Сравнительный анализ биоиндикационного районирования городской территории и распространения бактерии helicobacter pylori у учащихся старших классов

И.Н. Лыков, А.Б. Стрельцов, А.А. Логинов, Г.А. Шестакова, А.М. Зякун*
Калужский государственный педагогический университет им. К.Э. Циолковского,
г. Калуга
*Российское государственное учреждение Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН,
г. Пущино

Исследована взаимосвязь биоиндикаторных характеристик среды обитания подростков, плотности детской заболеваемости и степени инфицированности бактериями Helicobacter pyloriверхнего отдела желудочно-кишечного тракта у детей школьного возраста. Установлено, степень инфицированности школьников бактериями Helicobacter pylori выше в тех районах города, где выше с плотность распределения детской заболеваемости и значение коэффициента асимметрии.

Для оценки качества окружающей среды в условиях антропоэкосистемы мы чаще всего исследуем характеристики общих процессов, происходящих в живой и неживой природе, проводим физико-химические исследования, устанавливаем ПДК для определенных веществ. Но оценить, что хорошо и что плохо для экосистемы непросто. Не возможно установить ПДК для всех видов веществ и видов воздействия. Тем более нельзя предсказать последствия их совместного воздействия в разных сочетаниях. Наиболее информативный и адекватный подход к этой проблеме – оценка здоровья живых существ, находящихся под постоянным комплексным воздействием экологических факторов.

Для контроля состояния среды используют биоиндикаторы, которые суммируют действие всех биологически важных факторов внешнего воздействия без необходимости постоянной регистрации химических и физических параметров, характеризующих качество среды. Они указывают места скопления различных загрязняющих веществ в экологических системах. Неспецифичность реакции биоиндикаторных систем позволяет интегрировать действие разнообразных неблагоприятных факторов, оценивая общее состояние биоты.

На фоне биоиндикаторных характеристик среды крайне важно оценить степень распространения инфекционных заболеваний человека. Поэтому целью настоящей работы было сравнительное изучение влияния экологических условий среды обитания человека на степень инфицированности бактериями Helicobacter pyloriверхнего отдела желудочно-кишечного тракта у детей школьного возраста.

Объектом исследования были выбраны учащиеся старших классов (13-16 лет) из 4-х общеобразовательных школ г. Калуги в количестве 100 человек. Степень инфицированности школьников хеликобактерной инфекцией определяли с помощью высокочувствительного и высокоинформативного ¹³С-уреазного дыхательного теста. В основе этого метода лежит регистрация ¹³СО₂ в выдыхаемом воздухе после приема тестовой мочевины, содержащей незначительное количество стабильного ¹³С изотопа.

При наличии в желудочно-кишечном тракте хеликобактерной инфекции, обладающей уникально высокой уреазной активностью, происходит гидролиз мочевины с образованием ¹³СО₂ и аммиака (аммония). Образовавшиеся газы всасываются в кровь, затем попадают в легкие и далее с выдыхаемым воздухом выводятся из организма тестируемого. Превышение количества ¹³СО₂ над его природным содержанием в выдыхаемом воздухе свидетельствует о наличии Helicobacter pylori у тестируемого пациента.

Измерения изотопного состава углерода выдыхаемой углекислоты проводили на специализированном масс-спектрометре Breath MAT Plus. Изменения содержания ¹³С-изотопа в СО₂ (d¹³С, %о) определяли согласно выражению

d¹³С =(R_t/R₀-1) ×1000%o,

где R_0, и R_t- отношения содержания ¹³С и ¹²С изотопов в СО₂ до приема и после приема ¹³С–мочевины. Величина ошибки измерения разности в содержании ¹³С в анализируемой углекислоте относительно лабораторного стандарта не превышало ±0.2 %о.

Для изучения состояния окружающей среды с помощью биоиндикации использовали метод анализа флюктуирующей асимметрии, предложенный научным коллективом центра экологической политики, под руководством чл.корр.РАН Захарова В.М и усовершенствованный д.б.н., профессором Калужского госуниверситета Стрельцовым А.Б. Этот метод позволяет оценить суммарное воздействие экологически неблагоприятных факторов на онтогенетические процессы живых систем. Объектом биоиндикационного анализа служили вариации форм листьев березы (повислой), произрастающей на тестируемых территориях.

Территориальное распределение детской заболеваемости определяли по регистрационным записям в журналах участковых педиатров во всех районах г. Калуги за последние 8 лет. При оценке заболеваемости брали детские патологии: бронхиальная астма, анемия, болезни мочеиспускательной системы, врожденные пороки развития. Исследование почвенных проб на наличие тяжелых металлов (свинец, цинк, никель) проводили по стандартным методикам в аккредитованной лаборатории с использованием атомно-абсорбционной спектроскопии.

Мотивацией выбора детского населения для определения реакции человека на состояние окружающей среды служило их сравнительное постоянство обитания на ограниченной территории города (дом, ясли, детский сад, школа), а также повышенная чувствительность органов пищеварения детей к антропогенным факторам среды. В четырех районах г. Калуги (Северный, Южный, Центральный и Северо-западный) отмечены значимые различия биоиндикационных показателей (рис. 1) и степени инфицированности Helicobacter pylori. Максимальные значения коэффициента флюктуирующей асимметрии для листьев произрастающей здесь березы наблюдали в Северном и Южном районах города, а минимальные – в Центральном.

Рис. 1. Пространственное распределение коэффициента флуктуирующей асимметрии берёзы повислой (Betula pendula Roth.) на территории г. Калуги

С этими данными коррелировали показатели плотности детской заболеваемости за последние 8 лет. Наименьшая плотность заболеваний детей отмечена в Центральном районе, где значения коэффициента флюктуирующей асимметрии были минимальными. В остальных районах регистрировали более высокие значения коэффициента флюктуирующей асимметрии, плотности детской заболеваемости и степени инфицированности Helicobacter pylori (рис. 2).

В школе № 7, которая расположена в относительно благополучном Центральном регионе, число детей с третьей степенью инфицированности составило лишь 26,9 %.

Рис. 2. Плотность детской заболеваемости и степень инфицированности Helicobacter pylori

Таким образом установлено, что степень инфицированности школьников бактериями Helicobacter pylori находится во взаимосвязи с плотностью распределения детской заболеваемости и результатами биоиндикационного районирования территории г. Калуги.

Назад к списку