CC BY
356
Демидов В.А.1, Лакарова Е.В.2, Скальная М.Г.1, Скальный А.В.2
1АНО «Центр Биотической Медицины»
2Оренбургский государственный университет Е-mail: [email protected]; [email protected]
ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ВОЛОС И ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ ВЗРОСЛОГО НАСЕЛЕНИЯ
В настоящее время в гигиенических исследованиях широкое распространение получило применение центильных шкал для установления нормативных показателей содержания химических элементов в биообразцах. Этот подход позволяет проводить статистическую обработку данных вне зависимости от законов распределения содержания химических элементов и, тем самым, учитывать многофакторность воздействий на обменные процессы в организме. В проведенном исследовании выявлена зависимость между элементным составом волос и заболеваемостью взрослого населения. Предпринята попытка пересмотра существующих БДУ токсичных и пределов нормального содержания эссенциальных химических элементов в волосах человека.
Ключевые слова: микроэлементы, макроэлементы, заболеваемость, население, волосы
Введение
Нами (Скальная М.Г., 2005) выдвинуто предположение, что уровень содержания химических элементов в волосах отражает нагрузку организма так называемыми токсическими, а также уровень обеспеченности организма человека эссенци-альными элементами.
В настоящее время в гигиенических исследованиях широкое распространение получило применение центильных шкал для установления нормативных показателей содержания химических элементов в биообразцах. Этот подход позволяет проводить статистическую обработку данных вне зависимости от законов распределения содержания химических элементов и, тем самым, учитывать многофакторность воздействий на обменные процессы в организме. Например, специалисты Центра по контролю за заболеваемостью (СБС, США, 2003) избрали значения 95 центиля содержания многих химических элементов в сыворотке крови и моче в качестве верхнего уровня, характерного для популяции.
В нашей стране введены (Любченко П.Н. с со-авт, 1989, Критерии оценки..., 1992) и используются в гигиенических исследованиях так называемые биологически допустимые уровни (БДУ) содержания ряда химических элементов в волосах. Понятие БДУ подразумевает доказательство связи конкретного показателя содержания химического элемента в биообразцах с возникновением болезни, а выход за пределы этих уровней следует рассматривать как показатель срыва адаптационноприспособительных механизмов и риска повышенной заболеваемости (Скальный А.В., 2000).
Учитывая вышесказанное, а также растущую потребность здравоохранения в установлении нормативных величин содержания химических элементов в диагностических биообразцах, нами
предпринята попытка пересмотра существующих БДУ токсичных и пределов нормального содержания эссенциальных химических элементов в волосах человека.
Материалы и методы
Для решения поставленной задачи было обследовано 2793 человек в возрасте от 15 до 60 лет (2135 женщины и 658 мужчины). Все обследованные являлись жителями г. Москва и проживали в нем не менее 3-х лет.
Для установления биологически допустимых уровней (БДУ) токсичных и пределов нормального содержания эссенциальных химических элементов проведено определение Pb, Cd, As, Ni, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu, Mn, Se и Cr в волосах обследованных.
Анализ исследуемых образцов осуществлялся в лаборатории АНО «Центра биотической медицины» г. Москва (аттестат аккредитации ГСЭН.Яи.ЦОА.311, регистрационный номер в Государственном реестре РОСС RU.0001.513118 от 29 мая 2003). Для определения содержания химических элементов использовались приборы атомно-эмиссионного (Optima 2000DV, PerkinElmer Corp.) и масс-спектрального (ELAN 9000, Perkin Elmer Corp.) анализов с индуктивно связанной плазмой, а также система пробоподго-товки с использованием микроволнового разложения (Multiwave 3000, A. Paar).
Подготовка и анализ проб проводили в соответствии с рекомендациями МАГАТЭ и «Скрининговые методы для выявления групп повышенного риска среди рабочих, контактирующих с токсичными химическими элементами», утв. МЗ СССР (1989 г.), методическими рекомендациями №41 «Выявление и коррекция нарушений обмена макро- и микроэлементов», утв. КЗ г.Москвы 19.09.2000, а также МУК 4.1.1482-03, МУК 4.1.1483-03.
С помощью данных медицинской статистики, полученных при опросе и анализе амбулаторных карт, выписок из истории болезни, результатов лабораторных методов исследования, проведено группирование всех обследованных по группам заболеваний. Классификация групп заболеваний обследованного контингента проводилась согласно требованиям МКБ - 10-го пересмотра.
Таблица 1. Центильное распределение содержания свинца, кадмия, мышьяка и никеля (мкг/г) в волосах обследованных
Центиль Свинец Кадмий Мышьяк Никель
25 0,26 0,01 0,01 0,16
75 1,00 0,07 0,25 0,50
90 2,00 0,15 0,80 0,80
95 3,30 0,25 1,30 1,25
98 6,90 0,40 2,00 2,00
Таблица 2. Центильное распределение содержания эссенциальных химических элементов (мкг/г) в волосах взрослых и детей до 15 лет
Элемент Центиль
3 5 10 25 75 90 95 98
Ca 230 260 310 450 1520 2570 3360 4400
Mg 19 21 30 41 150 250 340 480
Fe 7 8 9 11 21 33 47 70
Zn 100 115 135 165 220 260 300 360
Cu 7,5 8 9 10 17 25 34 52
Mn 0,1 0,15 0,2 0,3 0,8 1,5 2,5 5,0
Se 0 0,05 0,15 0,3 1,4 3,0 4,0 5,0
Cr 0,1 0,15 0,2 0,3 0,7 1,0 1,5 2,0
Таблица З. Установленные величины биологически допустимых уровней токсичных и пределов нормального содержания эссенциальных химических элементов в волосах жителей г. Москвы
Элемент НУС БДУ/ВУС
мкг/г центиль мкг/г центиль
Pb - - 2,0 90
Cd - - 0,25 95
As - - - -
Ni - - 4,0 >98
Ca 450 25 - -
Mg 41 25 480 98
Fe 11 25 - -
Zn 165 25 220 75
Cu 10 25 25 90
Mn 0,15 5 2,5 95
Se 0,05 5 3,0 90
Cr 0,15 5 1,4 95
Для определения БДУ токсичных и пределов нормального содержания эссенциальных химических элементов в волосах весь массив данных был разделен на группы с использованием центильных шкал.
Статистически достоверное увеличение частоты встречаемости того или иного класса болезней при определенном уровне содержания химического элемента в волосах (мкг/г, центиль) соответствовало биологически допустимому уровню токсичных и пределам нормального содержания эссенциальных химических элементов. Для эссен-циальных элементов определялись два предела -верхний и нижний. Нахождение величины содержания химических элементов внутри этих границ рассматривалось как нормальное физиологическое содержание.
Статистическая обработка материала проводилась с использованием непараметрических методов (расчет центильный интервалов, критерии Манна-Уитни) при p < 0,05.
Результаты и обсуждение
Полученные в данном исследовании абсолютные значения содержания в волосах свинца, кадмия, мышьяка и никеля были ранжированы по цен-тильным показателям распределения в исследуемой выборке людей, начиная с 25 центиля, поскольку для этих элементов внимание было сосредоточено на поиске лишь верхнего БДУ (табл. 1). Уровни кальция, магния, железа, цинка, меди, марганца, селена и хрома в волосах, соответствующие 3, 5, 10, 25, 75, 90, 95 и 98 центилям, представлены в таблице 2.
В таблице 3 приведены установленные в ходе исследования[73] величины БДУ токсичных и пределов нормального содержания эссен-циальных химических элементов, то есть, такие концентрации химических элементов в волосах, достижение которых приводило к росту встречаемости у пациентов каких-либо классов заболеваний.
В ходе работы не удалось установить БДУ мышьяка в волосах взрослых. Сопоставление полученных значений с центильным распределением позволило выявить размер группы риска, который также отличался в различных возрастных группах. Аналогично детям (Скальная М.Г., 2005), у взрослых НУС в волосах большинства эссенциальных элементов соответствует 25 центилю (для кальция, магния, железа, цинка и меди) и 5 центилю (для марганца, селена и хрома). Напротив, ВУС в волосах этих химических элементов, в основном, соответствуют более высоким центилям, а для кальция и железа этот
Демидов В.А. и др.
Элементный состав волос и заболеваемость взрослого населения
верхний уровень не установлен. Данный факт свидетельствует о большей устойчивости организма взрослого человека к влиянию избыточного содержания условно эссенциальных элементов по сравнению с детьми.
В сводной таблице 4 представлены данные связи избыточного накопления и дефицита химических элементов в волосах с наличием того или иного класса болезней.
Из представленной выше таблицы можно заключить, что наиболее часто избыточное накопление свинца, кадмия, мышьяка и никеля в волосах обследованных ассоциировалось с увеличением частоты возникновения болезней эндокринной системы (IV класс), нервной системы (VI класс) и органов дыхания (X класс). У детей при избыточном накоплении в волосах этих элементов возрастала частота болезней нервной и дыхательной систем, а также пороков развития (XVII класс).
Дефициты кальция, магния, железа, цинка, меди, марганца, селена и хрома связаны с увеличением частоты развития болезней практически всех изученных классов. Развитие дефицита этих химических элементов в исследуемой выборке не было сопряжено с увеличением частоты болезней кожи и подкожной клетчатки (XII класс) и изменением лабораторных показателей (XVIII класс).
Из представленной таблицы можно заключить, что наиболее часто избыточное накопление свинца, кадмия, мышьяка и никеля в волосах ассоциировалось с увеличением частоты возникновения болезней эндокринной системы (IV класс), нервной системы (VI класс) и органов дыхания (X класс). У детей при избыточном накоплении в волосах этих элементов возрастала частота болезней нервной и дыхательной систем, а также пороков развития (XVII класс).
Дефициты кальция, магния, железа, цинка, меди, марганца, селена и хрома связаны с увеличением частоты развития болезней практически всех изученных классов. В нашей выборке развитие дефицита этих химических элементов не было сопряжено с увеличением частоты болезней кожи
Таблица 4. Связь дефицитов (ниже значений НУС) и избытков (выше значений ВУС) содержания химических элементов в волосах взрослого и детского населения с заболеваемостью по МКБ-10 (на примере г. Москва)
Класс заболеваний (по МКБ-10) Избыток Дефицит
I Se Си
II 1^, Бе Мп
III - Fe, Сг
IV РЬ, С^ Сг М& Zn
V - Mg, Fe, Мп
VI Cd Са, Mg, Zn
IX - Mg, Zn, Мп
X № Си
XI - Mg, Zn, Бе
XII Zn, Си, Мп -
XIII - Mg, Zn, Си, Мп
XIV - Fe
XVII - Мп
XVIII РЬ -
XIX Бе Са, Бе
и подкожной клетчатки (XII класс) и изменением лабораторных показателей (XVIII класс).
Особо следует отметить увеличения заболеваемости на фоне избыточного накопления так называемых эссенциальных элементов. Избыточное накопление магния, цинка, меди, марганца, селена и хрома в волосах обследованных было сопряжено с ростом болезней эндокринной системы (IV класс), инфекционных заболеваний (I класс), кожи и подкожной клетчатки (XII класс), возникновением новообразований (II класс).
В целом, анализ полученых данных позволяет сделать вывод о том, что по сравнению со детским населением (Скальная М.Г., 2005) избыточное накопление эссенциальных элементов в волосах взрослых людей сочетается с развитием значительно большего числа заболеваний.
17.10.2011
Список литературы:
1. Иванов С.И., Подунова Л.Г., Скачков В.Б., Тутельян В.А., Скальный А.В., Демидов В.А., Скальная М.Г., Серебрянский Е.П., Грабеклис А.Р., Кузнецов В.В. Определение химических элементов в биологических средах и препаратах методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и масс-спектрометрией: Методические указания (МУК 4.1.1482-03, МУК 4.1.1483-03). М.: Федеральный Центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003. 56 с.
2. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. Утв. Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ 30.11.1992 г. - М., 1992. - 58 с.
3. Любченко П.Н., Ревич Б.А., Левченко И.И. Скрининговые методы для выявления групп повышенного риска среди рабочих, контактирующих с токсичными химическими элементами: Методические рекомендации. - М., 1989. - 21 с.
4. Скальная М.Г. Гигиеническая оценка влияния минеральных компонентов рациона питания и среды обитания на здоровье населения мегаполиса. Автореф. дисс. ... докт. мед. наук. Москва. - 2005. - 42 с.
5. Скальный А.В. Эколого-физиологическое обоснование эффективности использования макро - и микроэлементов при нарушениях гомеостаза у обследуемых из различных климатогеографических регионов. // Дисс. ... докт. мед. наук - М., 2000. - 352 с.
6. Скальный А.В., Быков А.Т., Скальная М.Г., Шарыгин Р.Х., Алексеенко Е.Э., Велданова М.В. Выявление и коррекция нарушений обмена макро- и микроэлементов. Методические рекомендации №41, Утверждено КЗ г. Москвы 19.09.2000, Москва. 2000. 32 с.
Сведения об авторах:
Скальная Маргарита Геннадиевна, врач-эндокринолог, директор Центра биотической медицины, доктор медицинских наук Лакарова Елена Валерьевна, заведующий кафедрой естественно-научных дисциплин Московского филиала Высшей школы народного искусства - МШХР, кандидат химических наук Скальный Анатолий Викторович, директор института биоэлементологии Оренбургского государственного университета, доктор медицинских наук, профессор 460018, г. Оренбург, пр-т Победы, 13, тел. (3532)372482, e-mail: [email protected]
UDC577.128
Demidov V.A.1, Lakarova E.V.2, Skalnaya M.G.1, Skalny A.V.2 ELEMENTAL COMPOSITION OF HAIR AND MORBIDITY ADULTS
In the present study in hygiene widespread use tsentilnyh scales to establish the standard ratios of chemical elements in biological samples. This approach enablesstatistical processing of data, regardless of the laws of distribution of chemical elements and, thus, consider the multifactor effects on metabolic processes in the body. The study revealed the relationship between the elemental composition of hairand the incidence of the adult population. An attempt to revise existing NOS and toxiclimits of normal maintenance of essential chemical elements in human hair.
Key words: trace elements, macroelements, morbidity, population, hair
Reference:
l.Ivanov S., Podunova L.G., Skachkov V.B., Tutelyan V.A., Rocky A., DemidovV.A.,Rock M.G., Serebryansky E.P, Grabeklis A.R., Kuznetsov V.V. Determination of the chemical elements in biological fluids and medications by atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma and mass spectrometry: Guidelines (KMC 4.1.1482-03, KMC4.1.1483-03). M.: Federal Center for Sanitary InspectionMinistry of Health of Russia, 2003. 56 p.
2. Criteria for assessing environmental areas to identify areas of ecological emergency zones and ecological disaster. Approved. Ministry of Environment andNatural Resources, the 30.11.1992 - Moscow, 1992. -58 p.
3. Lubchenco PN, Revich BA, Levchenko II Screening methods for identifying high-risk groups among workers exposed to toxic chemical elements: Guidelines. - M., 1989. - 21 p.
4. Skalnaya MG Hygienic evaluation of the influence of mineral components of the dietand environment on human health metropolis. Abstract. diss. ... Doctor. honey. of Sciences. Moscow. - 2005. - 42 p.
5. Skalny A. Ecological and physiological basis of the effectiveness of macro - andmicronutrient disorders of homeostasis in subjects from different climatic regions. / /Diss. ... Doctor. honey. of Sciences - Moscow, 2000. - 352 p.
6. Skalny AV, Bykov AT, Rock MG, Sharygin AD, Alekseeko EE, MVVeldanova Identification and correction of the exchange of macro-and micronutrients. Methodological recommendations №41, Moscow Approved by CC 19/09/2000, Moscow. 2000. 32.
