RU2536268C1 - Method for measuring maximum allowable blood concentration of heavy metals in children after integrated exposure - Google Patents
Method for measuring maximum allowable blood concentration of heavy metals in children after integrated exposure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2536268C1 RU2536268C1 RU2013147177/15A RU2013147177A RU2536268C1 RU 2536268 C1 RU2536268 C1 RU 2536268C1 RU 2013147177/15 A RU2013147177/15 A RU 2013147177/15A RU 2013147177 A RU2013147177 A RU 2013147177A RU 2536268 C1 RU2536268 C1 RU 2536268C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blood
- children
- exposure
- concentration
- metal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины и предназначено для обоснования предельно допустимых концентраций (ПДК) тяжелых металлов в крови детей, проживающих в условиях загрязненной среды обитания, по критериям риска для здоровья при хронической многосредовой экспозиции. Полученные результаты могут быть использованы в целях повышения эффективности планирования контрольно-надзорных мероприятий за объектами внешней среды и принятия управленческих решений по обеспечению санитарно-эпидемиологической безопасности населения и защиты прав потребителей.The invention relates to medicine and is intended to justify the maximum permissible concentrations (MPC) of heavy metals in the blood of children living in a polluted environment, according to health risk criteria for chronic multi-media exposure. The results can be used to improve the planning of control and supervision measures for environmental objects and make managerial decisions to ensure sanitary and epidemiological safety of the population and protect consumer rights.
Известен способ определения норматива предельно допустимой концентрации загрязняющих веществ в водных объектах (Патент РФ №2480747), который включает анализ проб воды, взятых по створам, расположенным на участках с подтвержденным экологическим благополучием, определение средней выборочной концентрации загрязняющих веществ, при этом определение предельно допустимой концентрации загрязняющих веществ проводят с учетом минимума загрязнения по формуле:There is a method of determining the standard maximum permissible concentration of pollutants in water bodies (RF Patent No. 2480747), which includes the analysis of water samples taken at sections located in areas with proven environmental well-being, determining the average sample concentration of pollutants, while determining the maximum permissible concentration pollutants are carried out taking into account the minimum pollution according to the formula:
где Cn - предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ;where C n is the maximum permissible concentration of pollutants;
Cф - фоновые концентрации химических веществ в водотоках;C f - background concentrations of chemicals in watercourses;
Sсф - среднее квадратическое отклонение концентрации;S sf - the standard deviation of the concentration;
tst - коэффициент Стьюдента при P=0,95;t st - Student's coefficient at P = 0.95;
n - число отобранных проб на участке.n is the number of samples taken at the site.
Указанный известный способ обеспечивает повышение точности определения.The specified known method provides an increase in the accuracy of determination.
Однако данный способ не предназначен для определения ПДК в крови ребенка.However, this method is not intended to determine the MPC in the blood of a child.
Также известны ряд способов определения ПДК тяжелых металлов в воздухе, а именно: Способ определения ПДК соединений металлов в атмосферном воздухе населенных мест (Авт. св. СССР №1660681) и Способ определения ПДК аэрозоля пятиокиси ванадия в атмосферном воздухе (Авт. Св. СССР №1140789).A number of methods are also known for determining the MPC of heavy metals in air, namely: The method for determining the MPC of metal compounds in the atmospheric air of populated areas (Aut. St. USSR No. 1660681) and the Method for determining the MPC of aerosol vanadium pentoxide in atmospheric air (Aut. St. USSR No. 1140789).
Согласно первому способу эксперимент проводят на двух группах беременных крыс, одна из которых служит контролем, а другая подвергается воздействию токсического агента в концентрации, значение которой на порядок выше ориентировочного безопасного уровня его воздействия, определяют биохимические показатели в сыворотке крови белых крыс, рассчитывают парную энтропию средних величин показателей в опытной и контрольной группах, находят среднее значение парной энтропии показателей и определяют ПДК по математическому выражению.According to the first method, the experiment is carried out on two groups of pregnant rats, one of which serves as a control, and the other is exposed to a toxic agent in a concentration whose value is an order of magnitude higher than the approximate safe level of exposure, determine the biochemical parameters in the blood serum of white rats, calculate the pair entropy of the average the values of the indicators in the experimental and control groups, find the average value of the pair entropy of the indicators and determine the MPC by mathematical expression.
Согласно второму способу проводят ингаляционное воздействие на лабораторных животных и исследуют биохимические показатели в биологическом материале, причем на животное воздействуют 3-5 концентрациями пятиокиси ванадия, дополнительно определяют в трупных органах одновременно на всех группах животных липиды, белки и ферменты и по величине их изменений определяют ПДК.According to the second method, inhalation is carried out on laboratory animals and the biochemical parameters in biological material are examined, and the animal is affected by 3-5 concentrations of vanadium pentoxide, lipids, proteins and enzymes are simultaneously determined in cadaveric organs on all animal groups and the MPC is determined by the magnitude of their changes .
Однако недостатком обоих указанных способов является невозможность их применения для определения ПДК тяжелых металлов в крови детей, т.к. предусматривается воздействие на организм заведомо высокой концентрацией такого металла, что может нанести непоправимый вред здоровью ребенка.However, the disadvantage of both of these methods is the impossibility of their use to determine the MPC of heavy metals in the blood of children, because It provides for the impact on the body of a deliberately high concentration of such a metal, which can cause irreparable harm to the health of the child.
Из уровня техники не были выявлены источники информации об изобретениях, полностью релевантных заявляемому техническому объекту, в результате чего отсутствует прототип.The prior art has not identified sources of information about inventions that are fully relevant to the claimed technical object, as a result of which there is no prototype.
Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в обеспечении возможности определения предельно допустимой концентрации тяжелых металлов в крови детей при многосредовой экспозиции с использованием щадящих методов, исключающих вред здоровью ребенка.The technical result achieved by the present invention is to provide the ability to determine the maximum permissible concentration of heavy metals in the blood of children with multi-media exposure using gentle methods that exclude harm to the health of the child.
Указанный технический результат достигается предлагаемым способом определения предельно допустимой концентрации тяжелых металлов в крови детей при многосредовой экспозиции, согласно которому выбирают экологически неблагополучную территорию с высокой нагрузкой тяжелых металлов среды обитания с критерием индекса опасности для здоровья населения больше 1; с указанной территории производят репрезентативную выборку детей для исследования - основная группа, с использованием биологических, социально-бытовых и гигиенических критериев; с использованием тех же критериев производят репрезентативную выборку детей в контрольную группу из благополучной в экологическом плане территории, на указанных территориях с использованием годовой экспозиции осуществляют количественную оценку хронической экспозиции исследуемого тяжелого металла по установлению среднесуточной концентрации его в объектах внешней среды, затем с использованием указанных значений среднесуточной концентрации тяжелого металла в объектах внешней среды рассчитывают для детей обеих групп усредненную на годовую экспозицию суммарную среднюю суточную дозу тяжелого металла, поступающего из различных источников в организм ребенка, определяя одновременно при этом ведущий путь поступления и приоритетную среду, далее у детей один раз в три месяца в течение одного года производят отбор пробы крови для установления следующих параметров: для определения содержания исследуемого тяжелого металла и для определения уровня биохимических показателей плазмы и сыворотки крови, которые характеризуют ответные реакции в виде фактического или потенциального нарушения здоровья - маркеры ответа, под воздействием этого тяжелого металла, поступающего из приоритетной среды воздействия; затем из полученных четырех результатов в течение года рассчитывают среднюю концентрацию исследуемого тяжелого металла в крови и сравнивают ее с референтным уровнем для этого тяжелого металла, используя при этом двухвыборочный критерий Стьюдента с уровнем значимости 0,05, устанавливая при этом адекватности выбора детей основной и контрольной групп; при этом указанным критерием адекватности для контрольной группы детей является отсутствие достоверных различий средней концентрации исследуемого металла в крови с референтным уровнем, а для основной группы детей - наличие достоверных различий средней концентрации исследуемого металла в крови со средней концентрацией этого металла в крови детей контрольной группы; далее методом математического моделирования для детей каждой группы устанавливают связь между экспозицией - суммарной средней суточной дозой исследуемого металла, поступающего в организм от объектов внешней среды, и маркером экспозиции - средней концентрацией тяжелого металла в крови, определяя по наличию достоверной связи с экспозицией обоснованность выбранного маркера экспозиции; затем с использованием технологии «скользящего окна» осуществляют обоснование выбранных маркеров ответа путем установления и оценки зависимости вероятности отклонения ранее установленных биохимических показателей плазмы и сыворотки крови у детей основной группы относительной аналогичных показателей у детей контрольной группы, и от физиологической нормы; далее методом, основанным на анализе отношения шансов, определяют предельно допустимую концентрацию маркера экспозиции и соответствующий ей маркер ответа, исходя из условия, при котором показатель отношения шансов, характеризующий силу связи между воздействием тяжелого металла и ответом организма, будет больше или равен единице, для этого для каждого наблюдения формируют таблицу данных: значение средних концентраций исследуемого металла в крови и значений маркеров ответа для каждого наблюдения и производят условное деление данных на две части: ниже текущего наблюдения - уровня средней концентрации тяжелого металла в крови и выше текущего наблюдения; далее для обеих частей рассчитывают величину, характеризующую вероятность отклонения маркера ответа основной группы от маркера ответа в контрольной группе, как отношение числа наблюдений, отличающихся от контроля, к общему числу наблюдений, а показатель отношения шансов OR для каждой среднесуточной концентрации исследуемого металла в крови определяют из соотношения:The specified technical result is achieved by the proposed method for determining the maximum permissible concentration of heavy metals in the blood of children with multi-medium exposure, according to which an environmentally disadvantaged area with a high load of heavy metals in the environment is selected with a hazard index for public health greater than 1; from this territory a representative sample of children is made for research - the main group, using biological, social, and hygienic criteria; using the same criteria, a representative sample of children is taken into the control group from a territory that is ecologically safe; in these territories, using the annual exposure, a chronic exposure of the studied heavy metal is quantified to establish the average daily concentration in the environment, then using the indicated average daily values the concentration of heavy metal in environmental objects is calculated for children of both groups averaged n annual exposure is the total average daily dose of heavy metal coming from various sources into the child’s body, while simultaneously determining the leading route of entry and the priority medium, then blood samples are taken once every three months for one year to establish the following parameters: for determine the content of the studied heavy metal and to determine the level of biochemical parameters of plasma and blood serum, which characterize the responses in the form of actual or potential total health disorders - response markers, under the influence of this heavy metal coming from the priority exposure medium; then, from the four results obtained during the year, the average concentration of the studied heavy metal in the blood is calculated and compared with the reference level for this heavy metal, using the two-student student criterion with a significance level of 0.05, while establishing the adequacy of the choice of children of the main and control groups ; at the same time, the indicated adequacy criterion for the control group of children is the absence of significant differences in the average concentration of the studied metal in the blood with the reference level, and for the main group of children - the presence of significant differences in the average concentration of the studied metal in the blood with the average concentration of this metal in the blood of the children of the control group; then, using the mathematical modeling method for children of each group, a relationship is established between the exposure — the total average daily dose of the studied metal entering the body from environmental objects, and the exposure marker — the average concentration of heavy metal in the blood, determining the validity of the selected exposure marker by the presence of a reliable connection with the exposure ; then, using the “sliding window” technology, the selected response markers are substantiated by establishing and assessing the dependence of the probability of deviation of the previously established biochemical parameters of plasma and blood serum in children of the main group relative to similar indicators in children of the control group, and from the physiological norm; Further, using the method based on the analysis of the odds ratio, the maximum permissible concentration of the exposure marker and the corresponding response marker are determined based on the condition under which the odds ratio indicator characterizing the strength of the connection between the influence of a heavy metal and the body's response will be greater than or equal to one, for this for each observation, a data table is formed: the value of the average concentrations of the studied metal in the blood and the values of the response markers for each observation and conditionally divide the data into two parts: below the current observation - the level of the average concentration of heavy metal in the blood and above the current observation; then, for both parts, a value is calculated that characterizes the probability of deviation of the response marker of the main group from the response marker in the control group, as the ratio of the number of observations that differ from the control to the total number of observations, and the OR odds ratio for each daily average concentration of the metal in the blood is determined from ratios:
где i - индекс, отражающий номер наблюдения;where i is the index reflecting the observation number;
причем достоверность рассчитанного показателя отношения шансов оценивают по 95% доверительному интервалу, в пределах которого находится истинное значение показателя отношения шансов, а связь признают достоверно установленной при нижней границе доверительного интервала больше или равного 1; далее строят модель зависимости между уровнем маркера экспозиции и указанным показателем отношения шансов, причем построение модели осуществляют на основании данных о средней концентрации исследуемого металла в крови и данных о соответствующем значении показателя отношения шансов отклонения маркера ответа в основной группе относительно значения маркера ответа в контрольной группе по каждому наблюдению; причем для установления адекватности указанной модели, а значит - достоверности полученных данных, используют процедуру дисперсионного анализа, основанную на расчете критерия Фишера и коэффициента детерминации, принимая во внимание, что различия считают статистически значимыми при p≤0,05; далее производят расчет реперной максимальной недействующей концентрации тяжелого металла в крови x0 для каждого маркера ответа по формуле:moreover, the reliability of the calculated odds ratio indicator is estimated at a 95% confidence interval within which the true value of the odds ratio indicator is located, and the connection is recognized to be reliably established with a lower limit of the confidence interval greater than or equal to 1; then, a model is built of the relationship between the level of the exposure marker and the indicated indicator of the odds ratio, and the model is built on the basis of data on the average concentration of the studied metal in the blood and data on the corresponding value of the ratio of the chances of deviation of the response marker in the main group relative to the value of the response marker in the control group according to every observation; moreover, to establish the adequacy of this model, and hence the reliability of the data obtained, use the analysis of variance based on the calculation of the Fisher criterion and coefficient of determination, taking into account that the differences are considered statistically significant at p≤0.05; then calculate the reference maximum inactive concentration of heavy metal in the blood x 0 for each marker of response according to the formula:
где a 1, a 0 - параметры модели,where a 1, a 0 - model parameters,
а также осуществляют определение при построении указанной модели 95%-ных доверительных границ точечных оценок реперных концентраций исследуемого металла в крови, причем в качестве реперной концентрации исследуемого тяжелого металла в крови принимается значение верхней 95%-ной доверительной границы для каждого маркера ответа; а в качестве предельно допустимой концентрации исследуемого тяжелого металла в крови детей принимают наименьшую концентрацию из имеющегося ряда 95%-ных верхних доверительных границ реперных концентраций металла в крови для каждого маркера ответа.and also, when constructing the indicated model, 95% confidence limits of point estimates of reference concentrations of the studied metal in the blood are determined, and the value of the upper 95% confidence limit for each response marker is taken as the reference concentration of the studied heavy metal in the blood; and as the maximum permissible concentration of the studied heavy metal in the blood of children, the smallest concentration of the available series of 95% upper confidence limits of the reference concentration of metal in the blood is taken for each response marker.
Поставленный технический результат достигается за счет следующего.The technical result is achieved due to the following.
Для однозначного понимания используемых терминов и определений настоящего изобретения ниже приведена их суть:For an unambiguous understanding of the terms and definitions of the present invention, the following is their essence:
Маркер экспозиции - экзогенное химическое вещество или его метаболит, количество которого определяется в биологических средах организма.Exposure marker - an exogenous chemical substance or its metabolite, the amount of which is determined in the biological environments of the body.
Маркер ответа - показатель, количественно характеризующий биохимическое, физиологическое, поведенческое или иное изменение в организме, от степени выраженности которого определяется фактическое или потенциальное нарушение здоровья или развитие болезни.Response marker - an indicator that quantitatively characterizes a biochemical, physiological, behavioral or other change in the body, the degree of severity of which determines the actual or potential impairment of health or the development of the disease.
Референтный уровень - суточное воздействие химического вещества в течение всей жизни, которое устанавливается с учетом всех имеющихся современных научных данных и, вероятно, не приводит к возникновению неприемлемого риска для здоровья чувствительных групп населения.Reference level - daily exposure to a chemical throughout life, which is established taking into account all available modern scientific data and probably does not lead to an unacceptable risk to the health of sensitive populations.
Внешняя среда обитания человека - совокупность объектов, явлений и факторов окружающей среды, определяющая условия жизнедеятельности человека.The external human environment is a combination of objects, phenomena and environmental factors that determines the conditions of human life.
Среднесуточная доза/концентрация - потенциальная суточная доза/концентрация, усредненная на весь период воздействия химического вещества (в изобртении - на годовую экспозицию).Daily Average Dose / Concentration - potential daily dose / concentration averaged over the entire period of exposure to a chemical (in the invention, annual exposure).
Экспозиция (уровень воздействия) - контакт организма (рецептора) с химическим, физическим или биологическим агентом.Exposure (exposure level) - contact of the body (receptor) with a chemical, physical or biological agent.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) тяжелых металлов в крови детей - максимальная допустимая концентрация тяжелых металлов в единице объема крови детей, обусловленная многосредовой хронической экспозицией, которая при ежедневном воздействии в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает достоверного (с вероятностью p≤0,05) изменения ответных реакций организма, установленных по критериям риска для здоровья.The maximum permissible concentration (MPC) of heavy metals in the blood of children is the maximum permissible concentration of heavy metals in a unit of blood volume of children, due to chronic multiexposure, which does not cause a significant (with probability p≤0.05) daily exposure for an unlimited time body responses determined by health risk criteria.
Благодаря тому, что при реализации предлагаемого способа выбирают экологически неблагополучный регион с высокой нагрузкой химических факторов среды обитания с критерием индекса опасности HI для здоровья населения больше 1 (критерий индекса HI опасности для здоровья населения определяют по «Руководству по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» Р 2.1.10.1920-04), обеспечивается определение селитебных территорий, на которых у детского населения развитие нарушений состояния здоровья от воздействия тяжелых металлов является наиболее вероятным.Due to the fact that when implementing the proposed method, an ecologically unfavorable region is selected with a high load of chemical environmental factors with a criterion of the HI hazard index for public health greater than 1 (the criterion for the HI hazard index for public health is determined by the Guidelines for assessing public health risk when exposed to chemical substances polluting the environment ”(R 2.1.10.1920-04), the definition of residential areas in which the children’s population develops health disorders is provided ry from exposure to heavy metals is most likely.
Использование при отборе детей в основную и контрольную группу нескольких критериев: биологических, гигиенических, социально-бытовых, позволяет сформировать максимально репрезентативные выборки, основным фактором различия в которых является наличие многосредовой экспозиции тяжелых металлов.The use of several criteria when selecting children for the main and control groups: biological, hygienic, social, allows you to create the most representative samples, the main factor of the difference in which is the presence of multi-media exposure of heavy metals.
Осуществление количественной оценки хронической экспозиции исследуемого тяжелого металла, в процессе которой устанавливают количественное поступление металла в организм детей различными путями: пероральным, ингаляционным, накожным, в результате контакта с различными объектами внешней среды (вода, воздух, почва, продукты питания), необходимо для того, чтобы корректно рассчитать значение средней суточной дозы исследуемого металла.The quantitative assessment of the chronic exposure of the studied heavy metal, during which the quantitative intake of metal into the body of children is established in various ways: by oral, inhalation, cutaneous, as a result of contact with various environmental objects (water, air, soil, food), is necessary in order to correctly calculate the value of the average daily dose of the studied metal.
Выполнение расчета суммарной средней суточной дозы, усредненной на годовую экспозицию, при различных путях поступления: ингаляционном, пероральном с питьевой водой, продуктами питания, исследуемого тяжелого металла в организм с помощью стандартных значений факторов экспозиции и конкретных значений массы тела и возраста детей, входящих в основную и контрольную группу, позволяет установить уровень воздействия многосредовой экспозиции исследуемого металла при хроническом воздействии с учетом времени воздействия, индивидуальных особенностей детей и приоритетного пути поступления, что повышает информативность предлагаемого способа. Указанный расчет выполняется по формулам, представленным в приложении 3 Руководства по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих среду обитания (Р.2.1.10.1920-04).Calculation of the total average daily dose, averaged over the annual exposure, for various routes of administration: inhalation, oral administration with drinking water, food, the studied heavy metal into the body using standard values of exposure factors and specific values of body weight and age of children included in the main and a control group, allows you to set the level of exposure to multi-media exposure of the studied metal during chronic exposure, taking into account the exposure time, individual Nost of children and priority admission path, which increases the information content of the proposed method. The specified calculation is performed according to the formulas presented in Appendix 3 of the Guidelines for assessing public health risk when exposed to chemicals that pollute the environment (R.2.1.10.1920-04).
Проведение сравнительного анализа среднесуточных доз исследуемого металла для детей основной и контрольной групп, установление при этом вклада каждого пути поступления исследуемого металла в суммарную среднюю суточную дозу, необходимо для определения ведущего пути поступления и приоритетной среды экспозиции, для определения поражаемых органов и систем при каждом пути поступления и при комплексном поступлении одновременно несколькими путями. Благодаря этому обеспечивается практически полный учет приоритетных химических факторов риска для нарушения здоровья ребенка, что позволяет учесть их негативное влияние и повысить достоверность определения.A comparative analysis of the average daily doses of the test metal for children of the main and control groups, while establishing the contribution of each route of entry of the test metal to the total average daily dose, is necessary to determine the leading route of entry and the priority exposure environment, to determine the affected organs and systems at each route of entry and with complex admission simultaneously in several ways. This ensures almost complete consideration of priority chemical risk factors for impaired child health, which allows you to take into account their negative impact and increase the reliability of the determination.
Благодаря использованию в качестве исследуемого материала пробы венозной крови обеспечивается простота и надежность исследований, а также получение нужной информативности. Установление содержания химического контаминанта - тяжелого металла именно в крови обусловлено тем, что кровь является самой гомеостатичной средой (управляемость и регулируемость концентраций составляющих ее компонентов) и единственной, имеющей реферируемые константы (референтный уровень) в отношении техногенных химических веществ. А выполнение забора пробы крови у детей из основной и контрольной групп в течение 1 года с периодичностью 1 раз в 3 месяца и определение в ней содержания исследуемого металла позволяет количественно охарактеризовать его уровень и рассчитать среднюю концентрацию исследуемого тяжелого металла в крови, что делает способ более точным и достоверным.Thanks to the use of venous blood samples as the test material, the simplicity and reliability of research, as well as obtaining the necessary information content, are ensured. The determination of the content of a chemical contaminant - a heavy metal in the blood is due to the fact that blood is the most homeostatic medium (controllability and controllability of the concentrations of its constituent components) and the only one with referenced constants (reference level) in relation to technogenic chemicals. And taking a blood sample from children from the main and control groups for 1 year with a frequency of 1 time in 3 months and determining the content of the studied metal in it allows you to quantitatively characterize its level and calculate the average concentration of the studied heavy metal in the blood, which makes the method more accurate and trustworthy.
Сопоставление полученной величины среднесуточной концентрации исследуемого металла в пробе крови по каждому наблюдению (у каждого ребенка в выборке) в опытной и контрольной группе с референтным уровнем (источником информации о значениях референтного уровня является «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих среду обитания» Р.2.1.10.1920-04), используя при этом двухвыборочный критерий Стьюдента (t) с уровнем значимости 0,05, обеспечивает установление адекватности выбора детей основной и контрольной групп. При этом указанным критерием адекватности для контрольной группы детей является отсутствие достоверных различий средней концентрации исследуемого металла в крови с референтным уровнем, а для основной группы детей - наличие достоверных различий средней концентрации исследуемого металла в крови со средней концентрацией этого металла в крови детей контрольной группы,Comparison of the obtained value of the average daily concentration of the studied metal in the blood sample for each observation (for each child in the sample) in the experimental and control groups with the reference level (the source of information on the values of the reference level is the “Guide to assessing public health risk when exposed to chemicals polluting habitat "R.2.1.10.1920-04), using the two-tailed student criterion (t) with a significance level of 0.05, ensures the establishment of an adequate choice of children and control groups. In this case, the indicated adequacy criterion for the control group of children is the absence of significant differences in the average concentration of the studied metal in the blood with a reference level, and for the main group of children - the presence of significant differences in the average concentration of the studied metal in the blood with the average concentration of this metal in the blood of the children of the control group,
Установление связи между экспозицией - суммарной средней суточной дозой исследуемого металла от внешних факторов и средней концентрацией тяжелого металла в крови, методом математического моделирования, обусловлено необходимостью расчета маркера экспозиции, свидетельствующего о наличии достоверной связи засвидетельствованной средней концентрации металла в крови с экспозицией, что повышает достоверность данного способа.Establishing a relationship between exposure — the total average daily dose of the studied metal from external factors and the average concentration of heavy metal in the blood, by mathematical modeling, is due to the need to calculate the exposure marker, which indicates the presence of a reliable relationship between the certified average concentration of metal in the blood and exposure, which increases the reliability of this way.
Обоснование маркеров ответа необходимо для того, чтобы установить степень негативного воздействия исследуемого металла на критические органы и системы. И выполнение этого обоснования путем установления и оценки зависимости вероятности отклонения указанных исследуемых лабораторных (биохимических) показателей ответных реакций у детей основной группы относительно аналогичного показателя у детей контрольной группы от средней концентрации исследуемого металла в крови (маркера экспозиции) с использованием технологии «скользящего окна» упрощает способ. Для этого для каждого значения концентрации исследуемого металла в крови (xi) производится расчет вероятности отклонения лабораторного (биохимического) показателя от значения в контроле (pi), вычисленной для диапазона («скользящего окна»):The justification of response markers is necessary in order to establish the degree of negative impact of the studied metal on critical organs and systems. And the implementation of this justification by establishing and assessing the dependence of the probability of deviation of the investigated laboratory (biochemical) indicators of responses in children of the main group relative to a similar indicator in children of the control group on the average concentration of the metal in the blood (exposure marker) using the “sliding window” technology simplifies way. For this, for each value of the concentration of the studied metal in the blood (x i ), the probability of the deviation of the laboratory (biochemical) indicator from the value in the control (p i ) calculated for the range (“sliding window”) is calculated:
xi-δ<x≤xi+δ,x i -δ <x≤x i + δ,
где δ - ширина «скользящего окна», которая определяется из соотношения:where δ is the width of the "sliding window", which is determined from the ratio:
где N - общее число исследований для всей совокупности;where N is the total number of studies for the entire population;
xmax - максимальная концентрации исследуемого металла в крови;x max - maximum concentration of the studied metal in the blood;
xmin - минимальная концентрации исследуемого металла в крови.x min - the minimum concentration of the studied metal in the blood.
Оценка вероятности pi отклонения лабораторного (биохимического) показателя основной группы от контроля и от физиологической нормы производится по классической формуле вероятности:The probability p i of the deviation of the laboratory (biochemical) indicator of the main group from the control and from the physiological norm is estimated using the classical probability formula:
где mi - число исследований по i-му лабораторному показателю, отклоняющихся от значения в контроле для диапазона xi-δ<x≤xi+δ;where m i is the number of studies on the i-th laboratory parameter deviating from the value in the control for the range xi-δ <x≤xi + δ;
ni - общее число исследований по i-му лабораторному показателю для диапазона xi-δ<x≤xi+δ.n i is the total number of studies on the i-th laboratory parameter for the range xi-δ <x≤xi + δ.
Графическая иллюстрация процесса оценки вероятности отклонения лабораторного (биохимического) показателя от физиологической нормы с использованием скользящего окна» представлена на рисунке 1.A graphic illustration of the process of assessing the probability of deviation of a laboratory (biochemical) indicator from a physiological norm using a sliding window ”is presented in Figure 1.
Оценка параметров зависимости вероятности отклонения лабораторного показателя, относительно физиологической нормы, от среднесуточной концентрации тяжелого металла в крови проводится методом построения логистической регрессионной модели:The estimation of the parameters of the dependence of the probability of deviation of the laboratory parameter, relative to the physiological norm, on the average daily concentration of heavy metal in the blood is carried out by the method of constructing a logistic regression model:
где p - вероятность отклонения лабораторного показателя от физиологической нормы;where p is the probability of deviation of the laboratory parameter from the physiological norm;
x - концентрация химического вещества в крови, мг/дм3;x is the concentration of the chemical in the blood, mg / DM 3 ;
b0, b1 - параметры математической модели.b 0 , b 1 - parameters of the mathematical model.
Благодаря тому, что в крови у каждого ребенка из обеих групп определяют совокупность лабораторных (биохимических) показателей, характеризующих специфические и неспецифические ответные реакции организма, с учетом риска заболевания критических органов и систем при возможных путях поступления исследуемого металла в организм, обосновывается негативное воздействие исследуемого металла на критические органы.Due to the fact that the blood in each child from both groups determines the set of laboratory (biochemical) indicators characterizing specific and non-specific response of the body, taking into account the risk of illness of critical organs and systems with possible routes of entry of the studied metal into the body, the negative effect of the studied metal is justified to critical organs.
Определение предельно допустимой концентрации маркера экспозиции осуществляется на основе процедуры анализа расчета отношения шансов, исходя из условия, при котором показатель отношения шансов OR, характеризующий силу связи между воздействием химического соединения и ответом организма, будет больше или равен единице. При этом для расчета показателя отношения шансов для каждого наблюдения сначала формируют таблицу данных: значение средних концентраций исследуемого металла в крови и значений маркеров ответа для каждого наблюдения (1…n), и в указанной таблице данных производят условное деление данных на две части: ниже текущего наблюдения - уровня средней концентрации исследуемого металла в крови и выше текущего наблюдения - уровня средней концентрации исследуемого металла в крови, для обоих частей рассчитывают величину, характеризующую вероятность отклонения маркера ответа от значения аналогичного лабораторного показателя в контрольной группе (
А показатель отношения шансов для каждой средней концентрации исследуемого металла в крови определяют из соотношения:A measure of the odds ratio for each average concentration of the studied metal in the blood is determined from the ratio:
где i - индекс, отражающий номер наблюдения.where i is the index reflecting the observation number.
Причем достоверность рассчитанного показателя отношения шансов оценивают по 95% доверительному интервалу, в пределах которого находится истинное значение показателя отношения шансов, а связь признают достоверно установленной при нижней границе доверительного интервала больше или равной 1.Moreover, the reliability of the calculated odds ratio indicator is estimated at a 95% confidence interval within which the true value of the odds ratio indicator is located, and the connection is recognized to be reliably established with a lower limit of the confidence interval greater than or equal to 1.
Благодаря тому, что далее строится модель зависимости между уровнем маркера экспозиции и указанным показателем отношения шансов, причем построение модели осуществляют на основании данных о средней концентрации исследуемого металла в крови и данных о соответствующем значении показателя отношения шансов отклонения маркера ответа относительно значения показателя в контрольной группе по каждому наблюдению, обеспечивается достоверность полученной связи.Due to the fact that we further construct a model of the relationship between the level of the exposure marker and the indicated indicator of the odds ratio, the model is constructed on the basis of data on the average concentration of the studied metal in the blood and data on the corresponding value of the indicator of the ratio of the chances of deviation of the response marker relative to the value in the control group for to each observation, the reliability of the obtained connection is ensured.
Причем для установления адекватности используемой модели, а значит - достоверности полученных данных используют процедуру дисперсионного анализа, основанную на расчете критерия Фишера (F) и коэффициента детерминации (R2), принимая во внимание, что различия считают статистически значимыми при p≤0,05.Moreover, to establish the adequacy of the model used, and hence the reliability of the data obtained, the analysis of variance is used, based on the calculation of the Fisher criterion (F) and the determination coefficient (R 2 ), taking into account that the differences are considered statistically significant at p≤0.05.
Далее производят расчет реперной максимальной недействующей концентрации исследуемого металла в крови (x0) для каждого маркера ответа по формуле:Next, calculate the reference maximum inactive concentration of the studied metal in the blood (x 0 ) for each response marker according to the formula:
где a 1, a 0 - параметры модели,where a 1, a 0 - model parameters,
а также осуществляют определение при построении указанной модели 95%-ных доверительных границ точечных оценок реперных концентраций исследуемого металла в крови, причем в качестве реперной концентрации исследуемого металла в крови принимается значение верхней 95%-ной доверительной границы для каждого маркера ответа, а в качестве предельно допустимой концентрации исследуемого металла в крови детей принимают наименьшую концентрацию из имеющегося ряда 95%-ных верхних доверительных границ реперных концентраций металла в крови для каждого маркера ответа.and when constructing the indicated model, 95% confidence limits of the point estimates of reference concentrations of the test metal in the blood are determined, and the value of the upper 95% confidence limit for each response marker is taken as the reference concentration of the test metal in the blood, and as the maximum the permissible concentration of the metal under study in the blood of children accept the lowest concentration of the available series of 95% upper confidence limits of reference metal concentrations in the blood for each response markers.
Таким образом, достижение поставленного технического результата обеспечивается за счет совокупности всех признаков предлагаемого изобретения и исключение какого-либо приведет к невозможности реализации назначения способа.Thus, the achievement of the technical result is achieved due to the combination of all the features of the proposed invention and the exclusion of any will lead to the inability to implement the purpose of the method.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом, реализуя его на конкретном примере:The proposed method is as follows, implementing it on a specific example:
1) Выбирают экологически неблагополучную территорию по высокой аэрогенной нагрузке тяжелыми металлами. В качестве такой территории был выбран г. Чусовой, характеризующийся наличием приоритетных компонентов выбросов промышленных предприятий - соединений марганца в атмосферном воздухе селитебных территорий. По результатам ранее проведенной процедуры оценки риска для здоровья населения на данной территории экспозиция металлов при аэрогенном воздействии формирует неприемлемый риск в отношении органов дыхания, центральной и вегетативной нервной системы (индекс опасности для здоровья HI=8-44 при допустимом уровне ≤1,0).1) Choose an ecologically unfavorable territory for a high aerogenic load with heavy metals. The city of Chusovoy was chosen as such a territory, characterized by the presence of priority components of emissions from industrial enterprises - manganese compounds in the atmospheric air of residential areas. According to the results of a previous risk assessment procedure for public health in a given territory, exposure to metals under aerogenic exposure forms an unacceptable risk with respect to the respiratory system, central and autonomic nervous system (health hazard index HI = 8-44 with an acceptable level of ≤1.0).
2) Формируют сопоставимые выборки детей на основании биологических критериев: I-II группа здоровья, которую устанавливают на основании результатов анализа медицинских карт (форма 26/У) и проведения клинического осмотра; физиологическое течение беременности и родов у матери; отсутствие патологии перинатального периода; отсутствие отягощенного наследственного анамнеза; весоростовые показатели по индексу Кетле, не выходящие за пределы ±15%; отсутствие острых инфекционных заболеваний не менее чем в течение 3 недель до начала исследования; индекс инфекционности 0,2-0,5; на основании социально-бытовых критериев: уровень дохода, семейный образ жизни, качества условий быта; родители детей, включенных в выборку, должны иметь среднее и высшее образование, что детерминирует семейный образ жизни как сопоставимый, средний уровень материальной обеспеченности, жилищные условия, соответствующие установленным гигиеническим нормативам; на основании гигиенических критериев: выборки отличаются наличием экспозиции марганца в атмосферном воздухе территории проживания детей исследуемой выборки и отсутствием на территории проживания выборки контрольной группы; по наличию общераспространенных соединений территории сопоставимы. В основную группу было отобрано 80 детей из организованного коллектива, проживающих на территории г. Чусовой. В качестве контрольной группы было отобрано 50 детей из организованного коллектива, проживающих на территории пгт Ильинский.2) Generate comparable samples of children on the basis of biological criteria: I-II health group, which is established on the basis of the results of the analysis of medical records (form 26 / U) and a clinical examination; physiological course of pregnancy and childbirth in the mother; lack of pathology of the perinatal period; lack of burdened hereditary history; Ketle index weight-growth indicators, not exceeding ± 15%; the absence of acute infectious diseases for at least 3 weeks before the start of the study; an infectivity index of 0.2-0.5; based on social criteria: income level, family lifestyle, quality of life; the parents of the children included in the sample must have secondary and higher education, which determines the family lifestyle as a comparable, average level of material security, housing conditions that comply with established hygiene standards; based on hygienic criteria: the samples are distinguished by the presence of manganese in the atmospheric air of the territory of the children in the study sample and the absence of a sample of the control group in the territory of residence; according to the presence of common compounds, territories are comparable. The main group was selected 80 children from an organized team living in the city of Chusovoy. As a control group, 50 children from an organized team living in the town of Ilyinsky were selected.
3) На выбранных территориях осуществляют количественную оценку хронической экспозиции исследуемого тяжелого металла с использованием годовой экспозиции по установлению средней суточной концентрации его в атмосферном воздухе и питьевой воде на основании материалов мониторинговых наблюдений, по данным натурных исследований. Средняя суточная концентрация марганца в атмосферном воздухе экологически неблагополучной территории составила 0,0011±0,0003 мг/м3 (1,1 доли ПДК), на территории сравнения - 0,00003±0,00001 мг/м3 (0,03 доли ПДК). Средняя суточная концентрация марганца в питьевой воде экологически неблагополучной территории составила 0,02±0,003 мг/м3 (0,2 доли ПДК), на территории сравнения - 0,01±0,002 мг/м3 (0,1 доли ПДК).3) In the selected territories, the chronic exposure of the studied heavy metal is quantified using the annual exposure to establish the average daily concentration of it in the air and drinking water based on monitoring observations, according to field studies. The average daily concentration of manganese in the atmospheric air of an ecologically unfavorable territory was 0.0011 ± 0.0003 mg / m 3 (1.1 percent of MAC), in the comparison territory it was 0.00003 ± 0.00001 mg / m 3 (0.03 share MPC). The average daily concentration of manganese in drinking water in an ecologically unfavorable territory was 0.02 ± 0.003 mg / m 3 (0.2 percent of MPC), in the comparison territory it was 0.01 ± 0.002 mg / m 3 (0.1 percent of MPC).
4) С использованием формулы, приведенной в приложении 3 Руководства по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих среду обитания (Р.2.1.10.1920-04), выполняют расчет суммарной средней суточной дозы тяжелого металла, поступающего от различных источников в организм детского населения. На экологически неблагополучной территории средняя суточная доза марганца при поступлении в организм с атмосферным воздухом составила 9,0·10-4 мг/(кг·день), с питьевой водой - 1,1·10-4 мг/(кг·день). Суммарная средняя суточная доза составила 0,001 мг/(кг·день), и приоритетным путем поступления является атмосферный воздух. На территории сравнения средняя суточная доза марганца при поступлении с атмосферным воздухом составила 2,9·10-5 мг/(кг·день), с питьевой водой - 5,5·10-5 мг/(кг·день). Суммарная средняя суточная доза 8,4·10-5 мг/(кг·день).4) Using the formula given in Appendix 3 of the Guidelines for assessing public health risk when exposed to chemicals that pollute the environment (R.2.1.10.1920-04), the total average daily dose of heavy metal from various sources in the body is calculated children's population. In an ecologically unfavorable territory, the average daily dose of manganese when ingested with atmospheric air was 9.0 · 10 -4 mg / (kg · day), with drinking water - 1.1 · 10 -4 mg / (kg · day). The total average daily dose was 0.001 mg / (kg · day), and atmospheric air is a priority route of entry. In the comparison territory, the average daily dose of manganese upon intake with atmospheric air was 2.9 · 10 -5 mg / (kg · day), with drinking water - 5.5 · 10 -5 mg / (kg · day). The total average daily dose of 8.4 · 10 -5 mg / (kg · day).
5) У детей из указанных групп проводят отбор венозной цельной крови в одну пробирку 1 раз в 3 месяца в течение 1 года (т.е. четыре раза в год) для определения содержания марганца в цельной крови. При осуществлении последнего отбора пробы крови используют три пробирки: первую - для определения содержания металла, вторую - для определения уровня биохимических показателей сыворотки крови, третью - для определения уровня биохимических показателей плазмы крови, перечень которых устанавливается с учетом выявленных поражаемых органов и систем, характерных для негативного воздействия исследуемого тяжелого металла марганца и приоритетного пути его поступления.5) In children from these groups, venous whole blood is sampled in one test tube once every 3 months for 1 year (i.e. four times a year) to determine the manganese content in whole blood. In the last sampling of blood, three test tubes are used: the first to determine the metal content, the second to determine the level of biochemical parameters of blood serum, the third to determine the level of biochemical parameters of blood plasma, a list of which is established taking into account the identified affected organs and systems characteristic of the negative impact of the studied heavy manganese metal and the priority route of its entry.
6) В цельной крови определяют уровень содержания марганца на атомно-абсорбционном спектрофотометре Perkin Elmer 3110 с использованием в качестве окислителя ацетилентно-воздушной смеси с детектированием в режиме пламенной атомизации.6) In whole blood, the level of manganese is determined on a Perkin Elmer 3110 atomic absorption spectrophotometer using an acetylene-air mixture as an oxidizing agent with flame atomization detection.
В сыворотке крови с учетом критических органов при хроническом ингаляционном поступлении марганца определяют уровень гидроперекисей липидов, уровень иммуноглобулина E (IgE) общего, IgE специфических к марганцу, уровень активности супероксиддисмутазы цитоплазматической Cu/Zn-СОД, иммуноглобулинов G (IgG), A (IgA), циклического аденозинмонофосфата ц-АМФ, циклического глуанидинмонофосфата ц-ГМФ. В плазме крови определяют уровень малонового диальдегида (МДА), показателя антиоксидантной активности (АОА).In blood serum, taking into account critical organs during chronic inhalation of manganese, the level of lipid hydroperoxides, the level of total immunoglobulin E (IgE), specific IgE specific for manganese, the level of activity of cytoplasmic superoxide dismutase Cu / Zn-SOD, immunoglobulins G (IgG), A (IgA) are determined cyclic adenosine monophosphate c-AMP; cyclic gluanidine monophosphate c-GMP. In the blood plasma determine the level of malondialdehyde (MDA), an indicator of antioxidant activity (AOA).
7) Рассчитывают среднюю концентрацию содержания марганца в крови детей в течение года (т.е. сумму четырех показателей, полученных в течение годы, делят на четыре). Полученные данные сравнивают с референтным уровнем. Полученные результаты представлены в таблице 1.7) Calculate the average concentration of manganese in the blood of children during the year (i.e., the sum of the four indicators obtained over the years is divided into four). The data obtained are compared with the reference level. The results are presented in table 1.
Данные, приведенные в таблице 1, указывают на обоснованность выборки детей основной и контрольной групп, т.к. у контрольной группы отсутствуют достоверные различия концентрации марганца в крови с референтным уровнем (p=0,065, т.е. больше 0,05), а у основной группы по сравнению с контрольной p=0,001, т.е. меньше 0,05.The data shown in table 1 indicate the validity of the sample of children of the main and control groups, because in the control group there are no significant differences in the concentration of manganese in the blood with a reference level (p = 0.065, i.e., more than 0.05), and in the main group, compared with the control group, p = 0.001, i.e. less than 0.05.
8) Далее устанавливают достоверную связь между экспозицией - суммарной средней суточной дозой исследуемого металла, поступающего в организм от объектов внешней среды, и маркером экспозиции - средней концентрацией тяжелого металла в крови, определяя по наличию достоверной связи с экспозицией обоснованность выбранного маркера экспозиции, методом математического моделирования. Выявление и оценка параметров указанной зависимости позволили получить адекватные модели (F≥3,96, p≤0,05) зависимости между средней концентрацией марганца в крови от суммарной средней суточной дозы при ингаляционном и пероральном поступлении в организм (в диапазоне исследованных концентраций за одинаковый период наблюдений) (F=2055,12, R2=0,64, p=0,0001). Зависимость средней концентрации марганца в крови детей от суммарной средней суточной дозы марганца при хронической комплексной экспозиции на территории с размещением металлургического производства представлена на рисунке 2. Исходя из полученных данных, средняя концентрация марганца в крови детей основной группы принимается в качестве маркера экспозиции хронического воздействия марганца.8) Next, a reliable relationship is established between the exposure - the total average daily dose of the studied metal entering the body from environmental objects, and the exposure marker - the average concentration of heavy metal in the blood, determining the validity of the selected exposure marker, using mathematical modeling, by the presence of a reliable connection with the exposure . Identification and evaluation of the parameters of this dependence made it possible to obtain adequate models (F≥3.96, p≤0.05) of the relationship between the average concentration of manganese in the blood and the total average daily dose for inhalation and oral administration to the body (in the range of the studied concentrations for the same period) observations) (F = 2055.12, R 2 = 0.64, p = 0.0001). The dependence of the average concentration of manganese in the blood of children on the total average daily dose of manganese during a chronic complex exposure in the territory with the metallurgical production is shown in Figure 2. Based on the data obtained, the average concentration of manganese in the blood of children of the main group is taken as a marker of exposure to chronic exposure to manganese.
9) Для обоснования маркеров ответа выполняют лабораторное обследование детей основной и контрольных групп (через определение биохимических показателей плазму и сыворотки крови). Результаты представлены в таблице 2.9) To substantiate the response markers, a laboratory examination of the children of the main and control groups is performed (through the determination of biochemical parameters of plasma and blood serum). The results are presented in table 2.
Анализ полученных результатов, приведенных в таблице 2, позволил установить повышение неспецифической чувствительности организма (сенсибилизация) по достоверному повышению в 1,3 раза среднего уровня IgE общего в сыворотке крови (103,2±15,6 МЕ/см3) относительно показателя у детей контрольной группы (79,4±4,38 МЕ/см3, p=0,001), в 94% случаев превышающее предел физиологической нормы. Установлена начальная активация процесса метаболического окисления по уровню гидроперекисей липидов в сыворотке крови (362,11±8,6 мкмоль/дм3), что в 1,2 раза превысило показатель у детей контрольной группы (301,7±5,23, p=0,02) и в 93% случаев превысило предел физиологической нормы. Данные отклонения показателей характеризуют развитие негативных эффектов - начальную сенсибилизацию и активацию метаболического окисления. Установлено изменение активности внутриклеточных регуляторных посредников по повышению ц-АМФ в сыворотке крови (9,2±0,24 мкмоль/дм3) в 1,2 раза относительно данного показателя в контрольной группе (7,73 мкмоль/дм3, p=0,005) и снижению ц-ГМФ в сыворотке крови (2,8±0,11 мкмоль/дм3) в 1,2 раза относительно показателя контрольной группы (3,35±0,14 мкмоль/дм3 p=0,005). Это свидетельствует об активации элементов симпатической регуляции на молекулярном уровне. Зарегистрировано достоверное превышение в 1,4 раза среднего уровня Cu/Zn СОД (102,4±2,42 нг/см3) в сыворотки крови относительно показателя контрольной группы (72,00±2,43 нг/см3). В 21% случаев данный показатель превысил значение физиологической нормы, что свидетельствует об активации антиоксидантного звена.Analysis of the results shown in table 2, allowed to establish an increase in nonspecific sensitivity of the body (sensitization) by a reliable increase of 1.3 times the average level of total IgE in blood serum (103.2 ± 15.6 IU / cm 3 ) relative to the indicator in children control group (79.4 ± 4.38 IU / cm 3 , p = 0.001), in 94% of cases exceeding the physiological norm. The initial activation of the metabolic oxidation process was established by the level of lipid hydroperoxides in blood serum (362.11 ± 8.6 μmol / dm 3 ), which was 1.2 times higher than in children in the control group (301.7 ± 5.23, p = 0.02) and in 93% of cases exceeded the physiological norm limit. These deviations of indicators characterize the development of negative effects - initial sensitization and activation of metabolic oxidation. A change in the activity of intracellular regulatory intermediaries in increasing c-AMP in serum (9.2 ± 0.24 μmol / dm 3 ) was 1.2 times relative to this indicator in the control group (7.73 μmol / dm 3 , p = 0.005 ) and a decrease in c-GMF in blood serum (2.8 ± 0.11 μmol / dm 3 ) 1.2 times relative to the control group (3.35 ± 0.14 μmol / dm 3 p = 0.005). This indicates the activation of the elements of sympathetic regulation at the molecular level. A reliable 1.4-fold excess of the average level of Cu / Zn SOD (102.4 ± 2.42 ng / cm 3 ) in blood serum relative to that of the control group (72.00 ± 2.43 ng / cm 3 ) was recorded. In 21% of cases, this indicator exceeded the physiological norm, which indicates the activation of the antioxidant link.
10) Выполняют процедуру анализа расчета отношения шансов, показателя, характеризующего силу связи «маркер экспозиции - маркер ответа неблагоприятного воздействия». Результаты представлены в таблице 3.10) Perform the analysis procedure for calculating the odds ratio, an indicator that characterizes the strength of the relationship "exposure marker - marker response adverse effects." The results are presented in table 3.
11) Строят модель зависимости между уровнем маркера экспозиции и установленным показателем отношения шансов с выполнением процедуры расчета максимальной недействующей средней концентрации металла в крови для каждого маркера ответа. Результаты представлены в таблице 4.11) A model is built of the relationship between the level of the exposure marker and the established indicator of the odds ratio with the procedure for calculating the maximum inactive average metal concentration in the blood for each response marker. The results are presented in table 4.
Из полученного ряда допустимых концентраций марганца в крови для каждого вероятного негативного ответа наименьшей концентрацией (по нижней 95%-ной доверительной границе) является 0,015 мг/дм3 (лимитирующий показатель - вероятность повышение иммуноглобулина E общего в сыворотке крови). Данная концентрация может быть рекомендована в качестве суточной ПДК марганца в крови детей для условий многосредового хронического воздействия.Of the obtained series of permissible concentrations of manganese in the blood for each probable negative response, the lowest concentration (at the lower 95% confidence limit) is 0.015 mg / dm 3 (the limiting indicator is the probability of an increase in total immunoglobulin E in blood serum). This concentration can be recommended as a daily allowable concentration of manganese in the blood of children for conditions of chronic multiple exposure.
Таким образом, предлагаемым способом обеспечивается достоверное определение предельно допустимой концентрации тяжелых металлов в крови детей. Знание этой информации позволит повысить эффективности комплекса санитарно-гигиенических мероприятий на территориях с размещением объектов металлургических и машиностроительных производств и позволит оценить реальную экспозицию населения.Thus, the proposed method provides a reliable determination of the maximum permissible concentration of heavy metals in the blood of children. The knowledge of this information will increase the efficiency of the complex of sanitary and hygienic measures in the territories with the placement of metallurgical and machine-building production facilities and will make it possible to assess the real exposure of the population.
Claims (1)
где i - индекс, отражающий номер наблюдения;
причем достоверность рассчитанного показателя отношения шансов оценивают по 95% доверительному интервалу, в пределах которого находится истинное значение показателя отношения шансов, а связь признают достоверно установленной при нижней границе доверительного интервала больше или равного 1; далее строят модель зависимости между уровнем маркера экспозиции и указанным показателем отношения шансов, причем построение модели осуществляют на основании данных о средней концентрации исследуемого металла в крови и данных о соответствующем значении показателя отношения шансов отклонения маркера ответа в основной группе относительно значения маркера ответа в контрольной группе по каждому наблюдению; причем для установления адекватности указанной модели, а значит - достоверности полученных данных, используют процедуру дисперсионного анализа, основанную на расчете критерия Фишера и коэффициента детерминации, принимая во внимание, что различия считают статистически значимыми при p≤0,05; далее производят расчет реперной максимальной недействующей концентрации тяжелого металла в крови x0 для каждого маркера ответа по формуле:
где a1, a0 - параметры модели,
а также осуществляют определение при построении указанной модели 95%-ных доверительных границ точечных оценок реперных концентраций исследуемого металла в крови, причем в качестве реперной концентрации исследуемого тяжелого металла в крови принимается значение верхней 95%-ной доверительной границы для каждого маркера ответа; а в качестве предельно допустимой концентрации исследуемого тяжелого металла в крови детей принимают наименьшую концентрацию из имеющегося ряда 95%-ных верхних доверительных границ реперных концентраций металла в крови для каждого маркера ответа. A method for determining the maximum permissible concentration of heavy metals in the blood of children with multi-media exposure, characterized in that an environmentally disadvantaged area with a high load of heavy metals in the environment is selected with a criterion of the hazard index for public health greater than 1; from this territory a representative sample of children is made for research - the main group, using biological, social, and hygienic criteria; using the same criteria, a representative sample of children is taken into the control group from a territory that is ecologically safe; in these territories, using the annual exposure, a chronic exposure of the studied heavy metal is quantified to establish the average daily concentration in the environment, then using the indicated average daily values the concentration of heavy metal in environmental objects is calculated for children of both groups averaged n annual exposure is the total average daily dose of heavy metal coming from various sources into the child’s body, while simultaneously determining the leading route of entry and the priority medium, then blood samples are taken once every three months for one year to establish the following parameters: for determine the content of the studied heavy metal and to determine the level of biochemical parameters of plasma and blood serum, which characterize the responses in the form of actual or potential total health disorders - response markers, under the influence of this heavy metal coming from the priority exposure medium; then, from the four results obtained during the year, the average concentration of the studied heavy metal in the blood is calculated and compared with the reference level for this heavy metal, using the Student’s two-sample criterion with a significance level of 0.05, while establishing the adequacy of the choice of children of the main and control groups ; at the same time, the indicated adequacy criterion for the control group of children is the absence of significant differences in the average concentration of the studied metal in the blood with the reference level, and for the main group of children - the presence of significant differences in the average concentration of the studied metal in the blood with the average concentration of this metal in the blood of the children of the control group; then, using the mathematical modeling method for children of each group, a relationship is established between the exposure — the total average daily dose of the studied metal entering the body from environmental objects, and the exposure marker — the average concentration of heavy metal in the blood, determining the validity of the selected exposure marker by the presence of a reliable connection with the exposure ; then, using the “sliding window” technology, the selected response markers are substantiated by establishing and assessing the dependence of the probability of deviation of previously established biochemical parameters of plasma and blood serum in children of the main group relative to similar indicators in children of the control group and from the physiological norm; Further, using the method based on the analysis of the odds ratio, the maximum permissible concentration of the exposure marker and the corresponding response marker are determined based on the condition under which the odds ratio indicator characterizing the strength of the connection between the influence of a heavy metal and the body's response will be greater than or equal to one, for this for each observation, a data table is formed: the value of the average concentrations of the studied metal in the blood and the values of the response markers for each observation and conditionally divide the data into two parts: below the current observation - the level of the average concentration of heavy metal in the blood and above the current observation; then, for both parts, a value is calculated that characterizes the probability of deviation of the response marker of the main group from the response marker in the control group, as the ratio of the number of observations that differ from the control to the total number of observations, and the OR odds ratio for each daily average concentration of the metal in the blood is determined from ratios:
where i is the index reflecting the observation number;
moreover, the reliability of the calculated odds ratio indicator is estimated at a 95% confidence interval within which the true value of the odds ratio indicator is located, and the connection is recognized to be reliably established with a lower limit of the confidence interval greater than or equal to 1; then, a model is built of the relationship between the level of the exposure marker and the indicated indicator of the odds ratio, and the model is built on the basis of data on the average concentration of the studied metal in the blood and data on the corresponding value of the ratio of the chances of deviation of the response marker in the main group relative to the value of the response marker in the control group according to every observation; moreover, to establish the adequacy of this model, and hence the reliability of the data obtained, use the analysis of variance based on the calculation of the Fisher criterion and coefficient of determination, taking into account that the differences are considered statistically significant at p≤0.05; then calculate the reference maximum inactive concentration of heavy metal in the blood x 0 for each marker of response according to the formula:
where a 1, a 0 - model parameters,
and also, when constructing the indicated model, 95% confidence limits of point estimates of reference concentrations of the studied metal in the blood are determined, and the value of the upper 95% confidence limit for each response marker is taken as the reference concentration of the studied heavy metal in the blood; and as the maximum permissible concentration of the studied heavy metal in the blood of children, the smallest concentration of the available series of 95% upper confidence limits of the reference concentration of metal in the blood is taken for each response marker.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013147177/15A RU2536268C1 (en) | 2013-10-22 | 2013-10-22 | Method for measuring maximum allowable blood concentration of heavy metals in children after integrated exposure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013147177/15A RU2536268C1 (en) | 2013-10-22 | 2013-10-22 | Method for measuring maximum allowable blood concentration of heavy metals in children after integrated exposure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2536268C1 true RU2536268C1 (en) | 2014-12-20 |
Family
ID=53286303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013147177/15A RU2536268C1 (en) | 2013-10-22 | 2013-10-22 | Method for measuring maximum allowable blood concentration of heavy metals in children after integrated exposure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2536268C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112462073A (en) * | 2020-11-03 | 2021-03-09 | 佛山市第一人民医院(中山大学附属佛山医院) | Data processing method and system for hematology index |
CN115701536A (en) * | 2021-08-02 | 2023-02-10 | 中国科学院大连化学物理研究所 | Method for evaluating influence of pollutants on serum metal elements |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2206272C1 (en) * | 2001-12-05 | 2003-06-20 | Пермский научно-исследовательский клинический институт детской экопатологии | Method for hygienic diagnostics and evaluation of iodine-deficient states tension at territory with combined impact of ecological factors |
RU2419795C1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-05-27 | Федеральное государственное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФГУН "ФНЦ МПТ УРЗН" РОСПОТРЕБНАДЗОРА) | Method for early diagnosis of violation of children adaptation under chemical hazards of environmental factors |
RU2480747C2 (en) * | 2011-04-20 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова" (ФГБОУ ВПО "Курская ГСХА") | Method of determining standard maximum allowable concentration of contaminants in water bodies |
-
2013
- 2013-10-22 RU RU2013147177/15A patent/RU2536268C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2206272C1 (en) * | 2001-12-05 | 2003-06-20 | Пермский научно-исследовательский клинический институт детской экопатологии | Method for hygienic diagnostics and evaluation of iodine-deficient states tension at territory with combined impact of ecological factors |
RU2419795C1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-05-27 | Федеральное государственное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФГУН "ФНЦ МПТ УРЗН" РОСПОТРЕБНАДЗОРА) | Method for early diagnosis of violation of children adaptation under chemical hazards of environmental factors |
RU2480747C2 (en) * | 2011-04-20 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова" (ФГБОУ ВПО "Курская ГСХА") | Method of determining standard maximum allowable concentration of contaminants in water bodies |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
УСМАНОВА А.Р. и ГАЛЛЯМОВ А.Б. Содержание макро- и микроэлементов в сыворотке крови детей младшего школьного возраста, проживающих в районах с различной антропогенной нагрузкой. - Казанский медицинский журнал, 2009, Т.90, N4, С.494-496. И.Н. Ильченко и др. Воздействие тяжелых металлов и угрозы здоровью школьников " жителей центрального административного округа г. Москвы. Электронный научный журнал "Социальные аспекты здоровья населения". Найдено в Интернет 19.06.2014, http://vestnik.mednet.ru/content/view/398/30/lang,ru/ * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112462073A (en) * | 2020-11-03 | 2021-03-09 | 佛山市第一人民医院(中山大学附属佛山医院) | Data processing method and system for hematology index |
CN112462073B (en) * | 2020-11-03 | 2024-06-11 | 佛山市第一人民医院(中山大学附属佛山医院) | Data processing method and system for hematology index |
CN115701536A (en) * | 2021-08-02 | 2023-02-10 | 中国科学院大连化学物理研究所 | Method for evaluating influence of pollutants on serum metal elements |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jedrychowski et al. | Prenatal exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons and cognitive dysfunction in children | |
Melville et al. | Problem behaviours and symptom dimensions of psychiatric disorders in adults with intellectual disabilities: An exploratory and confirmatory factor analysis | |
Santamaria et al. | Dermal exposure to the UV filter benzophenone-3 during early pregnancy affects fetal growth and sex ratio of the progeny in mice | |
Goncalez et al. | Knowledge, attitudes and motivations among blood donors in Sao Paulo, Brazil | |
Stelmach et al. | Cockroach allergy and exposure to cockroach allergen in Polish children with asthma | |
RU2536268C1 (en) | Method for measuring maximum allowable blood concentration of heavy metals in children after integrated exposure | |
Nicoletti et al. | Risk factors in multiple sclerosis: a population-based case–control study in Sicily. Background and methods | |
Osler et al. | Relation between early life socioeconomic position and all cause mortality in two generations. A longitudinal study of Danish men born in 1953 and their parents | |
Sattler et al. | Parental estimates of children's receptive vocabulary | |
RU2437095C1 (en) | Method for determination of manganese toxicity in children being residents of technogenically-loaded territories | |
Boyacı et al. | Ortaokul öğrencilerinin okul tükenmişliğinde umut ve aile ilişkilerinin rolü: Bir yapısal eşitlik modellemesi | |
RU2546526C1 (en) | Diagnostic technique for oxidative stress in children exposed to nickel from external environment | |
Ochieng et al. | Relationship between environmental exposure to pesticides and anthropometric outcomes of boys in the rural Western Cape, South Africa | |
Dolgikh et al. | Peculiarities detected in formation of specific hapten sensitization to phenol in children | |
RU2666924C1 (en) | Method for substantiating the occurrence of a negative effect in children in form of a disease associated with the central or autonomic nervous system associated with aerogenic exposure of aluminum | |
Al-Qerem et al. | Pulmonary function tests in Egyptian schoolchildren in rural and urban areas | |
RU2823856C1 (en) | Method for quantitative assessment of additional risk of health disorders in children of 4-7 years old, caused by aerogenic combined effect of chemicals: aluminum oxide, benz(a)pyrene and hydrofluoride, with their simultaneous intake into body, compared to isolated action of each substance | |
Antičević et al. | The personality traits and social characteristics of Croatian heroin addicts and cannabis users | |
Rodricks et al. | Quantitative extrapolations in toxicology | |
McGarry et al. | Clinical outcomes after admission of patients with COVID-19 to skilled nursing facilities | |
Api et al. | RIFM fragrance ingredient safety assessment, 2-octanone, CAS Registry Number 111-13-7 | |
Yusoff et al. | Association between air pollutants with FeNO among primary school children at petrochemical industries | |
Brender et al. | Intake of nitrates and nitrites and birth defects in offspring | |
Lukman et al. | VALIDATING THE MEDIATING EFFECT OF NEGOTIATION STYLE BETWEEN PROBLEM-SOLVING STRATEGIES AND COMMUNICATION STYLE ON MARITAL SATISFACTION AMONG NIGERIAN | |
Jeong et al. | Pre-validation of a Calu-3 epithelium cytotoxicity assay for predicting acute inhalation toxicity of chemicals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151023 |