CC BY
30
МИКРОНУТРИЕНТЫ В ПИТАНИИ
Для корреспонденции
Игнатова Татьяна Николаевна - кандидат геолого-минералогических наук, руководитель направления спектральных исследований ООО «Лаборатория спектральных исследований "Спектрум"» Адрес: 109004, г. Москва, ул. Николоямская, д. 29, стр. 2 Телефон: (495) 748-60-73 (вн. 1828), (495) 748-89-55 E-mail: t.ignatova@lspektrum.ru, tatyanaignatova@yandex.ru
Г.Г. Ювс1, Т.Н. Игнатова1, А.М. Анучин1, В.Л. Лебедева2, В.В. Шилов3, А.В. Хапалюк4
Динамика распределения химических элементов в крови в зависимости от возраста человека на примере жителей Московской области
Dynamics of elements distribution in blood, depending on age, by example of Moscow Region residents
G.G. Yuvs1, T.N. Ignatova1, A.M. Anuchin1, V.L. Lebedeva2, V.V. Shilov3, A.V. Khapalyuk4
1 ООО «Лаборатория спектральных исследований "Спектрум"», Москва
2 МУЗ «Люберецкая районная больница № 2», Московская область
3 ГНУ «Институт биоорганической химии» НАН Беларуси, Минск
4 УО «Белорусский государственный медицинский университет», Минск
1 Laboratory of Spectroscopic Research "Spektrum"» Ltd, Moscow
2 Lyubertsy District Hospital # 2, Moscow Region
3 Institute of Bioorganic Chemistry NASB, Minsk
4 Belarusian State Medical University, Minsk
Элементный статус человека определяет качественное и количественное содержание химических элементов в его организме. Данный показатель позволяет оценить уровень дисбаланса химических элементов и, следовательно, риски для здоровья. Предложен метод одновременного количественного и качественного анализа содержания 67 химических элементов в биоматериалах. Проведен детальный элементный анализ образцов цельной крови условно здоровых людей (п=1711) возрастного диапазона от 0 до 100 лет, проживающих в Московской области. Установлен ряд закономерностей возрастного изменения элементного статуса практически здоровых людей. Содержание Ыа в крови возрастает с увеличением возраста человека, что, по-видимому, отражает нарушения питания изученной популяции и связано с неумеренным потреблением поваренной соли. Максимальное содержание Са наблюдается в образцах крови людей возрастного диапазона 0-20 лет (66 - 69 мг/кг), содержание Са в образцах крови людей возрастного диапазона 26-85 лет существенно ниже (59-62 мг/кг), минимальный уровень Са обнаружен в образцах крови людей старше 85 лет (57-59 мг/кг). Данное уменьшение концентрации Са, по-видимому, связано с возрастными изменениями баланса Са, которые коррелируют со снижением минеральной плотности кости и уменьшением массы костной ткани. Содержание железа постепенно уменьшается в образцах крови людей возрастного диапазона 10-100 лет с 480 до 390 мг/кг. Содержание селена в крови людей возрастного диапазона 0-25 лет увеличивается, достигает максимума и стабильно сохраняется на постоянном высоком уровне у людей возрастного диапазона
85
25-55 лет (0,13-0,136 мг/кг), после чего постепенно снижается в зависимости от возраста в диапазоне 55-100 лет. График зависимости содержания Аз от возраста человека - зеркальное отражение графика зависимости содержания Бв от возраста человека, что служит подтверждением антагонистических эффектов данных элементов. Графики изменения содержания редкоземельных элементов Ей и Но отражают однонаправленные тенденции накопления данных элементов. Максимальное содержание этих элементов наблюдается в образцах крови людей возрастного диапазона 25-65 лет. Возможно, снижение содержания Ей и Но в возрастном диапазоне 65-100 лет отражает возрастные тенденции снижения минеральной плотности кости и уменьшения массы костной ткани, что коррелирует с графиком содержания Са в крови в зависимости от возраста человека. Полученные данные демонстрируют существенное увеличение содержания урана и ванадия в крови людей возрастного диапазона 85-100 лет. Поскольку соединения ванадия и урана в норме относительно легко фильтруются почками и выводятся с мочой, полученный результат, по-видимому, связан с возрастным ухудшением функционирования выделительной системы. Выработан перечень рекомендаций по нутриционной коррекции элементного дисбаланса изученной популяции. Ключевые слова: элементный гомеостаз, масс-спектрометрия, диагностика преморбидных состояний
Elemental status of a person determines the qualitative and quantitative content of chemical elements in the human body. This marker allows us to estimate the level of imbalance of chemical elements and therefore health risks. The method for simultaneous quantitative and qualitative analysis of 67 elements in biomaterials has been proposed. The detailed elemental analysis of whole blood samples of 1711 healthy people (age range 0-100 years) of Moscow Region has been performed. A number of patterns of age-related changes of the element status conditionally healthy people has been estimated. Na content in the samples increased with the age of the person. Presumably, this result reflects the studied populations nutrition disorders associated with immoderate consumption of table salt. The maximum content of Ca was observed in blood samples of people age range 0-20 years (66- 69 mg/kg), the Ca content in the blood samples of people age range 26-85 years was significantly lower (59-62 mg/kg). The maximum decrease of Ca was detected in blood samples of people age range of85-100years (57-59 mg/kg). This reduction in the concentration of Ca, apparently due to age-related changes of Ca balance, correlates with decrease of bone mineral density and bone mass. Iron content decreased in the blood samples of people age range 10-100 years from 480 to 390 mg/kg. Selenium content in blood of people age range 0-25 years linearly increased, remained stable high in the blood of people age range 25-55 years (0,13-0,136 mg/kg) and then gradually decreased. A graph of As content dependence from a person's age is a mirror image of the graph of Se content dependence from a person's age, which is evidence of the antagonistic effects of these elements. Graphic changes in the content of rare earth elements Eu and Ho reflect the unidirectional trend of these elements accumulation. The maximum content of these elements was observed in blood samples of people age range of 25-65 years. Perhaps a reduction of Eu and Ho in the age range 65-100 years age reflects a downward trend in bone mineral density and decrease in bone mass, which correlates with the Ca content in the blood depending on the age of people. The data obtained showed a significant increase of U and V in the blood of people age range of 85-100 years. The compounds of vanadium and uranium normally relatively easily filtered by the kidneys and excreted in the urine. This result seems to demonstrate age-related deterioration in the functioning of the excretory system. A list of recommendations for nutrition correction of elemental imbalance of the observed population has been proposed.
Keywords: elements homeostasis, mass-spectrometry, diagnostics of premorbid states
В организме человека детектируется до 80 химических элементов [28]. При этом все они в той или иной степени участвуют в процессах жизнедеятельности. Элементный статус человека определяет качественное и количественное содержание химических элементов в организме, что позволяет оценить уровень дисбаланса химических элементов и, следовательно, риски для здоровья. Таким образом, изучение и выявление общих закономерностей элементного статуса различных групп населения позволяют разрабатывать рекомендации с целью профилактики возникновения различных заболеваний [34]. Постоянство элементного состава, элементный гомеостаз человека обес-
86
печивают стабильность функционирования всех систем организма и вследствие этого являются одним из фундаментальных показателей здоровья. Обеспечение элементного гомеостаза, коррекция содержания различных элементов являются одним из методов повышения адаптационного потенциала организма человека и одной из основных задач восстановительной медицины [27]. Недавние исследования свидетельствуют о нарастании неблагоприятных тенденций в состоянии здоровья населения Российской Федерации, одна из причин которого - нарушение минерального обмена в организме человека вследствие изменения концентрации и соотношения микроэлементов в окру-
жающей среде, питьевой воде и пищевых продуктах [12]. Очевидно, что диагностика преморбидных состояний, вызванных дисбалансом элементного состава, как оптимальная методология охраны здоровья невозможна без высокоэффективных методов оценки качественного и количественного состава элементов в биоматериалах (кровь, плазма, моча, ногти, волосы). Существующие методики, регламентированные государственными санитарно-эпидемиологическими нормативами Минздрав-соцразвития России, позволяют качественно и количественно оценивать содержание лишь 35 химических элементов из 80, определяемых в организме человека [7]. Очевидно, такой чувствительности совершенно недостаточно для поиска закономерностей и оценки вероятности возникновения или существования патофизиологических изменений.
Цель работы - разработка метода оценки качественного и количественного содержания широкого диапазона химических элементов в образцах цельной крови, изучение закономерностей изменения элементного статуса человека в зависимости от возраста на примере жителей Московской области.
Материал и методы
Для оценки динамики изменения элементного состава в зависимости от возраста человека были проанализированы образцы цельной крови условно здоровых людей возрастного диапазона от 0 до 100 лет обоего пола. Отбор образцов осуществлялся с помощью шприца объемом 3 мл («Chengdu Puth Medical Plastics», Китай) из локтевой вены в полипропиленовые пробирки с ЭДТА («Apexlab», Россия). Объем образцов составлял 2 мл. Количество образцов крови людей каждого 5-летнего возрастного диапазона составляло 83-88 при общем количестве образцов 1711.
Пробоподготовку образцов осуществляли методом закрытого кислотного разложения. В полипропиленовую пробирку объемом 50 мл («Corning», США) помещали 0,9-1,2 г образца крови, после чего вносили 2,5 мл 70% азотной кислоты (HPLC grade) и 250 мкл 30% раствора перекиси водорода. Растворенный образец крови переносили в автоклав. Разложение образцов осуществляли в микроволновой печи («Berghof», Германия) по следующей программе: нагревание до 140 °С в течение 10 мин, инкубация при 140 °С 5 мин, нагревание до 200 °С в течение 2 мин, инкубация при 200 °С 15 мин. После охлаждения образец помещали в полипропиленовую пробирку объемом 50 мл («Corning», США), после чего вносили 45 мл 1% азотной кислоты. Для оценки погрешности измерения в каждую пробирку вносили
50 мкл раствора внутреннего стандарта (In, Rh по 10 мкг/л), после чего доводили объем раствора деионизованной водой до 50 мл.
Для построения калибровочных прямых использовали калибровочный раствор Au, Hf, Ir, Pd, Pt, Rh, Ru, Sb, Sn, Te по 0,5 мкг/л, Ce, Dy, Er, Eu, Gd, Ho, La, Lu, Nd, Pr, Sc, Sm, Tb, Th, Tm, Y, Yb по 1 мг/л; калибровочный раствор Li, Be, Al, Na, K, Ca, Mg, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Ga, Rb, Sr, In, Ag, Cd, Ba, Tl, Pb, Bi, U по 2,5 и 5 мкг/л, Mo, B, Ge, Nb, P, Re, S, Si, Ta, Ti, Zr, W по 5 и 10 мкг/л; калибровочный раствор Na, Mg, K, Ca, Si, P, S, Fe, Cu, Zn по 10 и 20 мг/л; калибровочный раствор Cr, Se по 1 мг/л; калибровочный раствор Hg - 0,1 мкг/л, I - 25 мкг/л, Br - 50 мкг/л; калибровочный раствор Hg - 0,2 мкг/л, Br - 50 мкг/л, I - 100 мкг/л. Для приготовления калибровочных растворов использовали многокомпонентные стандартные калибровочные растворы («Perkin-Elmer», США). В качестве внешнего стандарта использовали образец цельной крови T. Elem. Whole Blood L-2 («Seronorm», Дания). Определение качественного и количественного содержания элементов осуществляли на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой «Elan 9000 DRC-e» («Perkin-Elmer», США). Детекция элементов осуществлялась в полноколичественном режиме. В качестве матрицы использовали аргон. Каждое измерение проводилось в 2 повтор-ностях (по 10 реплик в каждой). Время интеграции редкоземельных элементов составляло 1000 мкс, время интеграции остальных элементов - 500 мкс. Количественное определение Cr и Se осуществлялось в режиме DRC-e, в качестве матрицы использовали метан. Для построения калибровочных прямых в режиме DRC-e использовали калибровочный раствор Cr, Se по 5 мкг/л и калибровочный раствор Cr, Se по 10 мкг/л. Для приготовления калибровочных растворов использовали одноком-понентные стандартные калибровочные растворы Cr, Se («Inorganic venures», США).
Результаты и обсуждение
В настоящее время появляется множество данных о роли элементного гомеостаза в общих тенденциях распространения различных заболеваний. Так, например, эпидемия ожирения и связанных с ним метаболических нарушений, таких, как невосприимчивость к инсулину, сахарный диабет 2 типа, ассоциированы с повышенным содержанием Fe [18, 19] и пониженным содержанием Мд [21, 22]. Поиск закономерностей, связывающих то или иное патофизиологическое состояние с элементным статусом человека, невозможен без скрининга содержания широкого спектра элементов, обнаруженных в организме человека, поскольку все они в той
87
или иной степени участвуют в процессах жизнедеятельности. Тем не менее большинство работ сфокусировано на изучении содержания только одного или нескольких элементов одновременно. В настоящей работе мы попытались обнаружить закономерности в возрастной динамике изменения содержания широкого диапазона элементов (67) на статистически значимой выборке образцов крови (1711) условно здоровых людей. В таблице представлены элементы, содержание которых не изменяется в зависимости от возраста человека.
Содержание N8 в исследованных образцах постепенно возрастает с увеличением возраста человека (рис. 1). По-видимому, данный результат отражает нарушения питания изученной популяции и связан с неумеренным потреблением поваренной соли. Избыток N8 приводит к нарушениям метаболизма электролитов, что играет существенную роль в развитии гипертензии, поскольку N8 взаимодействует с ренин-ангиотензин-альдо-стероновой системой [13] и, предположительно, влияет на активность предсердного натрийурети-ческого пептида [23].
Максимальное содержание Са наблюдается в образцах крови людей возрастного диапазона 0-20 лет (66-69 мг/кг), содержание Са в образцах крови людей возрастного диапазона 26-85 лет существенно ниже (59-62 мг/кг), минимальный уровень С8 обнаружен в образцах крови людей старше 85 лет (57-59 мг/кг) (рис. 2). Данное уменьшение концентрации, по-видимому, связано с возрастными изменениями баланса Са, которые коррелируют со снижением минеральной плотности кости и уменьшением массы костной ткани [24].
Понижение содержания С8 в крови (норма для взрослого человека 48-72 мг/л) крайне нежелательно и может быть следствием ряда патологий. На клеточном уровне Са используется для регулирования проницаемости и электропроводимости биологических мембран (например, клеточных стенок), которые контролируют мышечные и нервные функции, секреции желез и кровеносных сосудов, их эластичность. Кальций также необходим для обеспечения свертывания крови. Значительное понижение уровня Са в организ-
Содержание химических элементов, которое не зависит от возраста (мг/кг)
#
Элемент М±т
и 0,0017±0,0006
Be 0,00024±0,00004
B 0,036±0,018
Mg 32,4±1,2
Al 0,073±0,025
Si 3,2±1,5
P 340±14
S 1 368 ±185
K 1 857±325
^ 0,090±0,006
0,011 ±0,004
Mn 0,015±0,002
^ 0,0031 ±0,0028
N 0,0061 ±0,0008
^ 0,94±0,04
Zn 5,79±0,51
Ga 0,0024±0,0003
Ge 0,00060±0,00009
Br 1,2±0,4
Rb 1,7±0,2
Sr 0,071 ±0,031
Y 0,000042±0,000006
Zr 0,00019±0,00006
Nb 0,000061±0,000011
Mo 0,0011 ±0,0002
Pd 0,00016±0,00003
Ag 0,00051 ±0,00028
Cd 0,00064±0,00024
Sn 0,00038±0,00014
Элемент М±т
Sb 0,0011±0,0006
Te 0,00042±0,00010
I 0,097±0,010
Cs 0,0025±0,0004
Ba 0,016±0,007
La 0,000026±0,000005
Ce 0,000039±0,000027
Pr 0,000020±0,00001
Nd 0,000037±0,000008
Sm 0,000036±0,000009
Gd 0,000023±0,000005
Tb 0,000017±0,000006
Dy 0,000025±0,000006
Er 0,000019±0,000006
Tm 0,000016±0,000007
Yb 0,000020±0,000005
Lu 0,000018±0,000007
Hf 0,000089±0,000028
Ta 0,000020±0,000006
W 0,000086±0,000032
Re 0,000024±0,000006
Ir 0,000060±0,000007
Pt 0,00020±0,00002
Au 0,00018±0,00007
Hg 0,00086±0,00040
Tl 0,000048±0,000009
Pb 0,033±0,014
Bi 0,00015±0,00021
Th 0,000072±0,000029
88
2100
1950
1800
1650
1500
'т—СОт—СОт—СОт—СОт—СОт—СОт—СОт— (МС^СОСО^-^-ЮЮСОСОГ^Г^ООСООСО
9
Возраст, годы
Рис. 1. Возрастная зависимость содержания № в крови
68 65
о 62
59
56
СО т— СО т— СО т— СО т— СО т— СО т— СО т— СО т— СО т—
9
Возраст, годы
Рис. 2. Возрастная зависимость содержания Са в крови
ме является фактором риска в первую очередь таких заболеваний, как остеопороз, заболевания сердечно-сосудистой системы, увеличение щитовидной железы, а также злокачественных новообразований [1, 2, 8, 9]. В последнее время рост числа этих заболеваний среди населения стал уже критическим.
Причин снижения содержания Са в организме достаточно много. Прежде всего следует отметить, что кальций поступает в организм с рационом: с пищевыми продуктами и водой. В последнее время у большей части населения обнаруживается сниженное потребление этого макроэлемента [1, 2, 8, 9]. В зоне особого риска находятся женщины в период беременности и кормления грудью, в постменопаузальный период, дети в период активного роста, а также люди, злоупотребляющие несбалансированными диетами и голоданием. Чрезмерное употребление кофе, курение и частые стрессы также являются причинами повышенного выведения Са.
Причинами снижения кальция помимо этого могут быть заболевания пищеварительного тракта, такие, как дисбактериоз кишечника и др., пищевая аллергия, болезни щитовидной и околощитовидных желез, болезни почек [5, 6]. При несбалансированном питании место кальция в организме могут занять другие химические элементы, препятствующие нормальному усвоению кальция. В их число входят железо, натрий, калий, фосфор, магний, а также свинец и цинк. Кроме того, большую роль в усвояемости кальция играет наличие в организме достаточного количества витамина D.
Содержание железа постепенно уменьшается в образцах крови людей возрастного диапазона 10-100 лет (рис. 3), несмотря на то что суточное потребление Fe повышается от 7,0 мг у детей
500
470
440
410
380
9
Возраст, годы
Рис. 3. Возрастная зависимость содержания Ре в крови
до 10-15 мг у взрослых [5]. Дефицит железа -один из наиболее распространенных видов дисбаланса элементов, связанный преимущественно с недостатком мяса в рационе человека [16, 17, 29, 33]. Тканевый дефицит железа приводит к повышенному уровню утомляемости, снижению качества памяти и когнитивных функций. Сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям существенно ухудшается вследствие ослабления иммунной системы. Распространенным проявлением пониженных концентраций железа бывает анемия, связанная с недостаточным синтезом гемоглобина, что усиливается с возрастом человека [30, 31, 36]. Полученные результаты доказывают необходимость коррекции рациона питания, повышения потребления железа.
Содержание селена в крови людей возрастного диапазона 0-25 лет возрастает с увеличением возраста, достигает максимума и сохраняется на
89
постоянном высоком уровне у людей возрастного диапазона 25-55 лет, после чего постепенно снижается с возрастом в диапазоне 55-100 лет (рис. 4). Дефицит селена в организме человека способен ускорять процесс накопления мышьяка в организме человека, поскольку селеносодержа-щие ферменты принимают участие в процессах экскреции органических и неорганических форм Ав. Избыток мышьяка приводит к нарушениям обновления кожных покровов, сердечно-сосудистым заболеваниям, а также повышает риск развития злокачественных новообразований [25].
Полученные результаты доказывают связь между сниженным содержанием Бе и повышенным содержанием Ав в крови. График зависимости содержания Ав от возраста человека (рис. 5) служит зеркальным отражением графика зависимости содержания Бе от возраста человека, что подтверждает антагонистические эффекты данных элементов. Поскольку дефицит Бе приводит к структурным и функциональным нарушениям
сердечной мышцы, остеохондропатии, снижению сопротивляемости организма к инфекционным заболеваниям, повышает риск злокачественных новообразований [15], людям возрастных диапазонов 0-25, 55-100 изученной популяции требуется коррекция рациона питания или прием комплексов, содержащих Бе.
Графики изменения содержания редкоземельных элементов (РЗЭ) Ей и Но (рис. 6, 7) отражают однонаправленные тенденции накопления данных элементов. Максимальное содержание этих элементов наблюдается в образцах крови людей возрастного диапазона 25-65 лет. Данное явление, по-видимому, связано с диффузным загрязнением воды, воздуха и почвы РЗЭ, что обычно для регионов с высокой плотностью населения и сильной индустриализацией [14]. Повышенное содержание РЗЭ в крови ассоциировано с увеличенным уровнем экспрессии цитокинов воспаления в клетках печени [26], а также с повышенным риском нарушения когнитивных функций и памяти [32].
#
0,090
0,013
Возраст, годы
Рис. 4. Возрастная зависимость содержания Se в крови
Возраст, годы
Рис. 5. Возрастная зависимость содержания As в крови
0,000028
0,00000
0,000000
Возраст, годы
Рис. 6. Возрастная зависимость содержания Eu в крови
- СО т— СО т— СО т— СО т— СО т— СО т— СО т— СО т—
9
Возраст, годы
Рис. 7. Возрастная зависимость содержания Ho в крови
90
0,000018 0,000015 0,000013 0,000010 0,000008
0,026
0,006
Возраст, годы
Рис. 8. Возрастная зависимость содержания и в крови
Возраст, годы
Рис. 9. Возрастная зависимость содержания V в крови
Одним из основных депо РЗЭ в организме человека являются кости, поскольку РЗЭ в силу размера атома легко замещают Са на поверхности костей [35]. Возможно, снижение содержания Ей и Но в возрастном диапазоне 65-100 лет отражает возрастные тенденции снижения минеральной плотности кости и уменьшения массы костной ткани, что коррелирует с уменьшением уровня Са в крови при увеличении возраста (см. рис. 2).
Полученные данные демонстрируют существенное увеличение содержания и и V в крови людей возрастного диапазона 85-100 лет (рис. 8, 9). Соединения ванадия и урана в норме относительно легко фильтруются почками и выводятся с мочой [37]. Полученный результат, по-видимому, связан с возрастным ухудшением функционирования выделительной системы. Избыток ванадия ассоциирован с повышенным уровнем холестерина в крови, что играет ведущую роль в развитии атеросклероза и других сердечно-сосудистых заболеваний [38]. Уран проявляет токсичность в отношении проксимальных канальцев почек, кроме того, загрязнение ураном вызывает увеличение содержания глюкозы в крови и повышение артериального давления, что также служит фактором риска развития сердечно-сосудистых заболеваний [20].
В целом, представленные результаты указывают на тот факт, что в настоящее время пищевые продукты являются одним из основных источников поступления микроэлементов в организм человека [6, 11]. Химические токсиканты, в том числе тяжелые металлы, загрязняя воду, воздух и почву, в конечном итоге оказываются на столе у потребителя в виде опасных для здоровья ингредиентов пищевых продуктов [4].
Следует учитывать, что содержание микроэлементов в пищевых продуктах зависит от характера почвы, ее физических свойств и химическо-
го состава, климатогеографических и погодных условий, от вида, сорта и стадии вегетации растений, применяемых удобрений, от вида сельскохозяйственных животных, их породы, характера питания, упитанности и других условий [3]. Данные о содержании микроэлементов в пищевых продуктах одной почвенно-климатической зоны не могут полностью совпадать с данными о содержании микроэлементов в таких же продуктах из другой зоны. Кроме того, население, особенно сельское, использует для питания преимущественно продукты местного происхождения [10].
Знание уровня естественного содержания микроэлементов в пищевых продуктах является, с одной стороны, обязательным условием для изучения их баланса в организме, роли в физиологических процессах и патологии. С другой стороны, сведения о микроэлементном составе пищевых продуктов, рационов и питьевых вод необходимы для того, чтобы результаты физиологических, биохимических и биогеохимических исследований были использованы органами здравоохранения, мониторинговыми службами при осуществлении профилактических и других оздоровительных мероприятий, в том числе для рационализации питания и водоснабжения. Это актуально в связи с тем, что физиологически полноценное питание необходимо для роста, развития, сохранения здоровья, поддержания высокой работоспособности, сопротивления организма инфекционным заболеваниям и другим факторам окружающей среды [3].
Заключение
Один из основных факторов снижения адаптационных способностей организма человека - нарушение элементного гомеостаза. В связи с этим
91
наиболее оптимальной методологией охраны здоровья являются донозологическая диагностика и своевременная коррекция функциональных расстройств. Очевидное преимущество такой стратегии - относительная легкость корригирующего воздействия, поскольку на ранних стадиях развития процессов дезадаптации большинство защитных ресурсов организма сохранено. В настоящем исследовании был проведен массовый скрининг большой популяции людей условно здорового
статуса. Предложенный метод анализа позволяет качественно и количественно анализировать содержание 67 элементов в составе биологических проб. Выявлены закономерности динамики нарушений элементного гомеостаза в зависимости от возраста человека. Полученные результаты отражают необходимость мониторинга и контроля элементного статуса людей с целью своевременной пищенутрицевтической коррекции сниженного уровня функциональных резервов организма.
Сведения об авторах
Ювс Георгий Георгиевич - руководитель проекта исследований, директор ООО «Лаборатория спектральных исследований "Спектрум"» (Москва) E-mail: g.youvs@lspektrum.ru
Игнатова Татьяна Николаевна - кандидат геолого-минералогических наук, руководитель направления спектральных исследований ООО «Лаборатория спектральных исследований "Спектрум"» (Москва) E-mail: t.ignatova@lspektrum.ru
Анучин Алексей Максимович - кандидат биологических наук, ведущий специалист по исследованиям, испытаниям и разработкам ООО «Лаборатория спектральных исследований "Спектрум"» (Москва) E-mail: a.anuchin@lspektrum.ru
Лебедева Валерия Львовна - заведующая лабораторией стационарного отделения № 2 МУЗ «Люберецкая районная больница № 2» (Московская область) E-mail: t.ignatova@lspektrum.ru
Шилов Валерий Викентьевич - кандидат биологических наук, заведующий отделом системной фармакологии ГНУ «Институт биоорганической химии» НАН Беларуси (Минск) E-mail: valery.shilov@gmail.com
Хапалюк Александр Васильевич - доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой клинической фармакологии УО «Белорусский государственный медицинский университет» (Минск) E-mail: akhapa@tut.by
Литература
Батурин А.К., Оглоблин Н.А., Волкова Л.Ю. Результаты изучения 10. потребления кальция с пищей детьми в Российской Федерации // Вопр. дет. диетологии. 2006. Т. 4, № 5. С. 12-16. 11.
Вржесинская О.А, Коденцова В.М., Светикова А.А. Уровень потребления витаминов и минеральных веществ как фактор риска развития 12. остеопатии у больных с сердечно-сосудистой и желудочно-кишечной патологией // Вопр. питания. 2008. Т. 77, № 6. С. 17-23. 13. Игнатова Т.Н. Элементный состав органов и тканей человека -жителя Томского района : дис. ... канд. геол.-минерал. наук. Томск, 2010. 227 с. 14. Киприянов Н.А., Устюгов Г.П., Фролова С.С. Контроль содержания тяжелых металлов при оценке качества сырья и пищевых продуктов. М. : АгроНИИТЭИПП, 1990. Вып. 1. С. 1-28. 15. Кукушкин Ю.Н. Химические элементы в организме человека // Сорос. образов. журн. 1998. № 5. C. 54-58.
Микроэлементы в питании человека : докл. Комитета экспертов 16. ВОЗ. М. : Медицина, 1975. 74 с.
МУК 4.1.1482-03. Определение химических элементов в биоло- 17. гических средах и препаратах методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и масс-спект-рометрии с индуктивно связанной плазмой. М., 2003. 18.
Оглоблин Н.А., Вржесинская О.А., Коденцова В.М. и др. Обеспеченность больных, страдающих сердечно-сосудистыми забо- 19. леваниями, витаминами и минеральными веществами // Вопр. питания. 2007. Т. 76, № 1. С. 31-38.
Оглоблин Н.А., Спиричев В.Б., Батурин А.К. О потреблении населением 20. России кальция с пищей // Вопр. питания. 2005. Т. 74, № 5. С. 14-17.
Пейве Я.В. Микроэлементы и ферменты. Рига : Изд-во АН Латвийской ССР, 1960. 260 с.
Рейли К. Металлические загрязнения пищевых продуктов. М. : Агропромиздат, 1985. 183 с.
Тутельян А.В. Витамины и микроэлементы в клинической фармакологии. М. : Палея-М,2001.
Atlas S.A., Volpe M., Sosa R.E. et al. Effects of atrial natriuretic factor on blood pressure and the renin-angiotensin-aldosterone system // Fed. Proc. 1986. Vol. 45. Р. 2115-2121.
Biasioli M., Fabietti G., Barberis R., Ajmone-Marsan F. An appraisal of soil diffuse contamination in an industrial district in northern Italy // Chemosphere. 2012. Vol. 88. P. 1241-1249. Bodnar M., Konieczka P., Namestnik J. The properties, functions, and use of selenium compounds in living organisms // J. Environ. Sci Health. 2012. Vol. 30. Р. 225-252.
Bouis H.E. Plant breeding: a new tool for fighting micronutrient malnutrition // J. Nutr. Food. Sci. 2002. Vol. 132. P. 491-494. Carlson D., Norgaard J.V., Torun B., Cakmak I. et al. Bioavailability of trace elements in beans and zinc-biofortified wheat in pigs // Biol. Trace Elem. Res. 2012. Vol. 150. Р. 147-153. Collins J.F., Prohaska J.R., Knutson M.D. Metabolic crossroads of iron and copper // Nutr. Res. Rev. 2010. Vol. 68. Р. 133-147. Deng Z., Dailey L.A., Soukup J., Stonehuerner J. Zinc transport by respiratory epithelial cells and interaction with iron homeostasis // 2009. Vol. 22, N 5. Р. 803-815.
Dewar D., Harvey L., Vakil C. Uranium mining and health // Can. Fam. Physician. 2013. Vol. 59. Р. 469-471.
92
1.
2
3.
5
6
7
8
9
fT. №BC, T.H. MrHaTOBa, A.M. AHyHMH u flp.
21. Forouhi N.G., Harding A.H., Allison M. et al. Elevated serum ferritin levels predict new-onset type 2 diabetes: results from the EPIC-Norfolk prospective study // Diabetologia. 2001. Vol. 50. P. 949-956.
22. Fumeron F., Pean F., Driss F., Balkau B. et al. Ferritin and transferrin are both predictive of the onset of hyperglycemia in men and women over 3 years: the data from an epidemiological study on the Insulin Resistance Syndrome (DESIR) study // Diabetes Care. 2006. Vol. 29. P. 2090-2094.
23. Guangmei H., Xinjuan X., Xiaohui L. et al. Associations of plasma atrial natriuretic peptide and electrolyte levels with essential hypertension // Exp. Ther. Med. 2013. Vol. 5. P. 1439-1443.
24. Hong H., Kim E., Lee J. Effects of calcium intake, milk and dairy product intake, and blood vitamin D level on osteoporosis risk in Korean adults: analysis of the 2008 and 2009 Korea national health and nutrition examination survey // Nutr. Res. Pract. 2013. Vol. 7. P. 409-417.
25. Kolachi N.F., Kazi T.G., Wadhwa S.K., Afridi H.T. et al. Evaluation of selenium in biological sample of arsenic exposed female skin lesions and skin cancer patients with related to non-exposed skin cancer patients // Sci Total. Eviron. 2011. Vol. 409. P. 3092-3097.
26. Li N., Cheng J., Cheng Z. et al. Molecular mechanism of inflammatory response in mouse liver caused by exposure to CeCl3 // Environ. Toxicol. 2013. Vol. 28. P. 349-358.
27. Malinouski M., Hasan N.M., Zhang Y., Seravalli J. et al. Genome-wide RNAi ionomics screen reveals new genes and regulation of human trace element metabolism // Nat. Communications. 2014. Vol. 5. P. 3301.
28. Massadeh A., Gharibeh A., Omari K., Al-Momani I. et al. Simultaneous determination of Cd, Pb, Cu, Zn and Se in human blood of jordanian smokers by ICP-OES // Biol. Trace Elem. Res. 2010. Vol. 133. P. 1-11.
29. Nestel P., Bouis H.E., Meenakshi J.V., Pfeiffer W. Biofortification of staple food crops // J. Nutr. Food Sci. 2006. Vol. 136. P. 1064-1067.
30. Piammongkol S., Chongsuvivatwong V., Williiams G., Pornpatkul M. The Prevalence and determinants of iron deficiency anemia in rural thai-muslim, pregnant women in pattani province // South Asian. J. Trop. Med. Public. Health. 2006. Vol. 37. P. 553-558.
31. Rusmussen K.M. Deficiency or iron deficiency anemia and weight at birth, length of gestation and perinatal mortality // J. Nutr. Food. Sci. 2001. Vol. 131. P. 590-603.
32. Summers M.J., Crowe S.F., Ng K.T. Administration of lanthanum chloride following a reminder induces a transient loss of memory retrieval in day-old chicks // Neurosci Biobehav. Rev. 2003. Vol. 27. P. 219-231.
33. Tako E., Laparra M., Glahn R.P. et al. Biofortified black beans in a maize and bean diet provide more bioavailable iron to piglets than standard black beans // J. Nutr. Food. Sci. 2009. Vol. 139. P. 305-309.
34. Trace elements in human nutrition and health. Geneva : WHO, 1996.
35. Vidaud C., Bourgeois D., Meyer D. Bone as target organ for metals: the case of f-elements // Chem. Res. Toxicol. 2012. Vol. 25. P. 1161-1175.
36. Yekta Z., Ayatollahi H., Pourali R., Farzin A. Predicting factors in iron supplement intake among pregnant women in urban care setting // J. Res. Health Sci. 2008. Vol. 8. P. 39-45.
37. Zhang Y., Zhang Q., Feng C. et al. Influence of vanadium on serum lipid and lipoprotein profiles: a population-based study among vanadium exposed workers // Lipids Health Dis. 2014. Vol. 13. P. 39.
38. Zychlinski L., Byczkowski J.Z., Kulkarni A.P. Toxic effects of long-term intratracheal administration of vanadium pentoxide in rats // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1991. Vol. 13. P. 295-298.
References
1. Baturin A.K. Ogloblin N., Volkova L.Y. results of a study of calcium intake from food by children in the Russian Federation // Voprosy detskoy dietologii [Pediatric nutrition]. 2006; Vol. 4 (5): 12-6. (in Russian)
2. Vrzhesinskaya O.A., Kodentsova V.M., Svetikova A.A. Level of consumption of vitamins and substance mineral as factors of osteopathy at patients with the cardiovascular and gastroenteric pathology // Voprosy Pitaniia [Problems of nutrition]. 2008; Vol. 77 (6): 17-23. (in Russian)
3. Ignatova T.N. The elemental composition of organs and tissues of the inhabitants of Tomsk region: Diss. Tomsk, 2010: 227 p. (in Russian)
4. Kipriyanov N.A., Ustyugov G.P., Frolov S.S. Control of heavy metals in assessing the quality of raw materials and food products. Moscow: AGRONIITEIPP, 1990; Vol. 1: 1-28. (in Russian)
5. Kukushkin J.N. Chemical elements in the human body. Sorosovs-kiy obrazovatel'nyy zhurnal [Soros Educational Journal]. 1998; N 5: 54-8. (in Russian)
6. Trace elements in human nutrition : Dokl. Commission the who expert. Moscow: Medicine, 1975: 74 p. (in Russian)
7. HOWTO 4.1.1482-03. Determination of chemical elements in biological fluids and medication by atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma and mass spectrometry with inductively coupled plasma. Moscow, 2003. (in Russian)
8. Ogloblin N.A., Vrzhesinskaya O.A., Kodentsova V.M., Zubenko A.D. et al. Vitamin and mineral supply of patients with cardiovascular diseases. Voprosy Pitaniia [Problems of nutrition]. 2007; Vol. 6 (1): 31-8. (in Russian)
9. Ogloblin N.A., Spirichev V.B., Baturin A.K. The study on consumption of calcium with food by the population of the Russian Federation. Voprosy Pitaniia [Problems of nutrition]. 2005;. Vol. 74 (5): 14-7.
10. Peive Ya.V. Trace elements and enzymes. Riga : Publishing house of the Academy of Sciences of the Latvian SSR, 1960: 260 p. (in Russian)
11. Reilly K. Metal contamination of food products. Moscow: Agro-promizdat, 1985: 183 p. (in Russian)
12. Tutelyan A.V. Vitamins and trace elements in clinical pharmacology. Moscow: Paley-M, 2001. (in Russian)
13. Atlas S.A., Volpe M., Sosa R.E. et al. Effects of atrial natriuretic factor on blood pressure and the renin-angiotensin-aldosterone system. Fed Proc. 1986; Vol. 45: 2115-21.
14. Biasioli M., Fabietti G., Barberis R., Ajmone-Marsan F. An appraisal of soil diffuse contamination in an industrial district in northern Italy. Chemosphere. 2012; Vol. 88: 1241-9.
15. Bodnar M., Konieczka P., Namestnik J. The properties, functions, and use of selenium compounds in living organisms. J Environ Sci Health. 2012; Vol. 30: 225-52.
16. Bouis H.E. Plant breeding: a new tool for fighting micronutrient malnutrition. J Nutr Food Sci. 2002; Vol. 132: 491-4.
17. Carlson D., Norgaard J.V., Torun B., Cakmak I. et al. Bioavailability of trace elements in beans and zinc-biofortified wheat in pigs. Biol Trace Elem Res. 2012; Vol. 150: 147-53.
18. Collins J.F., Prohaska J.R., Knutson M.D. Metabolic crossroads of iron and copper. Nutr Res Rev. 2010; Vol. 68: 133-47.
19. Deng Z., Dailey L.A., Soukup J., Stonehuerner J. Zinc transport by respiratory epithelial cells and interaction with iron homeostasis. Biometals. 2009; Vol. 22 (5): 803-15.
20. Dewar D., Harvey L., Vakil C. Uranium mining and health. Can Fam Physician. 2013; Vol. 59: 469-71.
21. Forouhi N.G., Harding A.H., Allison M. et al. Elevated serum ferritin levels predict new-onset type 2 diabetes: results from the EPIC-Norfolk prospective study. Diabetologia. 2001; Vol. 50: 949-56.
22. Fumeron F., Pean F., Driss F., Balkau B. et al. Ferritin and transferrin are both predictive of the onset of hyperglycemia in men and women over 3 years: the data from an epidemiological study on the Insulin Resistance Syndrome (DESIR) study. Diabetes Care. 2006; Vol. 29: 2090-4.
23. Guangmei H., Xinjuan X., Xiaohui L. et al. Associations of plasma atrial natriuretic peptide and electrolyte levels with essential hypertension. Exp Ther Med. 2013; Vol. 5: 1439-43.
24. Hong H., Kim E., Lee J. Effects of calcium intake, milk and dairy product intake, and blood vitamin D level on osteoporosis risk in Korean
93
MMKPOHyTPMEHTbl B nMTAHMM
adults: analysis of the 2008 and 2009 Korea national health and nutrition examination survey. Nutr Res Pract. 2013; Vol. 7: 409-17.
25. Kolachi N.F., Kazi T.G., Wadhwa S.K., Afridi H.T. et al. Evaluation of selenium in biological sample of arsenic exposed female skin lesions and skin cancer patients with related to non-exposed skin cancer patients. Sci Total Eviron. 2011; Vol. 409: 3092-7.
26. Li N., Cheng J., Cheng Z. et al. Molecular mechanism of inflammatory response in mouse liver caused by exposure to CeCl3. Environ Toxicol. 2013; Vol. 28: 349-58.
27. Malinouski M., Hasan N.M., Zhang Y., Seravalli J. et al. Genome-wide RNAi ionomics screen reveals new genes and regulation of human trace element metabolism. Nat Communications. 2014; Vol. 5: 3301.
28. Massadeh A., Gharibeh A., Omari K., Al-Momani I. et al. Simultaneous determination of Cd, Pb, Cu, Zn and Se in human blood of jordanian smokers by ICP-OES. Biol Trace Elem. Res. 2010; Vol. 133: 1-11.
29. Nestel P., Bouis H.E., Meenakshi J.V., Pfeiffer W. Biofortification of staple food crops. J Nutr Food Sci. 2006; Vol. 136: 1064-7.
30. Piammongkol S., Chongsuvivatwong V., Williiams G., Pornpatkul M. The Prevalence and determinants of iron deficiency anemia in rural thai-muslim, pregnant women in pattani province. South Asian J Trop Med Public Health. 2006; Vol. 37: 553-8.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
Rusmussen K.M. Deficiency or iron deficiency anemia and weight at birth, length of gestation and perinatal mortality. J Nutr Food Sci. 2001; Vol. 131: 590-603.
Summers M.J., Crowe S.F., Ng K.T. Administration of lanthanum chloride following a reminder induces a transient loss of memory retrieval in day-old chicks. Neurosci Biobehav Rev. 2003; Vol. 27: 219-31.
Tako E., Laparra M., Glahn R.P. et al. Biofortified black beans in a maize and bean diet provide more bioavailable iron to piglets than standard black beans. J Nutr Food Sci. 2009; Vol. 139: 305-9. Trace elements in human nutrition and health. Geneva : WHO, 1996. Vidaud C., Bourgeois D., Meyer D. Bone as target organ for metals: the case of f-elements. Chem Res Toxicol. 2012; Vol. 25: 1161-75. Yekta Z., Ayatollahi H., Pourali R., Farzin A. Predicting factors in iron supplement intake among pregnant women in urban care setting. J Res Health Sci. 2008; Vol. 8: 39-45.
Zhang Y., Zhang Q., Feng C. et al. Influence of vanadium on serum lipid and lipoprotein profiles: a population-based study among vanadium exposed workers. Lipids Health Dis. 2014; Vol. 13: 39. Zychlinski L., Byczkowski J.Z., Kulkarni A.P. Toxic effects of long-term intratracheal administration of vanadium pentoxide in rats. Arch Environ Contam Toxicol. 1991; Vol. 13: 295-8.
#
94
