Способ оценки вероятности формирования у школьников патологии эндокринной системы в виде ожирения, связанной с сочетанным комплексным воздействием таких факторов окружающей среды, как марганец, свинец и толуол, современного образовательного процесса, питания и образа жизни Российский патент 2022 года по МПК A61B5/107 A61B5/16 G01N33/50 

Изобретение относится к области медицины, а именно к педиатрии, эндокринологии, и может быть использовано для ранней диагностики и прогнозирования токсического действия марганца, свинца, толуола, а также образовательного процесса, питания и образа жизни на проявление ожирения и избыточной массы тела у школьников. Изобретение может быть использовано для постановки предварительного диагноза как в специализированных клиниках при обследовании пациентов, так и в обычных учреждениях здравоохранения. Результаты указанных обследования необходимы для разработки индивидуальных программ профилактики, а кроме того, могут быть использованы при формировании санитарно-гигиенических мероприятий по предупреждению и устранению воздействия вредных химических веществ, обуславливающего формирование ожирения (метаболического синдрома) у детей.

В рамках настоящего изобретения под факторами риска для здоровья понимают: наличие химических токсикантов в крови ребенка, современный образовательный процесс школьника, (продолжительность перемен между уроками и уровень тревожности школьника), несбалансированность питания (недостаток продуктов, являющихся источником белка, и свежих овощей, содержащих пищевые волокна, и одновременно избыток колбасных изделий, в которых присутствует скрытый жир), образ жизни школьника (продолжительность занятий физкультурой и спортом).

У школьников наиболее часто встречающимися нозологиями класса болезни эндокринной системы, согласно Международной классификации болезней (МКБ-10), являются ожирение (Е66) и другие виды избыточности питания (Е67). Детский организм отличается относительной незрелостью и функциональной неустойчивостью, проявляющимися физиологическими колебаниями гормонов и медиаторов, изменениями чувствительности рецепторного аппарата нервной системы и тканей-мишеней, что легло в основу периодизации онтогенеза. Особое значение в развитии организма школьника имеет подростковый период, когда включаются сложные механизмы полового созревания, сопровождающиеся физиологической гиперфункцией гипоталамической области мозга и гипофиза, происходящий при этом рост образования глюкокортикоидов вызывает мощный поток симпатической импульсации в различные органы и системы, повышая напряжение и уязвимость детского организма при воздействии внешних неблагоприятных факторов.

Среди химических факторов риска развития негативных эффектов со стороны эндокринных заболеваний к числу приоритетных по уровню и частоте воздействия относятся марганец, свинец и толуол. Широкое использование этих токсикантов в различных отраслях промышленности, выделение их с выбросами автотранспорта обусловило риск непрофессионального воздействия на организм неработающего населения, в том числе детей и подростков.

В настоящее время также фактором риска, определяющим развития негативных эффектов со стороны эндокринной системы у школьников, является учебный процесс. В период обучения подростки сталкиваются с неблагоприятным воздействием таких школьных факторов, как нерациональная организация учебной деятельности, интенсификация учебного процесса, отсутствие оптимальных по продолжительности перемен между уроками. Отклонение параметров микроклимата учебных помещений также создают предпосылки для формирования различной патологии у детей.

Среди факторов образа жизни наиболее выраженное воздействие оказывает уровень физической активности. При этом неблагоприятными оказываются гиподинамия или нерегулярные спортивные нагрузки.

Оптимальное обеспечение организма школьников пищевыми веществами и энергией обусловливает гармоничность их роста и развития, сопротивляемость к влиянию негативных факторов внешней среды (адаптационный потенциал и естественную резистентность).

Для задач оценки степени воздействия среды обитания на здоровье, ранней диагностики нарушений здоровья, а также для выбора эффективной профилактики, актуальным является выделение маркерных показателей конкретных заболеваний или их предвестников у человека под воздействием марганца, свинца и толуола, которые могут быть использованы в качестве индикаторов нарушения эндокринной системы и в качестве дополнительных диагностических критериев санитарно-эпидемиологической обстановки.

По результатам эпидемиологических исследований, в Российской Федерации распространенность избыточной массы тела у школьников в разных регионах России колеблется от 5,5 до 11,8%, а ожирением страдают около 5,5% детей, проживающих в сельской местности, и 8,5% детей - в городской. Ожирение и избыток массы тела (согласно Международной классификации болезней МКБ-10: Е66.0-Е67) в последние годы впервые вышли на первое место и составили (48,1% случаев в структуре эндокринной заболеваемости).

Ожирение - избыточное отложение жира в организме, может быть либо самостоятельным многофакторным заболеванием, либо синдромом, сопровождающим другие заболевания.

Из уровня техники известны различные прогностические подходы к установлению возможного ожирения и избыточной массы тела. Часть из них основана на использовании в качестве диагностических маркеров показателей крови, ультразвуковое исследование и реже генетические критерии.

Например, известен способ прогнозирования прогрессирования абдоминального ожирения у больных метаболическим синдромом, при котором в крови определяется уровень С-пептида (Патент РФ №2297002). При его значении более 3,5 нг/мл прогнозируют прогрессирование абдоминального ожирения. Однако данный известный способ учитывает риск прогрессирования ожирения только в случаях метаболического синдрома и не рассматривает таковую вероятность задолго до метаболических нарушений, что снижает его прогностическую ценность и возможность использования в доклинический период.

Также известен способ дифференциальной диагностики экзогенно-конституциональной и гипоталамической форм первичного ожирения у женщин (Патент РФ №1442189), согласно которому исследуют динамику секреции пролактина на введение нейропептида - люлиберина, путем определения в пробе венозной крови исходного уровня гормона и последующего введения внутривенно люлиберина в дозе 100 мкг однократно. Затем исследуют кровь на пролактин на 30, 60, 90 и 120-й минуте после введения препарата. И при повышении уровня секреции по сравнению с исходным делают вывод об экзогенно-конституциональной форме ожирения, а при стабильном уровне в сравнении с исходным определяют гипоталамическую форму первичного ожирения. Способ направлен на постановку правильного диагноза в спорных случаях.

Недостатками указанного способа является то, что данная методика лишь уточняет клинический диагноз, не определяя вероятность развития нарушений углеводного и жирового обменов ассоциированных с воздействием негативных факторов среды обитания.

В уровне техники описан способ оценки показания для медикаментозной терапии ожирения в сочетании с инсулинорезистентностью у детей (Патент РФ №2279080). Сущность способа: в эритроцитах капиллярной крови у детей с ожирением и подтвержденной инсулинорезистентностью определяют соотношение водных фракций - коэффициент гидратации и при его значении равном или выше 5,36 состояние расценивают как требующее медикаментозной терапии метформином. Применение способа, при простоте выполнения, позволяет осуществлять индивидуальный подход к назначению метформина у детей с ожирением и сформировавшейся инсулинорезистентностью.

Его недостатками является то, что данный способ применим лишь для коррекции лечения, а не для определения индивидуальной чувствительности и всего комплекса медико-профилактических мероприятий (формирование контингентов риска, подбор индивидуальной диеты и физической нагрузки, медикаментозной коррекции и другое).

Из Патента РФ №2452966 известен способ прогнозирования риска развития ожирения у практически здоровых людей, согласно которому в крови людей определяют концентрацию α-фетопротеина (АФП) и содержание Т-лимфоцитов с рецептором к трансферрину (CD71+). На основании полученных данных рассчитывают прогностический индекс (ПИ) как результат отношения концентрации АФП в МЕ/л к абсолютному содержанию лимфоцитов CD71+ в кл/л (ПИ=АФПЛ1Ю71). При величине ПИ, равной 8,1 и более, прогнозируется риск развития ожирения. Заявленный способ можно применять для выявления риска развития ожирения у лиц, ведущих малоподвижный образ жизни, а также при назначении глюкокортикоидов и иммунодепрессивной терапии, при наследуемой патологии с метаболическим дефектом. Его недостатком является то, что данный способ не учитывает вероятность формирования ожирения у детей в условиях воздействия негативных факторов среды обитания.

Из патента РФ №2677274 известен способ прогнозирования индивидуального риска развития ожирения на различные по продолжительности периоды жизни у человека, проживающего в условиях загрязнения среды обитания ароматическими углеводородами и металлами. Способ заключается в том, что в биосредах человека определяют содержание химических элементов, представляющих опасность для развития ожирения; проводят анкетирование; проводят расчет начального значения вероятности p(t_o) возникновения ожирения у человека на текущий возраст человека t_o на момент обследования; для каждого количественного диагностического показателя, кроме ЛПВП и качественного показателя, находят функцию Ф_i его отклонения от физиологической нормы; каждому указанному диагностическому показателю придают следующий весовой коэффициент ф_I; вычисляют начальное значение вероятности p(t₀) возникновения ожирения на текущий возраст человека; с использованием итерационной процедуры производят прогнозирование индивидуального риска развития ожирения у человека с временным шагом 1 день; у обследуемого человека определяют на текущий возраст уровень в крови и в моче прогностических показателей; сравнивают их уровень с физиологической нормой; для прогностического показателя задают вероятность превышения или вероятность снижения его относительно физиологической нормы; устанавливают для прогностического показателя общую вероятность превышения над нормой, либо общую вероятность снижения относительно нормы в возрасте человека t; производят расчет общей вероятности развития у человека ожирения и по величине индивидуального риска прогнозируют риск развития ожирения у человека.

Однако, указанный способ является очень сложным в реализации. А кроме того, он не применим в отношении детей-школьников.

Известны ряд изобретений (например, Патенты РФ №2407440 «Способ ультразвуковой диагностики висцерального ожирения»; №2751972 «Способ ультразвуковой диагностики метаболического фенотипа абдоминального ожирения»), посредством которых диагностируют возникновение ожирения с помощью ультразвукового исследования. Однако эти известные способы фиксируют лишь факт наступившего ожирения и не предназначены для целей прогнозирования этого эндокринного заболевания.

Известен способ оценки риска развития метаболического синдрома (МС) у детей на основе генетических и биохимических маркеров (Патент РФ №2492485). Согласно этому способу, после исследования биохимических показателей HOMA-IR проводят исследование коэффициента атерогенности (КА). По коэффициенту 3×КА+HOMA-IR делают вывод о развитии метаболического синдрома (МС) и выявлении группы риска развития заболевания среди детей. Диапазон значений коэффициента до 10 соответствует здоровым детям; от 10 до 14,5 - дети с отдельными метаболическими нарушениями и ожирением; выше 14,5 - диагностируют МС. В группе детей со значениями, посчитанными по формуле больше 10, но меньше 14,5, дополнительно определяют риск МС с помощью метода ПЦР участков гена метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR) с дальнейшей обработкой эндонуклеазами рестрикции и при выявлении генотипа С/Т полиморфного варианта 677С/Т гена MTHFR таких детей относят к группе риска по развитию МС. Изобретение позволяет начать терапевтические и профилактические мероприятия на самых ранних сроках развития данного заболевания.

Недостатком указанного способа является то, что в основе диагностического блока данного методического подхода к идентификации метаболического синдрома лежит определение индекса HOMA-IR и коэффициента атерогенности (КА), которые характеризуют уже наличие (факт) биохимических изменений углеводного и жирового обменов, то есть отнести данные нарушения к ранним нельзя - показатели энергетического обмена авторами не учитываются, а определение полиморфности гена MTHFR будет характеризовать только предрасположенность к гипергомоцистеинемии и фолиевой анемии, т.е. к состояниям, не имеющим прямого отношения к ожирению (в перечень ассоциаций с заболеваниями полиморфных вариантов 677С/Т гена MTHFR ожирение и метаболический синдром не входят).

Известен способ оценки индивидуального риска формирования избыточной массы тела и ожирения у детей, потребляющих питьевую воду с повышенным содержанием хлороформа и тетрахлорметана (Патент РФ №2619872). Осуществляют отбор пробы мочи, производят определение в ней концентрации хлороформа и тетрахлорметана, определение уровней общего холестерина и липопротеида низкой плотности (ЛПНП). Проводят анамнестическое обследование ребенка по трехбалльной шкале и генотипирование. Риск формирования у ребенка избыточной массы тела прогнозируют в случае повышения уровня общего холестерина выше 3,9 ммоль/л и уровня ЛПНП выше 1,8 ммоль/л, наличия у ребенка 6 и более баллов при анамнестическом обследовании, наличия гетерозиготного генотипа гена HTR2A (rs7997012), повышения концентрации тетрахлорметана в моче выше референтной и концентрации хлороформа в пределах 5,17-5,59 мкг/л. Риск формирования ожирения прогнозируют при концентрации хлороформа равной или более 5,79 мкг/л. Изобретение обеспечивает эффективный способ оценки индивидуального риска формирования избыточной массы тела и ожирения у детей, однако он не предназначен для обследования эндокринных нарушений у школьников, проживающих в условиях повышенного содержания марганца, свинца и толуола в среде обитания, а также в условиях комплексного воздействия несбалансированного питания и среды обитания.

При этом из уровня техники не были выявлены известные способы прогнозирования вероятности формирования у школьников патологии эндокринной системы в виде ожирения, связанной с сочетанным комплексным воздействием таких факторов окружающей среды, как марганец, свинец и толуол, современного образовательного процесса, питания и образа жизни, поэтому сделать выбор ближайшего аналога к заявляемому изобретению не представляется возможным.

Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, заключается в разработке достоверного способа прогнозирования у школьников вероятности формирования патологии эндокринной системы в виде ожирения, связанной с сочетанным комплексным воздействием таких факторов окружающей среды, как марганец, свинец и толуол, современного образовательного процесса, питания и образа жизни, для проведения своевременной адекватной профилактики и разработки программы коррекции рационов питания, режима школьных уроков и перемен, физической активности.

Указанный технический результат достигается предлагаемым способом оценки вероятности формирования у школьников патологии эндокринной системы в виде ожирения, связанной с сочетанным комплексным воздействием таких факторов окружающей среды, как марганец, свинец и толуол, современного образовательного процесса, питания и образа жизни, согласно которому определяют токсикологические, лабораторные и инструментальные прогностические показатели, а также определяют диагностические критерии, касающиеся современного образовательного процесса, питания и образа жизни, при этом в качестве токсикологических показателей в пробе крови школьника определяют содержание марганца, свинца и толуола, в качестве лабораторных показателей определяют уровень малонового диальдегида в пробе крови, в качестве инструментальных показателей определяют значение фазового угла (ФУ) и значение активной клеточной массы (АКМ), в качестве критериев, касающихся современного образовательного процесса школьника, устанавливают продолжительность перемен между уроками и уровни тревожности школьника по шкале «Проблемы и страхи в отношениях с учителями» и по шкале «Страх не соответствовать ожиданиям окружающих», в качестве критериев, касающихся питания школьника, устанавливают потребление творога, свежих овощей и колбасных изделий, а в качестве критериев, касающихся образа жизни, определяют частоту и кратность занятий физкультурой и спортом, и при наличии у школьника одновременно следующих отклонений: при наличии в крови у школьника толуола, при его отсутствии в норме; при содержании в пробе крови школьника свинца в 1,6 и более раза выше регионального фонового уровня, равного для свинца 0,0144±0,0067 мг/дм³, и марганца в 1,1 и более раза выше регионального фонового уровня, равного для марганца 0,013±0,004 мг/дм³; при содержании в крови малонового диальдегида в пределах 2,31±0,09 - 2,51±0,10 мкмоль/см³; при значение ФУ менее 25-центиля и значении АКМ менее 25-центиля; при одновременном наличии продолжительности перемен между уроками менее 10 мин и уровне тревожности школьника по шкале «Проблемы и страхи в отношениях с учителями» более 4 баллов и по шкале «Страх не соответствовать ожиданиям окружающих» более 3 баллов; при снижении, по сравнению со среднесуточными нормами, потребления творога - на 57,6% и более и свежих овощей - на 85,1% и более; при одновременном увеличении потребления колбасных изделий на 71,9% и более, а также частоты занятий физкультурой и спортом менее 3 часов в неделю, делают заключение о высокой степени вероятности формирования у школьников патологии эндокринной системы в виде ожирения, связанной с сочетанным комплексным воздействием таких факторов окружающей среды, как марганец, свинец и толуол, современного образовательного процесса, питания и образа жизни.

Поставленный технический результат достигается за счет следующего.

Территориальный уровень предполагает повышение контроля над качеством среды и соблюдением санитарно-эпидемиологических требований к условиям обучения в общеобразовательных организациях. На локальном уровне предусматривается коррекция элементов педагогического процесса и условий, его обеспечивающих, обеспечение информационно-практического взаимодействия отделений организации медицинской помощи школьникам в образовательных организациях с медицинскими организациями, обслуживающими несовершеннолетних по территориально-участковому принципу, организация межведомственного взаимодействия учреждений здравоохранения и Роспотребнадзора в реализации мероприятий по охране здоровья обучающихся, дополнение перечня исследований при проведении профилактических осмотров несовершеннолетних, реализация на базе медицинских кабинетов школ коллективных программ профилактики школьно-обусловленной патологии.

Такие токсиканты, как свинец, марганец и толуол, оказывают неблагоприятное воздействие на формирование нарушений эндокринной системы, что может проявляться у школьников в виде ожирения и возникновения избыточной массы тела. Это обусловлено тем, что эндокринная система, наряду с центральной нервной системой (ЦНС), почками, печенью и гемопоэзом, является критическим органом и системой при хроническом ингаляционном воздействии свинца и марганца. Эффектом негативного воздействия данных металлов является активизация процессов перекисного окисления липидов клеточных мембран, нарушение метаболизма липидов, снижение энергетического баланса клетки, обусловленного функциональными изменениями в митохондриях.

Одной из молекулярных мишеней воздействия тяжелых металлов (свинец, марганец) служит система перекисного и свободно-радикального окисления липидов и белков. В результате активации образуются активные свободно-радикальные формы, повреждающие проницаемость клеточных мембран и нарушающие их структуру, с формированием токсичных продуктов распада ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав фосфолипидов клеточных мембран (малоновый диальдегид, перекиси и гидроперекиси липидов и др.), развивается дефицит функциональных резервов клетки. Эффектом инициации процесса свободно-радикального окисления является нарушение функции митохондрий, приводящее к снижению продукции макроэргов, электролитным нарушениям и изменению мембранного потенциала клетки.

Характерной особенностью ароматических углеводородов (толуол) является высокая повреждающая способность при длительном внешнесредовом поступлении в организм даже в концентрациях, не превышающих гигиенические нормативы. Эндокринные нарушения при хроническом ингаляционном воздействии толуола характеризуются гипофункцией коры надпочечников с изменением гипоталамической регуляции. В процессе биотрансформации гомологов бензола, в т.ч. толуола, образуются агрессивные метаболиты (ареноксиды), которые формируют ковалентные связи с нуклеофильными структурами клеток, активирующие перекисное окисление липидов биологических мембран, что является пусковым звеном в развитии патологических нарушений.

Определение уровня малонового диальдегида в пробе крови для целей прогнозирования вызвано тем, что данный продукт окисления липидов служит маркером окислительного стресса в организме, являющегося неотъемлемой составляющей патогенеза ожирения. Окислительный стресс оказывает стимулирующее влияние на пролиферацию и дифференцировку преадипоцитов, увеличение размеров адипоцитов, а также на продукцию активных форм кислорода, активирующих центр голода в гипоталамусе.

Фазовый угол (ФУ) характеризует физическую работоспособность и тренированность человека, а активная клеточная масса (АКМ) - содержание метаболически активных тканей в организме и является значимой характеристикой интенсивности обменных процессов.

Благодаря расширению в предлагаемом способе прогностических информационных показателей (одновременное использование токсикологических, инструментальных и лабораторных показателей, образа жизни, особенности питания и образовательного процесса) и одновременно с сочетанным наличием химических токсикантов - марганец, свинец, толуол, в пробе крови и будет обеспечена достоверность оценки влияния как указанных токсикантов, так и других факторов, на возможное развитие указанной патологии.

Клиническая значимость предлагаемых прогностических и диагностических критериев доказана методом корреляционно-регрессионного анализа, а также доказана дополнительная информационная связь изменений указанных совокупных критериев с превышением в крови над фоновым уровнем содержания в крови марганца, свинца и толуола, что делает предлагаемый способ точным и достоверным.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что поставленный технический результат обеспечивается за счет совокупности всех операций предлагаемого способа, их последовательности и режимов его реализации.

При реализации предлагаемого способа осуществляют следующие операции в нижеуказанной последовательности:

- проводят отбор детей-школьников, например, 6-9 классов, проживающих на территории с неблагополучными условиями окружающей среды;

- производят отбор пробы крови у школьника и проводят клиническое обследование по следующим критериям: определяют токсикологические (содержание марганца, свинца и толуола), лабораторные (уровень малонового диальдегида в пробе крови) и инструментальные (значение фазового угла (ФУ) и значение активной клеточной массы (АКМ)) показатели, а также диагностические критерии, касающиеся современного образовательного процесса школьника (продолжительность перемен между уроками и уровень тревожности школьника по шкале «Проблемы и страхи в отношениях с учителями» и по шкале «Страх не соответствовать ожиданиям окружающих» по школьному тесту Филлипса), питания школьника (потребление творога, свежих овощей и колбасных изделий) и образа жизни (частота и кратность занятий физкультурой и спортом).

- делают заключение о высокой степени вероятности формирования у школьников патологии эндокринной системы в виде ожирения, связанной с сочетанным комплексным воздействием таких факторов окружающей среды, как марганец, свинец и толуол, современного образовательного процесса, питания и образа жизни, в том случае, если школьник одновременно характеризуется следующими маркерами:

а) при наличии в крови у школьника толуола; при содержании в пробе крови школьника свинца в 1,6 и более раза выше регионального фонового уровня, равного для свинца 0,0144±0,0067 мг/дм³ и марганца в 1,1 и более раза выше регионального фонового уровня, равного для марганца 0,013±0,004 мг/дм³;

б) при содержании в крови малонового диальдегида в пределах 2,31±0,09 - 2,51±0,10 мкмоль/см³;

в) при значение ФУ менее 25-центиля и значении АКМ менее 25-центиля;

г) при одновременном наличии продолжительности перемен между уроками менее 10 мин и уровне тревожности школьника по шкале «Проблемы и страхи в отношениях с учителями» более 4 баллов и по шкале «Страх не соответствовать ожиданиям окружающих» более 3 баллов;

д) при снижении, по сравнению со среднесуточными нормами, потребления творога - на 57,6% и более и свежих овощей - на 85,1%) и более; при одновременном увеличении потребления колбасных изделий на 71,9%) и более (среднесуточные нормы продуктов питания для школьников установлены в Методических рекомендациях №0100/8604-07-34 «Рекомендуемые среднесуточные наборы продуктов для питания детей 7-11 и 11-18 лет» (утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека от 24.08.2007 г.);

е) а также частоты занятий физкультурой и спортом менее 3 часов в неделю.

На основании полученных результатов делается вывод, что такой школьник нуждается в дополнительном наблюдении и проведении специализированных медико-профилактических мероприятий, (например, в повышении частоты медицинских осмотров и клинико-функциональных исследований, консультации эндокринолога и других специалистов).

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

Оценка уровня и характера тревожности проводились по тесту школьной тревожности Филлипса. Тест Филлипса выполнялся с использованием компьютерного комплекса для психофизиологического тестирования "НС-Психотест" («Нейрософт», Россия, зав. номер 0384UX). Тест предназначен для выявления уровня и характера тревожности, связанной со школой, и в данном случае направлен на диагностику эмоционального и социального аспектов психологического здоровья. Тест содержит 58 вопросов, на каждый из которых подростку необходимо однозначно ответить «Да» или «Нет». По результатам теста определялись показатели «Общая тревожность в школе», «Переживание социального стресса», «Фрустрация потребности в достижении успеха», «Страх самовыражения», «Страх не соответствовать ожиданиям окружающих», «Низкая физиологическая сопротивляемость стрессу», «Проблемы и страхи в отношениях с учителями» в баллах. Далее выявляли достоверную взаимосвязь вероятности формирования заболевания эндокринного характера в виде ожирения с указанными видами тревожности.

Для доказательства правомерности применяемых в предлагаемом способе прогностических показателей и диагностических критериев был использован корреляционный анализ между полученными показателями и содержанием марганца, свинца и толуола в крови школьника с использованием модели логистической регрессии, согласно которой рассчитывают вероятность негативного изменения маркера ответа организма (вышеуказанные показатели) при воздействии на организм маркера экспозиции (указанных токсикантов: марганца, свинца, толуола). Выявление и оценка связи между изменением показателей и критериев у школьников и концентрацией марганца, свинца и толуола в крови выполняется на основании расчета показателя отношения шансов (OR) и его доверительного интервала (DI). Критерием наличия связи «концентрация марганца, свинца, толуола в крови - показатель ответа» является 0R≥1. Обоснование маркеров ответа осуществляется на основании оценки параметров зависимости изменения показателя отношения шансов от концентрации марганца, свинца, толуола 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.

Пример конкретной реализации предлагаемого способа. Предлагаемый способ был реализован со школьниками 6-9 классов двух муниципальных автономных общеобразовательных учреждений (МАОУ) с различными образовательными программами и с различным территориальным расположением.

Группа сравнения из 146 школьников, в т.ч. 86 девочек и 60 мальчиков (59 и 41%, соответственно): МАОУ «Лицей», расположенный в центре города, вдали от промышленных предприятий.

Группа наблюдения из 193 школьников, в т.ч. 112 девочек и 81 мальчик (58 и 42%, соответственно): МАОУ «Средняя образовательная школа» (СОШ), расположенная в промышленном районе города.

Обе группы были сопоставимы по возрасту, тендерному и этническому составу, социально-экономическому уровню семьи (р>0,05).

Оценка качества воздуха помещений указанных школьных учреждений показала, что в воздухе предметных кабинетов группы наблюдения (при кабинетной системе обучения) среднее содержание свинца, марганца и толуола в воздухе в 1,3-12,4 раза превышало аналогичные показатели учебных помещений группы сравнения (р<0,05).

В атмосферном воздухе территории МАОУ «СОШ» (группа наблюдения) установлено присутствие свинца (0,000020±0,000004 мг/м³), марганца 0,000183±0,000038 мг/м³ и толуола (0,0827±0,0116 мг/м³), концентрации которых превышали в 3,1-15,2 раза показатели в атмосферном воздухе территории МАОУ «Лицей» (группа сравнения), а по марганцу - в 3,66 раза RfC (р<0,05).

В ходе проведенных химико-аналитических исследований было установлено, что среднегрупповые концентрации свинца в крови детей группы наблюдения превышали в 1,9-2,2 раза показатели группы сравнения; по марганцу доля проб с повышенным содержанием металла была установлена у каждого третьего школьника группы наблюдения (р<0,05), а по толуолу содержание в крови группы наблюдения было в 1,2-1,8 раза выше показателей группы сравнения (от 0,00047±0,00017 до 0,00065±0,00015 мг/дм³ группы наблюдения, против от 0,00034±0,00014 до 0,00042±0,00015 мг/дм³ группы сравнения, р<0,0001-0,003).

Данные о содержании указанных металлов в крови школьников группы наблюдения и группы сравнения приведены в таблице 2.

На основании моделирования причинно-следственных связей установлены статистически значимые зависимости содержания марганца, свинца и толуола в крови от индивидуальной поступившей дозы из воздуха учебных помещений (коэффициент детерминации R²=0,13-0,66; критерий Фишера 31,97≤F≤603,60; вероятность р≤0,00001) (таблица 3).

Данные о частоте встречаемости отклонений у школьников группы наблюдения и группы сравнения, а также об установленном относительном риске (OR) встречаемости диагностических показателей и прогностических критериев, ассоциированных с воздействием свинца, марганца и толуола техногенного происхождения, приведены в таблице 4.

При оценке соответствия продуктового набора, сформированного у школьников группы наблюдения, рекомендуемым среднесуточным наборам продуктов для питания детей школьного возраста, установлено достоверное снижение потребления во всех возрастных группах творога в 2,4-3,8 раза (р<0,0001) (на 57,6-74,0%), овощей свежих - в 6,7-8,6 раза (р<0,0001) (на 85,1-88,4%); избыточное потребление колбасных изделий в 1,7-3,0 раза (р<0,0001-0,008) (на 71,9-196,6%) относительно рекомендуемого среднесуточного набора пищевых продуктов для обучающихся общеобразовательных учреждений.

Приверженность к спорту выше у группы сравнения: большинство (47,3%) занимаются физкультурой и спортом 4-5 раз в неделю, в то время как большинство учащихся группы наблюдения (70,4%) - 2 раза в неделю. Ежедневные физические нагрузки имеют 13,2% школьников группы сравнения, что в 4,7 раза выше показателя в группе наблюдения (2,8%). Большинство учащихся группы наблюдения (76,0%) занимается физкультурой, спортом менее 3 раз в неделю, в то время как у 60,5% школьников группы сравнения физическая активность отмечена 4 раза в неделю.

Таким образом, результаты исследования, приведенные в таблице 4, показывают, что вероятность предрасположенности школьников к патологии эндокринной системы в виде ожирения является высокой в том случае, если одновременно присутствуют следующие обстоятельства:

- при наличии в крови у школьника толуола, при его отсутствии в норме; при содержании в пробе крови школьника свинца в 1,6 раза и более выше регионального фонового уровня, равного для свинца 0,0144±0,0067 мг/дм³ и марганца в 1,1 и более раза выше регионального фонового уровня, равного для марганца 0,013±0,004 мг/дм³;

- при содержании в крови малонового диальдегида в пределах 2,31±0,09 - 2,51±0,10 мкмоль/см³;

- при значении фазового угла менее 25-центиля и значении АКМ менее 25-центиля;

- при одновременном наличии продолжительности перемен между уроками менее 10 мин и уровне тревожности школьника по шкале «Проблемы и страхи в отношениях с учителями» более 4 баллов и по шкале «Страх не соответствовать ожиданиям окружающих» более 3 баллов;

- при снижении, по сравнению со среднесуточными нормами, потребления творога - на 57,6% и более и свежих овощей - на 85,1% и более; при одновременном увеличении потребления колбасных изделий на 71,9% и более,

- а также частоты занятий физкультурой и спортом менее 3 часов в неделю.

Установленные причинно-следственные закономерности, а также вышеуказанные показатели являются целевыми для мероприятий диагностической и профилактической направленности. Профилактические мероприятия территориального, локального и персонального уровня разработаны с учетом ключевых звеньев патогенеза заболеваний, связанных с особенностями комплексного воздействия факторов окружающей среды, современного образовательного процесса, питания и образа жизни обучающихся:

Предлагаемый способ может быть использован специалистами территориальных органов и организаций Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в целях повышения качества исполнения государственных функций в части разработки и реализации мер, направленных на устранение и профилактику негативных последствий влияния факторов риска окружающей, образовательной среды и образа жизни на здоровье школьников.

Для обоснования точности и достоверности предлагаемого способа прогнозирования было проведено катамнестическое наблюдение за рядом школьников. Ниже приведены два примера.

Пример 1. Школьница в возрасте 12 лет проживает в условиях длительной экспозиции неблагоприятных химических факторов (химико-аналитическое исследование качества атмосферного воздуха в течение 3 лет показало постоянное присутствие толуола, свинца, содержание марганца превышало RfC в 3,7 раза). Подросток учится в 6 классе средней общеобразовательной школы. На основе анализа данных акта плановой выездной проверки Федеральной службы Роспотребнадзора установлено, что продолжительность малых перемен составляет 5 минут. У школьницы, согласно данным анкеты, невысокая приверженность спорту: занятиям отводится 2 часа в неделю. При диагностике эмоционального и социального аспектов психологического здоровья, выполненной с применением теста школьной тревожности Филлипса, уровень тревожности по фактору «Проблемы и страхи в отношениях с учителями» составил 6 баллов, по фактору «Страх не соответствовать ожиданиям окружающих» - 5 баллов. В среднесуточном продуктовом наборе содержание творога не превысило 25,2±7,1 г (ниже нормы на 59%), свежих овощей 44,8±12,7 г (ниже нормы на 88,8%), колбасных изделий 34,4±11,5 г (увеличение по сравнению с нормой на 72,3%)). У девочки была взята проба венозной крови, в которой определили следующие данные: содержание толуола - 0,00057 мг/дм³, свинца - 0,0245 мг/дм³ (выше регионального фонового в 1,7 раза), марганца 0,0156 мг/дм³ (выше регионального фонового в 1,2 раза; в плазме: малонового диальдегида - 2,33 мкмоль/см³. По результатам выполненного биоимпедансного исследования состава тела значения ФУ и АКМ соответствовали коридору между 10 и 25 центилями. Через 2,5 года у девочки проявилось заболевание «Ожирение неуточненное» (SDS ИМТ=2,7) (по МКБ-10 - Е 66.9), которое относится к одной из нозологий класса IV «Болезни эндокринной системы, расстройства питания и нарушения обмена веществ». Диагноз установлен с учетом индекса массы тела (ИМТ), анамнеза, объективных данных и результатов лабораторной диагностики. Указанный пример доказывает достоверность предлагаемого способа.

Пример 2. Мальчик, возраст 14 лет, проживает в течение 4 лет в условиях длительной экспозиции неблагоприятных химических факторов (при химико-аналитическом исследовании качества атмосферного воздуха установлено постоянное присутствие толуола, свинца, содержание марганца превышало RfC в 3,75 раза). В расписании звонков для 8 класса средней общеобразовательной школы, в котором учится подросток, продолжительность малых перемен составляет 5 минут, что является нарушением требований действующего санитарного законодательства. Мальчик посвящает занятиям спортом и физической культуры не более 2 часов в неделю. При анализе результатов выполненного теста школьной тревожности Филлипса, уровень тревожности по шкале «Проблемы и страхи в отношениях с учителями» составил 5 баллов, по шкале «Страх не соответствовать ожиданиям окружающих» - 4 балла. Фактическое содержание творога в среднесуточном продуктовом наборе учащегося составило 14,3±7,1 г (менее нормы на 76,2%), свежих овощей 39,3±13,8 г (менее нормы на 90,2%), колбасных изделий 51,2±15,2 г (увеличение по сравнению с нормой на 156%). В пробе венозной крови установлено содержание толуола - 0,00044 мг/дм³, свинца - 0,0266 мг/дм³ (выше регионального фонового в 1,85 раза), марганца - 0,0149 мг/дм³ (выше регионального фонового в 1,15 раза); в плазме: малонового диальдегида - 2,51 мкмоль/см³. По результатам выполненного биоимпедансного исследования состава тела значения ФУ и АКМ соответствовали коридору между 10 и 25 центилями. Через 2 года у подростка сформировалось заболевание «Конституционально-экзогенное ожирение (SDS ИМТ=3,0). Дислипидемия. Нарушение толерантности к глюкозе» (SDS ИМТ=2,7), которое относится к одной из нозологий класса IV Болезни эндокринной системы, расстройства питания и нарушения обмена веществ (по МКБ-10 - Е 66.0 Ожирение, обусловленное избыточным поступлением энергетических ресурсов). Диагноз установлен с учетом индекса массы тела (ИМТ), анамнеза, объективных данных и результатов лабораторной диагностики. Указанный пример доказывает достоверность предлагаемого способа.

Также были проведены исследования на примерах школьников, у которых были установлено наличие не полного спектра применяемых в предлагаемом способе диагностических маркеров, а только ряда отклонений вышеуказанных показателей, повышающих риск возникновения болезни эндокринного характера в виде ожирения. Наблюдения за этими школьниками показали, что в течение 2 лет у них не проявилась патология эндокринной системы в виде ожирения. Данные приведены в таблице 5.

Данные, приведенные в таблице 5, показывают, что в случае отсутствия у школьника одновременно всех токсикологических, лабораторных и инструментальные прогностических показателей, а также наличия диагностических критериев, касающихся современного образовательного процесса, питания и образа жизни, предусмотренных предлагаемым способом, вероятность формирования болезни эндокринного характера в виде ожирения отсутствует.

Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии, эндокринологии. В пробе крови школьника определяют содержание марганца (Mn), свинца (Pb) и толуола, малонового диальдегида (МДА). Определяют значение фазового угла (ФУ) и значение активной клеточной массы (АКМ). Устанавливают продолжительность перемен между уроками и уровни тревожности школьника по шкале Проблемы и страхи в отношениях с учителями (ПСОУ) и Страх не соответствовать ожиданиям окружающих (СНСОО). Устанавливают потребление творога (Т), свежих овощей (СО) и колбасных изделий (КИ). Определяют частоту и кратность занятий физкультурой и спортом (Ф). При наличии у школьника одновременно следующих отклонений: наличие в крови у школьника толуола; при содержании Pb в 1,6 и более раз выше регионального фонового уровня и Mn в 1,1 и более раз выше регионального фонового уровня, при содержании в крови МДА в пределах 2,22-2,61 мкмоль/см³, а также при одновременном значении ФУ менее 25 центиля и значении АКМ менее 25 центиля; наличии продолжительности перемен между уроками менее 10 мин и уровне тревожности школьника по шкале ПСОУ более 4 баллов и по шкале СНСОО более 3 баллов и при снижении, по сравнению со среднесуточными нормами, потребления Т на 57,6% и более и СО на 85,1% и более, при одновременном увеличении потребления КИ на 71,9% и более, а также частоте занятий Ф менее 3 ч в неделю делают заключение о высокой степени вероятности формирования у школьников ожирения. Способ обеспечивает повышение достоверности оценки вероятности формирования у школьников патологии эндокринной системы в виде ожирения, связанной с сочетанным комплексным воздействием таких факторов окружающей среды, как марганец, свинец и толуол, современного образовательного процесса, питания и образа жизни. 5 табл., 2 пр.

Способ оценки вероятности формирования у школьников патологии эндокринной системы в виде ожирения, связанной с сочетанным комплексным воздействием таких факторов окружающей среды, как марганец, свинец и толуол, современного образовательного процесса, питания и образа жизни, согласно которому определяют токсикологические, лабораторные и инструментальные прогностические показатели, а также определяют диагностические критерии, касающиеся современного образовательного процесса, питания и образа жизни, при этом в качестве токсикологических показателей в пробе крови школьника определяют содержание марганца, свинца и толуола, в качестве лабораторных показателей определяют уровень малонового диальдегида в пробе крови, в качестве инструментальных показателей определяют значение фазового угла (ФУ) и значение активной клеточной массы (АКМ), в качестве критериев, касающихся современного образовательного процесса школьника, устанавливают продолжительность перемен между уроками и уровни тревожности школьника по шкале Проблемы и страхи в отношениях с учителями и по шкале Страх не соответствовать ожиданиям окружающих, в качестве критериев, касающихся питания школьника, устанавливают потребление творога, свежих овощей и колбасных изделий, а в качестве критериев, касающихся образа жизни, определяют частоту и кратность занятий физкультурой и спортом, и при наличии у школьника одновременно следующих отклонений: при наличии в крови у школьника толуола, при его отсутствии в норме; при содержании в пробе крови школьника свинца в 1,6 и более раз выше регионального фонового уровня, равного для свинца 0,0077-0,0211 мг/дм³, и марганца в 1,1 и более раз выше регионального фонового уровня, равного для марганца 0,009-0,017 мг/дм³; при содержании в крови малонового диальдегида в пределах 2,22-2,61 мкмоль/см³; при значение ФУ менее 25 центиля и значении АКМ менее 25 центиля; при одновременном наличии продолжительности перемен между уроками менее 10 мин и уровне тревожности школьника по шкале Проблемы и страхи в отношениях с учителями более 4 баллов и по шкале Страх не соответствовать ожиданиям окружающих более 3 баллов; при снижении, по сравнению со среднесуточными нормами, потребления творога на 57,6% и более и свежих овощей на 85,1% и более; при одновременном увеличении потребления колбасных изделий на 71,9% и более, а также частоте занятий физкультурой и спортом менее 3 ч в неделю делают заключение о высокой степени вероятности формирования у школьников патологии эндокринной системы в виде ожирения, связанной с сочетанным комплексным воздействием таких факторов окружающей среды, как марганец, свинец и толуол, современного образовательного процесса, питания и образа жизни.