CC BY
435
1995. - №6.- - С. 47 - 48.
2. Ахметзянов Ф.Ш., Хайруллин Ф.М., Каценель-сон В.М. и др. Отделения экстренной онкологической помощи — новая форма решения медико-социальных проблем онкологических больных // Паллиат. мед. и реабил. — 1998. — №2 — 3.- С. 11.
3. Брюзгин В.В. Лечение хронической боли у онкологических больных // Consilium medicum. — 2000. — Т. 2. — №12. — С. 514 — 518.
4. Новик А.А. Ионова Т.И., Кайд П. Концепция исследования качества жизни в медицине. — СПб: ЭЛБИ,
1999.
5. Millar D.G., Caroll D, Grimshaw J, Watt B. Palliative care at home: an audit of cancer deaths in Grampianregion
// Brit. J. Gen. Pract. - 1998. - №48. - P. 1299 - 1302.
6. Breitbart W, Rosenfeld B, Passik S.D. The Network Project: a multidisciplinary cancer education and training program in pain management, rehabilitation and psychosocial issues // J. Pain Symptom Manage. — 1998. — №15. - P. 18 - 26.
7. Cleeland C.S., Nakamura Y, Mendoza T.R. et al. Dimensions of the impact of cancer pain in a four country sample: new information from multidimensional scaling // J. Pain. - 1996. - Vol. 67. - P. 267 - 273.
8. Sykes N.P. A volunteer model for the comparison of laxatives in opioid - related constipation // J. Pain Symptom Manage. - 1996. - Vol. 11. - P. 363 - 369.
УДК 612.126 : 612.392.69: 616-036.8
взаимосвязь дисбаланса макро- и микроэлементов и здоровье населения
(обзор литературы)
Миляуша Якубовна Ибрагимова1 *, Лилия Якубовна Сабирова2, Елена Сергеевна Березкина3, Маргарита Геннадиевна Скальная3, Ренад Ибрагимович Жданов1,
Анатолий Викторович Скальный3
1Казанский (Приволжский) федеральный университет, 2OOO «Золотой Лотос», г. Казань,
3ОСОО «Российское общество медицинской элементологии», г. Москва
Реферат
Представлены обобщенные данные о влиянии дисбаланса макро- и микроэлементов в организме человека на состояние его здоровья. Обсуждено влияние питания, физиологических параметров, а также биогеохимических особенностей окружающей среды на здоровье и элементный статус населения России.
Ключевые слова: макроэлементы, микроэлементы, дисбаланс, здоровье населения.
THE RELATIONSHIP OF THE IMBALANCE OF MACRO-AND MICROELEMENTS AND THE HEALTH OF THE POPULATION (review). M.Ya. Ibragimova1, L.Ya. Sabirova2, E.S. Berezkina3, M.G. Skalnaya3, R.I. Zhdanov1, A.V. Skalnyy3. 1Kazan (Volga Region) Federal University, 2Limited Liability Company “Golden Lotus", Kazan, 3Limited Liability Company «Russian society of medical elementology», Moscow. Presented was the generalized data on the impact of the imbalance of macro-and micronutrients in the human body on the state of health. Discussed was the influence of nutrition, physiological parameters, as well as the biogeochemical characteristics of the environment on health and elemental status of the Russian population. Key words: macronutrients, micronutrients, imbalance, public health.
Цель настоящего обзора — обобщение литературных данных о влиянии питания, физиологических параметров, экологических и био-геохимических условий окружающей среды на элементный статус и, как следствие, на здоровье популяции.
Стабильность химического состава является одним из важнейших и обязательных условий нормального функционирования организма. Дефицит жизненно важных микроэлементов (селен, цинк, йод, марганец и др.) в организме и повышенная концентрация токсичных микроэлементов (ртуть, свинец, мышьяк, сурьма, кадмий и др.) в окружающей среде приводят к неблагоприятным последствиям для жизнедеятельности человека [10, 21, 22], в частности к росту числа онкологических, аутоиммунных, дегенеративных и других заболеваний [2], болезней лимфатической системы, инфекционной патологии [4].
Главными функциями макроэлементов
*Автор для переписки: [email protected] 606
являются построение тканей и поддержание постоянства осмотического давления, ионного и кислотно-основного равновесия [11, 12, 16]. Микроэлементы и ультрамикроэлементы входят в состав ферментов, гормонов, витаминов и биологически активных веществ в качестве ком-плексообразователей, активаторов или катализаторов, участвуют в обмене веществ, процессах размножения, тканевом дыхании, обезвреживании токсических веществ, а также влияют на процессы кроветворения, окислительно-восстановительные процессы, проницаемость сосудов и тканей [13, 14, 15, 24].
Хронический экзогенный дефицит или избыток химических элементов может длительное время компенсироваться в пределах нормальных функций организма, например, вследствие увеличения или снижения степени резорбции в желудочно-кишечном тракте, целенаправленной коррекции диеты или приема витаминно-минеральных комплексов и других препаратов, содержащих макро- и микроэлементы [5]. При срыве механизмов метаболической компенсации экзо-
генный дисэлементоз превращается в дизрегуля-ционный, что приводит к переходу состояния предболезни в болезнь — к стойким, почти необратимым нарушениям на системном уровне [6].
Отклонения от нормы концентраций определенных металлов и/или содержащих их белков могут служить индикатором при диагностике и важным показателем при исследовании различных заболеваний. Аномалии содержания тех или иных микроэлементов обнаруживаются у подавляющего большинства (около 80%) детского и взрослого населения РФ. Заболеваемость микро-элементозами зависит от региона проживания, социального статуса и профессии [9].
На поверхности Земли обнаруживаются области с повышенным или пониженным содержанием тех или иных химических элементов. Так, эндемический уролитиаз развивается в условиях повышенного поступления в организм кремния в сочетании с высоким содержанием в биосфере фтора, марганца, нитратов, сульфатов и хлоритов. В России описаны так называемые кремниевые биогеохимические провинции, в которых наблюдалось нарушение у млекопитающих фосфорно-кальциевого обмена, характеризующегося снижением реабсорбции фосфора в почках [10].
Показана связь между содержанием ряда химических элементов в питьевой воде и развитием заболеваний. Пища может быть источником и носителем потенциально опасных для здоровья химических веществ, которые попадают в продукты питания по ходу биологических цепочек, в процессе сельскохозяйственного производства, хранения и упаковки. Например, соли тяжелых металлов в абсолютном большинстве поступают в организм с продуктами питания и питьевой водой. Свинец и кадмий, действуя на развивающийся организм, вызывают формирование пороков развития конечностей, сердечно-сосудистой системы. Достоверно установлено эмбриотоксическое действие повышенных концентраций мышьяка, меди, ртути [1, 17, 18, 19, 20, 23].
Антропогенное загрязнение окружающей человека природной среды, во многом связанное с микроэлементами из группы тяжелых металлов и радиоактивными изотопами химических элементов, вызывает серьезную озабоченность своими негативными последствиями для здоровья населения. В настоящее время все большее значение приобретают техногенные микроэлементозы. Известно, что в непосредственной близости от многих промышленных предприятий образуются зоны с повышенным содержанием свинца, мышьяка, ртути, кадмия, никеля и других токсичных микроэлементов, в том числе радиоизотопов, представляющих угрозу для здоровья и даже жизни человека [7]. В работе А.В. Скального и А.Т. Быкова (2003) на основе анализа волос по составу химических элементов было показано, что для РФ в целом характерно значительное распространение не-
достаточности эссенциальных макро- и микроэлементов, в первую очередь магния, цинка, меди; относительный дефицит марганца часто встречается в Москве, Санкт-Петербурге, Саратове, Московской, Мурманской, Ивановской областях, пониженное содержание меди — в Нижнем Новгороде, Новосибирске, Иркутске, Саратове и др. Из гиперэлементозов, типичных в основном для промышленных центров с преобладанием металлургической, горнодобывающей промышленности, расположенных на Урале и в Сибири, наибольшую опасность для здоровья населения в целом представляет избыточное накопление свинца, а также алюминия, железа, хрома, в меньшей степени марганца, мышьяка. Геохимически обусловленный дисбаланс (снижение соотношения) антагонистов кальция, соотношение магний/свинец являются существенным фактором, усиливающим токсические эффекты свинца и влияющим отрицательно на заболеваемость населения, что подтверждается при сравнении данных, полученных в гг. Челябинске, Карабаше и Туле [9].
У лиц, проживающих в районах Крайнего Севера (п-ов Ямал, Саха-Якутия) часто выявляются избыточные количества таких элементов, как марганец, железо, мышьяк, что, вероятно, обусловлено геохимическими факторами (в частности составом питьевой воды). В свою очередь, эти изменения могут быть одним из факторов повышения дезадаптации и заболеваемости (неврологическая, гематологическая, иммунологическая патология). А.А. Истомин и соавт. (2002) на примере пациентов с редким эндемическим заболеванием — Вилюйским энцефаломиелитом — установили, что выраженность его клинической манифестации прямо пропорциональна степени нарушения гомеостаза таких химических элементов, как свинец, железо, хром, марганец, титан, алюминий, молибден, обладающих, как известно, выраженным нейротоксическим эффектом, а также магний и фосфор [3].
Комплексное обследование 250 детей в возрасте 5 — 7 лет из Северо-Восточного административного округа г. Москвы показало, что максимальные изменения содержания в организме химических элементов свойственны для детей, страдающих так называемыми экологозависимыми заболеваниями (вторичные иммунодефициты — часто болеющие дети, атопический дерматит, бронхиальная астма), болезнями обмена веществ (желчнокаменная болезнь, сахарный диабет), тогда как «элементный портрет» воспалительных заболеваний желудочно-кишечного тракта (хронический гастродуоденит, панкреатит) и мочеполовой (хронический пиелонефрит, цистит) не столь значительно отличается от среднестатистических показателей [8].
Установлена чрезвычайно высокая частота отклонений (72%) в содержании кремния в волосах детей, страдающих сахарным диабетом. Около 70% детей с энурезом отличаются от контрольной группы низким уровнем в волосах
Взаимосвязь заболеваемости и содержания химических элементов в волосах [23]
Классы болезни по МКБ-10 Избыточное содержание в волосах химических элементов Сниженное содержание в волосах химических элементов
у взрослых у детей у взрослых у детей
Инфекционные заболевания (I) Se - Сг Mg, Мп
Новообразования (II) М8, Se - Мп -
Болезни крови (Ш) - - Fe, Сг Са, Mg, Zn, Мп
Болезни эндокринной системы (IV) РЬ, Cd, Сг Са, Mg, Zn М8, Zn Сг
Расстройства поведения и психики (V) - РЬ Mg, Fe, Мп Fe
Болезни нервной системы (VI) Cd РЬ, Cd, Сг Са, Mg, Zn Mg
Болезни органов кровообращения (IX) - Zn, &, Сг Mg, Zn, Мп Fe
Болезни органов дыхания (X) № Cd Си Fe, Мп
Болезни органов пищеварения (XI) - - Mg, Zn, Se -
Болезни кожи (XII) Zn, Си, Мп Са, Mg, Zn - -
Болезни опорно-двигательного аппарата (XIII) - - Mg, Zn, Си, Мп Fe, Мп
Болезни мочеполовой системы (XIV) - Zn Fe Fe, Си, Сг
Пороки развития (XVII) - №, Fe, Zn, Сг Мп М8, Zn
Изменение лабораторных показателей (XVIII) РЬ - - Са
Травмы и отравления (XIX) Se РЬ, As, №, Си Са, Se -
кобальта, участвующего в составе витамина В12 в анаболических процессах, стимулирующего синтез ДНК, что особенно важно для детей с задержкой созревания определенных структур ЦНС. Одно из наиболее часто встречающихся экологозависимых заболеваний детей — атопический дерматит — характеризуется выраженной недостаточностью кальция (46%), меди (41%), марганца (64%), существенным дефицитом цинка, кобальта, магния, фосфора, кремния. В этой группе детей чаще всего обнаруживались избыток кадмия — антагониста цинка и медь (27%). Сходная с атопическим дерматитом картина особенностей минерального обмена выявлена у детей, страдающих бронхиальной астмой. Ведущими дефицитами при этом заболевании, также относимом многими авторами к экологозависимым, являются дефицит магния (77%), цинка (56%), кобальта (41%), марганца (44%), а также меди (38%) и кальция (29%). Обращает на себя внимание высокая частота избыточного содержания в волосах алюминия (21%). Сходство «элементных портретов» бронхиальной астмы и атопического дерматита, вероятно, указывает на этиологическую и патогенетическую общность этих заболеваний. В таблице представлена сводная информация о взаимосвязи заболеваемости и элементного статуса популяции.
Таким образом, отклонения в содержании химических элементов в организме человека могут быть вызваны различными факторами: внешними (экология, профессия, питание) или внутренними (заболевания, генетические особенности и др.). Нарушение обмена макро- и микроэлементов является одним из факторов, 608
способных привести к широкому спектру расстройств в состоянии здоровья. Накопленные в литературе данные подтверждают перспективность скрининговых исследований макро- и микроэлементов в биосубстратах у различных групп населения с целью коррекции как элементного статуса, так и улучшения показателей здоровья населения и качества жизни в целом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Антонова И.В., Богачева Е.В., Китаева Ю.Ю. Роль экзогенных факторов в формировании врожденных пороков развития (обзор) // Экол. чел. — 2010. — № 6. — С. 30 — 35.
2. Жуковская Е.Д., Орлова Н.С., Скальный А.В. и др. Содержание некоторых микроэлементов в волосах и эритроцитах при детском церебральном параличе // Педиатрия. — 1992. — № 7 — 9. — С. 76 — 77.
3. Истомин А.А., Жаворонков А.А., Скальный А.В., Алексеев В.П. Особенности химического состава волос якутов в эндемическом очаге вилюйского энцефаломиелита // Микроэлем. мед. — 2002. — Т. 3. — Вып. 3. — С. 33 — 34.
4. КаргановМ.Ю., Алчинова И.Б., Фролова О.О. и др. Метаболические сдвиги при повышении содержания токсических элементов в организме // Микроэлем. мед. — 2007. — Т. 1, № 8. — С. 9 — 12.
5. Некрасов В.И., Скальный А.В. Элементный статус лиц вредных и опасных профессий. — М.: РОСМЭМ, 2006. — 229 с.
6. Оберлис Д. Новый подход к проблеме дефицита микроэлементов // Микроэлем. мед. — 2002. — Т. 3. — Вып. 1. — С. 2 — 7.
7. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания: В 4-х книгах. Кн. 4. — Здоровье и среда, в которой мы
живем: Пер. с англ. — М.: Мир, 1995. — 191 с.
8. Скальный А.В., Яцык Г.В., Одинаева Н.Д. Микро-элементозы у детей. — М.: KMK, 2002. — 151 с.
9. Скальный А.В., Быков А.Т. Эколого-физиологиче-ские аспекты применения макро- и микроэлементов в восстановительной медицине. — Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2003. — 198 с.
10. Сусликов В.Л. Геохимическая экология болезней: В 4-х томах. Т. 2. Атомовиты. — М.: Гелиос АРВ,
2000. — 672 с.
11. Akhter T., Sawada N., Yamaguchi M. Regucalcin increases Ca2+-ATPase activity in the heart mitochondria of normal and regucalcin transgenic rats // Int. J. mol. med. — 2006. — Vol. 18, № 1. — P. 171 — 176.
12. Carafoli E. Calcium signaling: A tale for all seasons // Proc. Natl. Acad. Soc. — 2002. — Vol. 99, № 3. — 1115 — 1122.
13. Chojnacka K., Michalak I., Zielinska A. et al. Interrelationship between elements in human hair: the effect of gender // Ecotoxicol. Environ Saf. — 2010. — Vol. 73, № 8. — P. 2022 — 2028.
14. Gutowska I., Baranowska-Bosiacka I., Rybicka M. et al. Changes in the concentration of microelements in the teeth of rats in the final stage of type I diabetes, with an absolute lack of insulin // Biol. Trace Elem. Res. — 2011. — Vol. 139, № 3. — P. 332 — 340.
15. Hannan M.A., Faraji B., Tanguma J. et al. Maternal milk concentration of zinc, iron, selenium, and iodine and its relationship to dietary intakes // Biol. Trace Elem. Res. —
2009. — Vol. 127, № 1. — P. 6 — 15.
16. Haraguchi H. Metallomics as integrated biometal science // J. analyt. atom. spectrom. — 2004. — Vol. 19, № 5. — P. 14.
17. Loganathan P., Hedley M.J., Grace N.D. Pasture soils contaminated with fertilizer-derived cadmium and fluorine: livestock effects // Rev. Environ Contam Toxicol. - 2008. -Vol. 192. - P. 29 - 66.
18. Lux A., Martinka M, Vaculik M, White P.J. Root responses to cadmium in the rhizosphere: a review // J. Exp. Bot. - 2011. - Vol. 62, № 1. - P. 21 - 37.
19. Polak-Juszczak L. Bioaccumulation and temporal trends of trace elements in flounder from the southern Baltic Sea for the 1996-2003 period // J. Toxicol Environ Health A. - 2010. - Vol. 73, № 17 - 18. - P. 1186 - 1193.
20. Skibniewska K.A., Zakrzewski J., Siemianowska E. et al. Calcium availability from yogurt by itself or yogurt-cereal-containing products // J. Toxicol. Environ. Health A. -
2010. - Vol. 73, № 17 - 18. - P. 1150 - 1154.
21. Sloiewski M, Czerny B., Safranow K. et al. Microelements in stones, urine, and hair of stone formers: a new key to the puzzle of lithogenesis? // Biol. Trace Elem. Res. - 2010. - Vol. 137, № 3. - P. 301 - 316.
22. Suliburska J., Bogdanski P., Pupek-Musialik D, Krejpcio Z. Dietary intake and serum and hair concentrations of minerals and their relationship with serum lipids and glucose levels in hypertensive and obese patients with insulin resistance // Biol. Trace Elem Res. - 2011. -Vol. 139, № 2. - P. 137 - 150.
23. White P.J, Brown P.H. Plant nutrition for sustainable development and global health // Ann. Bot. - 2010. -Vol. 105, № 7. - P. 1073 - 1080.
24. Zhao F, Wang Z, Li W.J. Impact of micronutrients on immunocyte and microelements status among people living with HIV // Zhonghua Liu Xing Bing Xue Za Zhi. -2009. - Vol. 30, № 5. - P. 452 - 454.
© 39. «Казанский мед. ж.», № 4.
609
