CC BY
167
Клштна пед1атр1я
УДК 612.799.1:616.8-053.2/6:546.3
ЗАЛАТА O.A.1, ЕВСТАФЬЕВА Е.В.1, СЛЮСАРЕНКО А.Е.1, СЛЮСАРЕНКО A.B.2, КОЗЛОВ К.П.3 1Крымский государственный медицинский университет им. С.И. Георгиевского, кафедра нормальной физиологии, г. Симферополь 2Детский неврологический санаторий «Искра», г. Евпатория 3Институт гигиены труда, г. Киев
СОДЕРЖАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ (КАЛЬЦИЙ, СТРОНЦИЙ, СВИНЕЦ) В ВОЛОСАХ ДЕТЕЙ 12-13 ЛЕТ
ИЗ РАЗНЫХ РЕГИОНОВ УКРАИНЫ
Резюме. У детей 12—13 лет (30 человек) — жителей г. Симферополя и детей-ровесников (25 человек), проживающих в экокризисныхрегионах Восточной Украины, методом рентген-флуоресцентной спектрофотометрии определяли содержание кальция, стронция и свинца в волосах. Целью настоящего исследования явился сравнительный анализ содержания химических элементов в волосах детей 12—13 лет с вегетососудистой дистонией, которые прибыли на лечение в неврологический санаторий «Искра» (г. Евпатория), и практически здоровых детей. Установили, что в волосах детей с функциональными расстройствами нервной системы границу условной нормы превышали концентрации кальция (884,65 ± 64,69 мкг/г) и свинца (14,89 ± 21,90 мкг/г). У практически здоровых детей был выявлен дефицит кальция (236,63 ± 20,59 мкг/г). С учетом экологического состояния окружающей среды промышленно загрязненных регионов Украины, высокого уровеня заболеваемости детского населения, изучение и оценка содержания химических элементов в волосах выборочных групп детей является актуальным направлением в исследовании как патогенеза дисбаланса элементов в организме, так и его профилактики и коррекции.
Ключевые слова: дети, химические элементы, волосы.
В последние десять лет изучение влияния загрязнения окружающей среды тяжелыми токсичными металлами на элементный статус организма детей является перспективным и актуальным направлением экологической физиологии [3, 7, 8]. Дефицит кальция (Са) среди детского населения — достаточно распространенное явление в Украине [2], которое имеет как алиментарное происхождение [12, 20], так и может быть следствием избыточного поступления в растущий организм ребенка токсичных металлов — антагонистов кальция (свинца, стронция) из промышленно загрязненной среды [10]. На протяжении 2002—2010 гг. сотрудниками кафедры нормальной физиологии в рамках программ «Здоровье нации» и «Дети Украины» выполняется научная работа с целью оценки влияния факторов антропогенной среды на функциональное состояние нервной, сердечно-сосудистой, иммунной систем выборочных когорт детей и подростков с помощью биомониторингового исследования [4, 16]. В ранее выполненной работе исследовали содержание кальция, свинца (РЬ), стронция ^г) у практически здоровых детей 12—13 лет — жителей г. Симферополя [6]. В тестируемой группе городских школьников был
установлен дефицит кальция, содержание свинца и стронция находилось в пределах принятой на сегодняшний день условной нормы.
Целью настоящей работы стало сравнение содержания Са, РЬ, Sг в волосах детей 12—13 лет, которые проживали в регионах Украины с различной антропогенной нагрузкой.
Решали следующие задачи: 1) оценивали содержание Са, РЬ, Sг в волосах детей 12—13 лет, проживающих в промышленно загрязненных регионах Украины; 2) выполняли сравнительный анализ содержания этих химических элементов в группах детей, проживающих в регионах Украины с различной антропогенной нагрузкой.
Материалы и методы
Для решения поставленных задач была сформирована группа детей из 25 человек 12—13 лет (17 мальчиков, 8 девочек) с установленным диагнозом «вегето-сосудистая дистония» (ВСД), которые проходили курс оздоровления в неврологическом санатории «Искра» (г. Евпатория). На санаторно-курортное лечение дети прибыли из промышленно загрязненных регионов
(^торо&ёе ^¿Г/ребёнка
4(25) • 2010
Клтт'чна пед!атр!я
Восточной Украины — Запорожской, Днепропетровской и Донецкой областей. Группу сравнения составили 30 практически здоровых детей (15 мальчиков, 15 девочек), жителей г. Симферополя. Пробы волос получали путем их состригания с прикорневой части (2—3 мм) с 3—5 мест на затылочной области головы, ближе к шее, в количестве не менее 3 г.
Определение содержания химических элементов выполняли методом рентген-флуоресцентной спек-трофотометрии в лаборатории промышленной токсикологии и гигиены труда Института медицины труда (г. Киев).
Статистический анализ данных проводили при помощи программы Б1а1181:1са 6.0 ^а^Бой, 2001). Проверку характера распределения содержания Са, РЬ, Бг в волосах выполняли по критериям Колмогорова — Смирнова и Лиллифорс. В случае нормального распределения уровня элемента оценивали средние значения (М), среднеквадратическое отклонение (о). В случае распределения, отличающегося от нормального, — медиану (Ме) и интерквартильный размах (25%; 75%). Достоверность различий между группами оценивали с помощью и-критерия Манна — Уитни и ^критерия Стьюдента.
Результаты и их обсуждение
Известно, что содержание макроэлементов (МаЭ) и микроэлементов (МЭ) в волосах отражает элементный статус организма в целом, а пробы этой биологически стабильной ткани могут являться интегральным показателем минерального обмена как нервной системы, так и всего организма [9, 15]. Кроме этого, элементный состав волос отражает суммарное поступление загрязняющих веществ из окружающей среды по всем биогеохимическим пищевым цепям, а следовательно, позволяет использовать их количественные значения в качестве биомаркеров экспозиции в диагностике элементных дисбалансов [14]. В связи с этим в настоящей работе при проведении биомониторингового исследования групп возможного «экологического риска» определяли содержание Са, РЬ и Бг в волосах обследуемых детей 12—13 лет, постоянно проживающих в регионах Украины с разной антропогенной нагрузкой.
Проверка характера распределения химических элементов в волосах детей с ВСД по критерию Кол-
могорова — Смирнова и Лиллифорс показала, что оно не подчинялось закону нормального распределения ни для одного из исследованных металлов. В то же время в группе практически здоровых детей, постоянно проживающих в г. Симферополе, распределение содержания Са в волосах приближалось к нормальному.
Считается, что нормальному распределению, как правило, подчиняются эссенциальные элементы, а токсичные, в связи с возможными различиями в их экзогенном поступлении в организм, чаще характеризуются отличным от нормального распределением [11]. В связи с этим для сравнения полученных результатов в содержании элементов между группами детей использовали не только ^критерий Стьюдента, но и непараметрический и-критерий Манна — Уитни.
Результаты биомониторингового исследования содержания Са, РЬ, Бг в волосах детей, проживающих на территориях с различной антропогенной нагрузкой, позволили выявить некоторые особенности количественного содержания химических элементов в волосах (табл. 1).
Определили, что по сравнению с дефицитным содержанием Са у детей 1-й группы, жителей г. Симферополя, у детей 2-й группы, постоянно проживающих на территориях с высокой антропогенной нагрузкой, уровень МаЭ превышал верхнюю границу нормы.
Известно, что повышение концентрации Са в плазме крови обычно запускает механизмы гуморальной регуляции МаЭ, приводящие к быстрой нормализации его уровня. Существует мнение, что повышенное содержание Са в волосах может указывать не на его избыток, а на усиленное выведение из организма, что может быть связано с повышением содержания в организме антагонистов Са, например, РЬ или Бг [15]. Другой причиной избытка содержания Са в волосах может быть расстройство нейроэндокринной регуляции в организме детей, которая имеет место при функциональных нарушениях в автономной нервной системе (АНС).
Распространенность дефицита Са у детей школьного возраста — достаточно масштабное явление, и в этом отношении полученные нами результаты хорошо согласуются с литературными данными [12, 20]. В настоящее время считают, что важной причиной снижения обеспечения организма детей
Таблица 1. Содержание химических элементов в волосах детей, жителей разных регионов Украины
Химические элементы Группы обследованных детей Условная норма химического элемента в волосах
1-я группа детей, жители Симферополя, п = 30 2-я группа детей, жители промышленно загрязненных восточных регионов, п = 25
М ± о Ме (25%; 75%) М ± о Ме (25%; 75%)
Са, мкг/г 236,63 ± 122,80 214,86 (151,36; 298,55) 882,72 ± 274,44* 790,11 (713,28; 978,02) 300,0-700,0
РЬ, мкг/г 1,51 ± 1,38 1,06 (0,72; 1,93) 14,89 ± 21,90* 5,24 (4,75; 8,35) 0-5,0
Бг, мкг/г 1,26 ± 0,71 1,18 (0,78; 1,59) 2,28 ± 1,01 1,98 (1,66; 2,52) 0-3,0
Примечание: * — достоверность различий при p < 0,000 в сравнении с 1-й группой.
> Содержание кальция в волосах, мкг/г М Д О) ф о м о о о о о о о о о о о о о г й 1500 (О о о §1200 т тах т | 900 Э' л | 600 тт I £ 300 £ ш п 9 0 о Б
тах тт ° Медиана
—
- 1 □
1-я группа 2-я группа 1-я группа 2-я группа □ 25-75 % Мт-тах
Рисунок 1. Содержание кальция в волосах детей 12-13 лет: 1-я группа — дети — жители г. Симферополя; 2-я группа — дети — жители промышленно загрязненных восточных регионов; А — М ± о, мкг/г; Б —
медиана, интерквартильный размах.
кальцием является значительное замещение сладкими напитками молока, основного источника МаЭ [18]. По официальному заключению Американской академии педиатрии, следствием высокого потребления сладких газированных напитков являются ожирение, повреждение зубной эмали, нарушение минерализации костной ткани [21]. Учитывая, что обследуемые нами группы детей вряд ли отличались пищевым рационом, который, скорее всего, не соответствовал суточной норме потребления молочных продуктов, причина выходящего за пределы нормы содержания Са в волосах заключается в том, что дети 12—13 лет могут находиться в начале подросткового возраста. В этот период различия, в том числе содержания МаЭ и МЭ, могут проявиться в максимальной степени в связи с началом полового созревания. Наряду с изменением вегетативных функций и психической деятельности в подростковом возрасте у детей наблюдается резкое увеличение длины и массы тела, требующее ускоренного и интенсивного обмена Са, который поддерживается прогрессивными структурными изменениями в щитовидной железе [19]. Предполагаем, что на фоне ВСД у детей 2-й группы изменение в процессах регуляции обмена Са нашло отражение в его избыточном накоплении в волосах.
Межгрупповые отличия по содержанию Са в волосах детей двух групп согласно и-критерию Манна — Уитни составили: Z = —6,3; р = 0,000; ^критерий Стьюдента: X = —11,8; р = 0,000. Таким образом, разница в содержании Са в биоткани детей из разных регионов проживания была значительной (рис. 1).
Содержание РЬ в волосах детей двух групп также значительно отличалось. Если у практически здоровых детей, проживающих в условиях среднего города, его значения (М ± о, медиана; интерквартильный размах) находились в пределах условной нормы, то у детей, постоянно живущих в промышленно загрязненных регионах Украины, содержание РЬ значительно превышало верхнюю границу нормы (табл. 1). Известно, что абсорбция РЬ в условиях дефицита Са может увеличиваться до 30 % [13]. Области, из кото-
рых прибыли на оздоровление дети 2-й группы, характеризуются выраженным техногенным изменением среды и повышенным содержанием в ней тяжелых металлов, в том числе РЬ, в воздухе, воде и продуктах питания [8].
Таким образом, кроме возможных нарушений регуляции обмена кальция у детей с функциональными расстройствами АНС [5], его повышенное содержание в волосах может быть связано с избыточным содержанием РЬ в организме [9, 15].
Межгрупповые отличия по содержанию РЬ в волосах детей двух групп по и-критерию Манна — Уитни составили: Z = —6,1; р = 0,000; Х-критерий Стьюдента: X = —3,34; р = 0,001, что свидетельствует о значительной разнице в содержании РЬ у детей, проживающих в регионах Украины, отличающихся по антропогенной нагрузке (рис. 2).
Полученные нами результаты содержания химических элементов в организме детей этого возраста соответствуют литературным данным. Установлено, что распространенность изменений элементного статуса здоровых детей в возрасте 13 лет составляет около 76 % [17]. Так, выявлена достоверная взаимосвязь
100 90 80 70 60 5 50 | 40
2 зо I 20
л
ю
0) п
3 0
О
1-я группа 2-я группа
тах
Медиана ] 25- 75% Мт-тах
Рисунок 2. Содержание свинца в волосах детей 12-13 лет: 1-я группа — дети — жители г. Симферополя; 2-я группа — дети — жители промышленно загрязненных восточных регионов. Медиана, интерквартильный размах.
4(25) • 2010
Клтт'чна пед!атр1я
3,80
s 2,50
84,07179,41 271,65 375,50 131,83 228,83 322,79 Кальций, мкг/г
579,94
6г
5
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Кальций, мкг/г
Рисунок 3. Корреляционная связь между содержанием кальция и стронция в волосах обследованных детей 12-13 лет: А — дети — жители г. Симферополя; Б — дети — жители промышленно загрязненных
восточных регионов
между накоплением у детей этого возраста токсичных металлов, таких как РЬ, Сё, и дефицит эссенциаль-ных — Са, Zn, Fe [17]. Элементный статус детей с нарушениями АНС характеризуется дефицитом эссен-циальных элементов (М^, Fe, Си, Со, Мп) и избытком токсичных (РЬ, Сё) по сравнению со здоровыми ровесниками [5].
Принципиально важным для оптимального функционирования организма является не только и не столько количество попадающего в организм химического элемента, сколько его количественное соотношение с другими МЭ, которое может решающим образом влиять на всасывание и, таким образом, определять в конечном итоге его концентрацию в организме. По этой причине имеет значение не столько содержание элемента, например, в пище и воде, сколько его сбалансированность с другими МЭ. Такими наиболее важными являются, например, соотношения «Са — $г» [11]. Корреляционный анализ концентраций Са, РЬ, Sr у детей обеих групп, показал, что только между Са и Sr существует достаточно сильная — высоко достоверная прямая связь: в 1-й группе — г = 0,56; р = 0,001; во 2-й группе — г = 0,62; р = 0,0009 (рис. 3).
Известно, что снижение количества Са в рацио -не питания, особенно у детей, приводит к усилению всасывания Sr с 30 до 70 % [13]. Несмотря на то, что среднее содержание Sr в волосах детей обеих групп находилось в пределах нормы, установили достоверные отличия, по и-критерию Манна — Уитни они составили: Z = —4,1; р = 0,0003, по ^критерию Стью-дента: г = -4,14; р = 0,0001.
С учетом состояние городской среды экокри-зисных регионов Восточной Украины, где распространенность заболеваний среди детей и подростков, в том числе и нервной системы, выше, чем в остальных областях [1], исследование и оценка содержания химических элементов в волосах выборочных групп детей является необходимым направлением в экологической физиологии. Цель такого биомониторинга — не только выявление избытка токсичных и дефицита эссенциальных элементов,
установление степени дисбаланса, но и разработка последующей коррекции дисбаланса элементов в организме детей, с разным состоянием здоровья проживающих на территориях с различной антропогенной нагрузкой.
Выводы
1. Результаты биомониторингового исследования содержания кальция, стронция и свинца в волосах детей из разных регионов Украины выявили дефицитное содержание кальция у практически здоровых детей — жителей г. Симферополя (236,63 ± 122,80 мкг/г) и превышение его у детей, проживающих в промышленно загрязненных регионах востока Украины (882,72 ± 274,44 мкг/г).
2. Выявлено превышение содержания свинца (14,89 ± 21,90 мкг/г) в волосах детей — жителей промышленно загрязненных регионов востока Украины.
3. Содержание стронция в волосах детей обеих группах находилось в пределах условной нормы.
4. Установлены достоверные межгрупповые различия в содержании кальция, стронция и свинца в волосах детей, проживающих в разных регионах Украины (0,001 < р < 0,000).
Список литературы
1. Агарков В.И., Грищенко С.В., Бугаенко Н.В. и др. Современные закономерности возникновения и распространения болезней среди подростков в условиях Донбасса // Украина. Здоровье нации. — 2009. — № 1-2(9-10). — С. 112-119.
2. Кваштна Л.В., Родонов В.П., Апуховська Л.1. та iн. Вплив вiтамiно-мiкроелементних препаратiв на остеопластичт та метаболiчнi процеси у дiтей молод-шого шкыьного вжу // Современная педиатрия. — 2006. — № 3(12). — С. 113-115.
3. Гудков А.В., Багрянцев В.Н., Кузнецов В.Г. и др. Микроэлементы в окружающей среде и волосах детей // Инфекционная патология в Приморском крае. — Владивосток: Даль-наука, 2004. — С. 90-95.
4. Евстафьева И.А. Особенности функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем в связи с содержанием тяжелых металлов в организме под-
ростков: Автореф. дис.... канд. биол. наук. — Симферополь, 2003. — 20 с.
5. Жестяников А.Л. Характеристика микроэлементного статуса у больных нейроциркуляторной дистонией, проживающих в Карелии: Автореф. дис... канд. мед. наук. — Петрозаводск, 2005. — 20 с.
6. Залата О.О. Психофiзiологiчнi особливостi учтв рiзного вжу у зв'язку i3 вмiстом свинцю, стронцю та кальцю в органiзмi: Автореф. дис... канд. мед. наук. — Львiв, 2009. — 20 с.
7. Касьяненко О.А., Касьяненко Г.Я. Забруднення довкыля важкими металами i стан здоров'я дитячого населення // Довкыля та здоров'я. — 2005. — № 1. — С. 23-27.
8. Грищенко С.В., Гринь Н.В., Степанова М.Г. и др. Комплексная гигиеническая оценка суммарного суточного поступления тяжелых металлов в организм жителей экокризисно-горегиона//Довкыля та здоров'я. — 2004. — № 2. — С. 5-8.
9. Кудрин А.В., Громова О.А. Микроэлементы в неврологии. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. — 304 с.
10. Лучанинова В.Н., Транковская Л.В. Комплексная оценка состояния здоровья детей на фоне техногенной нагрузки // Рос. педиатрический журн. — 2004. — № 1. — С. 29-33.
11. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчко-ва Л.С. Микроэлементозы человека. — М.: Медицина, 1991. — 496 с.
12. Кваштна Л.В., Апуховська Л.1., Родiонов В.П. та iн. Особливостi кальцш-фосфорного обмiну у здорових дтей в сучасних умовах та оnтимiзацiя методiв профыактики його порушень // Перинатологiя та nедiатрiя. — 2004. — № 1. — С. 29-32.
13. Корзун Н.С., Козярин 1.П., Парац А.М. та iH. Проблема мiкроелементiв у харчувант населення Укршни та шляхи ïï виршення // Проблеми харчування. — 2007. — № 1. — С. 5-11.
14. Ревич Б.А. Биомониторинг токсичных веществ в организме человека // Гигиена и санитария. — 2004. — № 6. — С. 26-30.
15. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. — М.: ОНИКС XXIвек. Мир, 2004. — 272 с.
16. Слюсаренко А.Е. Иммунологическая реактивность организма в различных условиях техногенного загрязнения среды тяжелыми металлами: Автореф. дис... канд. биол. наук. — Симферополь, 2003. — 20 с.
17. Транковская Л.В. Роль дисбаланса химических элементов в формировании нарушений здоровья детей: Автореф. дис... д-ра мед. наук. — Владивосток, 2004. — 48 с.
18. Украинцев С.Е. Некоторые аспекты питания детей дошкольного возраста: формирование пищевых привычек и их влияние на состояние здоровья//Педиатрия. — 2009. — Т. 6, № 6.— С. 91-95.
19. Физиология подростка / Под ред. Д.А. Фарбер. — М.: Педагогика, 1988. — 208 с.
20. Фролова Т.В. Вплив факmорiв довкыля та харчування на формування остеопетчного синдрому у дimей // Довкыля та здоров'я. — 2007. — № 1. — С. 28-31.
21. Taras H.L., Frankowsky B.L., McGrath J.W. et al. Soft drinks in schools // American Academy of Pediatrics: Policy statement. Pediatrics. — 2004. — Vol. 113. — P. 152-154.
Получено 07.04.10 □
Залата O.O.1, Свстаф'ева O.B.1, Слюсаренко O.e.1, Слюсаренко A.B.2, Козлов К.П.3 1Кримський державний медичний унверситет iм. С.1. Георпевського1, кафедра нормальноI ф1зюлогП м. Омферополь
2Аитячий невролопчний санаторiй «!скра», м. eвпаторiя 3!нститут ппени прац, м. Ки!в
yMiCT XiMiHHMX EAEMEHTiB (КАЛЬЦШ, СТРОНЦШ,
СВИНЕЦЬ) У BOAOCCi ДЛЕЙ 12-13 POKiB i3 И3НИХ PEriOHiB УКРА1НИ
Резюме. У дггей 12—13 рошв (30 чоловш) — мешканщв м. Омферополя i дггей-однолггшв (25 чоловш), яш по-стшно мешкають у екокризисних репонах Схщно1 Укра1-ни, методом рентген-флуоресцентно! спектрофотометр!! визначали вмют кальцш, стронцш й свинцю у волосс! Метою дослщження став пор!вняльний анал!з умюту xi-м!чних елеменпв у волосс! дггей 12—13 рошв i3 вегето-судинною дистошею, як! прибули на лшування в невролопчний санаторш «1скра» (м. €впатор!я), i практично здорових дггей. Встановили, що у волосс! дггей i3 функ-цюнальними розладами нервово! системи межу умовно! норми перевищували концентрацп кальцш (884,65 ± ± 64,69 мкг/г) i свинцю (14,89 ± 21,90 мкг/г). У практично здорових дггей був виявлений дефщит кальцш (236,63 ± ± 20,59 мкг/г). Ураховуючи еколопчний стан довкшля промислово забруднених репошв Украши, значний рь вень захворюваност дитячого населення, дослщження та оцшка вмюту х!м!чних елеменпв у волосс! ви6!ркових груп дггей е актуальним напрямком у дослщженш як патогенезу дисбалансу елеменпв в оргашзм!, так i його профилактики й корекци.
Kro40Bi слова: дти, х!м!чш елементи, волосся.
62
Zalata O.A.1, Yevstafyeva Ye.V.1, Slyusarenko A.Ye.1, Slyusare-
nko A.V.2, KozlovK.P.3
Crimean State Medical University named
after S.I. Georgiyevsky, Chair of Normal Physiology,
Simferopol
Children's Neurological Sanatorium «Iskra», Yevpatoriya
3Institute of Occupational Hygiene, Kyiv, Ukraine
CHEMICAL ELEMENTS' CONTENT (CALCIUM, STRONTIUM,
LEAD) IN THE HAIR OF 12-13-YEAR OLD CHILDREN FROM DIFFERENT REGIONS OF UKRAINE
Summary. There was defined the content of calcium, strontium and lead by method of X-ray fluorescence spectrophotometryin in hair of 12—13-year of children (30 persons) — inhabitants of Simferopol and of 25 children — residents of ecologically crisis regions of Eastern Ukraine. The aim of this study was the contrastive analysis of chemical elements content in hair of 12—13-year old children with vegetovascular dystonia which received for treatment in neurological sanatorim «Iskra» (Yevpatoriya) and of virtually healthy children. It was determined that in hair of children with functional disorders of nervous system the concentrations of calcium (884,65 ± 64,69 mcg/g) and lead (14,89 ± ± 21,90 mcg/g) exceeded the limit of conditional norm. In virtually healthy children calcium deficiency was revealed (236,63 ± 20,59 mcg/g). Taking into account the ecological state of environment of industrially polluted regions of Ukraine, the high level of children population morbidity, study and evaluation of chemical elements content in hair of elective groups of children is the actual tendency in examination of both pathogenesis of elements imbalance in the organism and its prophylaxis and correction.
Key words: children, chemical elements, hair.
