CC BY
12
BiCHHK ВДНЗУ «Украгнсъка жедична стожатологЬчна акадежШ»
УДК: 612.17:546.19:796.071.2
Барабан Ю.А., Евстафьева И.А., Нимец Е.Р, Евстафьева Е.В. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ К СОДЕРЖАНИЮ МЫШЬЯКА В ФИЗИЧЕСКИ ТРЕНИРОВАННОМ И НЕТРЕНИРОВАННОМ ОРГАНИЗМЕ
КГМУ им. С.И. Георгиевского, г. Симферополь
Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского г. Симферополь Центральный военно-морской госпиталь г. Севастополь
Содержание мышьяка в волосах 46 физически тренированных и нетренированных студентов находилось в пределах условной нормы, но было достоверно ниже у спортсменов. Установлены слабые и средней силы (0.399<г<0.669) корреляционные связи преимущественно между показателями сердечной деятельности и содержанием мышьяка, проявлявшиеся главным образом при физической нагрузке и в восстановительном периоде и более выраженные у физически нетренированных студентов.
Ключевые слова: сердечно-сосудистая система, спортсмены, мышьяк.
Мышьяк - один из приоритетных, но относительно мало изученных загрязнителей окружающей среды. Его нейротоксическое и лечебное действие достаточно хорошо известно [1]. В то же время мышьяк относят к условно эссенци-альным микроэлементам [5], так как при его отсутствии или недостаточном поступлении в организм нарушается нормальная жизнедеятельность. Хроническое поступление мышьяка в организм может вызывать как канцерогенные эффекты [6], так и разнообразные неспецифические соматические заболевания. Среди последних отмечается прогрессивный рост заболеваний сердечно-сосудистой системы (ССС), в том числе кардио- и цереброваскулярных [8, 9] у детей и подростков [7], Однако, имеются единичные исследования, описывающие эффекты влияния мышьяка на функциональное состояние ССС, преимущественно экспериментального характера. Натурных биомониторинговых исследований содержания мышьяка в организме человека, и, тем более, его влияния на систему кровообращения, не проводилось, за исключением опубликованных нами ранее материалов о чувствительности сердечно-сосудистой системы подростков, у которых, как известно, происходит становление систем нервной и эндокринной регуляции, что делает их организм чувствительным к различным влияниям, в том числе дисбалансу элементов [4]. Более высокая чувствительность к микроэлементному обеспечению, особенно сердечно-сосудистой системы, по всей видимости, имеет место и при систематических физических нагрузках.
В связи с этим целью настоящей работы явилось определение чувствительности системы гемодинамики к уровню мышьяка в тренированном и физически нетренированном организме.
Материал и методы
Для определения содержания мышьяка в организме человека в условиях городской среды (г. Симферополь) и возможного его влияния на состояние сердечно-сосудистой системы было обследовано 26 физически нетренированных юношей (студенты-медики) и 20 юношей спортсменов 18-20-ти лет. Индикатором экспозиции
мышьяка является его концентрация в волосах [5], которую определяли методом ренген-флуоресцентной спектрофотомерии в научно-техническом центре ВИРИА (г. Киев).
Состояние сердечно-сосудистой системы в состоянии физиологического покоя, во время физической нагрузки и в восстановительном периоде оценивали по 10 показателям центральной кардиогемодинамики с помощью реоанали-затора РА5-01 и 7 ЭКГ-параметров сердечной деятельности с помощью стресс-тест-системы Formula. Ступенчатую физическую нагрузку на велоэргометре задавали в автоматизированном режиме. Также в программу для вычисления показателей различных исследуемых данных вводили рост, вес, возраст и давление - систолическое и диастолическое. Учитывая тот факт, что выраженность реакции на нагрузку (величина изменения показателя) зависит, в том числе, и от исходного функционального состояния (исходной величины показателя) помимо абсолютных значений показателей рассчитывали и анализировали абсолютную (АО) и удельную амплитуду (УА) отклонений в результате функциональной пробы, характеризующие реактивность ССС [3].
Кроме этого оценивали состояние механизмов нервной регуляции сердечно-сосудистой системы, для чего производили регистрацию ЭКГ в течение 5-ти минут в покое, а также после физической нагрузки, с последующим расчетом 28 показателей вариабельности сердечного ритма (ВСР). Анализ показателей ВСР проводился согласно единым стандартам, разработанным в 1996 г. на совместном заседании Европейской и Североамериканской кардиологических ассоциаций [11].
О чувствительности сердечно-сосудистой системы к содержанию мышьяка судили по результатам корреляционного анализа Спирмена.
Результаты и их обсуждение
Результаты биомониторингового исследования образцов волос юношей обследуемой группы показали, что среднее содержание элемента у испытуемых находилось в пределах условной нормы [5] и составляло 0,29±0,07 мкг/г у меди-
Лктуи.п.н i проблемы сучасно!" медицины
ков и 0,096 ±0,03 мкг/г у спортсменов. При этом характер распределения отличался от нормального в обеих группах.
Корреляционный анализ реографических и ЭКГ-показателей и внутренних концентраций мышьяка у студентов-мед и ко в обнаружил достоверные связи в основном ЧСС и ее производных с уровнем мышьяка в волосах. При этом в состоянии физиологического покоя определена прямая корреляционная связь этого показателя, в то время как при физической нагрузке и в восстановительном периоде (табл.1) обнаружены 8 и 2 корреляционные связи соответственно, причем исключительно со стороны расчетных параметров, характеризующих степень изменений показателя с учетом его исходного значения. Это свидетельствует о некотором положительном хронотропном действии мышьяка, причем в состоянии покоя чем выше содержания мышьяка, тем больше ЧСС. В то же время при более высоких концентрациях мышьяка наблюдаются менее выраженные изменения этого показателя в ответ на физическую нагрузку.
Таблица 1
Зависимость функциональных показателей центральной кардиогемодинамики от содержания мышьяка в волосах
студентов -медиков (п=26)
Показатели кардиогемодинамики Rs (коэффициент корреляции) р (уровень значимости)
В покое
ЧСС 0.490 0.023
Ступенчатая нагрузка
АО ЧСС (2-я стадиябО Вт) -0.430 0.051
УА ЧСС (2-я стадиябО Вт) -0.481 0.026
АО ЧСС (3-я стадия, 75 Вт) -0.503 0.019
УА (3-я стадия, 75 Вт) -0.575 0.006
АО ЧСС (5-я стадия, 100 Вт) -0,659 0,001
УА ЧСС (5-я стадия, 100 Вт) -0,641 0,001
АО ЧСС (7-я стадия, 150 Вт) -0,448 0,041
ОТ (1-я стадия, 25 Вт) 0,399 0,072
АО ЧСС (8-я стадия, 25 Вт) -0,430 0,051
УА (8-я стадия, 25 Вт) -0,472 0,030
Восстановительный период
АО -0,628 0,002
УА -0,657 0,001
СрАД (5-я мин, 25 Вт) 0,469 0,031
Кроме того, была обнаружена прямая корреляционная связь среднего динамического давления (СДД) в восстановительном периоде.
У студентов-спортсменов было выявлено существенно меньшее количество корреляционных связей, причем в основном с ЭКГ-параметрами (БТ, ОТ на уровне тенденции) на разных стадиях нагрузки и в восстановительном периоде). С реографическими параметрами, а именно с диастолическим давлением, была обнаружена только одна обратная корреляционная связь (табл.2).
Таблица 2
Зависимость функциональных показателей центральной кардиогемодинамики от содержания мышьяка в волосах студентов -спортсменов(п=20)
Показатели кардиогемодинамики Rs (коэффициент корреляции) р (уровень значимости)
В покое
ОТ -0.431 0.074
Ступенчатая физическая нагрузка
ST (2-я стадия, 50 Вт) 0.581 0.012
ЭТ(6-я стадия,25 Вт) 0.454 0.058
Восстановительный период
ОТ (5-я мин, 25 Вт) -0.449 0.062
ДАД (после 5-ти мин) -0.547 0.019
Таким образом, физически тренированный и нетренированный организм обнаружил разную в количественном и качественном отношении чувствительность ССС к присутствию мышьяка, которая наилучшим образом обнаруживала себя в результате физической нагрузке и была более выраженна у студентов-медиков. Обращает внимание тот факт, что в обеих группах в основном такую реактивность обнаружили показатели, характеризующие сердечную деятельность, но у студентов медиков отмечено влияние на хронотропную функцию, в то время как у спортсменов преимущественно реагировали электрофизиологические показатели.
Полученные нами данные в целом согласуются с имеющимися сведениями о влиянии мышьяка, содержащегося в питьевой воде, на сердце [12] также на состояние сосудистой системы [1]. Что касается тонких механизмов этого влияния мышьяка, они являются мало изученными, но известно, о его повреждающем действии, например, на гены активации глюкокоритикоидных рецепторов [11]. По всей видимости, имели прямые эффекты влияния на мышечную ткань сердца и сосудов могли иметь и в данном случае, в пользу чего свидетельствует отсутствие каких-либо корреляционных связей между концентрацией мышьяка и показателями ВРС, характеризующими состояние механизмов нервной регуляции сердца.
Выводы
1. Выявлено, что при фоновой экспозиции в условиях городской среды концентрация мышьяка в волосах испытуемых физически тренированных и нетренированных студентов находилась в пределах условной нормы, однако была достоверно ниже у спортсменов.
2. Установлены слабые и средней силы (0.399<г<0.669) корреляционные связи преимущественно между показателями сердечной деятельности и содержанием мышьяка, проявлявшиеся главным образом при физической нагрузке и в восстановительном периоде и более выраженные у физически нетренированных студентов.
Литература
1. Авцын А.П. Микроэлементозы человека / А.П.Авцын, А.А.Жаворонков, М.А.Риш , Л.С.Строчкова - М.: Медицина, 1991.-496 с.
Том 10, Выпуск 2
9
liiC. I II ¡Ii' ВДНЗУ «Украгнсъка жедична стожатологЬчна акадежШ»
Агаджанян H.A. Экологический портрет человека и роль микроэлементов / H.A.Агаджанян, A.B. Скальный, М.В. Велданова -М„ 2001.-236 с.
Евстафьева И.А. Особенности функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем в связи с содержанием тяжелых металлов в организме подростков: авто-реф. дис. на соискание уч. степени биол. наук: спец. / И.А. Евстафьева. — Симферополь, 2003. — 130 с
Евстафьева И.А. Особенности реагирования системы кровообращения подростков на физическую нагрузку в зависимости от содержания биоэлементов в организме / И.А Евстафьева, O.A., Решетняк., Евстафьева Е.В. [ и др. ] // Ученые записки ТНУ им. В.И. Вернадского, серия «Биология, химия». - Т. 19 (58). - 2006. - № 3. - С. 25-28.
Скальный A.B. Биоэлементы в медицине / А.В.Скальный, И.А.Рудаков. - М. : ОНИКС 21 век. Мир, 2004. — 272 с. Скальная М.Г. Зависимость повышенной онкологической заболеваемости от избыточного содержания мышьяка и других токсичных химических элементов в окружающей среде / М.Г. Скальная // Микроэлементы в медицине. - 2001. - Т. 2, № 1. - С. 34-35.
Табмовцева В.И. Функциональные нарушения сердечнососудистой системы у детей и подростков: современный вгляд на проблему / В.И.Табмовцева // Российский педиатрический журнал. - 2007. - № 2. - C.35-38.
8. Brown K.G. Arsenic, drinking water, and health: a position paper of the American Council on Science and Health / K.G Brown, G.L. Ross // - Regul Toxicol Pharmacol. - 2002. Issue 36, V.2. - P.162-174.
9. Guha Mazumder D.N. Chronic arsenic toxicity: clinical features, epidemiology, and treatment: experience in West Bengal / Guha Mazumder D.N.// J Environ Sci Health Part A Tox Hazard Subst Environ Eng. - 2003. - Issue 38. - V.1. - P.141-163.
10. Jack E. Arsenic at Very Low Concentrations Alters Glucocorticoid Receptor (GR)-Mediated Gene Activation but Not GR-Mediated Gene Repression: Complex Dose-Response Effects Are Closely Correlated with Levels of Activated GR and Require a Functional GR DNA Binding Domain / E.Jack. // Chem. Res. Toxicol.; 2004; Issue 17. V.8. P. 1064-1076.
11. Heart rate variability. Standarts of measurement, physiological interpretation, and clinical use // Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Elec-trophysiology: Membership of the Task Force listed in the Appendix //Eur. Heart J. - 1996. - V. 17. - P.334-381.
12. Zaldivar R. A morbid condition involving cardio-vascular, bronchopulmonary, digestive and neural lesions in children and young adults after dietary arsenic exposure. / PMID: 7424260 [Electronic resource] Acess mode: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/
Реферат
ПОР1ВНЯЛЫНИ АНАЛ13 ЧУТЛИВОСТ1 СЕРЦЕВ0-СУДИНН01 СИСТЕМИ ДО ВМ1СТУ МИШ'ЯКУ В Ф13ИЧНО ТРЕНОВАНОМУ I НЕТРЕНОВАНОМУ ОРГАН13М1
Барабан Ю.А., Евстафьева И.А., Нимец Е.Р, Евстафьева Е.В. Ключов1 слова: серцево-судинна система, спортсмени, миш'як
Вмют миш'яку у волоса 46 ф1зично тренованих i нетренованих студетчв знаходився у межах умовноТ норми, але був виропдно нижним у спортсмешв. Встановлеы виропды кореляцшы зв'язки слабкоТ та середньоТ сили (0.399<г<0.669) переважно м1ж вмютом миш'яку та показниками серцевоТ д1яльносп головним чином при ф1зичному навантаженш i у вщновному nepiofli, як1 були бтьш виражеш у ф1зично нетренованих студенев.
Summary
COMPARATIVE STUDY OF CARDIO-VASCULAR TOLERANCE TO ARSENIC IN ATHLETES AND UNTRAINED PERSONS Baraban Yu.A., Yevstafyeva I.A., Nimets Ye.P., Yevstafyeva Ye.V. Key words: cardio-vascular system, athletes, arsenic.
Arsenic content in hair of 46 athletes and untrained students was within the normal limits and its concentration was reliably less in athletes. There have been established the strong and weak correlations between the arsenic content and parameters of cardio-vascular activity mainly during and after physical exertion (0.399<r<0.669), and during the recovery time.
УДК 616.11/.14-053.5
Бойко Д.М., Бойко М.Г., Бобирьова Л. С.
0Ц1НКА ФУНКЦЮНАЛЬНОГО СТАНУ СЕРЦЕВО-СУДИННОТ СИСТЕМИ НА 0СН0В1 ФУНКЦЮНАЛЬНИХ ТЕСТЮ
Вищий державний навчальний заклад Украши «Украшська медична стоматолопчна академия», м. Полтава
Одтею з найважлив{ших сощальних проблем сучасност{ е прогред{ентне пог{ршення здоров'я тдростаючого поколтня. За результатами функщональних проб з дозованими ф{зичними нава-нтаженнями проводиться оцтка ступеня тдготовленост{, вир{шуетъся питания допуску до занять ф{зичною культурою або спортом у здорових або хворих оегб ргзних вгкових груп. Серед обстежених д{тей зг збшыиенням вшу спостеркаеться пог{ршення показникгв ф{зичног витри-валост{. Незважаючи на те, що майже 57%(33/59) д{тей мали задовшьний функцюнальний стан серцево-судинног системи, велику частку складають д{ти з низьким 37%(22/59) г дуже низьки-ми цифрами тдексу Руф'е, що в{дпов{дно характеризуе функцюнальний стан серцево-судинног системи та р{вень ф{зичног витривалост{ обстеженого контингенту.
KriK)40Bi слова: здоров'я, ¡ндекс Руф'е, фЬична витривалють.
Одыею з найважливших соц1альних проблем сучасносп е прогред1ентне попршення здоров'я тдростаючого поколшня. В останш роки збть-шилась ктькють дп"ей та пщлп"ш з функцюна-
льними порушеннями д1яльност1 серцево-судинноТ та дихальноТ систем, опорно-рухового апарату, оргашв зору, з вщхиленнями в нервово-по-шчнш сфер1 та ¡н. [1, 7].
* "Вивчити стан та взаемод'ио pi3Hux популяцШ iмунокомпетентних KnimuH у реал1зацП' системних та мюцевих \мунних реакцш у хворих на хрон/'чне обструктивне захворювання легень ", номер держреестрацн А.09.01.
