пробы крови, в которой определяли содержание марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола.

Сравнительная оценка содержания токсикантов в крови детей с функциональными расстройствами ЦНС, проживающих в различных условиях внешнесредовой экспозиции металлов и ароматических углеводородов, показала, что в крови детей группы наблюдения содержание марганца (0,038±0,001 мкг/см³) и свинца (0,143±0,001 мг/дм³) крови в 2,0 и 1,3 раза соответственно превышало показатель группы сравнения (Mn - 0,019±0,002 мг/дм³, Pb - 0,114±0,01 мг/дм³ р=0,001-0,002), в 3,5 и 1,4 раза соответственно - референтный уровень (Mn - 0,011±0,004 мг/дм³, Pb - 0,10±0,01 мг/дм³, р=0,0001). В крови детей группы наблюдения идентифицирован бензол в концентрации 0,014±0,003 мг/дм³, стирол 0,0023±0,0003 мг/дм³, о-ксилол - 0,0011±0,0002 мг/дм³, не идентифицированные в крови детей группы сравнения (р=0,0001-0,001). Полученные данные приведены в таблице 2.

Частота регистрации проб крови с повышенным содержанием металлов составила 55-62%, с наличием исследуемых ароматических углеводородов - 34-76%.

Выявление и оценка параметров зависимости «доза загрязняющего вещества в атмосферном воздухе - концентрация токсиканта в биосреде» позволили получить адекватные модели зависимости (F≥3,96, р≤0,05) между суточной дозой металлов и ароматических углеводородов и их концентрацией в крови, описываемые линейными уравнениями (F=224,56-1085,24, R²=0,39-0,68, р=0,0001) (таблица 3).

3. Для обоснования того, что марганец, свинец, бензол, ксилол и стирол при их сочетанном воздействии влияют на ЦНС, в ходе исследований сравнивали клинические особенности функциональных расстройств ЦНС у детей группы наблюдения и группы сравнения. Данные об этом приведены в таблицах 4 и 5.

Данные, приведенные в таблицах 4 и 5, показывают, что у детей группы наблюдения вероятность выявления симптомов раздражительности, слабости, повышенной утомляемости, приступов головной боли, ухудшения памяти и снижения успеваемости была статистически выше, чем в группе сравнения. Дети группы наблюдения также отличались большей частотой встречаемости агрессивности и конфликтности, задержка речевого развития у них регистрировалась в 3,8 раза чаще показателя в группе сравнения.

У детей группы наблюдения чаще, чем в группе сравнения, выявлялась бледность кожных покровов, периорбитальные тени, мраморный рисунок кожи, брадикардия, сальность кожи, повышение массы тела, тенденция к гипотонии, что свидетельствовало о преобладании ваготонического варианта астении.

Анализ когнитивных функций у детей группы наблюдения и группы сравнения методом нейропсихологического тестирования позволил установить статистически значимые различия между этими группами по результатам исследования памяти, гнозиса, праксиса, внимания (кратность различий составила 2,0-5,5 раза, р=0,014-0,041) (таблица 6). Результаты тестирования детей на зрительную (образную) память выявили статистически значимые различия в обследуемых группах (р=0,015). Детей с низкой бальной оценкой в группе наблюдения было в 4,5 раза больше, чем в группе сравнения. Установлено, что 55,9% детей группы наблюдения не справились с тестом, оценивающим восприятие (зрительный гнозис, тест «какие предметы спрятаны»), что в 1,7 раза превысило данный показатель в группе сравнения. Средний балл в группе наблюдения был в 1,6 раза ниже относительно показателя в группе сравнения. При оценки 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, средний балл составил в группе наблюдения - 1,41±0,39 баллов и в группе сравнения - 0,74±0,36 баллов (р=0,014). При проведении пробы Хеда количество детей с неудовлетворительными пробами на пространственный праксис в группе наблюдения было в 2,5 раза больше, чем в группе сравнения (41,2% и 16,1%, р=0,038), оценочный средний балл в группе наблюдения составил 1,29±0,41 баллов, в группе сравнения - 0,67±0,40 баллов (р=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 бальная оценка в группе наблюдения и группе сравнения составили: при проведении теста Лурия средний балл - 3,11±0,40 баллов и 2,87±0,18 баллов соответственно (р=0,27); при проведении теста на динамический праксис средний балл составил 1,47±0,39 баллов и 1,0±0,39 баллов (р=0,098); при проведении реципрокной пробы средний балл составил 0,61±0,38 баллов и 0,22±0,22 баллов (р=0,081). Оценка причинно-следственных связей результатов нейропсихологического тестирования с содержанием свинца, марганца, бензола 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 (р≤0,05) (таблица 7).

4. Вышеприведенные исследования показали, что у детей группы наблюдения и группы сравнения результаты клинических особенностей функциональных расстройств ЦНС имеют серьезные различия, с большой долей вероятности обусловленные наличием в крови у детей группы наблюдения повышенного содержания марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола.

Однако, в данном случае результаты указанных клинических критериев могут являться в ряде случаев субъективными, что снижает точность диагностики. Поэтому, для исключения субъективного подхода, при диагностике функциональных расстройств ЦНС были использованы более точные функциональные и лабораторные показатели, а именно: результаты КИГ для определения исходного вегетативного тонуса; также результаты биохимического и иммуноферментного анализа сыворотки крови с определением следующих лабораторных показателей: уровня МДА, ионизированного кальция, уровня АОА, ГАМК, глутамата, серотонина, ГлПО и ТТГ.

Причем указанные показатели были выявлены в результате оценки связи между изменением этих показателей («показатель ответа») и концентрацией марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола в крови. Эти исследования выполнялись на основании расчета показателя отношения шансов (OR) и его доверительного интервала (ДИ). Критерием наличия связи «концентрация марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола в крови - показатель ответа» является OR≥1.

Данные, полученные по результатам КИГ, приведены в таблице 8.

Указанные данные показывают, что 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=0,025) и показателя в группе сравнения (0,25±0,08 мм, р=0,023). 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=0,01-0,02). В ортостазе установлено парадоксальное нарастание ваготонии (52,7% против 43,7% исходно, р=0,001), в то время, как в группе сравнения прослеживалась тенденция к увеличению частоты регистрации физиологического симпатикотонического и избыточного гиперсимпатикотонического типов вегетативной реакции (51,8% против 58,7% исходно; р=0,04).

Установлены достоверные корреляционные связи между показателями кардиоинтервалографии и уровнем содержания в крови соединений свинца, марганца, бензола, ксилола, стирола. В причинно-следственной связи с содержанием исследуемых металлов в крови находились парасимпатические (мощность HF) (r=0,59-0,43, р=0,02) и симпатические показатели (Мо r=-0,62-0,67, р=0,01; ИН r=-0,474; р<0,001), (HF1 r=-0,393, р=0,013; LF2 r=0,393, р=0,013).

Результаты исследований показали, что и при установлении по результатам КИГ ваготонического типа исходного вегетативного тонуса у ребенка,

- а также при отклонениях следующих лабораторных показателей относительно физиологической возрастной нормы, заключающихся в повышении уровня МДА, ионизированного кальция, глутамата, ТТГ,

- при одновременном снижении уровня АОА, ГАМК, серотонина, ГлПО,

- диагностируют у ребенка функциональное расстройство центральной нервной системы, ассоциированное с сочетанным воздействием марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола техногенного происхождения, причем диагностируют в том случае, если указанные отклонения результатов КИГ и лабораторных показателей присутствуют у ребенка в количестве не менее 80% от количества вышеуказанных отклонений.

При диагностике у ребенка функционального расстройства ЦНС, ассоциированного с ингаляционным сочетанным воздействием марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола, делается вывод, что этот ребенок нуждается в проведении специализированных медико-профилактических мероприятий.

Данные, приведенные в вышеуказанных таблицах, являются доказательствами того, что предлагаемым способом у детей действительно верно диагностировано функциональное расстройство ЦНС, ассоциированная с ингаляционным воздействием указанных токсикантов, т.к.

- доказано превышение в крови детей содержания токсикантов - марганца, свинца выше референтного уровня и наличие бензола, ксилола, стирола выше нижнего предела обнаружения;

- показана причинно-следственная связь этого уровня токсикантов с рядом традиционных показателей функционального расстройства ЦНС (что доказывает достоверность и точность предлагаемого способа), а также с наличием ваготонического типа исходного вегетативного тонуса у ребенка и с превышением/снижением от физиологической нормы заявленных лабораторных показателей;

- показано, что такая связь должна наблюдаться, по меньшей мере, с 80% и более от общего заявленного перечня показателей.

Для обоснования существенности признака: диагностика предлагаемым способом расстройства ЦНС производится только при повышенном содержании марганца, свинца, и наличии бензола, ксилола, стирола в крови ребенка и при наличии отклонений от физиологической нормы результатов КИГ и лабораторных показателей в количестве не менее 80% от количества вышеуказанных отклонений, влияющих на точность предлагаемой диагностики, было проведено медикаментозное лечение - сочетанное применение лекарственных препаратов, указанных в таблице 10.

Указанные препараты направлены на лечение выявленного функционального расстройства ЦНС, ассоциированного с сочетанным воздействием марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола на детей (первая группа), у которых была выявлена вышеуказанная корреляционная связь с 80% и более отклонениями в результатах КИГ и в лабораторных показателях, а также детей (вторая группа), у которых с повышенным содержанием указанных токсикантов в крови коррелировало количество отклонений от физиологической нормы показателей менее 80%.

При этом следует пояснить, что отклонения от нормы 80% от количества указанных функциональных (ф.п. КИГ=1) и лабораторных диагностических критериев (л.п.=8) составляют: (1 ф.п. + 8 л.п.)×80/100=7 показателей с отклонениями в соответствии с указанными критериями. Т.е. если у ребенка имеется повышенное содержание указанных контаминантов в крови, наличие 7-ми и более функциональных и лабораторных диагностических критериев, то ставится диагноз: «функциональное расстройство ЦНС, ассоциированное с воздействием свинца, марганца, бензола, ксилола и стирола техногенного происхождения».

После указанного лечения у детей первой группы улучшились показатели:

- снижение частоты и длительности рецидивов заболевания на 25-30%;

- снижения уровня МДА в плазме крови на 50% у 85% детей;

- снижения уровня ионизированного кальция в цельной крови на 30% у 65% детей;

- снижение уровня глутамата в сыворотке крови на 15% у 35% детей;

- повышение уровня ГАМК в сыворотке крови на 20% у 45% детей;

- повышение уровня АОА в плазме крови на 30% у 47% детей;

- повышение ГлПО в сыворотке крови на 38% у 50% детей

- снижение содержание марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола в крови до допустимого уровня (у металлов до референтного уровня и ниже, у ароматическихх углеводородов ниже нижнего предела обнаружения) - у всех детей.

Во второй группе существенной динамики исследуемых показателей не установлено. Это и доказывает существенность признака заявляемого способа, влияющего на точность предлагаемой диагностики: наличие отклонений от физиологической нормы результатов КИГ и лабораторных показателей в количестве не менее 80% от количества вышеуказанных отклонений,

Таким образом, вышеприведенными исследованиями была подтверждена точность диагностики функционального расстройства ЦНС у детей.

Предлагаемый способ позволяет оценить влияние неблагоприятных химических факторов, а именно, марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола антропогенного происхождения, на возникновение функционального расстройства ЦНС, с целью выявления контингента детей, в отношении которых необходимо осуществление дополнительной специализированной лечебной и профилактической программы.

Изобретение относится к области профилактической медицины, экологии человека, педиатрии и может быть использовано для диагностики у детей функционального расстройства центральной нервной системы, ассоциированного с сочетанным техногенным воздействием. Сущность способа: производят отбор пробы крови у ребенка и устанавливают в ней содержание марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола. При содержании в крови марганца и свинца, превышающем их референтный уровень, а также при наличии в крови бензола, ксилола и стирола выше нижнего предела обнаружения, проводят кардиоинтервалографию (КИГ) для определения исходного вегетативного тонуса. Выполняют биохимический и иммуноферментный анализ сыворотки крови с определением следующих лабораторных показателей: уровня малонового диальдегида (МДА), ионизированного кальция, уровня антиоксидантной активности сыворотки крови (АОА), уровня гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), уровня глутаминовой кислоты, уровня серотонина, глутатионпероксидазы (ГлПО) и тиреотропного гормона (ТТГ), и при установлении по результатам КИГ ваготонического типа исходного вегетативного тонуса у ребенка, а также при отклонениях следующих лабораторных показателей относительно физиологической возрастной нормы, заключающихся в повышении уровня МДА, глутаминовой кислоты, ионизированного кальция, ТТГ, при одновременном снижении уровня АОА, ГАМК, серотонина, ГлПО, диагностируют у ребенка функциональное расстройство центральной нервной системы, ассоциированное с сочетанным воздействием указанных токсикантов техногенного происхождения, причем диагностируют в том случае, если указанные отклонения результатов КИГ и лабораторных показателей присутствуют у ребенка в количестве не менее 80% от количества вышеуказанных отклонений. Изобретение обеспечивает диагностику у детей функциональных нарушений ЦНС, преимущественно когнитивных нарушений, ассоциированных с внешнесредовым сочетанным воздействием токсикантов техногенного происхождения: марганца, свинца, бензола, ксилола, стирола. 10 табл.

Способ диагностики у детей функционального расстройства центральной нервной системы, ассоциированного с сочетанным воздействием марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола техногенного происхождения, характеризующийся тем, что производят отбор пробы крови у ребенка и устанавливают в ней содержание марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола, и при содержании в крови марганца и свинца, превышающем их референтный уровень, а также при наличии в крови бензола, ксилола и стирола выше нижнего предела обнаружения проводят кардиоинтервалографию (КИГ) для определения исходного вегетативного тонуса, также выполняют биохимический и иммуноферментный анализ сыворотки крови с определением следующих лабораторных показателей: уровня малонового диальдегида (МДА), ионизированного кальция, уровня антиоксидантной активности сыворотки крови (АОА), уровня гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), уровня глутаминовой кислоты, уровня серотонина, глутатионпероксидазы (ГлПО) и тиреотропного гормона (ТТГ), и при установлении по результатам КИГ ваготонического типа исходного вегетативного тонуса у ребенка, а также при отклонениях следующих лабораторных показателей относительно физиологической возрастной нормы, заключающихся в повышении уровня МДА, глутаминовой кислоты, ионизированного кальция, ТТГ, при одновременном снижении уровня АОА, ГАМК, серотонина, ГлПО диагностируют у ребенка функциональное расстройство центральной нервной системы, ассоциированное с сочетанным воздействием марганца, свинца, бензола, ксилола и стирола техногенного происхождения, причем диагностируют в том случае, если указанные отклонения результатов КИГ и лабораторных показателей присутствуют у ребенка в количестве не менее 80% от количества вышеуказанных отклонений.