Влияние факторов окружающей среды на физическое развитие и здоровье детей и подростков

Состояние окружающей среды часто является решающим фактором при формировании здоровья подрастающего поколения. Установлено, что факторы окружающей среды могут иметь прямые или опосредованные связи с нарушением состояния здоровья, поэтому многочисленными исследованиями подтверждается, что молодой организм в силу анатомо­физиологических особенностей наиболее чувствителен к различным факторам внешней среды [13, 131, 156, 169, 173, 183, 206, 207, 210].

Актуальность оценки факторов риска окружающей среды на здоровье детей и подростков обусловлена следующими аспектами проблемы:

1. Здоровье подрастающего поколения и качество окружающей среды является стратегическим фундаментом развития страны, т.к. медико­социальный статус молодёжи в будущем определит качество трудового, экономического, репродуктивного и оборонного потенциала страны.

2. Состояние здоровья молодых людей имеет непосредственное отношение к решению актуальнейшей для современной России задачи - демографической, т.е. проблемы воспроизводства физически, психически и социально благополучных россиян.

3. На формирование и сохранение здоровья, помимо медико­биологических и внешних факторов, большое влияние оказывает субъективный поведенческий фактор, так называемое здоровье сберегающее поведение, под которым понимают систему действий, направленных на формирование и сохранение здоровья, снижение заболеваемости и увеличения продолжительности жизни.

Как известно, по своей природе факторы окружающей среды подразделяются на физические, биологические и химические.

Физические факторы окружающей среды весьма разнообразны. Среди них можно выделить три большие группы - механические, электромагнитные и радиационные. Из всех физических факторов, потенциально опасных для здоровья в пределах городской среды, шум является наиболее значимым по количеству источников и степени воздействия на население, включая наиболее ее сенситивную часть - детей и подростков[18, 53, 188, 210].

Автор совместно с коллегами (2014) изучала уровни городского шума на расстоянии 2 м от здания школ. Были определены уровни эквивалентного и максимального шума около 155 школ, расположенных во всех 8-и округах г.Москвы.

Проведенные исследования показали, что практически во всех округах наблюдалось превышение ПДУ. Фактические уровни эквивалентного шума превышали ПДУ в среднем на 9.6 дБА при колебании этого показателя от 7.9 до 12.8 дБА. Уровни замеров максимального шума превышали ПДУ в среднем на 5.0 дБА при разбросе измерений возле школ от 2.3 до 7.7 дБА.

Наиболее неблагоприятными округами в отношении шумовой нагрузки являются ЦАО и ЮЗАО, в которых уровень эквивалентного шума превышал ПДУ на 12.4дБА, а уровень максимального шума - на 4.4-7.7дБА.

В СВАО уровни замеренного шума приближались к нормативным значениям. Только в СЗАО и ВАО зарегистрированы уровни максимального шума, соответствующие нормативным значениям. В этих округах превышение ПДУ наблюдалось только возле 25% и 3% школ соответственно, тогда как в других округах превышение ПДУ отмечалось возле 71.4-100% школ.

К физическим факторам относится также и микроклимат, который представляет собой комплекс факторов, оказывающих влияние на теплообмен человека с окружающей средой (температура, влажность воздуха, скорость его движения, тепловое излучение). В обеспечение

температурного гомеостаза вовлекаются различные функциональные системы: нейроэндокринная, сердечно-сосудистая, потовыделительная. Напряжение в их функционировании может сопровождаться ухудшением здоровья, особенно в сочетании с другими неблагоприятными факторами (шум, вибрация, химические вещества и др.).

Существенное значение среди физических факторов окружающей среды имеет видимый свет, а для школьников - освещенность учебных классов. Действительно, наиболее загруженный анализатор, обеспечивающий приём школьниками информации на уроке - зрительный. Известно, что свет влияет как на физическое состояние человека, так и на настроение.

Воздействуя через адекватный рецептор - орган зрения, он вызывает импульсы, распространяющиеся по зрительному нерву до оптической области больших полушарий головного мозга, возбуждает или угнетает центральную нервную систему, перестраивая физиологические и психические реакции, изменяя общий тонус организма, поддерживая деятельное состояние. Световая среда в образовательном учреждении - один из факторов риска развития заболеваний у детей и подростков, в первую очередь, миопии.

Совершенствование световой среды в школах на современном этапе направлено на поиск оптимальных решений по созданию общего и местного освещения, поддерживающих зрительную систему и общее состояние организма детей и подростков на должном уровне [26, 110, 157, 181]

Биологические факторы (вирусы, бактерии, микроскопические грибы), как природного, так и антропогенного происхождения, могут встречаться во всех объектах окружающей среды - в воде, почве, в продуктах питания, в воздухе образовательных учреждений, производственных и жилых помещений. Однако мы подробно не останавливаемся на рассмотрении неблагоприятного воздействия этого фактора на здоровье подростков, поскольку в рамках нашего исследования он менее актуален.

Наиболее существенное значение на здоровье оказывает химический фактор, действие которого наиболее выражено в крупных городах. Из-за несовершенства технологических процессов, отсутствия санитарно­технических средств основными загрязнителями объектов окружающей среды являются промышленность, коммунальное хозяйство и транспорт.

Наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят энергетические установки, металлургические, нефтеперерабатывающие и нефтехимические предприятия, а также автомобильный транспорт. В виде отработавших газов в атмосферный воздух ежегодно выбрасывается около 1 млн. т загрязняющих веществ. В среднем на долю транспорта приходится 60% общего количества загрязнений, поступающих в атмосферу, на долю промышленности - 17⁰%, энергетики - 14⁰%, на отопление и уничтожение отходов - 9% [56, 90, 91, 100, 132, 199, 212].

Стремительный рост численности автомобильного транспорта осложняет экологические проблемы городов, о чём свидетельствует увеличение на 50% за последние годы количества вредных примесей и возрастания на 5-6 дБ уровней шума. Мировой ежегодный выброс вредных веществ от автомобилей в атмосферу составляет 50 млн.т углеводородов, 200 млн.т угарного газа и 20 млн.т окиси азота.

В 84 городах и промышленных центрах России в 2003г. регистрировались уровни загрязнения воздуха отдельными веществами выше, чем 10ПДК. На каждого жителя России ежегодно приходится до 300кг загрязняющих атмосферу веществ [166].

Вклад автотранспорта в загрязнение атмосферы неуклонно возрастает и составляет в последние годы около 90% суммарного выброса химических веществ. Согласно мнению экспертов ВОЗ в ближайшее десятилетие автомобильный транспорт будет продолжать вносить значительный вклад в загрязнение воздушной среды и в городах Европейского региона.

Специфика подвижных источников загрязнения, т.е. автомобилей проявляется в том, что выброс осуществляется непосредственно на

территориях жилых районов в зоне дыхания человека. Высокие уровни загрязнения характерны особенно для примагистральных территорий и центральных районов городов.

В 2010г. число транспортных средств в г. Москве превышал 3.5 млн. единиц, а выброс отработанных газов составляет более 1 млн. т загрязняющих веществ [92].

Самыми распространенными загрязнителями воздуха являются диоксид серы, окислы азота и углерода, фенолы, хлорорганические соединения, углеводороды. Большую опасность для здоровья также представляют канцерогенные вещества (бензол, свинец, 1,3-бутадиен) и такие органические соединения как формальдегид, акролеин, толуол, ксилолы, фенол.

Неблагоприятное воздействие экологических факторов на здоровье детей и подростков может обладать выраженным кумулятивным эффектом и соответственно может сопровождаться изменением чувствительности к ним с последующим возможным срывом адаптации на субклеточном, клеточном, органном, системном и организменном уровнях [67].

Вредное воздействие атмосферных загрязнений по времени проявления эффекта можно разделить на две основные группы - острое и хроническое. К случаям острого действия атмосферных загрязнений можно отнести случаи бронхиальной астмы и других аллергических заболеваний у детей и подростков [57, 163, 164, 192].

Хроническое воздействие встречается значительно чаще, чем острое и подразделяется на две подгруппы:

1. хроническое специфическое (например, пресиликотические изменения легких у детей, проживающих в условиях загрязнения атмосферного воздуха высокими концентрациями кремнийсодержащих веществ). Особую роль играют загрязнители атмосферного воздуха, вызывающие отдаленные эффекты. К ним относятся вещества, обладающие

канцерогенным и мутагенным, эмбриотропным и тератогенным, а также гонадотоксичным действием.

2. хроническое неспецифическое действие атмосферных загрязнений выражается в ослаблении иммуннозащитных свойств организма, увеличении общей заболеваемости и ухудшении физического развития детей и подростков.

Загрязненность атмосферного воздуха химическими веществами является одной из важнейших причин роста заболеваемости школьников г. Москвы.

Существуют многочисленные убедительные данные о связи между загрязнением атмосферы, характерным для промышленных городов, и увеличением частоты случаев бронхолегочной патологии, аллергии, а также снижением иммунитета [85, 98, 112, 203, 211].

В последние годы наблюдается стабилизация показателей заболеваемости болезнями органов дыхания у всех групп населения, в том числе у детей. В 2005г. уровни заболеваемости детей в целом по классу болезней органов дыхания в 4.5 раза выше, чем у взрослых и в 1.5 раза выше, чем у подростков.

В значительной мере с воздействием загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах автотранспорта, связано увеличение заболеваемости населения г. Москвы болезнями органов дыхания аллергической природы: бронхиальной астмой и аллергическим ринитом, т.к. большинство химических соединений в первую очередь обладает раздражающим эффектом на слизистые верхних дыхательных путей и способствуют возникновению аллергических заболеваний.

Сохраняется также тенденция увеличения астматического статуса у подростков и распространенности астмы [164, 171, 197, 201].

Показано, что у детей, проживающих на территориях, прилегающих к крупным магистралям, в 1.5-2 раза чаще, чем в среднем по Москве, регистрируются заболевания глубоких отделов органов дыхания: бронхит,

пневмония, а также хронические болезни миндалин и аденоидов, хронический фарингит, назофарингит и синусит.

При оценке риска химических соединений, загрязняющих атмосферный воздух, здоровью школьников г. Москвы нашими исследованиями показано, что во всех административных округах содержание приоритетных техногенных веществ в воздухе превышает допустимую величину индекса опасности (HI), поэтому и риск заболеваний органов дыхания также высок. Так, в Западном (HI 2.8-3.9), Юго-восточном (HI 3.3-4.9), Центральном (HI 1.9-3.0), Южном (HI 2.4-3.4), Северо-западном (HI 1.8-2.7) и Северо­восточном (HI 1.4-2.1) округах наблюдалось максимальное загрязнение химическими соединениями за период 2008-2012гг. Более низкие значения HI зафиксированы в Юго-западном округе [61].

Важно отметить, при высоких уровнях загрязнения атмосферного воздуха повышается заболеваемость не только детей, но и очень существенно - заболеваемость подростков. У них наряду с ростом патологии органов дыхания, в т.ч. астмы, отмечены более высокие показатели врожденных аномалий, хромосомные нарушения, возможно, как результат интенсивного и продолжительного хронического воздействия загрязнителей. Школьно обусловленная патология также более выражена у подростков, живущих в условиях высокой антропогенной нагрузки [74, 102].

Одним из наиболее значимых факторов окружающей среды, способствующих нормальной жизнедеятельности организма, сохранению и поддержанию здоровья и увеличению продолжительности жизни является питание.

Большое значение рациональное питание приобретает для формирующегося организма, т.е. для школьников. Это объясняется тем, что в условиях современного обучения с интенсивными интеллектуальными нагрузками сбалансированное и разнообразное питание оказывает непосредственное влияние на рост, развитие, формирование здоровья детей и

подростков, наиболее полно обеспечивает пластические процессы организма, повышает его адаптационно-защитные возможности [48, 49, 94, 103, 120, 133].

В «Концепции мониторинга состояния здоровья учащихся в ходе реализации экспериментальных проектов по совершенствованию организации питания в школе» говорится, что «рациональное питание в детском и подростковом возрасте способствует профилактике заболеваний, повышению работоспособности и успеваемости, физическому и умственному развитию, создает условия для адаптации подрастающего поколения к факторам окружающей среды» [77, 118, 186, 193].

Более того, влияние пищевого фактора на состояние здоровья ребенка определяет его алиментарный статус, который бывает оптимальным, избыточным или недостаточным.

Питание может быть признано полноценным, если оно достаточно в количественном отношении и по качественному составу, а также восполняет энергетические затраты организма.

Напряженная умственная деятельность связана со значительными затратами энергии. У человека мозг составляет около 2% от общей массы тела и потребляет примерно 20% всей энергии, расходуемой организмом в покое. Понижение содержания глюкозы и кислорода в артериальной крови ниже определенного уровня ведет к уменьшению интенсивности клеточного дыхания ткани мозга, что может стать одной из причин снижения умственной работоспособности и ухудшения восприятия учебного материала учащимися при неправильной организации питания в школе.

Нарушение питания (недостаточное потребление белка, витаминов и других жизненно важных макро- и микронутриентов) в период получения общего образования, когда организм испытывает повышенные умственные, эмоциональные и физические нагрузки, может привести к снижению резистентности и реактивности организма, повышению чувствительности к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, возникновению функциональных нарушений, прогрессированию различных заболеваний не

только органов пищеварения, но и других систем организма: органов кровообращения и кроветворения, к изменениям эндокринной, иммунной, костно-мышечной систем, различных отделов нервной системы, кожи и подкожной клетчатки, органа зрения. До 80% выпускников школ из-за этого имеют ограничения в выборе профессии.

По данным Центральной военно-врачебной комиссии Минобороны РФ ежегодно освобождаются от военной службы свыше 90 тыс. юношей, имеющих заболевания, связанные с недостаточным питанием [60, 70, 129, 139].

Проводимые ежегодные эпидемиологические исследования выявляют значительные нарушения, связанные с несоответствием между калорийностью потребляемой пищи и фактическими энергетическими тратами, разбалансированием рациона по основным пищевым веществам.

Школьные меню разрабатываются с учетом стоимости продуктов, а не физиологических потребностей детей в биологически ценных веществах. Организация питания московских школьников-подростков не оптимальна по показателям кратности приема горячей пищи, потреблению мяса, молока и продуктов из них, а также потреблению овощей, фруктов, соков. Особенно недостаточным является потребление подростками молочных продуктов [5, 159].

1.2.