Биомаркеры неканцерогенных негативных эффектов со стороны центральной нервной системы у детей в зоне влияния источников выбросов алюминиевого производства

Введение. Приоритетным показателем влияния химических факторов среды обитания на здоровье населения России является зостав  во многом определяется региональными особенностями производства.

Материал и методы. Проведена сравнительная гигиеническая оценка качества атмосферного воздуха территории с размещением алюминиевого производства и территории без аналогичных источников выбросов, проведено химико-аналитическое и клинико-лабораторное обследование 35 детей с оценкой негативных эффектов со стороны  при воздействии.

Результаты. В условиях существующего качества атмосферного воздуха селитебной территории в зоне влияния алюминиевого производства, формирующего аэрогенную экспозицию веществ (алюминия и марганца), обладающих однонаправленным негативным действием на ЦНС, на уровне 0,0015 г/(кг ∙ сут) доля алюминия составляет 93,3 %, что свидетельствует о его преимущественном воздействии на население. У детей группы наблюдения 1 установлено повышенное содержание в 3,1 раза алюминия в моче относительно подгруппы наблюдения 2 и в 6,9 раза относительно группы сравнения (р = 0,0001). Обоснована концентрация алюминия в качестве маркера ингаляционной экспозиции, а его величина более 0,053 мг/дм³ в моче может свидетельствовать о повышенной опасности нейротоксического воздействия. Установлена повышенная распространённость (в 1,6–5,5 раза) негативного эффекта со стороны ЦНС в виде астено-вегетативного синдрома как предиктора синдрома дефицита внимания с гиперактивностью, доказано связанного с аэрогенным воздействием алюминия. У детей с повышенным содержанием алюминия в моче относительно референтного уровня выявлены отклонения лабораторных показателей и показателей, доказано связанных с повышенной концентрацией алюминия в моче, относительно детей группы сравнения: повышение уровня нейронспецифической енолазы в сыворотке крови, свидетельствующее об увеличении активности процессов повреждения гематоэнцефалического барьера; повышение содержания глутаминовой кислоты в 1,3 раза, характеризующее нарушение баланса нейромедиаторов центральной нервной системы; снижение уровня фосфора в сыворотке крови, отражающее антагонистическое влияние алюминия с последующим повышением уровня ионизированного кальция в крови. Вклад алюминия в отклонение биохимических и функциональных показателей от физиологической нормы составил от 10 до 58 %. На основании последовательной цепочки достоверных зависимостей обоснован комплекс биомаркеров астено-вегетативного синдрома и синдрома дефицита внимания с гиперактивностью, ассоциированных с повышенным содержанием алюминия в моче, включающий глутаминовую кислоту, нейронспецифическую энолазу, фосфор.

1. Оценка влияния факторов среды обитания на здоровье населения Иркутской области. Информационно-аналитический бюллетень за 2015 год. Иркутск; 2015.

2. Багрянцева О.В., Шатров Г.Н., Хотимченко С.А., Бессонов В.В. [и др.]. Алюминий: оценка риска для здоровья потребителей при поступлении c пищевыми продуктам. Анализ риска здоровью. 2016; 1 (13): 59-68.

3. Roßbach B., Buchta M., Csanády G.A., Filser J.G., Hilla W., Windorfer K., Stork J, Zschiesche W., Gefeller O., Pfahlberg A., Schaller K.H., Egerer E., Pinzón L.C., Letzel S. Biological monitoring of welders exposed to aluminium. Toxicology Letters. 2006; 162: 239-45

4. Шугалей И.В., Гарабаджиу А.В., Илюшин М.А., Судариков А.М. Некоторые аспекты влияния алюминия и его соединений на живые организмы. Экологическая химия. 2012; 21(3):172-186

5. Deloncle R., Guillard О, Clanet F., Courtois P., Piriou A. Aluminum transfer as glutamate complex through blood-brain barrier. Possible implication in dialysis encephalopathy. Biological Trace Element Research. 1990; 25: 39-45.

6. Levesque L, Mizzen CA, McLachlan DR, Fraser PE. Ligand specific effects on aluminum incorporation and toxicity in neurons and astrocytes. Brain Research. 2000; 877: 191-202.

7. Yokel R., The toxicology of aluminum in the brain. Neurotoxicology. 2000; 21(5): 813-829.

8. Дубинина Е.Е., Щедрина Л.В., Незнанов Н.Г., Залуцкая Н.М. и др. Окислительный стресс и его влияние на функциональную активность клеток при болезни Альцгеймера. Биомедицинская химия. 2015; 61 (1): 57-69

9. Halliwell B., Packer L., Prilipco L., Christen Y. eds Reactive Oxygen Species and the Central Nervous System. In: Free Radical in the Brain. Aging, Neurological and Mental Disorders. Berlin., N. Y., London.; Springer-Verlag; 1992

10. Гресь Н.А. Слобожанина Е.И., Гузик Е. Элементоз избытка алюминия. LAP Lambert Academic Publishing; 2014

11. Hynd, M., Scott, H.L., Dodd, P.R. Glutamate-mediated excitotoxicity and neurodegeneration in Alzheimer’s disease. Neurochemistry International. 2004; 45(5): 583-95

12. Тиц Н.У., ред. Клиническое руководство по лабораторным тестам. М.: ЮНИМЕД-пресс; 2003

13. Nicholas D.P., Thomas V.O. eds. Managing Health in the Aluminium Industry. Canada; 1997

14. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1998.

15. Флетчер Р., Флетчер С., Вагнер Э. Клиническая эпидемиология: Основы доказательной медицины. М.: Медиа Сфера;1998.

16. Зайцева Н.В., Землянова М.А., Жданова-Заплесвичко И.Г., Клейн С.В. Оценка аэрогенного воздействия приоритетных химических факторов на здоровье детского населения в зоне влияния предприятий по производству алюминия // Экологические проблемы современности: выявление и предупреждение неблагоприятного воздействия антропогенно детерминированных факторов и климатических изменений на окружающую среду и здоровье населения: мат. Междунар. Форума Научного совета РФ по экологии человека и гигиене окружающей среды. - Москва, 14-15 декабря 2017 г. - С. 168-171.

17. Астахин А.В., Евлашева О.О., Левитан Б.Н. Клиническое и диагностическое значение основного белка миелина и нейронспецифической енолазы в медицинской практике. Клиническая медицина. 2016; 11(4): 9-13.

18. Flaten T. Aluminium as a risk factor in Alzheimer’s disease, with emphasis on drinking water. Brain Research Bulletin. 2001; 55(2):187-196

19. Абдурасулова И.Н, Клименко В. М. Роль иммунных и глиальных клеток в процессах нейродегенерации. Медицинский академический журнал. 2011; 11(1): 12-29.

20. Пуголовкин К.А., Домбровская Е.А. Показатели нейрон-специфической енолазы и белка S100 в крови при некоторых формах симптоматической эпилепсии у детей как отражение дисрегуляционной патологии центральной нервной системы. Consilium Medicum. 2017; 2.3: 23-27.

21. Roth F., Draguhn A. GABA Metabolism and Transport: Effects on Synaptic Efficacy. Neural Plasticity. 2012; Article ID 805830, 12. https://doi.org/10.1155/2012/805830