Особенности течения и диагностики йоддефицитных заболеваний у детей, проживающих на территории санитарно-гигиенического неблагополучия

Проблема развития различных состояний и заболеваний, связанных с недостаточным поступлением йода в организм, признана ВОЗ значимой для почти 2 млрд жителей нашей планеты. Около 740 млн людей уже имеют те или иные проявления йоддефицита (в том числе эндемический зоб), а 42 млн страдают от его крайнего проявления - умственной отсталости (кретинизма).

Согласно данным Роспотребнадзора в 2009 г. из 41321 исследованных на содержание йода пищевых проб не соответствуют гигиеническим нормативам 1053 (2,5 %) (в том числе в импортируемой соли из исследованных 15113 проб - 256 (1,7 %) проб). Особенно высокий процент неудовлетворительных проб обнаружен на предприятиях, выпускающих йодированную соль (9,6 %) [51, 54].

Проблема развития ЙДЗ заключается в том, что в настоящее время с пищей и водой человек не получает достаточного количества йода, необходимого для нормального функционирования щитовидной железы (ЩЖ). Кроме того, в отличие от недостаточности основных компонентов питания (белков, жиров и углеводов), дефицит йода длительное время не имеет внешне выраженных проявлений («скрытый голод») [34, 41, 81, 119, 125].

Йод является составной частью молекул гормонов щитовидной железы (тироксина - Т3 и трийодтиронина - Т4), поэтому длительное нахождение детей в условиях природного йодного дефицита может сопровождаться нарушением тиреоидного гормоногенеза с развитием гипофункции щитовидной железы [52, 68, 91,100, 101].

Недостаточность поступления йода в организм приводит к развертыванию цепи последовательных приспособительных процессов, направленных на поддержание нормального синтеза и секреции гормонов щитовидной железы. Однако если дефицит этих гормонов сохраняется достаточно долго, то происходит срыв механизмов адаптации с последующим снижением синтеза тиреоидных гормонов и развитием заболеваний, обусловленных дефицитом йода [20, 21, 91, 93, 94, 97]. Таким образом, адекватное поступление йода является необходимым этапом физиологического синтеза и секреции гормонов ЩЖ, которые влияют на энергетический, углеводный, жировой обмен, иммунные механизмы, рост, психическое, половое развитие, адаптацию, словом, на качество жизни человека [20, 21, 27, 78, 103].

Недостаточный синтез тиреоидных гормонов, вызванный дефицитом йода у плода и в раннем детском возрасте, может привести к необратимому снижению умственного развития, слуха, зрительной памяти. У женщин нарушается репродуктивная функция, увеличивается количество выкидышей и мертворожденных, повышается перинатальная и детская смертность [78, 85, 106, 120]. На стадии формирования головного мозга и становления его функций дефицит йода влияет на развивающийся мозг плода и ребенка, дифференцировку тканей, особенно ЦНС, и приводит к врожденному дизонтогенезу высших психических функций [85, 120].

К наиболее известным нозологическим единицам, связанным с йодде- фицитом, относят раннюю и врожденную форму гипотиреоза с выраженным нарушением психоинтеллектуального развития - кретинизм и позднюю форму приобретенного гипотиреоза у подростков и взрослых - микседему. Многие случаи приобретенной микседемы имеют аутоиммунный характер [60, 78, 103].

Считается, что не менее 90 % случаев приобретенного гипотиреоза начинаются с явного или субклинического аутоиммунного хронического тиреоидита Хашимото. Наиболее характерная иммунопатологическая находка при данной форме тиреоидита - аутоантитела к тиреоидной перокси- дазе. Их титр коррелирует с тяжестью заболевания и нарушением гормональных функций железы [105, 107, 115].

По данным Эндокринологического научного центра, распространенность эндемического зоба у детей и подростков в центральной части России составляет 15-20 %, по отдельным регионам - значительно выше [28]. Выраженный дефицит йода обнаружен на Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке, распространенность зоба среди детей в Красноярском крае достигла 69 %, в республике Тува - 45-80 %, в Ханты-Мансийском округе - 37-39 %, в Удмуртии - 30 %, в Дагестане - 29-83 %, в Хабаровске - 57 %, в Кыргызстане от 20 до 70 % [9, 22, 28, 31, 34, 51].

Гиперплазия паренхимы щитовидной железы (зобная трансформация), начинается как компенсаторная реакция организма в ответ на недостаточное снабжение его тироксином, а при присоединении иммунопатологических процессов и нарушении морфофункциональной структуры приобретает зависимость от внешних факторов, и зоб становится постоянно прогрессирующим [6, 9, 11, 34, 65, 97].

У иммунокомпрометированных больных под действием струмогенных факторов возможно раннее присоединение патологии щитовидной железы и формирование более глубоких структурных изменений [8, 10, 80].

Зобная эндемия в современных условиях характеризуется значительной распространенностью во всех возрастных группах населения, сглаживанием половых различий, увеличением в детской популяции гипотиреоза, ухудшением показателей гомеостаза у новорожденных детей [22, 33, 28, 90, 122].

Возникающая патология широкого спектра вследствие недостаточного потребления йода вынудила с 1981 г. отказаться от термина «зоб», и было введено понятие «йоддефицитные заболевания». В настоящее время для обобщения всего спектра ЙДЗ пользуются классификацией Б. Хетцелея (Hetzel) 1983 г. с дополнениями [20, 21, 78, 103].

Работы последних 15-20 лет подтвердили, что даже начальные стадии заболеваний ЩЖ без явного нарушения её функции или с субклиническим гипотиреозом (диффузный нетоксический зоб, ювенильный зоб, эутиреоид- ная гиперплазия щитовидной железы) способны существенно влиять на общее состояние здоровья детей.

Негативные медико-социальные последствия йодного дефицита не ограничиваются ростом соматической заболеваемости и нарушением физического развития. Проведенные исследования свидетельствуют о выраженной тенденции к узлообразованию в щитовидной железе на фоне йодной недостаточности. Серьезность изменений в щитовидной железе на фоне йодного дефицита логично подтверждается данными статистики о заболеваемости детей раком щитовидной железы. Установлено, что заболеваемость раком щитовидной железы на территориях зобной эндемии у детей встречается чаще, чем в среднем по России. Особенно настораживают поздняя его диагностика и высокая доля низкодифференцированных злокачественных новообразований. Важно также отметить, что у 25 % пациентов рак развивается на фоне гипофункционального состояния щитовидной железы при наличии сформировавшейся тиреоидной патологии [95, 96, 112, 114, 117, 122].

Кроме того, в последние годы в условиях зобной эндемии у детей пубертатного возраста появилась устойчивая тенденция к росту аутоиммунного тиреоидита [2, 16, 28, 35, 64].

Влияние неблагоприятных санитарно-гигиенических факторов среды обитания на организм ребёнка многообразно и связано с развитием как ближайших, так и отдалённых последствий. Наравне с иммунной эндокринная система является наиболее чувствительной к влиянию промышленных экотоксикантов.

В работах многих исследователей установлено, что антропогенная нагрузка ведёт к угрозе репродукции человека, снижению интеллектуального потенциала населения, угнетению иммунобиологической реактивности, росту частоты аллергических заболеваний, хронических воспалительных процессов, аутоиммунной патологии, повышению онкогенного риска, снижению продолжительности жизни людей и в целом угрозе выживания человечества [1, 30, 37, 53, 67].

В структуре эндокринной патологии, обусловленной длительной экспозицией промышленных токсикантов, приоритетное первое место занимает патология щитовидной железы. Неблагоприятное воздействие техногенных факторов может наслаиваться на имеющийся на большинстве территорий Российской Федерации природный дефицит йода, при этом промышленные токсиканты - тяжелые металлы могут избирательно накапливаться в щитовидной железе, замещая недостаток йода [8, 56, 98].

При высокой техногенной нагрузке среды обитания зобная эндемия приобретает специфические черты [25, 41]. В условиях, когда организм подвергается воздействию преимущественно природного йодного дефицита без участия техногенных экотоксикантов, зобная трансформация формируется на фоне повышенной выработки тиреотропного гормона в гипофизе. Он стимулирует рост щитовидной железы за счет увеличения размеров и числа тиреоцитов, следствием чего является увеличение размеров щитовидной железы - зоб [100, 109, 110, 118, 123, 126].

На территориях сочетанного природно-техногенного воздействия формирование эндемического зоба обусловлено не только недостатком йода в окружающей среде, но и избытком/недостатком различных микроэлементов и антропогенным воздействием химических техногенных факторов органического и неорганического происхождения [8, 15, 40, 41, 42, 63, 67, 98].

Для территорий с техногенным загрязнением среды обитания характерны более высокая распространенность тиреоидной патологии не только среди школьников, но и среди детей раннего и дошкольного возраста, сглаживание половых различий (индекс Ленца - Бауэра не превышает 1:1,7) и значительная частота субклинического гипотиреоза [52, 68].

По данным из литературы целый ряд химических веществ и микроэлементов оказывает влияние на состояние тиреоидного гомеостаза: тяжелые металлы (хром, свинец, ртуть, марганец, ванадий), фенол, диоксины, токсические радикалы кислорода, серы, азота, селен, аммиак [8, 48, 56, 69, 98]. По данным научных исследований существует коррелятивная зависимость между распространением тиреоидной патологии и аномалиями содержания в окружающей среде фтора, брома, кальция, марганца, кобальта, стронция, цинка, меди, хрома, ртути, молибдена [15, 25, 40, 42, 62]. Находит подтверждение гипотеза о связи заболеваний щитовидной железы с дисбалансом металлов в почве, вызванным интенсивной техногенной нагрузкой [40, 42].

Работами Н.В. Зайцевой и М.А. Земляновой (2007 г.) доказано, что струмогенными факторами на йоддефицитных территориях, поддерживающими и усугубляющими степень выраженности зобной эндемии, является превышение содержания в организме выше референтных значений свинца,

хрома, марганца, никеля (1,5-5,0 раз), бензола, толуола, метанола, ацетона, ксилола (2-4 раза), при существующем дефиците эссенциальных микроэлементов (меди и цинка). Чувствительность к химических факторам тем выше, чем меньше возраст ребенка. Сочетание абсолютного йодного дефицита с йодной недостаточностью обуславливает низкую эффективность принятых в настоящее время массовых стандартных методов йодной профилактики [25, 57, 61, 66, 89].

В исследованиях Н.В. Зайцевой, К.П. Лужецкого (2010 г.) установлено, что антропогенное загрязнение и кумуляция в организме микроэлементов и промышленных токсикантов оказывают возможное прямое или опосредованное влияние на формирование особенностей йоддефицитных состояний и связанных с ними многочисленных соматических заболеваний у детей. Проведенная оценка динамики распространенности эндемического зоба на примере Пермского региона свидетельствует об удвоении частоты встречаемости эндемического зоба среди школьников-подростков за последние 20 лет и значительном возрастании процента эндемического зоба II и III степени. В ходе обследования детей допубертатного возраста увеличение щитовидной железы установлено у 46 % обследованных и субклинический гипотиреоз - у 10,2 % из них [42].

На территориях с комплексным воздействием струмогенных факторов к настоящему времени сложился блок медико-социальных последствий, связанных с ростом ассоциированной с зобом и гипотиреозом заболеваемости у детей, дисгармоничности физического развития, снижения интеллектуального уровня школьников, увеличением распространенности зоба у беременных, ухудшением состояния репродуктивного здоровья подростков и женщин репродуктивного возраста [9, 33, 68, 85, 120].

В исследованиях Н.В. Зайцевой, К.П. Лужецкого (2009 и 2010 гг.), проведенных в ФГУН «ФНЦ МПТ УРЗН Роспотребнадзора», на примере Пермского края доказано влияние характера антропогенной нагрузки на степень йодурии, отражающую тяжесть йоддефицитного состояния у детей. Так, территории с высокой аэротехногенной нагрузкой, обусловленной объектами нефтедобычи, нефтеперерабатывающей, химической промышленности являлись приоритетными по тяжести йоддефицитного состояния. Медиана йодурии у детей, проживающих на данных территориях, составляла 40,1 мкг/дм3, при этом у 25 % показатель снижался менее 20,0 мкг/дм3, что соответствовало средней тяжести йодного дефицита. Проживание на территориях с развитой нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и химиче- ской промышленностью (приложение, табл.1) обусловливало повышенные концентрации в биосредах организма ряда органических соединений, таких как бензол (с кратностью превышения референтных пределов в крови от 14,2 до 254 раз; в моче - от 2,6 до 19,5 раза); формальдегида (кратность превышения концентрации в крови по отношению к фоновому контролю 1,8—5,0 раз); ацетальдегида до 5,3 раза; были идентифицированы бутиловые спирты, о-, м-, п-ксилолы, не определяемые на территориях с отсутствием воздействия химических техногенных факторов [41, 42].

На территориях преимущественного размещения объектов металлургического производства экскреция йода с мочой составляла 72,5—60,4 мкг/дм3 соответственно, при этом выявлялось до 25 % детей с гиперплазией ЩЖ, что свидетельствует о наличии дополнительных факторов риска формирования тиреоидной патологии, в том числе за счет антропогенных химических токсикантов. В биосредах детей выявлялись повышенные уровни токсичных металлов (хром и свинец) и потенциально токсичных (марганец и никель) соединений на фоне дисбаланса эссенциальных микроэлементов (дефицит цинка и на отдельных территориях — меди) (приложение, табл. 2). Кратность превышения концентрации свинца по сравнению с референтным уровнем составляла 2,5 раза (1,1—6,1), хрома — 2,7 раза (1,1—7,4), никеля —

2,0 раза (1,0—4,9) раза, марганца — 1,3 раза (1,1—2,4), дефицит цинка по сравнению с физиологической нормой в среднем — 1,3 раза (1,1—1,6) (приложение, табл. 3, 4). В исследованиях М.А. Земляновой (2007 г.) установлено, что йоддефицит и контаминация биосред часто сочетались с дефицитом цинка. Среднегрупповые концентрации в крови данного эссенциального металла составляли 7,0 мкг/см3, что было в 1,7 раза ниже референтных значений [73].

Следует отметить, что на территориях с достаточным йодным обеспечением (медиана йодурии — 234,0 мкг/дм3) и стабильно высоким уровнем техногенного загрязнения среды обитания также диагностировались гиперплазия ЩЖ, но значительно реже (10 %). В крови детей регистрировались меньшие уровни и более однообразный спектр токсичных металлов. Кратность превышения фонового уровня по среднегрупповым концентрациям свинца в среднем составляла 1,65 раза (приложение, табл. 4).

Математическое моделирование закономерностей территориального распределения степени йодного дефицита, уровня техногенной нагрузки и распространенности заболеваний щитовидной железы позволяет рандомизировать 3 кластерные группы. Целесообразность выделения данных кластерных территорий была обусловлена необходимостью разработки дифференцированного подхода к проведению диагностики и профилактики йод- добусловленных заболеваний в детском возрасте [57, 61, 66, 88, 89]. Научно-методическое обоснование кластеризации территорий позволяет интерполировать данный метод для применения на территориях РФ с сочетанным неблагоприятным воздействием геотехногенных факторов.

В зависимости от степени йодного дефицита, выраженности морфофункциональных признаков поражения щитовидной железы и уровня промышленного загрязнения территории ранжируются на кластеры:

-кластер I - повышенная техногенная нагрузка с нормальным йодным обеспечением: медиана йодурии - 234 мкг/дм3, уровень контаминации биосред (свинец, хром, никель, марганец) в 5-10 раз превышает референтный предел, частота зоба и повышенный уровень ТТГ в крови - 12-13 %;

-кластер II - отсутствие техногенной нагрузки и легкий йодный дефицит: медиана йодурии - 58,7 мкг/дм3; уровень контаминации биосред соответствует референтному пределу, частота зоба и повышенного уровня ТТГ в крови - 6,3-6,5 %;

-кластер III - высокая техногенная нагрузка и умеренный йодный дефицит: медиана йодурии - 42,1 мкг/дм3; уровень контаминации биосред превышает референсный предел более чем в 10 раз. На данных территориях отмечается высокий уровень распространенности патологии щитовидной железы (до 32,14 %о) с максимальными показателями среди детей в возрасте 10-14 и 15-17 лет. В общей структуре распространенности йоддефицитных заболеваний щитовидной железы первые ранговые места занимают диффузный и многоузловой эндемический зоб (36 и 29 % соответственно), и на их долю приходится до 2/3 всей тиреоидной патологии. В то же время для детского населения приоритетным является диффузный эндемический зоб - 73 %, заметно опережающий по частоте встречаемости состояния, связанные с гипофункцией щитовидной железы (в том числе субклинический гипотиреоз) - 17 %, и тиреоидит - 7 %.

В исследованиях, проведенных в ФГУН «ФНЦ МПТ УРЗН Роспотребнадзора», определена комплексная гигиеническая оценка территорий повышенного риска формирования йоддефицитных заболеваний, обусловленных сочетанным воздействием природных и техногенных факторов (III кластер).

Данные территории характеризуются развитой промышленностью преимущественно металлургического профиля, с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха не только выбросами промышленных предприятий, но и автомобильным транспортом, доля которого составляет 28 % от общего выброса загрязняющих веществ. Валовый выброс загрязняющих веществ (более 80 наименований) в атмосферу от стационарных источников промышленных предприятий достигает в год до 25 тыс. т, в том числе I-II классов опасности (чрезвычайно и высокоопасные примеси) - соединения свинца, ванадия, хрома6+, марганца, алюминия, меди, бензол, толуол, этилбензол, бенз(а)пирен и др. Отмечаются превышения максимальной разовой ПДК по взвешенным веществам: пыли (5 ПДК); фториду водорода (1,5 ПДК); фенолу (3,8 ПДК); этилбензолу (2 ПДК); формальдегиду (1,1 ПДК); ксилолу (1,2 ПДК); толуолу (1,2 ПДК), среднесуточных ПДК по ванадию (1,5

13,0 раза), максимально разовых ПДК по марганцу (1,2-1,5 раза). Уровень загрязнения атмосферного воздуха соответствовал по стандартному индексу (взвешенные вещества) 3,6, ИЗА - 4,48.

При проведении натурных исследований работниками ФГУН «ФНЦ МПТ УРЗН» выявлено превышения ПДКмр. по оксиду углерода до 1,9 раза, диоксиду азота - до 4,8 раза, фенолу - до 2,6 раза, фториду водорода - до 1,5 раза, формальдегиду - до 2,7 раза. В осенний период в атмосферном воздухе зарегистрировано превышение ПДКмр.: до 23 раз этилбензола, до 1,5 раза - ксилолов и толуола. Среднегодовые концентрации (мг/м3) в атмосферном воздухе составляли: марганца и его соединений - 0,0009±0,0001, никеля - 0,0005±0,00007, свинца - 0,0003±0,00001, оксида хрома - 0,0007±0,00009, бензола - 0,05±0,009, толуола - 0,01±0,002, о-, м-, п-ксилолов - 0,15±0,01, формальдегида - 0,002±0,0007. Техногенная нагрузка по ряду тяжелых металлов (ванадия пятиокиси, марганцу и др.) достигала до 0,19 т/год на 1 км2 и до 0,62 кг/год/чел.

На территориях высокого риска формирования йоддефицитных заболеваний при сочетанном воздействии геотехногенных факторов отмечалось неудовлетворительное качество воды хозяйственно-бытового водоснабжения за счет увеличения повторяемости числа случаев превышения ПДК азота нитритного и кратности превышения ПДК соединений марганца (критический показатель загрязнения). Среднегодовые концентрации, превышающие ПДК, определены по железу - до 3 ПДК, марганцу - до 11 ПДК.

Вода, прошедшая предварительную подготовку и поступающая в разводящую сеть, по микробиологическому составу в ряде проб (8,7 %) не соответствовала СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода». Анализ содержания химических компонентов позволил выявить наличие в питьевой воде ванадия (0,00055-0,005 мг/дм3), хрома (0,0008-0,0093 мг/дм3), марганца (0,01- 0,03 мг/дм3), молибдена (0,003 мг/дм3) и других компонентов, концентрации которых ни в одной из исследованных проб не превышали ПДК.

При проведении комплексной гигиенической оценки качества среды обитания и идентификации опасности исследователями ФГУН ФНЦ МПТ УРЗН был установлен перечень химических веществ, представляющих опасность развития однонаправленных неблагоприятных эффектов со стороны тиреоидной системы при комбинированном и многосредовом поступлении в организм детей: хром6+, ванадий, свинец, марганец, медь, бензол, толуол, ксилол, этилбензол, фенол, метанол, формальдегид, ацетальдегид, фтористые соединения. При этом ингаляционный путь поступления загрязняющих веществ в организм являлся приоритетным.

Согласно литературным данным хром, обладая аллергизирующим и иммунодепрессивным воздействием, способен влиять на метаболизм тиреоидных гормонов, замещая йод и потенцируя дефицит цинка [56, 126, 127].

Свинец имеет выраженные общетоксические эффекты, а также способность негативно влиять на все звенья тиреоидного обмена: от прямого воздействия на клетки щитовидной железы и синтез тиреоидных гормонов до непосредственно гипоталамо-гипофизарных отношений [48, 56, 69, 128, 129].

Никель относится к группе металлов-аллергенов, оказывает цитотоксическое действие на тиреоциты и снижает йоднакопительную функцию щитовидной железы [48, 56, 69].

Марганец при избыточном поступлении в организм депонирует в тканях щитовидной железы и тем самым вытесняет из неё эндогенный йод.

В то же время дефицит цинка может способствовать накоплению металлов-токсикантов: кадмия, свинца, ртути, что негативно влияет на тиреоидный статус [48, 56, 69].

Дисбаланс меди в организме оказывает патогенное действие, модулируя аутоиммунные процессы, потенцирует активность гистаминазы, влияет на систему комплемента и реакцию гаптен-антитела, связывание иммунных комплексов с нейтрофилами, темпы фагоцитоза, миграцию и активность макрофагов [48, 56, 69].

Большинство экотоксикантов органической природы относятся к токсичным соединениям 1-2-го класса опасности. Контаминанты органической природы, такие как ароматические углеводороды, полициклические хлорсодержащие соединения, альдегиды, кетоны и спирты, обладают иммуно- и тиреотоксическим, сенсибилизирующим действием, угнетают SH-энзимы, блокируют органификацию йода в щитовидной железе, нарушают гипоталамическую регуляцию, способствуют аутоиммунным сдвигам в организме, нарушают функцию органов детоксикации [48, 56, 69].

Проживание детей с ЙДЗ на территориях, соответствующих III кластеру, способствовало кумуляции химических веществ в организме, патог- номичных для патологии щитовидной железы. Контаминация биосред у детей с ЙДЗ характеризовалась превышением фоновых и референтных показателей содержания хрома6+, свинца, никеля, марганца до 5 раз (р