CC BY
266
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 574.2;504.7505;57.045
ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ВОЛОСАХ ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КОМИ
В.Г. ЗАЙНУЛЛИН, И.С. БОДНАРЬ, Б.М. КОНДРАТЁНОК
Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар bodnar@ib.komisc.ru
Европейский Север является территорией риска развития целого ряда эле-ментозов. Определены уровни накопления макроэлементов, эссенциальных и токсических микроэлементов в составе волос детей из Республики Коми. Раскрыта специфика корреляционных связей между элементами на Севере. Характерная особенность элементного статуса детского населения - это избыток марганца, никеля, недостаток меди и селена. Дисбаланс элементов является в большей мере следствием геохимических и климатогеографических особенностей территории.
Ключевые слова: микроэлементозы, Север, здоровье детского населения, геохимические факторы среды
V.G. ZAINULLIN, I.S. BODNAR, B.M. KONDRATENOK. PARTICULARITY OF ACCUMULATION OF CHEMICAL ELEMENTS IN HAIR OF CHILDREN’S POPULATION OF THE REPUBLIC OF KOMI
The European North is the territory of a number of risk elements metabolism disorders. Levels of accumulation of macronutrients, essential and toxic trace elements in hair of children from the Republic of Komi were defined. The specific correlation between elements in the North was disclosed. Characteristic feature of the element status of children’s population is the excess of manganese and nickel, selenium and copper deficiency. The disbalance of elements is, to a greater extent, the consequence of geochemical and climatic characteristics of the territory.
Keywords: microelementosis, the North, children’s population health, geochemical environmental factors
В настоящее время особое внимание уделяется проблемам элементного гомеостаза организма, нарушения которого могут сопровождать многие патологические состояния различных органов и систем организма [1]. Считается, что роль метал-лолигандного гомеостаза в нормальном функционировании органов и систем сопоставима с ролью генетических факторов в формировании здоровья [2]. Изучение элементного «портрета» населения отдельных биогеохимических регионов является перспективным направлением современной био-элементологии, что необходимо для научной разработки и внедрения мероприятий по устранению выявленных микроэлементозов [3].
Республика Коми расположена на Северо-Востоке европейской части Российской Федерации. Север представляет собой огромную полиэлемент-ную биогеохимическую провинцию со сниженными адаптивными возможностями человека, где нарушения минерального обмена носят масштабный
характер [4]. При холодовом воздействии может существенно увеличиваться потребность в ряде макро- и микроэлементов (кальций, магний, медь, фтор, железо, селен) [5, 6], что в условиях Севера приводит к их акклиматизационному (метаболическому) дефициту. Дисбаланс жизненно важных элементов является биогеохимической основой для развития выраженных и латентных форм полиэле-ментозов [4].
Неблагоприятные условия среды обитания отражаются, в первую очередь, на детском населении, которое является наиболее чувствительным в силу своей морфофункциональной незрелости к недостаточному или избыточному поступлению извне химических элементов [7]. Оценить влияние биогеохимических факторов среды на организм возможно благодаря элементному анализу состава волос, который отражает геохимические особенности местности проживания, особенности питания, уровень загрязнения окружающей среды [8]. В дан-
ном исследовании проведена оценка особенностей накопления макро- и микроэлементов в волосах детского населения некоторых районов Республики Коми.
Материал и методы
В работе изучено содержание 19 химических элементов (натрий, калий, медь, цинк, кальций, магний, фосфор, сера, селен, алюминий, кобальт, хром, никель, железо, марганец, мышьяк, свинец, кадмий, ртуть) в волосах детей из Республики Коми. Исследовали биоматериал у 85 ребят, включая 43 женского и 42 мужского пола, средний возраст 11,2±2,6 лет. Для оценки влияния эколого-геогра-фических факторов волосы анализировали у детей из пяти районов республики. Выбор районов для исследования волос на микроэлементы осуществлялся на основании анализа заболеваемости, национального состава населения районов. Город Ухта, Троицко-Печорский и Прилузский районы выбраны как территории риска экологически обусловленной заболеваемости [9]. В Усть-Цилемском и Ижемском районах, различающихся по национальному составу (преимущественно русские и преимущественно коми-ижемцы, соответственно), заболеваемость на уровне среднереспубликанской; эти районы расположены в сходных географических условиях на северо-западе республики (с.Усть-Цильма - 65°26' с.ш. 52 в.д; с.Ижма - 65°00' с.ш. 53°55' в.д.).
Образцы волос получали путем состригания с затылочной части головы, помещали в специальные конверты, к конвертам прилагали идентификационные записи. Предварительно проведено анкетирование (возраст, пол, национальность, приём витаминно-минеральных комплексов, состояние здоровья).
Определение микроэлементного состава образцов волос выполнено экоаналитической лабораторией «Экоаналит» Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН (аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.511257 от 16 апреля 2009 г.). Анализ образцов волос проводили методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Контроль качества результатов измерений осуществлен с использованием стандартных образцов.
Статистическую обработку полученных результатов проводили при помощи программного пакета Statistica 6.0 (StatSoft, Inc., США). Исследовали содержание в волосах эссенциальных, условно эссенциальных и токсичных элементов. Вычисляли межквартильные интервалы, минимум-максимум содержания биоэлементов в волосах детей, процент проб отклонения от нормы. Отличия в накоплении элементов в волосах в зависимости от пола определяли с использованием критерия Манна-Уитни. Различия между районами по накоплению элементов в волосах детей оценивали по критерию Краскела-Уоллиса. При обнаружении статистически значимых различий между районами проводили апостериорные сравнения с помощью критерия Манна-Уитни [10]. Также ранжировали районы по каждому элементу по накоплению элемен-
тов относительно физиологической нормы. Взаимосвязь между элементами оценивали с использованием критерия Стьюдента [11].
Результаты и обсуждение
В табл. 1 представлены результаты анализа содержания макро- и микроэлементов в волосах детей из Республики Коми в сравнении со значениями, полученными в Институте биоэлементоло-гии (г. Оренбург) и рекомендованными в качестве физиологической нормы [12].
Медь - микроэлемент, который влияет на активность более 30 ферментов, в основном ответственных за окисление веществ в организме и клеточное дыхание, стимулирует выработку женских половых гормонов и тироксина - основного гормона щитовидной железы [2]. Анализ элементного состава волос детей выявил невысокий уровень содержания меди. Медиана соответствует нижней границе референсного интервала. Число детей, имеющих в волосах содержание меди ниже физиологических границ, составило 41,3 % (табл. 1). Сравнение содержания меди в волосах мальчиков и девочек 7-14 лет (табл. 2) показало статистически достоверное (при р<0,05) более высокое содержание этого биоэлемента у мальчиков, что согласуется с данными литературы [13]. Дефицит меди у девочек выражен сильнее, чем у ребят, что подтверждается и более высоким процентом проб ниже нормы (у 74% девочек и 42 - мальчиков), межквартильный интервал шире у девочек. Такая разница и большая потребность могут быть объяснены вовлеченностью меди в выработку женских половых гормонов. Нехватка меди у детей обусловлена ее низкими концентрациями в окружающей среде. Фоновое содержание меди в почве в пределах ландшафтов изучаемых районов составляет от 2 до 12 мг/кг и характеризуется как очень низкое и низкое [14]. При холодовом воздействии может существенно увеличиваться потребность в данном микроэлементе, что в условиях Севера приводит к акклиматизационному (метаболическому) дефициту.
Селен - микроэлемент, выполняющий многочисленные защитные функции в организме, участвует в построении и функционировании глутати-онпероксидазы, глицинредуктазы, цитохрома С -ведущих антиоксидантных соединений [15]. Северо-Запад России относится к селенодефицитным регионам вследствие низкого содержания этого элемента в окружающей среде, питьевой воде и продуктах питания местного производства [16, 17]. Установленный нами центильный интервал находится ниже нормы средних значений по России. Гипоселеноз выявлен для 95% обследованного детского населения (табл. 1).
Кальций - один из важнейших биоэлементов, макроэлемент, играющий важную роль в функционировании мышечной ткани, нервной системы, кожи, особенно костной ткани [18]. В Республике Коми содержание кальция в волосах детей повышено, количество проб волос с высоким уровнем кальция составляет 51,5 %, ниже нормы - 6 (табл.
1). Медианное значение содержания в волосах дан-
Таблица 1
Содержание химических элементов в волосах детей 7-14 лет
Элемент Физиологическая норма, мг/кг волос (Скальный, 2003) Содержание в волосах детей из Коми, мг/кг волос
Межквартильный интервал Медиана Межквартильный интервал тіп-тах % проб выше нормы % проб ниже нормы
Си 8-12 8,3 6,3-9,7 0,96-26 4,8 41,3
Zn 94-183 160 131-200 16-550 26,6 6,25
№ 0,15-0,55 0,56 0,25-1,1 0-3,8 33 19
Мп 0,32-0,93 3,3 2,2-5,9 0,4-51 91 0
Fe 13-27 25 17-40 6,7-230 35,4 6,15
АІ 9-23 15,5 7,4-23 0,9-106 19,7 9
Са 254-611 870 480-1700 120-7000 51,5 6
Мд 18-26 109,5 56-230 14-920 87,8 1,5
К 53-663 200 90-500 6,2-2700 19,7 9
Na 75-562 440 210-810 23-8300 33,3 7,5
Р 118-156 120 106-150 13-430 9 39,4
S нет данных 47000 45000-49000 43000-55000 - -
Сг 0,26-0,7 0,4 0,18-0,64 0-4 9,2 27,7
Se 0,65-2,43 0,37 0,33-0,41 0,09-1,6 0 95
As 0-0,69 0 0-0,06 0-0,22 0 0
Со 0,02-0,11 0,075 0,04-0,15 0,009-2,4 23 9,23
нд 0,094-0,267 0,183 0,097-0,297 0,015-13,3 23 0
РЬ 0,76-2,43 0,58 0,39-1,6 0,013-12 7,5 0
Cd 0,03-0,18 0,089 0,04-0,16 0,007-0,7 21 0
Таблица 2
Сравнение содержания химических элементов в волосах детей 7-14 лет в зависимости от пола
Девочки (РФ), мг/кг волос *** Девочки (Коми), мг/кг волос Мальчики (РФ), мг/кг волос *** Мальчики (Коми), мг/кг волос
Элемент Меди- ана Межквар- тильный интервал Меди- ана Межквар- тильный интервал Меди- ана Межквар- тильный интервал Меди- ана Межквар- тильный интервал
АІ 18,2 12,0-26,7 19 6,45-32 18,9 13,0-27,6 12 7,4-23
As 0,116 0,004-0,411 0 0-0,06 0,121 0,001-0,437 0 0-0,06
Са** 573,5 393,7-940,6 1750 880-4000 382,0 284,0-526,6 540 410-1000
Cd 0,108 0,026-0,236 0,086 0,042-0,165 0,14 0,044-0,287 0,082 0,04-0,1
Со** 0,126 0,037-0,246 0,08 0,04-0,24 0,12 0,04-0,25 0,04 0,027-0,09
Сг 0,647 0,421-1,01 0,4 0,22-0,68 0,733 0,477-1,14 0,34 0,14-0,57
Си* 9,82 8,05-12,5 8,8 6,2-12 9,33 7,85-11,3 7,55 6-8,5
Fe* 17,6 12,2-25,7 24 19-41 19,7 14,2-28,6 23 14-36
нд 0,153 0,094-0,248 0,21 0,127-0,297 0,154 0,089-0,267 0,129 0,063-0,215
К** 85,5 37,9-240,8 100 58-215 273,2 98,1-686,6 340 160-1000
Мд** 42,6 26,7-76,2 210 94-420 25,6 17,0-38,4 65 39-160
Мп** 0,625 0,405-1,11 4,9 2,7-12 0,62 0,419-1,0 2,6 1,6-3,7
Na* 168,9 85,3-380,7 270 150-550 359,5 159,7-798,5 500 320-1500
№** 0,355 0,139-0,71 0,785 0,25-1,2 0,274 0,113-0,578 0,5 0,08-1,0
Р* 145,9 129,4-165,0 110 96-150 150,2 134,5-168,3 130 110-150
РЬ 0,727 0,25-1,5 0,49 0,295-1,45 1,49 0,58-3,0 0,49 0,39-0,73
Se 1,05 0,546-1,94 0,35 0,18-0,41 1,0 0,53-1,86 0,39 0,34-0,41
Zn 178,3 144,8-206,8 160 135-210 156,8 122,6-185,8 160 132-170
Примечание: * - отличия достоверны при р<0,05 по критерию Манна-Уитни; ** - отличия достоверны при р<0,01 по критерию Манна-Уитни;
*** - сравнение по Грабеклис, 2009.
ного макроэлемента выше референсного интервала. У девочек медиана в 1,8 раза выше верхней границы нормы, 71,4% проб волос с избыточным содержанием кальция. У мальчиков медианный уровень кальция превышен в 1,5 раза, совпадает с верхней границей референсного интервала (табл.
2). Содержание кальция в волосах девочек 7-14 лет в 3,2 раза выше, чем у мальчиков. Природные воды на Севере слабоминерализованные, с низким содержанием кальция, магния. Повышенное содержание кальция в волосах детей можно рассматривать как показатель усиленного кругооборота элемента в организме, что говорит о риске возникновения его дефицита [19]. Кальций активно вовлечен в обмен, выходит из своего депо (зубы, костная ткань) и усиленно выводится из организма.
Магний - макроэлемент, влияющий на активность более 300 ферментов, в основном регулирующих биоэнергетические процессы в организме, а также деятельность сердечно-сосудистой системы и уровень жиров в крови. В изученных образцах волос детей наблюдается также избыток магния, медианное значение превышает верхнюю границу нормы в три раза. Количество проб волос с высокими концентрациями магния составляет 87,8%. Медианное значение у девочек выше рефе-ренсного медианного значения в 4,9 раза, у мальчиков - в 2,5. Избыток магния и кальция в волосах детей указывает не на избыток данного элемента в организме, а на ускорение его метаболизма [19].
Фосфор. Результаты анализа волос выявили дефицит фосфора. Медиана совпадает с нижней границей нормы. Высокое число проб ниже нормы (39,3 %) указывает на дефицит этого элемента у более трети детей республики. Среди детей 7-14 лет недостаток фосфора испытывают 51,7 % девочек и 44,8 - мальчиков, различия достоверны при р<0,05. Для Севера характерен недостаток фосфора, кальция, магния, витамина D, что подтверждается недостатком этих элементов у жителей: Архангельской области, Ненецкого автономного округа [4, 20, 21].
Никель. Содержание никеля в волосах детей повышено, в некоторых образцах в два-семь раз больше нормы. Верхняя граница межквартильного интервала по Коми в два раза превышает верхнюю границу референсного интервала. Высокое содержание никеля в волосах объясняет его присутствие выше ПДК в почве [22, 23]. Количество проб выше нормы у девочек составляет 47,7%, у мальчиков -27,6. Содержание никеля статистически достоверно выше в волосах девочек (при р<0,01).
Марганец. Его содержание в волосах детей на порядок выше референсных значений, 91 % проб волос выше референсных показателей. Максимальное содержание марганца в волосах в 50 раз превосходит верхнюю границу нормы. Достоверно выше содержание у девочек (при р<0,01). У 100 % девочек и 72,4% мальчиков избыток марганца в волосах. Накопление этого элемента в волосах детей является следствием его высокого содержания в дерново-подзолистых, подзолистых почвах
европейского Севера России. Содержание марганца в почвах и воде исследованных районов превышает ПДК и варьирует от чрезвычайно опасного до умеренно опасного [23].
Железо. Содержание его в волосах у детей находится в пределах верхней границы нормы. У девочек избыток железа в волосах выражен сильнее (р<0,05), медиана соответствует верхней границе нормы, процент проб выше референсного интервала - 38 %, у мальчиков медианное значение в норме. Избыточное содержание железа в волосах связано с избытком железа в питьевой и природной воде республики (табл. 3). Для Республики Коми актуальна проблема «северной анемии», которая может быть вызвана не дефицитом железа, а недостатком кобальта, фтора, магния, меди и кальция. Дефицит железа в волосах обнаружен только у 6,15 % обследованных.
Таблица 3
Наличие в питьевой воде централизованных систем водоснабжения опасных химических веществ по максимальным концентрациям (Глушкова и др., 2002)
Административная территория Вещества 1-11 класса опасности Вещества ММУ класса опасности с максимальным содержанием выше ПД
г. Ухта Бор, кадмий, нитриты Аммиак, железо, марганец, хлориды, сульфаты
Троицко-Печорский р-н - Железо
Прилузский р-н Барий, бор, кадмий, мышьяк, ртуть Аммиак, железо, марганец
Ижемский р-н Барий, кадмий, свинец Аммиак, железо, марганец, хлориды
Усть-Цилемский р-н - Железо
В северных регионах, кроме проблемы северной анемии, актуальна проблема избытка железа. Сочетание эссенциальности элемента с его возможной токсичностью предполагает, что нарушения метаболизма железа могут негативно влиять на жизнедеятельность. Раздражающее действие высоких концентраций железа в питьевой воде влияет на уровень заболеваемости атопическим дерматитом в Печорском и Прилузском районах [24].
Хром - жизненно важный элемент, участвующий в регуляции углеводного и жирового обменов, в деятельности сердечно-сосудистой системы. В республике в волосах детей отмечается умеренный дефицит хрома. Медиана соответствует пределам референсного интервала. У 40% девочек и 50% мальчиков содержание хрома в волосах ниже нормы. Недостаток хрома в организме приводит к нарушению толерантности к глюкозе, диабет второго типа считают, прежде всего, хроническим хромовым дефицитом [25].
Анализ волос детей республики выявил региональные особенности накопления макро- и микроэлементов в волосах детей. В Республике Коми
наблюдается дисбаланс обеспеченности детского населения эссенциальными и условно эссенциаль-ными элементами. Выявлен дефицит меди, селена, учитывая взаимосвязь его с йодом. Недостаток селена может являться фактором, усугубляющим дефицит этого эссенциального микроэлемента. В волосах детей Республики Коми обнаружен избыток марганца и никеля, что обусловлено геохимическими особенностями местности.
Токсичные элементы
Свинец - один из наиболее токсичных элементов. С одной стороны, свинец участвует в обменных процессах костной ткани, с другой - является канцерогеном и тератогеном для организма. Содержание свинца в волосах 92,5% детей республики не превышает границы установленного рефе-ренсного интервала. Кадмий - экотоксикант, обладающий канцерогенным, гонадотропным, эмбрио-тропным, мутагенным и нефротоксическим действием. Медиана содержания кадмия в волосах детей 7-14 лет не превышает верхнюю границу рефе-ренсного интервала, количество проб выше нормы составляет 21%. Ртуть и ее соединения (метил-ртуть) чрезвычайно токсичны. Содержание ртути в волосах детей в республике не превышает нормы.
Содержание в волосах детей токсичных элементов является индикатором загрязнения окружающей среды. В волосах детей из республики не обнаружены слишком высокие концентрации токсичных элементов, за исключением отдельных частных случаев. В отдельных районах наблюдаются концентрации свинца, ртути и кадмия, соответствующие верхней границе нормы.
Сравнение по обеспеченности эссенциальными и токсичными элементами районов республики
Анализ полученных данных выявил статистически значимые отличия в накоплении меди, кадмия, алюминия, магния, натрия, фосфора, хрома, селена, свинца, ртути у детей исследуемых районов (табл. 4). Полученные величины средних рангов ^ ср ) отличаются в зависимости от уровня накопления элемента в волосах детей. Наиболее высокие средние ранги соответствуют более высоким концентрациям элемента. Если есть различия между районами в накоплении элементов, то средние ранги будут сильно отличаться, значение критерия Краскела-Уоллиса (Н) будет велико.
Анализ различий между районами при помощи критерия Краскела-Уоллиса показал статистически значимые отличия в накоплении меди (р<0,01), наибольшее число рангов приходится на Троицко-Печорский район и г. Ухту, где медиана содержания меди соответствует норме. Содержание меди в Усть-Цилемском районе статистически значимо ниже, чем в Троицко-Печорском, Ижем-ском районах и г. Ухте (р<0,01) (рис. 1).
В волосах детей г. Ухты имеется избыток никеля, медианное значение в два раза выше границы референсного значения, медиана содержания никеля в волосах детей в два раза выше, чем в Усть-Цилемском, Ижемском, Троицко-Печорском районах и в три раза выше, чем в Прилузском районе (рис. 2).
Имеются достоверные отличия (при р<0,01) в накоплении фосфора в волосах детей из различных районов (рис. 3). Во всех районах, кроме Тро-
Таблица 4
Результаты оценки отличий между районами по содержанию элементов в волосах детей
по критерию Краскела-Уоллиса
Элемент 1 ^р Троцк-печорс 1 Рср Усть-цилемс 1 Рср Ижемск 1 Рср Прилузск 1 Рср Ухта 1 Н 1 р
Си 40,0 13,6 32,3 26,5 44,5 22 0,0002
Cd 36,6 23,5 37,6 47,5 23,9 12 0,02
Zn 36,5 27,8 25,7 39 40,9 7 0,1
№ 27,3 30 32,4 27,7 42,5 5,4 0,3
Мп 36,6 21,5 30,4 40,5 39,3 8,7 0,07
Со 39,6 25 27,2 27,3 38,8 6,5 0,2
Fe 37 31,3 35,6 27,4 24,7 4,2 0,4
А1 43,2 42,1 25,9 35,8 21,9 14,3 0,006
Са 40,2 25,8 20,9 43,3 43 17,2 0,002
Мд 44 27,3 19,8 34,7 40,2 16,8 0,002
К 33,2 40,6 32,8 34,8 21,7 7,2 0,1
Na 35,5 47,6 30,2 30,8 17 18,9 0,0008
Р 17,4 42,8 24,8 41 43,2 21,5 0,0002
S 30,2 42,5 25,2 27,8 36,3 8,0 0,09
Сг 43,9 27,3 40,8 8 26 21,6 0,002
Se 19,9 42,8 33,3 52 20,6 22,2 0,0001
РЬ 45,5 34 23,6 38,2 27,5 12,1 0,02
нд 35,3 38,3 34,7 26,2 17,6 11,2 0,02
Примечание: Rср - средний ранг; Н - значение критерия Краскела-Уоллиса, р - уровень значимости, при котором отличия достоверны (р<0,05).
і_____[ - здесь и далее физиологическая норма
(Скальный, 2003)
Рис. 1. Сравнение содержания меди в волосах детей по районам.
1,8 1,6
1Л
^ 1,4
1Л
гм
К 2СІ .2
а> 8
о °-4 '
и ------
0,2 _________________________________________________________________________
о -1----------------------------------—г----------------------------
Ижемск У-Цил Тр-Печ Ухта Прил
Рис. 2. Сравнение содержания никеля в волосах детей по районам.
Рис. 3. Сравнение содержания фосфора в волосах детей по районам.
ицко-Печорского, медиана входит в референсный межквартильный интервал. В Троицко-Печорском районе 83% обследованных детей испытывают недостаток фосфора.
Наибольшие концентрации свинца в волосах детей отмечаются в Троицко-Печорском районе -медиана равна 1,5 мг/кг, верхняя граница межквар-тильного интервала выше соответствующего значения, принятого за норму, максимальная концентрация, найденная в ходе всего исследования, составляет 12 мг/кг. Концентрация свинца в волосах детей Троицко-Печорского района выше, чем Ижемского, Усть-Цилемского и г. Ухты (р<0,01).
Превышение ПДК по кадмию обнаружено в питьевой воде г. Ухты, Ижемского и Прилузского районов (табл. 3). Наибольшее содержание кадмия -в волосах детей Прилузского района (р<0,05), избыток - у 50% обследованных. Содержание кадмия в волосах детей из Прилузского района статистически достоверно выше, чем в Усть-Цилемском районе и г. Ухте (р<0,01).
У детей выбранных районов имеются общие черты в особенностях накопления элементов в волосах, а также некоторые отличия. Имеются достоверные отличия в накоплении меди в волосах детей различных районов (имеется недостаток в Ижемском и Усть-Цилемском районах), кальция и магния (избыток в г. Ухте, Прилузском и Троицко-Печорском районах), фосфора (недостаток в Тро-ицко-Печорском районе), железа (избыток в Ижем-ском и Усть-Цилемском районах), кобальта (медиана соответствует верхней границе референсного интервала в Троицко-Печорском районе и Ухте), хрома (недостаток в Прилузском и Усть-Цилемском районах). Из токсичных элементов верхней границе нормы соответствует медиана алюминия в Усть-Цилемском, Прилузском и Троицко-Печорском районах, а ртути - в Троицко-Печорском. Избыток свинца обнаружен в волосах детей Троицко-Печорского района, а кадмия - Прилузского и Троицко-Печор-ского районов.
Согласно ранговому показателю, лучшая обеспеченность эссенциальными и условно эссен-циальными элементами характерна для Ижемского района, за ним идет Усть-Цилемский, менее благополучен - Прилузский (табл. 5). Неблагополучными районами по обеспеченности детского населения макро- и микроэлементами являются Троицко-Печорский район и г. Ухта. Именно эти территории входят в тройку районов «высокого риска развития экологически обусловленной патологии». Разница в элементном портрете исследуемых районов обусловлена геохимическими особенностями ландшафтов. Для Троицко-Печорского района немаловажную роль играют трансграничные переносы и выпадение более минерализованных осадков.
С позиций существующих физиологических концепций, столь выраженные неблагоприятные условия среды должны стать причиной специфических адаптивных изменений в обмене веществ [26]. Обнаружение регионально-обусловленных поправок в центильные интервалы приводит к изменению корреляционных связей между элементами на фоне пониженного или повышенного содержания элементов в волосах. Подтверждением этих положений относительно адаптации коренного населения к биогеохимическим условиям является то, что наи-
200
180
160
40
20
0
Ижемск У-Цилемск Тр-Печорс. Ухта Прилузск.
Таблица 5
Ранговое соотношение территорий по содержанию эссенциальных и условно эссенциальных химических элементов в волосах детей 7-14 лет (наименьшее численное значение ранга соответствует наиболее неблагоприятному содержанию)
Элемент Территория'''^^ Cu Zn Ni Fe Mn Ca Mg K Na P Se Co Итог. ранг
Троицко- Печорский 5 2 2 1 2 3 1 3 3 1 1 1 25
Усть-Цилемский 2 5 3 3 4 4 4 4 1 3 3 4 40
Ухта 4 1 1 4 3 2 2 1 4 4 2 3 31
Ижемский 3 4 4 2 5 5 5 2 4 2 3 4 43
Прилузский 1 3 5 4 1 1 3 5 2 3 4 2 34
более благополучным районом по содержанию жизненно необходимых элементов является Ижемский район, где проживает коренное население.
Заключение
Анализ содержания микроэлементов в волосах детей выявил особенности «элементного портрета» населения Республики Коми. Дисбаланс элементов является следствием в большей мере геохимических, климатогеографических особенностей территории, несбалансированности пищевого рациона. В волосах детей обнаружены высокие концентрации марганца, никеля, недостаток селена, фосфора, меди. Токсичные элементы в концентрациях, превышающих средние показатели, выявлены в волосах детей Троицко-Печорского (свинец, кадмий), Прилузского (кадмий) районов, они обусловлены высокими фоновыми концентрациями элементов в поверхностных и подземных водах районов, в почве.
Выраженный дисбаланс эссенциальных и токсичных элементов обнаружен в волосах детей Троицко-Печорского района, что согласуется с высоким уровнем экологически обусловленной заболеваемости. Наиболее сбалансированным и приближенным к норме является элементный состав волос детей из Ижемского района, где проживает коренное население Севера - коми-ижемцы, что является следствием адаптационной перестройки корреляционных связей между элементами на фоне повышенного или пониженного их содержания в окружающей среде.
Литература
1. Ларионова Т.К., Симонова Н.И., Гарифуллина Г.Ф. и др. Микроэлементозы человека в условиях крупного промышленного города // Успехи современного естествознания. 2004. № 2. С. 48-51.
2. Кудрин А.В., Скальный А.В., Жаворонков АА Иммунофармакология микроэлементов. М.: КМН, 2000. 350 с.
3. Сусликов ВА. Геохимическая экология болезней: Атамовиты. М.: Гелиос АРВ, 2000. Т. 2. 772 с.
4. Горбачев А.Л., Добродеева Л.К., Теддер Ю.Р., Шацова Е.Н. Биогеохимическая характеристика северных регионов. Микроэлементный статус населения Архангельской области и
прогноз развития эндемических заболеваний// Экология человека. 2007. № 1. С. 4-11.
5. Авцын А.П., Жаворонков АА., Строчкова Л.С. Принципы классификации заболеваний био-геохимической природы // Архив патологии. 1983. № 9. С. 3-14.
6. Панин Л.Е. Изменения обмена витаминов, солей и микроэлементов // Механизмы адаптации человека в условиях высоких широт. Л.: Медицина, 1980. С. 98-108.
7. Вельтищев Ю.Е. Экологически детерминированные нарушения состояния здоровья детей// Российский педиатрический журнал. 1999. №3. С. 7-8.
8. Oyoo-Okoth E., Admiraal W., Osano O, Kraak MH. Element profiles in hair and nails of children reflect the uptake from food and the environment // Environ. Toxicol. Chem. 2012. № 2. Р.1461-1467.
9. Зайнуллин В.Г., Боднарь И.С. Экологически
обусловленная заболеваемость детского населения Республики Коми // Теоретическая и прикладная экология. 2012. № 2. С. 128-
134.
10. Гржибовский А.М. Анализ трёх и более независимых групп количественных данных // Экология человека. 2008. № 3. С. 50-58.
11. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999. 461 с.
12. Скальный А.В. Референтные значения концентрации химических элементов в волосах, полученные методом ИСП-АЭС (АНО Центр биотической медицины) // Микроэлементы в медицине. 2003. № 4. С. 55-56.
13. Грабеклис А.Р. Половые, возрастные и эколо-го-географические различия в элементном составе волос у детей 7-14 лет, проживающих в различных регионах России: Автореф. дис. канд. биол. наук. СПб., 2009. 169 с.
14. Атлас почв Республики Коми / Под ред. Г.В. Добровольского, А.И. Таскаева, И.В. За-боевой. Сыктывкар, 2010. 356 с.
15. Оберлис Д., Харланд Б., Скальный А.В. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека, животных. СПб.: Наука, 2008. 544 с.
16. Голубкина HA., Скальный А.В., Соколов ЯА. Селен в медицине и экологии. М.: Изд-во КМК, 2002. 136 с.
17. Паршукова О.И., Бойко Е.Р. Содержание селена в организме человека в условиях Евро-
пейского Севера // Медико-физиологические проблемы экологии человека: Тез. Всеросс. конф. с междунар. участием. Ульяновск, 2007. С.194-195.
18. Тайбулатов Н.И., Намазова Л.С. Способы коррекции дефицита кальция у детей // Педиатрическая фармакология. 2007. Т.4. № 4. С. 54-57.
19. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век» Мир, 2004. 216 с.
20. Айвазова ЕА., Сычева Л.Н., Добродеева Л.К. Особенности электролитного обмена у жителей Архангельской области // Методические рекомендации для врачей. Архангельск, 1998. 40 с.
21. Добродеева Л.К, Жилина Л.П. Иммунологическая реактивность, состояние здоровья населения Архангельской области. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. 229 с.
22. Глушкова Л.И., Маймулов В.Г., Корабельни-ков И.В. Обеспечение эколого-гигиенического благополучия в условиях Крайнего Севера: проблемы и решения. СПб.: СПб ГМА им. И.И. Мечникова, 2002. 298 с.
23. Оберман Н.Г., Шеслер И.Г., Рубцов А.И. Экогеология Республики Коми и восточной части Ненецкого автономного округа. Сыктывкар: Пролог Плюс, 2004. 256 с.
24. Галушка НА., Глушкова Л.И., Рымарь А.И. К вопросу о возможности гигиенической оптимизации содержания железа в некоторых водопроводах Республики Коми. Сыктывкар, 2004. 132 с.
25. Anderson RA Chromium, Glucose Intolerance and Diabetes // J. аm Coll. Nutrition. 1998. Vol. 17. № 6. P. 545-555.
26. Нотова С.В., Мирошников С.А., Болодурина И.П., Дидикина Е.В. Необходимость учета региональных особенностей в моделировании процессов межэлементных взаимодействий в организме человека// Вестник ОГУ. 2006. № 6. С. 59-63.
Статья поступила в редакцию 19.08.2013.
