CC BY
40
УДК 577.118:616-053.2 (571.53)
Л.Г. Лисецкая
ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕМЕНТНОГО СТАТУСА ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ
Ангарский филиал Восточно-Сибирского научного центра экологии человека СО РАМН - Научноисследовательский институт медицины труда и экологии человека (Ангарск)
Приведены данные изучения микроэлементного состава волос и мочи детей, проживающихв различных экологических условиях Иркутской области. Установлен популяционный уровень дефицита и избытка определенных элементов. Показано, что элементный статус существенно различается в зависимости от условий проживания.
Ключевые слова: микроэлементы, биосреды, детское население
FEATURES OF ELEMENT STATUS IN CHILDREN OF IRKUTSK REGION
L.G. Lisetskaya
Angarsk Branch of East Siberian Scientific Center of Human Ecology SB RAMS - Scientific Institute
of Occupational Medicine and Human Ecology, Angarsk
The study data of the microelement hair composition and the urine of the children living under different ecological conditions of frkutsk Region are represented in this paper. The population level of the deficiency and the plenty of some elements has been revealed. The element status was significantly found to differ in the dependence on the living conditions.
Key words: microelements, biological media, children
Биогеохимическая среда, отражающая интегральное воздействие природно-техногенных факторов, оказывает определяющее влияние на уровень макро- и микроэлементов в организме человека. Большинство здоровых людей мало реагируют на неблагоприятные условия окружающей среды. Однако со временем изменения микроэлементного состава могут вызвать изменения функционального статуса организма, снижая его приспособительные резервы и уменьшая тем самым его резистентность к действию других факторов, и вызвать структурно-функциональные дезадаптации на уровне организма [22]. Одним из эффективных путей поддержания здоровья является раннее выявление лиц, находящихся в пограничных состояниях (на грани нормы и патологии) и проведение профилактических мероприятий. Для изучения адаптационных механизмов при воздействии эколого-геохимических факторов
можности жителей области с применением региональных нормативов содержания химических элементов в организме практически здорового населения. Вместе с тем значительная часть территории России в настоящее время не затронута исследованиями, направленными на установление особенностей элементного статуса населения. Многочисленными авторами установлено, что практическая значимость сведений об особенностях элементного портрета жителей отдельных регионов крайне важна для понимания причин распространения экологозависимых заболеваний и демографической ситуации в регионе [3, 5, 6, 8,
ставляется актуальным установление элементного статуса жителей региона для прогноза развития микроэлементозов и выработки профилактической тактики их коррекции.
МЕТОДИКА
Исследование элементного статуса детей проведено на основании химического анализа их волос и мочи, состав которых коррелирует с элементным профилем внутренней среды человека [1]. После медицинского осмотра детей с участием терапевта, педиатра, невролога, эндокринолога были
Содержание микроэлементов в моче определяли
из Ангарска, Шелехово, Листвянки, п.п. Буреть и Раздолье Усольского района, Балаганска, п. Коновалово Балаганского района. Волосы исследовали у детей 3 — 6 лет, проживающих в городах Ангарск, Саянск, Зима, населенных пунктах Оёк, Листвянка, Усть-Орда, Балаганск, Коновалово и Буреть. Всего исследовано 318 проб волос детей.
Экскрецию некоторых микроэлементов с мочой определяли по содержанию в свежей или консервированной суточной моче.
При определении концентрации йода в моче использовали кинетический церий-арсенитный метод [16]. Концентрацию ионов фтора в моче определяли потенциометрическим методом с применением ионоселективного электрода [7]. Определение проводили в первые сутки после сбора мочи.
Определение ионов металлов в суточной моче и волосах проводили атомно-абсорбционным методом с пламенной ионизацией. Учет неселективного
поглощения осуществляли за счет импульсного питания спектральных ламп [4].
Анализу ртути в моче предшествовала минерализация концентрированной азотной кислотой в специальных герметичных реакторах [12]. Определяли концентрацию ртути методом атомноабсорбционного анализа «холодного пара» на анализаторе ртути «Юлия-2».
При оценке регионального уровня элементов ориентировались на среднероссийские показатели [3]. Полученные результаты сопоставляли с референтными величинами [17]. Анализ массива данных показал, что распределение вариант выборки содержания микроэлементов в изученных биосредах отличается от нормального. Кроме того, установлено [21], что среднее содержание часто нивелируют истинную картину распространенности дефицита или избытка микроэлементов в организме, что искажает картину элементного статуса населения. Учитывая это, для характеристики данных использовали непараметрические методы статистической обработки, оценку характера распределения уровней биоэлементов производили путем построения центильных шкал. Показатели, располагающиеся в интервале Р,5 — Р75, расценивались как нормальные («узкий» диапазон нормы); от Р10 до Р,5 и от Р75 до Р90 — ниже или выше нормаль-
ных («широкий» диапазон нормы, что включает в себя переходные значения, соответствующие «по-граничным»состояниям.);доР10ипослеР90 — очень низкие или очень высокие.
Статистическая обработка данных проведена с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel 2003.
РЕЗУЛЬТАТЫ
При обследовании практически здоровых лиц статистически значимых различий по содержанию элементов в биосредах исследованных лиц в отдельных половозрастных группах не обнаружено, что позволило предложить единые региональные фоновые показатели (центильные шкалы).
Нами выведены нормативные диапазоны показателей микроэлементного статуса у здоровых детей, проживающих в Иркутской области [9]. В таблицах 1 и 2 представлены процентильные величины содержания микроэлементов в волосах и моче детей.
состава волос показали, что содержание целого ряда жизненно важных микроэлементов в организме изученных лиц снижены по сравнению со средним физиологическим уровнем, что не соответствует оптимальным показателям (табл. 3). Из
Таблица 1
Процентильные величины содержания микроэлементов в волосах детей Иркутской области (мкг/г)
Элемент
Zn
Cu
Fe
Mn
Mg
Hg
Pb
Cd
Число проб
272
236
271
141
119
290
20,60
10,09
10
32,63
15,71
25
53,50
22,54
Центиль
50
102,20
41,11
75
148,92
75,17
90
201,40
112,78
95
278,87
161,16
Таблица2
Процентильные величины концентрации микроэлементов в моче детей (нмоль/дм3)
Элемент
Число проб
Центиль
10
25
50
75
90
95
Zn
141
1923,1
2676,9
3692,3
5446,2
8061,5
12153,8
14323,1
Cu
Mn
81
<18,2
<18,2
<18,2
Со
61
3,4
Cr
94
76,9
188,5
448,1
750,0
1182,7
1555,8
2255,8
Hg
Pb
124
181
132
17000
S6,0
<5,8
20000
S6,0
S5,8
25000
S6,0
<5,8
35000
S6,0
46000
63000
70000
Таблица 3
Содержание микроэлементов в волосах детей Иркутской области
Элементы
Эссенциальные Токсичные
Содержание в волосах детей (25-75 центиль), мкг/г
гп Си Ре Мп Мд РЬ нд СсІ
53,5-148,9 3,40-5,40 15,79-50,54 0,41-4,64 22,54-78,17 0,54-2,32 0,04-0,17 0,02-0,11
Биологический допустимый уровень
155.0 11.0 0.32 39.0 0.38 0.0 0.02
206,0 14,0 24,0 1,13 137,0 1,40 2,0 0,12
Примечание: в числителе - нижнее значение, в знаменателе - верхнее значение биологического допустимого уровня
изученных эссенциальных элементов отмечено снижение содержания цинка, меди и магния. Пониженное содержание цинка отмечено в 73 % проб. Дефицит цинка может проявляться утомляемостью, снижением памяти, задержкой роста и полового созревания. Более выражен дефицит меди и магния, их содержание в волосах ниже среднего физиологического уровня более чем в два раза, а для меди — в два раза ниже биологически допустимого уровня. При дефиците меди наблюдаются частые простудные заболевания, поскольку этот биоэлемент повышает устойчивость организма к некоторым инфекциям, связывает микробные токсины и усиливает действие антибиотиков [18]. Характерно, что дефицит эссенциальных цинка и меди проявляются в регионах с напряженной экологической обстановкой, что отмечено в ряде гигиенических исследований [2, 6, 8].
Средняя концентрация магния в волосах детей находится на нижней границе биологически допустимого уровня, что может являться следствием употребления населением чрезвычайно мягкой питьевой воды с низким содержанием солей магния и кальция. Дефицит магния считается одним из факторов риска атеросклероза [13]. Магний участвует в секреции и физиологическом действии инсулина, недостаток магния нарушает работу щитовидной железы. Дефицит магния на территории Иркутской области может быть постоянно действующим фактором, способным привести к комплексному нарушению минерального обмена.
Наряду с этим отмечено избыточное содержание в волосах железа и марганца. Повышенное содержание железа выявлено у 67,3 % обследованных. Железо, поступающее в организм человека в комплексе с другими загрязнителями, проявляет свойства иммунодепрессанта. Повышение насыщенности им организма может повлечь снижение иммунной резистентности и способствовать повышению общей заболеваемости детского населения области. Доминирование избыточного содержания марганца и железа делает вероятным развитие гиперэлементозов по ним. В то же время, с учетом экскреторной функцией волос [1], высокие концентрации железа в волосах, достоверно превышающие среднероссийские показатели, могут
свидетельствовать об интенсивном выведении железа из организма.
Показано, что соотношение Си : Бе : 7л\ в волосах у детей после года достаточно стабильно и составляет 1 : 3 : 15 [20]. Нарушение баланса данных микроэлементов связывают с негативными сдвигами в состоянии здоровья. При сравнении соотношения данных элементов в волосах обследованных детей был выявлен выраженный дисбаланс. Согласно средним данным в исследованных волосах соотношение между Си, Бе и 7л\ составляет
Доказано, что химический состав волос объективно отражает процесс накопления токсичных металлов в организме и является маркером экологического неблагополучия [2]. По сравнению со среднероссийскими показателями наблюдается избыточное накопление ртути, свинца и кадмия, более ярко выраженное у детей промышленных центров.
Среди токсикантов одной из приоритетных примесей по количеству, классу опасности, кратности превышения допустимых нормативов является ртуть. Нами было проведено обследование населения Усольского района, проживающего в зоне влияния сточных вод ОАО «Усольехимпром» и «Саянскхимпласт», использовавших ртуть в процессе электролиза.
Анализ волос и мочи свидетельствует о том, что в организме большей части детей Иркутской области содержится ртуть в физиологических пределах. Концентрации ртути находились либо на уровне, либо ниже допустимых границ. Превышение фонового уровня содержания ртути в волосах по средним значениям наблюдается у детей Балаганского и Аларского районов. Содержание ртути выше фонового зафиксировано у 3 % детей Саян ска и Черемховского районов, у 10 % Зала-ринского района и Иркутска, у 18 % Жигаловского и 24 % детей Усть-Удинского районов. Наиболее широко распространено носительство ртути у детей в Балаганском районе, где концентрация ртути выше фоновой у 50 % обследованных. Кроме того, у 2,5 % детей Усть-Удинского, 10 % Аларского и 17 % Балаганского районов содержание ртути в волосах выше допустимого по критериям ВОЗ в 2,5 —3,5
Выше фонового (0,5 мг/кг) Выше допустимого (5,0 Выше допустимого (5,01 - Выше нейротоксичного (>
мг/кг) 29,0 мг/кг) 30,0 мг/кг)
□ Балаганский район □ Усольский район (сельское население)
Рис. 1. Распределение обследованных по содержанию ртути в волосах.
раза [15], что отражает повышенное поступление металла в организм (рис. 1).
Вторым по значимости загрязнителем для региона является фтор, хотя он и относится к условно-эссенциальным. У детей, проживающих на территории размещения промышленных источников фтористых соединений, уровни элемента в моче достоверно выше в сравнении с детьми, живущими в условиях отсутствия источников фтористых соединений (Листвянка, Тайшет). По принятым критериям, нормальной считается концентрация фтора в моче не более 21000 нмоль/л. При концентрации свыше 53 000 нмоль/л наблюдаются токсические изменения в организме. 58 % детей Шелехова имели избыточное содержание фтора в моче. По нашим данным, в Усолье-Сибирском таких детей было 33 %, в Ангарске — 45 %.
Чрезвычайно опасным для детей является воздействие соединениями свинца, что ведет к снижению интеллекта и нейроповеденческим эффектам. По нашим данным, содержание свинца в моче и волосах детей Иркутского региона не превышает допустимых значений ВОЗ, однако выходят за границы биологически допустимого уровня (табл. 3). По данным Л.А. Решетник и др. [14], наибольшая концентрация свинца обнаружена в волосах и зубах детей Иркутска и Свирска по сравнению с территориями с меньшей техногенной нагрузкой. Подобные данные, по оценкам западных исследователей, представляют озабоченность. Выявленное «пограничное» повышение концентрации свинца в биосредах детей позволяет определить группу риска в экологически неблагоприятных районах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, на территории Иркутской области наблюдается популяционный дефицит эссен-циальных микроэлементов цинка, меди, магния с одновременным избытком железа, магния, ртути и фтора. По результатам изучения содержания ртути и фтора в биосредах детского населения на территории Иркутской области можно выделить экологически неблагоприятные районы, где хроническая техногенная нагрузка привела к накоплению токсикантов в организме. Результаты
исследования детей дошкольного возраста, проживающих как в экологически неблагоприятных, так и в относительно благополучных районах, так как микроэлементный статус детей оказывает существенное влияние на состояние здоровья детей и их развитие. Материалы исследований свидетельствуют о необходимости комплексного микроэлементного мониторинга окружающей среды и циркуляцию микроэлементов в организме населения Иркутской области.
ЛИТЕРАТУРА
1. Авцын А.П. и др. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. —
2. Боев В.М. Среда обитания и экологически обусловленный дисбаланс микроэлементов у населения урбанизированных и сельских территорий
3. Демидов В.А., Скальный A.B. Оценка элементного статуса детей Московской области при помощи многоэлементного анализа волос // Микроэлементы в медицине. — М.: Медицина,
Атомно-абсорбционный анализ микроэлементов в биосредах и метрологические основы контроля аналитических работ: Методические указания 4.4.5. Еремейшвили A.B., Степанова М.В. Некото-лосах дошкольников Ярославской области // Эко-
6. Климацкая Л.Г. и др. Особенности микро-элементозов у сельских и городских школьников
7. Количественное определение ионов фтора в моче с использованием ионселективного электрода: МУК 4.1.773-99 / Определение химических соединений в биологических средах. Сб. метод.
8. Корчина Т.Я. Эколого-биогеохимические факторы и микроэлементный статус некоренного населения, проживающего в Ханты-Мансийском автономном округе // Экология человека. —
9. Лисецкая Л.Г. и др. Оценка опасности воздействия ртути на детей Иркутской области
С. 49-51. Р
10. МатороваН.И. и др. Региональные показатели химических элементов в биосубстратах детей и беременных женщин Иркутской области. — Ир-
11. Методические указания по спектральному определению тяжелых металлов в биологических материалах и объектах окружающей среды при гигиенических исследованиях. МУ № 42-46-87. —
12. Определение содержания ртути в объектах окружающей среды и биологических ма-
13. Печенникова Е.В., Вашкова В.В., Можа-ев Е.А. О биологическом значении микроэлементов: обзор зарубежной литературы // Гигиена и
значение биокумуляции свинца у детей Прибайкалья // Вест. Оренбургского гос. университета. —
15. Ртуть: экологические аспекты применения (гигиенические критерии состояния окружающей
16. СелятицкаяВ.Г., ПальчиковаН.А, ГалкинП.С. Опыт определения йода в моче кинетическим церий-арсенитным методом // Клиническая и лабораторная
17. Скальный A.B. Референтные значения концентрации химических элементов в волосах, полученные методом ИСП-АЭС (АНО Центр биотической медицины) / Микроэлементы в медици-
18. Скальный A.B., Кудрин A.B. Радиация, микроэлементы, антиоксиданты и иммунитет. —
19. Скальный A.B., Рудаков И.А. Биоэлементыв
Микроэлементозы у детей: распространенность и пути коррекции: практическое пособие для вра-
21. Скальный А.В. и др. Диагностика и профилактика микроэлементозов с учетом результатов медикоэкологической экспертизы. Основы системного анализа в эколого-гигиенических следованиях. — СПб.: ГМАим. И.И. Мечникова, 2000. — С. 175—199.
22. Утенина В.В., Плигина Е.В., Утенин В.В. Дисбаланс микроэлементов в организме детей с экологозависимой патологией // Гигиена и сани-
Сведения об авторах
Лисецкая Людмила Гавриловна - кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории физико-химических методов исследования Ангарского филиала ВСНЦ экологии человека СО РАМН - НИИ медицины труда и экологии человека (665827, г. Ангарск, а/я 1170; тел.: 8 (3955) 55-40-88; e-mail: [email protected])
