Влияние концентрации Zn, Cu, Co, Mn в природных питьевых водах на здоровье человека Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

•• • Известия ДГПУ. Т. 11. № 3. 2017

••• DSPU JOURNAL. Vol. 11. No. 3. 2017

Биологические науки / Biological Science Оригинальная статья / Original Article УДК 504. 4: 574 (470. 67)

Влияние концентрации Zn, Cu, Co, Mn в природных питьевых водах на здоровье человека

© 2017 Луганова С. Г. 1, Омарова С. О. 2, Салихов Ш. К. 3, Асельдерова А. Ш. 2, Арсланбекова А. Ч. 2, Солтаханов Э. М. 2

1 Дагестанский государственный педагогический университет, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected] 2 НИИ экологической медицины, Дагестанский государственный медицинский университет, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected] 3 Прикаспийский институт биологических ресурсов, Дагестанский научный центр РАН, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]

РЕЗЮМЕ. Цель. Выявление связи концентрации Zn, Cu, Co, Mn в природных питьевых водах и здоровья человека (на примере сахарного диабета 2 типа). Методы. Концентрацию Zn, Cu, Co, Mn в водах определяли на ААС ЭТА Hitachi 170-70 в лаборатории биогеохимии Прикаспийского института биологических ресурсов ДНЦ РАН. В качестве источника данных патологии человека (сахарный диабет 2 типа) были использованы сведения Министерства здравоохранения Республики Дагестан. Результаты. Обнаружена связь концентрации Zn, Cu, Co, Mn в природных питьевых водах и здоровья человека (на примере распространенности СД 2 среди населения равнинной зоны Дагестана). Выводы. В лечении СД 2, наряду с инсулинотерапией и диетой, важную роль занимают: мониторинг микроэлементного состава окружающих человека экосистем, в частности, выявление дисбаланса Zn, Cu, Co, Mn в водах, как фактора этиологии диабета; лечение больного с учетом его микроэлементного статуса.

Ключевые слова: природные питьевые воды, Zn, Cu, Co, Mn, патология человека, сахарный диабет 2 типа, равнинная зона Дагестана.

Формат цитирования: Луганова С. Г., Омарова С. О., Салихов Ш. К., Асельдерова А. Ш., Арсланбекова А. Ч., Солтаханов Э. М. Влияние концентрации Zn, Си, Со, Мп в природных питьевых водах на здоровье человека // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2017. Т. 11. № 3. С. 60-64.

Influence of Concentration of Zn, Cu, Co, Mn in Natural Pure Drinking Waters on Human Health

© 2017 Saidat G. Luganova 1, Sabina O. Omarova 2, Shamil K. Salikhov 3, Aida Sh. Aselderova 2, Arslanbekova Abakhanum Ch. 2, Soltakhanov Eldar M. 2

1 Dagestan State University, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected] 2 Scientific Research Institute of Environmental Medicine,

Dagestan State Medical University, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected] 3 Caspian Institute of Biological Resources, Dagestan Scientific Center, RAS, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]

ABSTRACT. Aim. The authors have made an attempt to identificate the link of influence of Zn, Cu, Co, Mn concentration in natural pure drinking waters on human health (basen on type 2 diabetes). Methods. The concentration of Zn, Cu, Co, Mn in the waters have been determined on AAS ETA Hitachi 170-70 in the biogeochemistry laboratory of the Caspian Institute of Biological Resources, Dagestan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. As a data source human pathology (type 2 diabetes) are used data of the Ministry of Health of the Republic of Dagestan. Results. The relationship of concentration of Zn, Cu, Co, Mn in natural drinking water with human health (basen on the prevalence of type 2 diabetes among the population of the lowland area of Dagestan) is revealed. Conclusions. In the treatment type 2 diabetes along with insulin therapy and diet an important role take the monitoring of microelement composition of the surrounding ecosystems, in particular, the detection of imbalance in Zn, Cu, Co, Mn in waters as a factor in the etiology of diabetes; the necessity of taking into account the microelement status of patient.

Keywords: natural pure drinking water, Zn, Cu, Co, Mn, human pathology, type 2 diabetes, lowland area of Dagestan.

For citation: Luganova S. G., Omarova S. O., Salikhov Sh. K., Aselderova A. Sh., Arslanbekova A. Ch., Soltakhanov E. M. Influence of Concentration of Zn, Cu, Co, Mn in Natural Pure Drinking Waters on Human Health. Dagestan State Pedagogical University. Journal. Natural and Exact Sciences. 2017. Vol. 11. No. 3. Pp. 60-64. (In Russian)

Введение

На состояние здоровья человека большое влияние оказывают тяжелые металлы (№, РЬ, Мп, Cd), попадание которых в организм приводит к поражению многих органов, гипергликемии, нарушению обмена веществ [1]. Вместе с тем дефицит микроэлементов ^е, 2п, Си, Со) также оказывает негативное влияние на здоровье [5; 7].

Существенной проблемой для здоровья человека является сахарный диабет 2 типа, который представляет собой важную проблему из-за широкого распространения и влияния на ряд других немаловажных патологий населения - онкологические заболевания [2], болезни сердца [3].

Выявлена связь заболеваемости населения Дагестана с геохимией среды [8; 10], отмечена также связь геохимических факторов и СД 2 типа [9].

Дисбаланс элементов в водах может обусловить дисбаланс их в организме человека. В связи с этим актуален вопрос связи здоровья человека (СД 2 типа) конкретного региона биосферы и концентрации элементов в питьевых водах.

Цель исследования - выявление связи концентрации 2п, Си, Со, Мп в природных питьевых водах и здоровья человека (на примере сахарного диабета 2 типа населения равнинной зоны Дагестана).

Материал и методы исследования

На территории равнинной зоны Дагестана протекают крупные реки Сулак, Терек,

Кума и мелкие реки, есть артезианские источники, воды которых используются для питья, полива сельскохозяйственных культур, потребляемых человеком в пищу.

Анализ уровня содержания Zn, Cu, Co, Mn в природных водах проведен в лаборатории биогеохимии Прикаспийского института биологических ресурсов (ПИБР) Дагестанского научного центра (ДНЦ) РАН на ААС ЭТА Hitachi 170-70 [4].

Были проанализированы природные речные и артезианские воды, используемые местным населением в качестве питьевых. Для анализов материал (пробы вод) отбирали в летние месяцы в двухлитровые пластиковые бутылки. Перед определением Zn, Cu, Co, Mn воду объемом 500 мл подкисляли 5 мл HNO3 и выпаривали до объема 30 мл при температуре не выше 85 0С. Затем фильтровали через бумажный фильтр «белая лента» в мерную колбу емкостью 50 мл, доводили объем раствора до метки бидистилли-рованной водой.

Включали спектрометр для прогрева. Проводили градуировку прибора с помощью стандартных (градуировочных) растворов, для определения конкретного металла устанавливали соответствующую лампу.

Для определения содержания металла (Zn, Cu, Co, Mn) аликвоту анализируемой пробы объемом 5 мкл с помощью микропипетки вводили в графитовую печь электротермического атомизатора и включали программу определения.

Таблица

Концентрация Zn, Си, Со, Мп в питьевых водах (мг/л) и состояние здоровья человека (распространенность СД 2 типа) [4] (на 100 тыс. населения)

Районы 1п Со Си Мп СД 2 типа (средние данные за 2011-2015 гг.)

Бабаюртовский 10,9±0,2 1,16±0,4 1,21±0,2 16,33±1,1 1021,54

Кизилюртовский 13,84±0,2 3,49±0,2 1,54±0,2 13,58±0,2 573,12

Кизлярский 14,63±0,4 2,76±0,2 1,43±0,6 14,67±0,7 354,56

Хасавюртовский 13,56±0,3 3,18±0,3 1,33±0,3 15,39±0,3 589,64

Тарумовский 13,67±0,2 3,14±0,4 1,51±0,3 14,63±0,3 910,6

Ногайский 13,04±0,4 3,13±0,2 1,72±0,4 13,97±0,3 909,3

Коэффициент корреляции патологии с элементом г = -0,52 г = -0,42 г = -0,58 г = -0,41

При анализе результатов учитывалось разбавление или концентрирование растворов. Содержание металла определялось по формуле: Х = С-К, где С - содержание металла по градуировочному графику, К - коэффициент разбавления или концентрирования.

Источником показателей заболеваемости населения СД 2 типа послужили данные Министерства здравоохранения Республики Дагестан за 2011-2015 гг. [6].

Результаты и их обсуждение

К одной из причин патологии человека относится элементный состав объектов биосферы, в частности микроэлементный состав природных вод территории. Результаты исследования (табл.) показывают, что в питьевых водах равнинной зоны Дагестана отмечается дисбаланс микроэлементов (недостаток 2п, Си, Со и избыток Мп). При сопоставлении количества больных СД 2 типа с содержанием микроэлементов в природных водах была обнаружена коррелятивная связь: отрицательная по цинку, меди, кобальту и положительная по марганцу. Таким образом, результаты исследования указывают на то, что, чем выше концентрация Мп и ниже концентрация 2п, Си, Со, тем больше распространенность СД 2 типа.

По данным Министерства здравоохранения Республики Дагестан количество больных СД 2 типа на территории равнинной зоны Дагестана постоянно растет [6], что, видимо, связано с растущим антропогенным прессом на экосистемы региона. Так, увели-

чение количества транспорта приводит к загрязнению воздуха, растительности, вод соединениями Pb, Cd и других тяжелых металлов, которые замещают микроэлементы в объектах биосферы, вызывая их дисбаланс в биогеохимической цепи: вода - продукты питания - человек.

Последствия для человека, порождаемые СД 2 типа, и большое количество населения, пораженное данной патологией, как учтенное, так и не охваченное статистикой, придают СД 2 типа одинаковую значимость с заболеваниями сердечно-сосудистой системы и онкологическими.

Заключение

Дисбаланс 2п, Си, Со, Мп (избыток Мп и дефицит 2п, Си, Со) в природных питьевых водах оказывает влияние на здоровье человека (распространенность СД 2 типа).

В связи с этим большое значение в предупреждении и лечении СД 2 типа, наряду с инсулинотерапией, занимает мониторинг концентрации 2п, Си, Со, Мп в природных питьевых водах, так как дисбаланс данных элементов оказывает существенное влияние на распространенность патологии; диетическое питание для борьбы с последствиями сахарного диабета в соответствии с потребностями каждого конкретного человека; назначение лечения больных с учетом их физиологического состояния, возраста, микроэлементного статуса.

Литература

1. Агаджанян Н. А., Скальный А. В., Детков В. Ю. Элементный портрет человека: заболеваемость, демография и проблема управления здоровьем нации // Экология человека. 2013. № 11. С. 3-12.

2. Коваленко И. М., Берштейн Л. М. Сахарный диабет как модификатор течения опухолей женской репродуктивной сферы // Вопросы онкологии. 2014. Т. 60. № 1. С. 25-31.

3. Космачева Е. Д., Петрик Г. Г. Сахарный диабет как протромбогенное состояние: пути профилактики // Кардиология. 2013. Т. 53. № 4. С. 80-87.

4. Крысанова Т. А., Котова Д. Л., Бабенко Н. К. Атомно-абсорбционная спектроскопия / Учебно-методическое пособие. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2005. С. 19-20.

5. Парахонский А. П. Роль меди в организме и значение ее дисбаланса // Естественно-гуманитарные исследования. 2015. № 10 (4). С. 72-83.

6. Показатели состояния здоровья населения Республики Дагестан. Сборники республиканского медико-информационного аналитического центра МЗ РД за 2011-2015 гг. Махачкала, 2011-2015 гг.

1. Agadzhanyan N. A., Skalnyy A. V., Detkov V. Yu. Elemental portrait of a man: incidence, demography and the problem of managing the health of the nation. Ekologiya cheloveka [Human Ecology]. 2013. No. 11. Pp. 3-12. (In Russian)

2. Kovalenko I. M., Bershtein L. M. Diabetes as a modifier of the course of tumors of the female reproductive system. Voprosy onkologii [The Oncology issues]. 2014. Vol. 60. No. 1. Pp. 25-31. (In Russian)

3. Kosmacheva E. D., Petrik G. G. Diabetes as protrombogenic condition: ways of prevention. Kardiologiya [Cardiology]. 2013. Vol. 53. No. 4. Pp. 80-87. (In Russian)

4. Krysanova T. A., Kotova D. L., Babenko N. K. Atomic absorption spectroscopy. Uchebno-metodicheskoe posobie [Textbook].Voronezh, VSU Publ., 2005. Pp. 19-20. (In Russian)

5. Parakhonsky A. P. The role of copper in the body and the value of its imbalance. Estestvenno-gumanitarnye issledovaniya [Natural-humanitarian research]. 2015. No. 10 (4). Pp. 7283. (In Russian)

6. Indicators of the health status of the population of the Republic of Dagestan. Sborniki respublikanskogo mediko-informatsionnogo analiticheskogo tsentra MZ RD za 2011-2015 gg. [Collections of the Republican Medico-Information Analytical Center of the Ministry of Health of the Republic of Dagestan for 2011-2015]. Makhachkala, 2011-2015. (In Russian)

7. Рогинская Н. Ф., Богданец Е. С. Проблемы недостатка микроэлементов в питании современного человека и перспективы их преодоления // Научные труды Одесской национальной академии пищевых технологий. 2014. Т. 46. № 1. С. 187-191.

8. Салихов Ш. К., Яхияев М. А. Медико-экологическое значение концентрации Zn, Си, Со, Мп в почвах Терско-Сулакской дельтовой равнины Дагестана // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2008. № 1. С. 54-58.

9. Фархутдинов И. М., Фархутдинова Л. М., Су-фияров Р. С. Региональные геологические факторы и сахарный диабет // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 3. С. 38-46.

10. Яхияев М. А., Салихов Ш. К., Рамазанов А. Ш., Курбанова З. В. О значении содержания катионов в биосферном комплексе для человека // Вестник Дагестанского государственного университета. Естественные науки. 2011. № 6. С. 182-185.

7. Roginskaya N. F., Bogdanets E. S. Problems of the lack of microelements in the diet of modern man and the prospects for their overcoming. Nauchnye trudy Odesskoy natsional'noy akademii pishchevykh tekhnologiy [Scientific works of the Odessa National Academy of Food Technologies]. 2014. Vol. 46. No. 1. Pp. 187-191. (In Russian)

8. Salikhov Sh. K., Yakhiyaev M. A. The medical and ecological importance of Zn, Cu, Co, Mn concentration in the soils on delta plains of the Terek and Sulak rivers in Dagestan. Izvestiya Da-gestanskogo gosudarstvennogo pedagog-icheskogo universiteta. Estestvennye i tochnye nauki [Proceedings of Dagestan State Pedagogical University. Natural and Exact Sciences]. 2008. No. 1. Pp. 54-58. (In Russian)

9. Farkhutdinov I. M., Farkhutdinova L. M., Su-fiyarov R. S. Regional geological factors and diabetes mellitus. Izvestiya Tomskogo politekhnich-eskogo universiteta. Inzhiniring georesursov [Proceedings of Tomsk Polytechnic University. Engineering of geo-resources]. 2016. Vol. 327. No. 3. Pp. 38-46. (In Russian)

10. Yakhiyaev M. A., Salikhov Sh. K., Rama-zanov A. Sh., Kurbanova Z. V. About the importance of the content of cations in the biosphere complex to humans. Vestnik Dage-stanskogo gosudarstvennogo universiteta. Estestvennye nauki [Bulletin of Dagestan State University. Natural Science]. 2011. No. 6. Pp. 182-185. (In Russian)

References

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Принадлежность к организации

Луганова Саидат Гаджимагомедовна,

кандидат биологических наук, доцент, кафедра анатомии, физиологии и медицины, факультет биологии, географии, химии (ФБГХ), Дагестанский государственный педагогический университет (ДГПУ), Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]

Омарова Сабина Омаровна, научный сотрудник, НИИ экологической медицины, Дагестанский государственный медицинский университет (ДГМУ), Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]

Салихов Шамиль Курамагомедович, научный сотрудник, Прикаспийский институт биологических ресурсов (ПИБР), Дагестанский научный центр (ДНЦ) РАН, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]

Асельдерова Аида Шамсутдиновна, кандидат медицинских наук, доцент, кафедра анестезиологии и реаниматологии с усовершенствованием врачей, ДГМУ, Махачкала, Россия Махачкала, Россия; e-mail: [email protected] ru Арсланбекова Абаханум Чопановна, кандидат медицинских наук, доцент, кафедра эндокринологии, ДГМУ, Махачкала, Россия Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]

Солтаханов Эльдар Магомедрашидо-вич, кандидат медицинских наук, доцент, кафедра эндокринологии, ДГМУ, Махачкала, Россия Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Affiliations

Saidat G. Luganova, Ph. D. (Biology), assistant professor, the chair of Anatomy, Physiology and Medicine, the faculty of Biology, Geography, Chemistry (FBGCh), Dagestan State Pedagogical University (DSPU), Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]

Sabina O. Omarova, researcher, Scientific Research Institute of Environmental Medicine, Dagestan State Medical University (DSMU), Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]

Shamil K. Salikhov, researcher, the laboratory of Biogeochemistry, Caspian Institute of Biological Resources (CIBR), Dagestan Scientific Centre (DSC), Russian Academy of Sciences (RAS), Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]

Aida Sh. Aselderova, Ph. D. (Medical Science), assistant professor, the chair of Anes-thesiology and Intensive Care with the Improvement of Doctors, DSMU, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected] ru

Abakhanum Ch. Arslanbekova, Ph. D. (Medical Science), assistant professor, the chair of Endocrinology, DSMU, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]

Eldar M. Soltakhanov, Ph. D. (Medical Science), assistant professor, the chair of Endocrinology, DSMU, Makhachkala, Russia; email: [email protected]

Принята в печать 29.08.2017 г.

Received 29.08.2017.