CC BY
89
Клшмна пед1атр1я
УДК 616-053.5/.7:577.118:57.042(1-21)]-085
МАРУШКО Ю.В., ТАРИНСЬКА О.Л., ОЛЕФ1Р Т.1., ФУС С.В., АСОНОВ А.О. Нацюнальний медичний ун/верситет ¡мен! О.О. Богомольца, м. Ки!в
НАКОПИЧЕННЯ КАДМ1Ю ТА ЙОГО ВПЛИВ НА ОРГАЫЗМ ДИТИНИ
Резюме. При обстеженш школярiв встановлено, що у волоса дтей, ят мешкають у сучасному мегаполШ, спостерШеться накопичення кадмж. Пасивне паятня може бути одшею з причин надходження кадмж в органам дитини. У дтей з тдвищенням вмсту кадмж у волоса визначет бльш виражеш зниження рiвня ряду есенщальних елементiв, що може призводити до формування хротчно'( патологи. Ключовi слова: кадмш, мтроелементи, волосся, пасивне тютюнопалшня.
Вступ
У населения сучасного мегаполюу внаслщок впливу ряду негативних факторiв оточуючого середовища спосте-р1гаеться накопичення в органiзмi рiзних хiмiчних, у тому числ1 токсичних, елемент1в, що становить проблему для л1кар1в рiзного профiлю, суспiльства. Така ситуацiя веде до погiршання стану здоров'я, особливо дитячого населення.
За даними лггератури та особистими спостереженнями, в органiзмi дтей сучасного мегаполюу визначено переви-щення бiологiчно допустимих рiвнiв ряду токсичних мета-лш, серед яких значне мiсце займае накопичення кадмiю [5, 7, 14].
Кадмш не е життево необхщним хiмiчним елементом для органiзму людини. Цей елемент практично вiдсутнiй в органiзмi новонароджених, з вiком акумулюеться оргашз-мом, i до 50 роив його загальний вмiст може досягати 20— 30 мг [8]. За середшм умiстом в органiзмi тварин i людини кадмiй зараховують до мiкроелементiв. У природi кадмш присутнш у грунтi, рудах, морськш вод!, в атмосферу над-ходить у результат вулкашчних вивержень i вивiльнення з рослин [1, 3]. Суттеве джерело забруднення навколиш-нього середовища кадм1ем — це видобуток i металургiя цинку, електронна промисловють, виробництво фарб, електротехнiчна промисловють та суперфосфаты добри-ва [1]. 1з розвитком сучасних технологiй антропогенний внесок надходження кадмiю в атмосферу в1д сталеливар-них заводов та завода 1з переробки вщход1в у 3 рази пере-вищуе надходження природними шляхами [8]. Кадмiй належить до токсиканлв 1з високою здатнiстю акумулю-ватися в тканинах i органах.
Кадмш надходить в органiзм людини через шлунково-кишковий тракт (за добу в середньому 20—50 мкг з харчови-ми продуктами та 0,1 мкг з питною водою) i дихальт шляхи (0,02 мкг) [8]. Умют кадм1ю в харчових продуктах пщвищу-еться при використанш в альському господарствi добрив та спчних вод, забруднених цим металом. Забрудненню !ж1 кадмiем сприяе використання ядох1м1кат1в, що мютять
цей метал, посуду з полшшщхлориду, стабiлiзованого кад-мiйорганiчними сполуками, посуду, покритого емалями i пiгментами, в яких присутнш кадмш, пакувальних матерь алiв на основ! целюлози [9, 10].
Особливютю бюлопчно! д! кадм1ю е його здатнють негативно впливати на здоров'я людини при тривалому вплив1 низьких р1вшв забруднення у зв'язку з високим коефщен-том бюлопчно! кумуляцп (до 40 роив). Вщомо, що кадмш може значною м1рою змшювати метабол1зм ! функц!! таких есенщальних елемент1в, як цинк, зал1зо, м!дь, марганець, кальцш, селен [2, 13].
Органами-мшенями при штоксикац!! кадшем е нир-ки, юстковий мозок, сперма, печ1нка, трубчаст1 к1стки та частково селез1нка. В1домо, що важю метали вщкладають-ся у волосш, н1гтях 1 к1стках, таким чином реал1зуючи за-хисну реакц1ю оргашзму в!д деяких важких метал1в, у тому числ1 кадм1ю, коли здшснюеться механ1зм депонування й шактивацп. Токсичний вплив кадм1ю менш виражений, н1ж в 1нших токсичних елемент1в, у зв'язку з частковим зв'язуванням його бтком металотюне!ном.
Кадм1й належить до 1мунотоксичних елемент1в. При хрон1чному кадмюз1 уражаються сечостатева, бронхолеге-нева системи, розвиваеться анем1я, пов'язана з1 зниженням всмоктування зал1за в кишечнику 1 л1зисом еритроцит1в, пщвищуеться артер1альний тиск, порушуеться сперматогенез.
Адекватне оцшювання забезпеченост1 м1кронутр1ента-ми 1 р1вня навантаження токсичними елементами потребуе застосування сучасних ефективних анал1тичних методов, що можуть бути використан1 при масових обстеженнях населення [13]. Пор1вняно з анал1зом кров1 або сеч1 елемент-ний анал1з волосся мае ряд переваг, серед яких вщносно високий вм1ст х1м1чних елемент1в у волосш, нешвазивнють вщбору проб, переваги при транспортуванш та збер1ганн1. Вмют м1кроелемент1в у волосс1 вщбивае мкроелементний статус людини в цлому [6]. 1ндикатором ум1сту кадм1ю в оргашзм1 також е волосся.
Мета роботи — вивчення BMicTy кадмш у волоссi та мож-ливих шляхов його надходження в оргашзм дней школьного вшу, визначення впливу кадмiю на органiзм для розробки рекомендацiй щодо профтактичних заходiв цим дням.
Матер1али та методи
Нами обстежено 282 дитини (142 хлопчика i 140 дь вчаток) вшэм 11—14 рок1в одте! i3 шил Святошинського району м. Киева. Дни проходили комплексне клшшэ-iнстрyментальне обстеження в дитячiй клiнiчнiй лiкарнi № 5 м. Киева. Для детатзацй скарг проводилося анкету-вання батьюв дiтей, що включало також питания щодо вивчення мкросередовища дитини стосовно тютюно-палiния. Дiти були оглянул педиатром, невропатологом i ЛОР-лiкарем. Проводились кштчт аналiзи кровi, сечi, калу. 1нструментальне обстеження включало електро-кардюграфш, ультразвукове обстеження органiв черевно! порожнини, за необхiдиостi — гастрофiброскопiю та рН-метрiю, реографiю судин головного мозку.
У дней, яких спостертали, проведений аналiз прикоре-нево! зони волосся на вмiст 7 хiмiчних елемеитiв (Cd, Ni, Zn, Se, Fe, Cr, Mn). Вмiст мкроелементав у волоссi вивчався за допомогою рентген-флюоресцентного спектрометра ElvaX.
Вщхилення iндивiдyального мiкроелементного про-фтю дитини фксували, використовуючи визначенi М.Г. Скальною (2009) бюлопчно допyстимi рiвнi (БДР) токсичних i меж1 нормального вмiстy есенщальних хiмiч-них елементiв у волоса дiтей. Так, бiологiчно допустимий рiвень для кадмiю у волоссi дней не повинен перевищу-вати 0,15 мкг/г [11]. Референтнi значення концентраций кадмiю у волоссi, за А.В. Скальним (2003), становлять 0,03-0,18 мкг/г [12].
Дослщження були вiдкритими контрольованими ран-домiзованими. Статистична обробка даних проводилась з використанням програмних пакетав MS Excel та SPSS for Windows.
Результати досл1дження та ix обговорення
Проведеними дослщженнями визначено, що переви-щення бiологiчно допустимого рiвня кадмiю у волоссi мали 33,7 % дней (95 з 282 обстежених). Проте накопичення кадмш у волоссi мало рiзний рiвень. На рис. 1 подано розподт рiвнiв yмiстy кадмiю у волоса школярiв.
Встановлено, що вмiст кадмш, який перевищував БДР, у 20,2 % дней був у межах 0,15-0,20 мкг/г, тобто на третину перевищував БДР. Практично вдвiчi перевищували БДР (0,25-0,45 мкг/г) визначенi показники у 8,9 % школярiв.
Середшй рiвень кадмiю у волоссi обстежених школярiв становив 0,10 ± 0,01 мкг/г. У 95 дней iз перевищенням БДР кадмiю середнiй вм^ його сягав 0,21 ± 0,01 мкг/г; у дней, у яких рiвнi кадмiю не перевищували БДР, середш значення його вмiстy були в 5 разiв меншими — 0,040 ± 0,001 мкг/г (р < 0,01).
Бтьша частота перевищень БДР кадшю у волоса мала мюце у давчаток — 38,57 % (у 54 iз 140), нж у хлопчиков — 28,87 % (41 iз 142), проте серед цих дней вищi показники вмюту кадмiю мали саме хлопчики — 0,23 мкг/г у порiв-нянш з давчатками, в яких умют цього елементу дорiвнював 0,19 мкг/г (р < 0,05). Вважаеться, що оргашзм давчаток мае
бшьшу стшкють до накопичення кадмiю. Це пояснюеться тим, що естрогени посилюють виведення кадмiю [14].
За результатами наших дослщжень, у дiтей iз тдвище-ним умiстом кадмiю у волосш мало мюце бшьш виражене зниження рiвня есенщальних елементiв. Так, у 91,6 % да-тей iз перевищеним умiстом кадмiю було зниження рiвня залiза у волоса, що сягало показниюв 6,16 ± 0,48 мкг/г. При нормальних рiвнях кадмiю у 82,4 % дггей теж були низью показники вмюту зал1за, проте середнi значення не опускалися так низько i становили 8,48 мкг/г (р < 0,05). Удвiчi частше в дiтей iз перевищенням умiсту кадмiю в порiвняннi з iншими дiтьми мало мюце зниження рiвня марганцю (у 76,8 та 39 % обстежених вщповщно; р < 0,01). Дефщит хрому у школярiв iз пiдвищеним рiвнем кадмiю був у 55,8 %, при нормальному рiвнi кадмiю — у 34,8 %. Показники селену у волоса в обох групах були в межах норми, проте у дггей iз перевищеним рiвнем кадмш — удвiчi нижчими (табл. 1).
Залежнють м1ж есецiальними i токсичними елементами характеризуеться значенням к сшввщношення. Антаго-нiстичнi зв'язки м1ж цинком i кадшем визначають високу iнформативнiсть спiввiдношення цинк/кадмш. Умовно допустимим рiвнем вважаеться 500 [15]. Низью показники коефщенту (менше 500) свщчать про порушення вмiсту цинку, вказують на негативний вплив токсичного елементу, навпъ тощ, коли його показники не виходять за межi допус-тимих. У наших дослщженнях спiввiдношення цинк/кад-мiй нижче 500 встановлене у 41 дитини (14,54 %). Уа щ дти мали пщвищений вмют кадмию. Таким чином, негативний вплив кадмш на обм1н цинку у 95 школярiв iз надмрним умютом кадмш зареестровано в 43,16 % дней. Саме кадмш здатний витискувати цинк з органiзму, призводячи до ряду порушень обмiнних процеав. Важливими е роль цинку у переробщ алкоголю i формування схильностi до алкогсшзму при дефiцитi цинку у зв'язку з надмiрним р1внем кадмш [4].
В умовах дефiциту есенщальних елеменпв вщзначено накопичення токсичних елементав. Встановлено, що пере-вищення бюлопчно допустимо! меж1 токсичних металiв у
<0,15
Менше за БДР
6,7 1,4
0,20- 0,25- 0,30-
0,25 0,30 0,45
Бшьше за БДР
мкг/г
Рисунок 1. Частота (%) р'зних р1вн1в умсту кадмю у волоса' школярiв
5(26) • 2010
Клтт'чна пед!атр!я
Таблиця 1. Вмст есенц1альних елеменлв у дтей ¡з р1зними р1внями кадм1ю у волосс
Хiмiчнi елементи Дiти з перевищенням БДР кадмiю Дiти з допустимим умютом кадмiю
Мають дефiцит, % М ± 1Г1, мкг/г Мають дефiцит, % М ± m, мкг/г
Fe 91,58* 6,16 ± 0,48** 82,35* 8,48 ± 0,46**
Мп 76,84* 0,12 ± 0,01** 39,04* 0,27 ± 0,02**
Сг 55,79* 0,21 ± 0,02** 34,8* 0,32 ± 0,02**
Se 6,32* 0,34 ± 0,05** 10,7* 0,61 ± 0,2**
7п 23,16 138,71 ± 8,37 24,6 127,51 ± 5,03
Примтка: *-*,
- розб/жност/ в рядках вiрогiднi (р < 0,05).
%
53,2
35,1
11,4
0,3
Немае 1 токсичний 2 токсичних 3 токсичних токсичних елемент елементи елементи елеменлв
Рисунок 2. Частота (%) накопичення одночасно деклькох токсичних елементв у волосс дтей
Рисунок 3. Частота (%) тютюнопалння серед най-ближчого оточення в родинах
Рисунок 4. Кшькють курц1в на одну дитину в родинах
волосш було у 132 дитини (46,8 % обстежених). Пщвищен-ня вм1сту одного з них виявлено у 35,1 % школяр1в (кад-м1ю — у 22 %, шкелю — у 12,8 %, стронцш — у 0,4 % дтей) (рис. 2). Перевищення бюлопчно допустимого р1вня двох токсичних метал1в одночасно було в 11,4 % д1тей (кадм1ю та шкелю — 10,6 %, кадмш та стронцш — 0,8 % обстежених), трьох токсичних метал1в — в 1 дитини (0,4 %).
При пщрахунку перевищень бюлопчно допустимого р1вня окремих токсичних елемент1в встановлено, що накопичення кадм1ю в обстежених зустр1чалося найчаспше. Так, пщвищений вм1ст кадмш було визначено у 95 (33,7 %) школяр1в. Дещо рщше визначався пщвищений вм1ст шке-лю — у 67 (23,8 %) д1тей та стронцш — у 4 (1,4 %) школяр1в.
Для визначення одше! з причин накопичення кадм1ю в орган1зм1 д1тей проведено обстеження 282 школяр1в на предмет тютюнопалшня людей, яю безпосередньо проживають разом 1з ними в родинах. Сам1 школяр1 заперечували активне тютюнопалшня, !х батьки також вказували, що !х д1ти не па-лять. Тютюновий дим м1стить висок! концентраций кадм1ю, викурювання одше! сигарети збтьшуе надходження кад-м1ю в оргашзм на 0,1 мкг [13]. При тютюнопалшш 70—80 % тютюнового диму та його 1нгред1ент1в виходить в оточуюче курця м1кросередовище та д1е в безпосередн1й близькост1 до д1тей, як! сам1 не палять, проте е пасивними курцями.
У найближчому оточенн1 у 61 % школяр1в встановлен1 найближч1 рщш, як! палять. Так, батько палив у родинах 71,5 % д1тей, мати — в 16,8 %, дд або баба — у 18,6 %, брат або сестра — в 11,6 %, дядько або т1тка — в 33,14 % школяр1в (рис. 3).
У безпосередньому оточенш разом 1з дитиною прожи-вае велика кшькють курц1в, яю створюють значне пасивне тютюнове навантаження. Так, 1з дитиною в родин проживали: по одному курцю — у 62,8 % д1тей, по два курц1 — у 26,2 %, по три курц1 — у 8,1 %, по 4 курц1 — у 2,9 % д1тей (рис. 4). У середньому на одну дитину припадало в И безпосередньому оточенш по 1,5 курця.
Серед обстежених 282 школяр 1в перевищення бюлопчно допустимо! меж кадмш було в 95 (33,7 %) д1тей. У 1х безпосередньому оточенш в 1,5 раза част1ше зустр1чалися рщш, яю палять. Таким чином, пасивне палшня може бути одшею з причин надходження кадмш в оргашзм дитини 1 розвитку штоксикацИ кадшем.
Проанал1зовано наявн1сть патологй р1зних орган1в 1 систем у 95 д1тей, в яких був пщвищений вм1ст кадм1ю у волосс1 пор1вняно з 187 д1тьми, вмют кадм1ю у волосс1 яких не пере-вищував б1олог1чно допустимого р1вня. Так, захворювання серцево-судинно'1 системи зустр1чалися при п1двищеному р1вн1 кадм1ю в 41,1 % д1тей, що в 1,7 раза частше, н1ж у д1тей 1з нормальним р1внем кадмш (у 23,5 %) (р < 0,01). Патолог1ч-
Курець у родиьп
Батько Мати
Дщ, баба
Брат, сестра Дядько, т1тка
.....61,0 |
тал
ТГШ1
33,10 |
тап
10 20 30 40 50 60 70
80
%
70 60 50 40 30 20 10 0
%
62,8
26,2
8,1
2,9 I I
1 курець 2 курц1 3 курц1
4 курц1
т зм1ни сечовидльно! системи були виявлеш в 22,1 % дтей iз перевищеним р1внем кадм1ю у волоса, i тльки 12,3 % дь тей — у групi порiвнянm, тобто збтьшення частоти патолог!! нирок зус^чалося в 1,8 раза частше (р < 0,05). Значно! рiз-ницi в частотi хронiчно'! патолог!! оргашв травлення, ЛОР-органiв, ендокринно! системи не встановлено (р < 0,05). Дiти з п!двищеним рiвнем кадм!ю частiше хвор!ли на ГРЗ (в 1,4 раза). Таким чином, у дтей з перевищенням бюлопчно допустимого рiвня кадмш у волоса мае мюце зб!льшення па-тологiчних станiв серцево-судинно! i сечовидльно! систем, цi дти частiше хворти на респiраторнi iнфекц!!.
При детальному вивченш самопочуття дтей у вищезаз-начених групах встановлено, що тльки 4,2—6,4 % дтей не мали скарг на його погiршення. Дгга з перевищенням рiвня кадмiю в органiзмi частiше скаржилися на головний б!ль — у 84,2 % обстежених, дратiвливiсть — у 48,4 %, плаксивють — у 35,8 % (р < 0,05) дтей. Так! симптоми, як слабк!сть (23,2 %), швидка втомлюванють (23,2 %), зниження пам'ятi (9,5 %) зус^чалися практично однаково в обох групах (р > 0,05).
Таким чином, проведений анал1з св!дчить, що негативна еколопчна ситуац!я сучасного iндустрiального мiста суттево впливае на внутршне мiкросередовище дитини, змiнюючи мiкроелементний склад оргашзму. Особливе значения мае накопичення в органiзмi дитини кадмiю. У таких умовах ускладнюються обмiннi процеси, що в по-дальшому призводить до формування хронiчно! патолог!!. Оздоровлення мкросередовища, а саме в!дмова в!д тютю-нопалшня в оточеннi дитини, сприятиме зменшенню над-ходження i негативного впливу кадмiю на '!! оргашзм.
Висновки
1. Серед токсичних металiв у волоссi дтей, як! мешка-ють в сучасному мегаполiсi, переважае накопичення кад-мiю. Визначено, що перевищення бiологiчно допустимого рiвия кадмш у волоссi мали 33,7 % школярiв 11—14 роив.
2. У дней iз п!двищеним умiстом кадмш у волоса визначено бшьш виражене зниження рiвия есенцiальних еле-ментiв — цинку, селену, залiза, хрому, марганцю.
3. Пасивне пал1ння може бути однiею з причин надхо-дження кадмiю в оргашзм дитини. Встановлено, що в без-посередньому оточеннi дтей з перевищеним рiвнем кадмiю у волоссi в 1,5 раза частше зус^чалися р!дш, як! палять. При реалiзацi! програм оздоровлення дитячого населення
Марушко Ю.В., Таринская О.Л., Олефир Т.И., Фус C.B., Асонов A.A.
Национальный медицинский университет имени A.A. Богомольца, г. Киев
НАКОПЛЕНИЕ КАДМИЯ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ РЕБЕНКА
Резюме. При обследовании школьников установлено, что в волосах детей, проживающих в современном мегаполисе, наблюдается накопление кадмия. Пассивное курение может быть одной из причин избыточного поступления кадмия в организм ребенка. У детей с повышенным содержанием кадмия в волосах определено более выраженное снижение уровня ряда эссенциальных элементов, что может привести к формированию хронической патологии.
Ключевые слова: кадмий, микроэлементы, волосы, пассивное курение.
необхщно враховувати роль пасивного тютюнопалшня в накопиченш токсичних елементав в оргашзм! дитини.
4. У дтей ¡з перевищенням бюлопчно допустимого р!в-ня кадмш у волоса в 1,7 раза частше зустр!чаються захво-рювання серцево-судинно! системи i в 1,8 раза частше — патолопя сечовидльно! систем. Дгги в 1,4 раза часпше хворши на ресшраторш шфекщ!.
Список лператури
1. Безпалько Л.Е., Лифлянд Л.М. Гигиеническая оценка соединений кадмия в окружающей среде // Гигиена и санитария. — 1979. — № 5. — С. 66-69.
2. Берестенко С.В., Стусь В.П. Взаимодействие цинка и кадмия при заболеваниях мочеполовых путей // Микроэлементы в медицине. — 2007. — Вып. 3. — С. 3-12.
3. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. Кадмий: экологические аспекты. — ВОЗ: Женева, 1994. — М.: Медицина, 1994. —160с.
4. Гресь Н.А, Хулуп Г.Я., Шарыхина Т.В, Гиндюк Н.Т., Сахо-вич В.В. Кадмиоз и проблема «школьного курения»//Микроэлементы в медицине. — 2004. — Вып. 4. — С. 40-42.
5. Залавина С.В., Скальный А.В., Ефимов С.В., Васькина ЕА. Многоэлементный портрет детей дошкольного возраста в условиях накопления кадмия // Микроэлементы в медицине. — 2007. — Вып. 4. — С. 25-28.
6. Луковенко В.П, Подрушник А.С. Содержание свинца и кадмия как показатель воздействия их на организм // Гигиена и санитария. — 1991. — № 11. — С. 56-58.
7. Марушко Ю.В., Таринська О.Л., Фус С.В. Характеристика мжроелементного статусу дтей шкыьного вшу рiзних реяотв еколоячного неблагополуччя: Зб. наукових праць ствроб. НМАПО ÏM. П.Л. Шупика. — К, 2009. — Вип. 18, Кн. 2. — С. 604-609.
8. Михалева Л.М. Кадмийзависимая патология человека //Архив патологии. —1988. — № 9. — С. 81-85.
9. Мудрый И.В. Эколого-гигиенические аспекты загрязнения почвы кадмием // Гигиена и санитария. — 2003. — № 1. — С. 32-35.
10. Нестерин М.Ф., Конышев ВА. Кадмий в пище (распространенность, токсикология, санитарно-гигиенический надзор // Вопросы питания. — 1979. — № 2. — С. 3-10.
11. Скальная М.Г. Гигиеническая оценка влияния минеральных компонентов рациона питания и среды обитания на здоровье населения мегаполиса: Автореф... дис. д-ра мед. наук. — М, 2009. — 36с.
12. Скальный А.В. Референтные значения концентраций химических элементов в волосах, полученных методом ИСП-АЭС (АНО Центр биотической медицины) // Микроэлементы в медицине. — 2003. — Вып. 4(1) — С. 55-56.
13. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. — М.: Оникс, 2004. — 272 с.
14. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. — М.: Оникс 21 век, 2004. — 216с.
15. Krupka K., Puczkowski S. Badanie pierwiastkow wlosow. Laboratorium pierwiastkow nieznachney ilosci. — Lodz, 2004. — 23p.
Отримано 26.08.10 □
Marushko Yu.V., Tarynska O.L., Olefir T.I., FusS.V., Asonov A.A.
National Medical University named after O.O. Bogomolets, Kyiv, Ukraine
ACCUMULATION OF CADMIUM AND HIS INFLUENCE ON ORGANISM OF CHILD
Summary. In the examination children was founded, that among the toxic metals in hair of children, living in the modern city, dominates the accumulation of cadmium. Passive smoking may be one reason of earning cadmium in the body of a child. In children with increased content of cadmium in hair determined more pronounced reduction of essential elements.
Key words: cadmium, microelement, hair, passive smoking.
(^ъкюоЬье
^¿Г/ребёнка
