CC BY
79
О Л.Г ЛИСЕЦКАЯ, Н.В. ЕФИМОВА, 2014 УДК 614.7:546.47]-074-053.2(571.53)
Л.Г. Лисецкая, Н.В. Ефимова
РЕЗУЛЬТАТЫ БИОМОНИТОРИНГА ЦИНКА У ДЕТЕЙ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ
Ангарский филиал ФГБУ «Восточно-Сибирский научный центр экологии человека» СО РАМН - НИИ медицины труда и экологии человека, 665827, Ангарск
Цель работы - апробировать применение метода оценки содержания цинка в волосах детского населения для решения задач социально-гигиенического мониторинга (СГМ) на примере Иркутской области. Всего было обследовано 426 детей 5-6 лет, из которых сформированы 4 группы. В первую группу вошли дети, проживающие в крупном промышленном центре юга области, во вторую - в небольшом городе центральной части, третью группу сформировали из сельских детей центрального региона, четвертую - северных и предгорных регионов. Анализ волос проводили атомно-абсорбционным методом. Установлено, что содержание цинка в волосах подвержено значительной вариабельности. У детей южного промышленного центра области (1-я группа) отмечено наименьшее количество цинка (медиана составляет 65,6 мг/кг). В 53% проб содержание элемента было ниже абсолютной нормы (АН), из них 25% - ниже биологически допустимой границы (БДГ). Лишь в 8,5% проб содержание цинка превышало АН и 3% - БДГ. В пределах АН находится 38% обследованных детей, в пределах БДГ - 71%. Во 2-й группе медиана концентрации цинка в волосах составила 152,5 мг/кг. В диапазон АН входило 53% проб, БДГ - 86% проб. Отклонения от референтных уровней наблюдались в сторону превышения значений. 36% сельских детей (3-я группа) обеспечены цинком в границах абсолютной нормы, 93% - в пределах БДГ. Только у 6% детей содержание цинка в волосах ниже АН или БДГ. В 4-й группе лишь 7,7% проб находились в диапазоне АН и 27% проб - в диапазоне БДГ. 92% проб выходили за границы АН и 73% - за пределы БДГ. В большинстве проб наблюдалось повышенное содержание цинка. Наиболее высокие концентрации цинка в волосах отмечены у детей, проживающих в северных и предгорных районах Иркутской области, для которых характерны повышенные уровни данного металла в почве. В рационе жителей указанных регионов преобладает местная пища животного происхождения, которая является основным источником поступления цинка в организм. В зонах интенсивного промышленного освоения, несмотря на достаточно высокое содержание цинка в объектах природной среды, отмечена большая частота цинкдефицитных состояний, особенно в условиях комплексного воздействия химических факторов и образа жизни, что может быть связано с особенностями не только поступления, но и всасывания цинка в организме детей.
Ключевые слова : цинк; волосы; дети; биомониторинг
L.G. Lisetskaya, N.VEfimova - RESULTS OF BIOMONITORING FOR ZINC IN CHILDREN OF THE IRKUTSK REGION
Angarsk branch of East-Siberian Scientific Center of Human Ecology» SB RAMS, Research Institute of Occupational Health and Human Ecology, Angarsk, Russian Federation, 665827
The aim of the work is to test the application of the method of evaluating the content of zinc in the hair of the child population for solving SHM tasks on the example of the Irkutsk region. In total, 426 children aged 5-6 years were examined, selected in four groups. The first group was consisted of children residing in a large industrial center to the south of the region , the second - in the the small town of the central part, the third group was formed by rural children of the central region, and the fourth - the northern and foothill regions. Hair analysis was performed by atomic absorption method. Found that zinc content in hair was established to be prone to significant variability . In children of the southern industrial center of the region (Group 1) there was noted the least amount of zinc (median is of 65.6 mg/kg). In 53% of the samples the element content was below the absolute norm (AN), out of which 25% below the biologically permissible limits (BPL). Only in 8,5% of the samples the zinc content exceeded AN and 3% - BPL. In the range of AN there are 38% of the children, within the BPL range - 71%. In the 2nd, the median of the concentration of zinc in the hair was 152,5 mg/kg. In the range of the AN there were 53% of the samples, in the BPL range - 86% of the samples. Deviations from the reference levels were observed in the direction of exceedence of values. 36% of rural children (group 3 ) are provided with zinc within the limits of AN, 93% - within BPL. Only in 6% of children the zinc content in the hair below AN or BPL. In the 4thGroup only 7,7% of samples were in the AN range and 27% of the samples - in the BPL range. 92% of the samples were way beyond the limits of AN and 73% - beyond the BPL. In most of the samples the higher content of zinc was observed. The highest concentrations of zinc in hair were observed in children living in the northern foothills and the Irkutsk region, which are characterized by elevated levels of this metal in the soil. In the diet of the inhabitants of these regions there is prevailed local food of animal origin, which is the main source of the entry of zinc into the body. In areas of intensive industrial development, despite the rather high zinc content in the objects of the environment, there was noted the high frequency of the zinc deficiency states, especially in conditions of complex chemical factors exposure and lifestyle that may be associated with features of not only input, but also the absorption of zinc in the body children.
Key words: zinc; hair; children; biomonitoring
Цинк является важным микроэлементом, содержанию которого в объектах окружающей среды и субстратах организма экспертами ВОЗ уделяется большое внимание [1]. Цинк входит в структуру активного центра
для корреспонденции: Лисецкая Людмила Гавриловна, lis [email protected].
нескольких сотен металлоферментов, незаменим для функционирования ДНК- и РНК-полимераз, контролирующих процессы передачи наследственной информации и биосинтез белков, а тем самым и репаративные процессы в организме [2, 3]. Кроме того, цинк необходим для фермента ключевой реакции биосинтеза гемма, который входит в структуру гемоглобина, цитохромов
87
[гиена и санитария 1/2014
дыхательной цепей митохондрий, цитохрома Р-450, каталазы и миелопероксидазы. Антиоксидантный фермент (цинк- и медь-супероксиддисмутаза) индуцирует биосинтез защитных белков клетки, следовательно, цинк является антиоксидантом репаративного действия. Доказано, что дети различных стран мира, живущие в условиях низкого уровня доходов, зачастую плохо питаются и испытывают нехватку цинка. Выраженный дефицит цинка связывают с задержкой роста, нарушением работы иммунной системы, заболеванием кожи, снижением когнитивной функции и анорексией [1, 4]. Дети с недостаточным поступлением в организм цинка подвержены повышенному риску задержки роста и развития диареи, а также респираторных инфекций [5, 6].
В Иркутской области проведены отдельные работы по оценке содержания цинка в объектах окружающей среды [7, 8, 9]. В данных работах показано, что территория области имеет различия по содержанию цинка в почве, связанные как с геохимическими, так и с техногенными особенностями региона. Особенно высокие концентрации характерны для индустриально измененной среды вблизи городов Ангарск, Усолье-сибирское, в которых размещены предприятия химической промышленности и теплоэнергетики. К зонам аномально высокого содержания цинка следует отнести и отдельные участки Че-ремховского района, где накоплен значительный техногенный груз ныне не действующих металлургического предприятия и шахт по добыче угля [10]. Для выявления роли факторов окружающей среды в формировании здоровья населения, что входит в основные задачи социально-гигиенического мониторинга (СГМ) [11], все чаще используют методы определения маркеров в биологических субстратах.
Цель работы - апробировать применение метода оценки содержания цинка в волосах детского населения для решения задач СГМ на примере Иркутской области.
Всего было обследовано 426 детей 5—6 лет, из которых сформированы 4 группы. В 1-ю группу вошли дети, проживающие в крупном промышленном центре юга области (содержание цинка в почве 3,17 мг/кг, в воде водоемов
- 0,012 мг/л), во 2-ю - в небольшом городе центральной части (0,97 и 0,018 мг/л соответственно). Третью группу сформировали из сельских детей центрального региона (содержание цинка в почве 1,2 мг/кг, в воде - 0,02 мг/л), 4-ю - из сельских детей северных и предгорных регионов (2,12 и 0,03 мг/л соответственно). Анализ волос проводили атомно-абсорбционным методом. За норму содержания элемента в волосах детей были приняты российские референтные значения А.В. Скального [12] и зарубежные
- H.S. Park и соавт. [4]. Референтные уровни содержания цинка в волосах в России составляют 51—143 мг/кг, по зарубежным оценкам - 30—130 мг/кг. Оценивали уровни цинка по значениям абсолютной нормы (АН) и биологической допустимой границы (БДГ). Для России значения абсолютной нормы приняты в диапазоне 71—153 мг/кг, биологически допустимые границы - 43—196 мг/кг. Статистическую обработку проводили с помощью прикладной программы Statistica 6.0, непараметрическими методами. Средние параметры представлены в виде медианы и 1 и 3 квартилей. Корреляционные зависимости оценивали с помощью коэффициента Спирмена (Rsp).
Результаты исследований представлены
600
500-
400-
0-100 J-1-----1-----1-----1------1-----1--
12 3 4
Г руппы
□ Медиана □ 25%-75% X 5%-95%
Диаграмма размаха содержания цинка в волосах детей Иркутской области.
на рисунке. Установлено, что содержание цинка в волосах подвержено значительной вариабельности. У детей южного промышленного центра области (1-я группа) отмечено наименьшее количество цинка (медиана составляет 65,6 мг/кг). В 53% проб содержание элемента было ниже АН, из них в 25% — ниже БДГ (см. таблицу). Лишь в 8,5% проб содержание цинка превышало АН и в 3% — БДГ. В пределах АН находится 38% обследованных детей, в пределах БДГ - 71%. Различия достоверны со 2, 3 и 4-й группами (р = 0,05).
Во 2-й группе медиана концентрации цинка в волосах составила 152,5 мг/кг. В диапазон АН входило 53% проб, в БДГ - 86% проб. Отклонения от референтных уровней наблюдались в сторону превышения значений.
В 3-й группе в среднем содержание цинка в волосах (медиана равна 131,1 мг/кг) отличалось от данных по 2-й группе (р = 0,05). 36% сельских детей обеспечены цинком в границах АН, 93% - в пределах БДГ. При этом только 6% детей характеризовались содержанием цинка в волосах ниже АН или БДГ.
Наиболее высокое содержание цинка характерно для детей 4-й группы (215,1 мг/кг), что достоверно выше, чем в других группах. В 4-й группе лишь 7,7% проб находились в диапазоне АН и 27% проб - в диапазоне БДГ. 92% проб выходили за границы АН и 73% - за пределы БДГ. В большинстве проб наблюдалось повышенное содержание цинка.
Распределение детей по содержанию цинка в волосах
Обсле- дованная группа Коли- чество проб Доля лиц,%
ниже абсолютной нормы выше абсолютной нормы ниже биологически допустимой границы выше биологически допустимой границы
1 179 53,0 6,8 25,0 1,7
2 36 0 46,0 0 13,5
3 160 6,7 33,1 0,6 4,9
4 51 0 92,2 0 70,6
88
При анализе корреляционных зависимостей между содержанием цинка в почве и в волосах детей по матрице, включавшей все накопленные материалы, статистически значимых результатов получено не было. Однако при исключении из информационного массива данных по детям промышленных центров получен достоверный коэффициент корреляции, rsp = 0,78, р = 0,0208. Вероятно, данный факт можно объяснить особенностями питания населения. В городах большую долю рациона составляют привозные продукты питания, тогда как жители сельских районов, в связи со сложившейся культурой питания и недостаточным доходом, чаще используют местные продукты питания. Зависимость уровня цинка в организме детей была отмечена в сельских районах, особенно с низким социально-экономическим развитием, и в ряде стран мира [2, 4, 5]. Наиболее высокие концентрации цинка в волосах отмечены у детей, проживающих в северных и предгорных районах Иркутской области, для которых характерны повышенные уровни данного металла в почве. Кроме того, в рационе жителей указанных регионов преобладает местная пища животного происхождения, которая является основным источником поступления цинка в организм [1, 3]. Вместе с тем в зонах интенсивного промышленного освоения, несмотря на достаточно высокое содержание цинка в объектах природной среды, отмечена большая частота цинкдефицитных состояний, особенно в условиях комплексного воздействия химических факторов и образа жизни, что может быть связано с особенностями не только поступления, но и всасывания цинка в организме детей.
Выводы. 1. Концентрация цинка в волосах детей дошкольного возраста является надежным маркером для выявления зон риска цинкдефицита и может использоваться в региональном СГМ.
2. Установлена зависимость содержания цинка в волосах у детей сельских районов от его концентрации в почве.
3. Промышленные города являются зонами риска вторичного цинкдефицита даже в условиях оптимального содержания цинка в объектах окружающей природной среды.
Литература (пп. 1-6 см. References)
7. Гребенщикова В.И., Лустенберг Э.Е., Китаев Н.А., Ломоносов И.С. Геохимия окружающей среды Прибайкалья: Байкальский геологический регион. Новосибирск: Гео; 2008.
8. Исчисление размера вреда, причиненного землям нарушением законодательства в области охраны окружающей среды и природопользования на территории Иркутской области. Методические материалы. Available at: http//38fsvps.ru/ regulatory/nauka.php.
9. Покатилов Ю.Г. Биогеохимия гидросферы Восточной Сибири. Новосибирск: Издательство СО РАН; 2000.
10. Ефимова Н.В., Безгодов И.В., Бичев С.С., Донских И.В., Гребенщикова В.И. Медико-экологические проблемы длитель-
ного техногенного загрязнения почвы в Иркутской области. Гигиена и санитария. 2012; 5: 42-5.
11. ФилатовН.Н., ИваненкоА.В., ХизгияевВ.И., Сафонкина С.Г., Беляевский А.Р., Кича Д.И. Государственное регулирование в области обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия в современных условиях. Гигиена и санитария. 2009; 6: 8-11.
12. Скальный А.В. Установление границ допустимого содержания химических элементов в волосах детей с применением центильных шкал. Вестник СПбГМА им. И.И.Мечникова. 2002; 1-2: 62-5.
References
1. Brown K.H., Hess S.Y., eds. International Zinc Nutrition Consultative Group. Technical document №2. Systematic reviews of zinc intervention strategies. Food Nutr. Bull. 2009; 30 (1, SuPPl.).
2. Fischer Walker C.L., Black R.E. Functional indicators for assessing zinc deficiency. Food Nutr. Bull. 2007; 28(3, Suppl.): S454-79.
3. Gibson R.S. Zinc deficiency and human health: etiology, health consequences, and future solutions. Plant and Soil. 2012; 361(1-2): 291-9.
4. Park H., Shin K., Kim J. Assessment of reference values for hair minerals of Korean preschool children . Biol. Trace Elem. Res. 2007; 116: 119-30.
5. Roth D.E., Richard S.A., Black R.E. Zinc supplementation for the prevention of acute lower respiratory infection in children in developing countries: meta-analysis and meta-regression of randomized trials. Int. J. Epidemiol. 2010; 39(3): 795-808.
6. Shakur M.S., Malek1 M.A., Bano N., Rahman M., Ahmed M. Serum and hair zinc in severely malnourished Bangladeshi children associated with or without acute lower respiratory infection. Indian J. Pediatr. 2009; 76(6): 609-14.
7. Grebenshikova V.I., Lustenberg E.E., Kitaev N.A., Lomonosov I.S. Geochemistry of Pribaykalye: Baikal geological region. Novosibirsk: Geo; 2008 (in Russian).
8. The calculation of damage measurement caused to earth by infringement of the law in sphere of preservation of environment and nature management on the territory of the Irkutsk Region: Methodical materials. Available at: http//38fsvps.ru/regulatory/ nauka.php (in Russian).
9. Pokatilov Y.G. Biochemistry of hydrosphere of Eastern Siberia. Novosibirsk; 2000. (in Russian)
10. Efimova N.V., Bezgodov I.V., Bichev S.S., Donskich I.V., Grebenshikova VI. Medical and environmental problems of long-term technogenic pollution of the soil in the Irkutsk region. Gigiena i sanitariya. 2012; 5: 42-5 (in Russian).
11. Filatov N.N., Ivanenko A.V., Khizgiyaev V.I., Safonkina S.G., Belyavsky A.R., Kicha D.I. State regulation in ensuring the sanitary and epidemiological well-being under the present conditions. Gigiena i sanitariya. 2009; 6: 8-11 (in Russian).
12. SkalniyA.V. The determination of the limits of chemical elements baseline in children’s hair using centile scales. Vestnik St Petersburg akademii med. nauk imeni I.I. Mechnikov. 2002; 1-2: 62-5 (in Russian).
Поступила 11.02.13
89
