CC BY-ND
23
ОЦЕНКА ЭЛЕМЕНТНОГО СТАТУСА ДЕТЕЙ НА КРАЙНЕМ СЕВЕРЕ
Е.А.Бахтина, Т.Н. Захарина ГУ НИИ медицинских проблем Крайнего Севера РАМН, Надым
Жизнедеятельность человека тесным образом связана с химическим составом среды обитания и содержанием в ней различных макро- и микроэлементов, которые прямо или косвенно участвуют в регуляции всех процессов жизнедеятельности, роста и развития, а также в формировании целого ряда важнейших адаптивных механизмов организма человека [1,2, 3].
Неблагоприятные условия среды обитания в первую очередь представляют опасность для детей, которые в силу морфофункциональной незрелости регуляторных систем поддержания гомеостатических параметров отличаются повышенной чувствительностью к недостаточному или избыточному поступлению извне как токсичных, так и эссенци-альных элементов, в связи с чем их элементный статус наиболее объективно отражает состав геохимической среды [4, 7, 8].
На сегодняшний день на территории Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО) практически не проводились исследования, направленные на установление особенностей элементного статуса детского населения. Очевидно, что выявление и оценка отклонений в обмене химических элементов у детского населения отдельных населенных пунктов и районов региона поможет организовать проведение необходимой коррекции элементного дисбаланса как на индивидуальном, так и региональном уровнях. В связи с этим в настоящее время приобретают особую актуальность работы, направленные на изучение элементного статуса детей, проживающих в условиях Крайнего Севера.
Было обследовано 560 детей в возрасте от 7 до 18 лет, проживающих на территории Надымского района ЯНАО, из них 248 городских детей (г. Надым) и 312 поселковых
(пос. Ныда). Содержание 10 химических элементов (Си, Zn, Са, Мп, Ре, Со, №, Сг, С<5 н РЬ) в волосах детей определяли атомноабсорбционным методом на спектрометре «5рес(т АА-50В» фирмы «Уапап» (Австралия) согласно методическим рекомендациям [6]. За нормативный диапазон были взяты рекомендованные в качестве верхней и нижней границы физиологической нормы референтные значения по 25- и 75-центильному интервалу содержания химических элементов в волосах детей (по А.В. Скальному [9]). Статистическая обработка материала проведена с использованием программы «8!а^-эйса 6,0». Достоверность полученных результатов оценивали с использованием ^критерия Стьюдента.
В ходе проведения аналитических работ на основании полученных количественных значений содержания химических элементов в биосубстрате (волосы) был определен микроэлементный статус детей, проживающих на территории Надымского района (пос. Ныда и г. Надым). При этом средние концентрации железа, марганца, никеля, кобальта и кальция превышают верхние границы нормативного диапазона, в то время как средние показатели содержание цинка и меди в волосах были ниже нижней границы нормы. В целом элементный статус детей Надымского района можно представить в виде формулы, где в числителе перечислены элементы, среднее содержание которых выше оптимальных физиологических значений, а в знаменателе - элементы, среднее содержание которых в волосах ниже нормы:
Элементный статус детей и ггодро-
X Ре,Мп,№,Со,Са, стков =-------;----------.
I ЪиСи
Для выявления особенностей накопления химических элементов у детей была проведена сравнительная оценка полученных средних концентраций элементов в волосах обследованных детей и подростков Надым-
ского района с аналогичными показателями у детей, проживающих в Москве [8]. Результаты проведенных исследований показали достоверные различия практически по всем исследованным элементам {табл. 1).
Таблица 1. Среднее содержание (мкг/г) химических элементов в волосах детей и подростков Надымского района и г. Москвы (М±т)
Элемент Надымский район (п = 560) Москва (п = 2831) «Диапазон нормы» (по А.В. Скальному [9])
Ъа 93,0 ± 2,36** 144,0 ±6,1 94-183
Си 5,17 + 0,10** 10,7 ±0,6 8-12
Ре 30,2412,05* 20,8 ± 2,1 13-27
Мп 3,02 ±0,18** 0,7 ± 0,07 0,32-0,93
N1 0,91+0,02** 0,4 5± 0,03 0,15-0,55
Со 0,63 ± 0,09 - 0,02-0,11
Сс1 0,1 ±0,008 0,2 ± 0,04 0,03-0,18
РЬ 0,25 ± 0,04** 1,55 ±0,11 0,76-2,73
Са 776,8 ±53,02* 489,0 ± 9,0 254-611
Сг 0,60 + 0,02** 0,95 + 0,08 0,26-0,7
Примечание. При сравнении с группой детей, проживающих в г. Москве: * р < 0,05; ** р < 0,001.
Как видно из данных таблицы, элементный статус обследованных детей в возрастном диапазоне от 7 до 18 лет, проживающих в Надымском районе ЯНАО, характеризуется достоверно более высокими концентрациями железа - в 1,4 раза (р < 0,05), марганца - в 4,3 раза (р < 0,001), никеля - в 2,0 раза (р < 0,001) и кальция - в 1,5 раза (р < 0,05), а также более низкими концентрациями цинка - в 1,9 раза (р < 0,001), меди - в 2,0 раза (р < 0,001), свинца - в 6,2 раза {р < 0,001) и хрома - в 1,5 раза (р < 0,001) при сравнении с аналогичными показателями содержания данных элементов в волосах московских детей.
По нашему мнению, установленные особенности элементного статуса детей и подростков, связаны, прежде всего, с эколого-биогеохимическими условиями среды обитания. Так, проведенные исследования питьевой воды Надымского района свидетельствуют о высоком содержании в ней железа (3,7 ПДК) и марганца (2 ПДК) и низком содержании
цинка (0,02 ПДК) и меди (0,03 ПДК) [5]. Возможно, избыток железа и марганца в волосах детей Надымского района является следствием повышенного поступления данных элементов водно-алиментарным путем. Высокое накопление № и Со в волосах детей является следствием воздушного переноса данных металлов с территории металлургической зоны Южного Урала, а также значительного вклада нефтегазодобывающей отра-! ели в результате сжигания углеводородного топлива. Недостаток цинка и меди обусловлен как природными причинами - низким содержанием их в почве, воде, продуктах питания местного производства, так и влиянием элементов-антагонистов - железа и марганца.
Учитывая выявленный дисбаланс химических элементов в организме детей, нами была изучена частота встречаемости избытка и недостатка микро- и макроэлементов у детей Надымского района (см. рисунок).
■ норма □ низкий уровень ■ высокий уровень
Процентное соотношение нормального и измененного (низкого и высокого) уровней накопления макро- и микроэлементов в волосах детей Надымского района.
Установлено, что подавляющее большинство обследованных детей имеют низкое содержание в волосах меди - 89,8 % (503 человека) и цинка - 54,3 % (304 человека). Высокие концентрации железа наблюдались у 32,0% обследованных лиц (179 человек), повышенное содержание марганца - у 54,6 % (306 человек), никеля - у 74,8 % (419 человек), кобальта - у 76,8 % (430 человек).
Бесспорным является тот факт, что антропогенное воздействие на природу в целом кардинально меняет окружающую человека среду. Последствием этого является перераспределение тяжелых металлов в живые организмы, что может вызывать серьезную озабоченность в связи с негативными последствиями для здоровья населения различных групп. Учитывая, что в Надымском районе обследованные дети относятся как к городскому, так
и сельскому типу, важным видится проведение более детального изучения особенностей накопления химических элементов в волосяном покрове детского населения, проживающего на урбанизированной территории (г. Надым) и в сельской местности (пос. Ныда).
В ходе исследования выявлены статистически достоверные различия элементного состава волос детей, проживающих в г. Надыме, по сравнению с детьми пос. Ныда, которые характеризовались более высоким содержанием никеля - на 19,6 % (р < 0,001), свинца - на 75,9 % (р < 0,001) и хрома - на 11,1 % (р < 0,05). У детей пос. Ныда наиболее высоким оказалось содержание в волосах меди - на 8,2 % (р < 0,05), железа - на 39,6% (р< 0,001), марганца - на 28,4 (р <0,001) и кальция - на 41,1 % (р < 0,001) (табл. 2).
Таблица 2. Содержание (мкг/г) химических элементов в волосах детей, проживающих в населенных пунктах, различных по антропогенной нагрузке (М ± т)
Элемент Город Надым (п =248) Поселок Ныда (п = 312) «Диапазон нормы» (по А.В. Скальному [9])
гп 93,08 ± 4,01 94,46 ±1,67 94—183
Си 4,92 ±0,16 5,36 ±0,13* 8-12
Ре 22,13 ±0,84 36,67 ± 3,46** 13-27
Мп 2,47 ± 0,22 3,45 ± 0,21** 0,32-0,93
№ 1,02 ± 0,04** 0,82 ± 0,03 0,15-0,55
Со 0,71 ±0,09 0,57 ± 0,02 0,02-0,11
са 0,1 ±0,009 0,08 ±0,01 0,03-0,18
РЬ 0,54 ±0,01** 0,13 ±0,02 0,76-2,73
Са 566,1 ±26,86 943,61 ±45,2** 254-611
Сг 0,63 ± 0,03* 0,56 ± 0,02 0,26-0,7
Примечание. При сравнении групп детей, проживающих в г. Надыме и пос. Ныда: * р < 0,05; ** р < 0,001.
Наряду с выявленными особенностями в элементном статусе городских и сельских детей прослеживаются однотипные отклонения от нормы содержания некоторых химических элементов, а именно, высокое содержание марганца, кобальта, никеля, а также низкие значения меди. Вместе с тем для детей пос. Ныда характерным явилось высокое содержание железа и кальция, а для детей г. Надыма - низкая концентрация цинка относительно их нормы.
В результате проведенного сравнительного анализа состава почвенного покрова и атмосферного воздуха по содержанию тяжелых металлов в пос. Ныда и г. Надыме установлено более высокое содержание никеля, свинца и хрома в городских пробах в сравнении с аналогичными показателями населенного пункта поселкового типа, на территории которого нет размещения объектов нефтегазодобывающей отрасли, а влияние местной транспортной сети и трансграничного переноса загрязнений можно признать минимальными. В связи с этим данные различия элементного статуса городских и сельских детей являются отражением разной антропогенной нагрузки на территории проживания.
Таким образом, результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что для детей Надымского района ЯНАО характерен элементный дисбаланс, который выражается в повышенных концентрациях железа, марганца, никеля, кобальта и кальция и пониженных концентрациях цинка и меди. Данные изменения элементного статуса детей отражают как биогеохимические особенности региона, так и антропогенную
нагрузку в отношении химических элементов на территории проживания детей, что может служить эколого-биогеохимической основой развития многочисленных заболеваний.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Авцын А.П., Жаворонков А.А.. Риш МА., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. М.: Медицина, 1991. 496 с.
2. Агаджанян Н.А., Скальный А.В. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека. М.: КМК, 2001. 83 с.
3. Бабенко Г.А. Микроэлементозы человека: патогенез, профилактика, лечение /Микроэлементы в медицине. М., 2001. В. 1. С. 2-5,
4. Баранов А.А. Проблемы роста и развития здорового ребенка: теоретические и научно-практические проблемы //Российский педиатрический журнал. 1999. № 2. С. 4-6,
5. Кирилюк Л.И. Гигиеническая значимость тяжелых металлов в оценке состояния здоровья населения Крайнего Севера: Автореф. дис. ... докт. биол. наук. Надым, 2006. 44 с.
6. Методические рекомендации по спектральному определению металлов в биологических материалах и объектах окружающей среды. М., 1986. 52 с.
7. Онищенко Г.Г., Новиков С.М., Рахманин Ю.А. и др. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду /Под. ред. Ю.А. Рахманина, Г.Г. Онищенко. М., 2002. 408 с.
8. Скальная М.Г. Гигиеническая оценка влияния минеральных компонентов рациона питания и среды обитания на здоровье населения мегаполиса: Автореф. дис. ... докт. мед. наук. М., 2005. 42 с.
9. Скальный А.В, Референтные значения концентрации химических элементов в волосах, полученные методом ИСП-АЭС (АНО Центр биотической медицины) //Микроэлементы в медицине, 2003. Т. 4. № 1. С. 55-56.
