CC BY
63
Вопросы общей патологии
элементный статус подростков и молодых людей, проживающих на территории ивановской области
Гришина Т. Р.1*, доктор медицинских наук,
Сатарина Т. Е.1, кандидат медицинских наук,
Калачева А. Г.1, кандидат медицинских наук,
Громова О. А.1, 2, доктор медицинских наук,
Шиляев Р. Р. 1, доктор медицинских наук,
Золотова Е. А.1
1 ГБОУ ВПО «Ивановская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России,
153012, г. Иваново, просп. Ф. Энгельса, д. 8
2 Российский сотрудничающий центр института микроэлементов ЮНЕСКО, 109652, г. Москва,
Большой Тишинский пер., д.26, стр. 15/16
РЕЗЮМЕ Проведен сравнительный анализ элементного статуса подростков 15-18 лет и молодых людей 19-25 лет, проживающих на территории Ивановской области. Установлено, что среднее содержание большинства элементов в волосах обследованных обеих групп находится в пределах нормальных значений, тогда как содержание Se, Co, Mg, Мо снижено, а Ba, Br, Al, Na - повышено.
Ключевые слова: подростки, молодые люди, распространенность, макро- и микроэлементы.
* Ответственный за переписку (corresponding author): тел.: (4932) 41-65-25
Изучение механизмов адаптации человека к меняющимся условиям среды обитания, являющееся актуальным в настоящее время, возможно лишь при учете эколого-физиологической роли химических макро- и микроэлементов [8, 19], участвующих в молекулярных механизмах адаптации.
Как известно, реализация физиологических механизмов адаптивной перестройки организма в различных климатогеографических и экологических условиях сопровождается сдвигами элементного гомеостаза и возникновением гипер- и гипоэле-ментозов [8].
По данным А. В. Скального (2000), 2/3 взрослых и 3/4 детей могут быть отнесены к группам риска по гипоэлементозам [1]. В нашей стране широко распространены дефициты магния, цинка, йода,
селена, кальция и ряда других макро- и микроэлементов. В то же время баланс микроэлементов не всегда отрицательный, дефицитный. Избыток химических элементов составляет от 1/10 до 1/6 всех дизэлементозов. У людей, проживающих в различных регионах России, часто встречаются избыток не только токсичного свинца, кадмия и алюминия, но и ванадия, никеля, хрома, молибдена, бора, меди, фтора и др.
Целью настоящего исследования явилось сравнительное изучение элементного статуса подростков 15-18 лет и молодых людей 19-25 лет, проживающих на территории Ивановской области, для оценки распространенности дизэлемен-тозов как преморбидных форм нарушения здоровья.
STATUS OF TRACE ELEMENTS IN ADOLESCENTS AND YOUNG PEOPLE - INHABITANTS OF IVANOVO REGION
Grishina T. R., Satarina T. E., Kalacheva A. G., Gromova O. A., Shilyaev R. R., Zolotova E. A.
ABSTRACT Authors made the comparative analysis of the status of trace elements in adolescents aged 15-18 years and in young people aged 19-25 years who lived in the Ivanovo region. It was stated that the average content of the most part of trace elements in hair of both groups of the examined persons was in the limits of normal indices but Se, Co, Mg, Mo content was decreased and Ba, Br, Al, Na content was increased.
Key words: adolescents, young people, prevalence, trace elements.
материал и методы
В исследовании участвовали 144 взрослых 19-25 лет (1 группа) и 62 подростка 15-18 лет (2 группа). Критерием исключения было наличие острых и хронических соматических, психических заболеваний, прием любых лекарственных препаратов и биологически активных добавок. Исследование соответствовало этическим стандартам комитетов по биомедицинской этике, разработанным в соответствии с Хельсинской декларацией с поправками от 2000 г. и Правилами клинической практики в РФ (1993) с примечаниями, составленными Советом Всемирной медицинской ассоциации в октябре 2001 г.
Методом атомной эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой проведено определение содержания 41 химического элемента в пробах волос и их сравнение с нормальными значениями (по данным ВОЗ) [12, 16].
Для статистической обработки материала использовалась прикладная программа <^а^юа 6.0».
результаты и обсуждение
Установлена распространенность гипо- и гипер-элементных состояний, произведено сравнение средних показателей содержания элементов в волосах обследованных с референтными значениями.
Среднее содержание большинства элементов ^, Si, Р, К, Са, Sc, Д V, Сг, Мп, Fe, Zn, Ga, Ge, As, Rb, Sr, Ад, Cd, Sn, Sb, Те, Cs, Нд, Т1, РЬ, В^ Т1л, I, и, N0 в волосах обследованных обеих групп находится в пределах нормальных значений, тогда как содержание Se, Со, Мд, Мо, Ва, Вг, А1, № выходит за пределы физиологического диапазона.
Среднее содержание магния у девочек составляет 35,81 ± 3,05 мкг/г и находится на нижней границе нормы (диапазон концентраций - 22,0-56,0 мкг/г при норме 35,0-150,0 мкг/г). 12 девочек (36,4%) имеют дефицит магния - менее 35 мкг/г. Практически в половине случаев (48,5%) содержание магния попадает в интервал субоптимальных значений (36-50 мкг/г). Максимальные значения уровня магния (50-58 мкг/г) достигают средних значений нормы только у 15,1%. В целом обеспеченность магнием у девочек низкая. У мальчиков уровень магния в волосах равен 31,84 ± 5,27 мкг/г (диапазон содержания - 26,0-49,0 мкг/г), что несколько выше нижнего уровня нормальных значений (25-120 мкг/г), истинный дефицит магния в этой подгруппе (менее 25 мкг/г) не выявлен.
Лица 19-25 лет также имеют низкую обеспеченность магнием. Содержание магния у девушек в
среднем составляет 37,8 ± 1,28 мкг/г и находится в нижнем сегменте референтных значений. Анализ индивидуальных элементограмм показывает, что 11,43% девушек имеют дефицит магния. У 74,28% девушек уровень магния попадает в интервал субоптимальных значений (26-50 мкг/г). Максимальное содержание магния определяется у 14,29% девушек (51-61,5 мкг/г), причем оно едва достигает средних значений нормы. Уровень магния в волосах юношей составляет 39,3 ± 2,68 мкг/г, что выше нижнего уровня нормальных значений. Диапазон содержания магния в волосах
- 13-71 мкг/г, истинный дефицит этого элемента в подгруппе юношей встречается чаще (18,18%) и является более глубоким, чем у девушек, поскольку концентрация магния у юношей в 1,9 раз меньше нижней границы нормы.
Обследованные обеих возрастных групп в целом имеют низкую обеспеченность магнием. Происхождение магниевого дефицита можно связать с наличием стереотипов питания, недостатком в рационе морепродуктов, свежих овощей и фруктов на фоне повышенной потребности в этом элементе в период обучения. Магниевый дефицит часто возникает по принципу антагонизма с натрием (ингибирует интестинальную абсорбцию магния), что связано с пищевыми традициями избыточного потребления поваренной соли в «цивилизованных популяциях», а также с избытком бария и алюминия, усиливающих выведение магния из организма [2,12]. У юношей дефицит элемента с возрастом усиливается. Этому способствуют стрессовые факторы взросления, переезд из маленьких городов в большие к месту учебы, перенаселение, курение, начало потребления алкоголя (в том числе пива), наркотиков [18].
При сопоставлении значений концентраций кобальта у обследованных подростков (0,005-0,019 мкг/г) с нормативами ВОЗ (0,05-1,0 мкг/г) выявляется его существенный дефицит.
Дефицит кобальта установлен и у молодых людей - среднее содержание в 5 раз ниже минимума нормальных значений (0,014 ± 0,0007 мкг/г, диапазон концентраций - 0,0077-0,019 мкг/г при норме 0,05-0,5 мкг/г). Истинный дефицит кобальта выявлен у 100% обследованных.
Нижняя граница содержания селена в волосах соответствует 0,8 мкг/г [21]. Уровень содержания этого элемента у мальчиков - 0,68 ± 0,05 мкг/г, у девочек - 0,54 ± 0,07 мкг/г, эти значения ниже референтных. Сопоставление концентрации селена в волосах подростков с данными ВОЗ (норма
- 0,5-1,5 мкг/г) показывает, что уровень селена в волосах девочек находится на нижней границе нормы, а у мальчиков соответствует норме. Рас-
пространенность дефицита селена у подростков составляет 38,7%.
Уровень селена у юношей - 0,61 ± 0,03 мкг/г (диапазон концентраций - 0,06-1,05 мкг/г), у девушек - 0,63 ± 0,03 мкг/г (диапазон концентраций -0,18-1,3 мкг/г). У 75,76% юношей и 62,86% девушек содержание этого элемента соответствует нижней границе нормы, а у 6,06% юношей и 7,14% девушек находится в интервале оптимальных значений (1,01-1,5 мкг/г). Распространенность дефицита селена выражена больше у лиц женского пола и определяется у 30% девушек и 18,18% юношей. С возрастом дефицит селена не усугубляется.
Снижение содержания селена и кобальта может быть обусловлено проживанием в кобальт- и се-лендефицитной провинции, к которым относятся Ивановская, Ярославская, Владимирская области; дефицитом легкоусвояемых форм элементов в почве, воде; особенностями пищевого поведения (ограничение потребления белков пшеницы, богатых селеном); социальными причинами [9, 21]. Гипоэлементное состояние может отражать увеличенное поглощение селена функционирующими тканями с активизированными анти-оксидантными системами [24]. Физиологически активная форма кобальта - витамин В12, то есть недостаточность кобальта по сути - недостаточность витамина В12 [8,10].
Дефицит селена и кобальта возникает не только при низком их поступлении в организм, но и при хронической интоксикации тяжелыми металлами и избыточном потреблении натрия [15], при заболеваниях печени, дисбактериозе (вплоть до полного угнетения селензависимых ферментов) [15, 17].
Содержание молибдена в волосах подростков оказалось за пределами нижней границы нормы (0,02-0,15 мкг/г): у мальчиков - 0,015 ± 0,0026 мкг/г, у девочек - 0,017 ± 0,0037 мкг/г. У 48,4% подростков его уровень может квалифицироваться как дефицитный.
Уровень молибдена в волосах молодых людей также не соответствует норме (0,015 ± 0,0009 мкг/г, диапазон концентраций - 0,0003-0,0285 мкг/г). У 90,91% юношей и 97,14% девушек содержание этого элемента в 1,5 раза меньше оптимальной концентрации.
Усугубляющийся с возрастом дефицит молибдена трудно объяснить низким содержанием элемента в рационе.
Таким образом, у обследованных обеих возрастных групп и обоего пола выявлены однотипные нарушения элементного статуса, характеризую-
щиеся низкой обеспеченностью Se, Со, Мд, Мо, что приводит к снижению общей адаптационной способности, противоинфекционной, противоопухолевой резистентности, системы защиты от радиационного воздействия, токсического влияния тяжелых металлов, утяжеляет течение многих заболеваний, список которых постоянно расширяется [6, 7].
Кроме гипоэлементных состояний, у исследуемых был выявлен избыток натрия, условно-токсичных и токсичных элементов.
Приблизительно в 30% случаев в каждой возрастной группе наблюдается избыток алюминия. По средним значениям уровня алюминия нет существенных возрастных и гендерных различий. Диапазон концентраций элемента в волосах обследованных составляет 10,9-27,6 мкг/г (норма -
1.0-20,0 мкг/г).
Накопление алюминия встречается при использовании алюминиевой посуды, употреблении в пищу нефильтрованной водопроводной воды, продуктов с пищевыми красителями Е-541, Е-554, Е-556 и растений, выращенных на кислых почвах и под воздействием «кислых дождей» (содержание магния в них уменьшается, а алюминия -увеличивается) [13, 19]. Накопление алюминия часто отмечается у работников отраслей промышленности, связанных с получением и использованием этого металла; у больных, принимающих антациды; лиц, пользующихся присыпками и дезодорантами, бумажными салфетками и полотенцами [8, 10].
Высоким у подростков оказалось и содержание брома (4,46 ±1,3 мкг/г), превышая максимальное значение нормы в 3 раза. Лишь у 6,5% детей уровень брома находился в диапазоне 1,1-1,6 мкг/г, у остальных 93,5% - в диапазоне 2,1-11,0 мкг/г.
Средняя концентрация брома у юношей равна
6,26 ± 0,5 мкг/г, у девушек - 5,65 ± 0,32 мкг/г (диапазон концентраций - соответственно 2,27-11,34 и 1,01-11,34 мкг/г). В волосах молодых людей обоих полов содержание брома превышает максимальное значение нормы в 5,5 раза (норма -
1.0-1,5 мкг/г). Уровень брома попадал в интервал нормальных значений у 2,86% обследованных, а у остальных 97,14% - в диапазон 1,51-11,345 мкг/г.
Полученные результаты свидетельствуют о накоплении брома с возрастом. Одним из источников элемента является поваренная соль. Негативное значение избытка брома связано с его накоплением в тканях щитовидной железы и снижением содержания йода, что особенно актуально для людей, проживающих на йододефицитных
территориях, к которым относится и Ивановская область [13, 19]. Соединения брома участвуют в тормозных процессах в коре головного мозга, являются миметиком ряда эффектов глицина, антагонистом норадреналина и дофамина. В организме бром входит в состав многих ферментов: активирует пепсин, панкреатическую липазу и амилазу, усиливает действие инсулина и таким образом участвует в регуляции деятельности желез [14].
Количество бария в волосах девочек и мальчиков было в 3 раза выше верхней границы нормы (0,2-1,0 мкг/г) и равнялось 2,9 ± 0,52 мкг/г. В 4,8% случаев уровень этого элемента приближался к верхней границе нормальных значений - 1,1-1,7 мкг/г, в 59,7% - находился в диапазоне от 2,0 до 5,0 мкг/г, а в 25,5% - от 5,1 до 7,1 мкг/г.
Содержание бария в волосах юношей и девушек 19-25 лет составило 4,02 ± 0,26 мкг/г, что почти в 4,5 раза больше референтной величины. В 81,8% случаев уровень бария приближался к верхней границе нормальных значений - 1,01-5,0 мкг/г, в 18,2% - находился в диапазоне от 5,1 до
9,26 мкг/г. Оптимальная концентрация бария не определялась ни у одного исследуемого.
Таким образом, с возрастом происходит накопление бария, причем гендерных различий в этом процессе не наблюдается. Барий в больших количествах поступает при употреблении консервированной и лиофилизированной пищи [17]. Бариты могут накапливаться в растениях и содержаться в воде в окружении объектов керамической, бумажной, металлургической промышленности. Опасность представляют многократные рентгенографические исследования с использованием сульфата бария [8]. Известно, что барий является антагонистом магния и кальция. Ткани, содержащие много магния, меньше накапливают барий [10]. Для профилактики избыточного накопления бария важно употребление продуктов, не подвергнутых любому виду обработки, назначение препаратов, компенсирующих магниевый дефицит [19,20].
Большинство подростков имели физиологический уровень натрия, среднее содержание которого в волосах составляет 896,8 ± 125,3 мкг/г. Избыток натрия встречается в 17,8% случаев.
В волосах юношей и девушек 19-25 лет уровень натрия достигал в среднем 1 470,1 ± 54,7 мкг/г (диапазон концентраций - 987-1994 мкг/г). Частота избытка натрия (выше 1 000,0 мкг/г) у юношей встречается в 100% случаев, из которых в 51,5% концентрация натрия была в 1,5 раз выше верхней референтной величины, а 48,5% - в 1,93 раза. Избыток натрия у девушек обнаружен
в 95,71% случаев, из которых в 38,6% уровень элемента был в 1,94 раза выше нормы и только в 4,29% находился на верхней границе интервала нормальных значений (60,0-1000,0 мкг/г). С возрастом натрий накапливается в организме независимо от гендерных различий.
Натрий - это основной внеклеточный ион, который поддерживает осмотическое давление внеклеточной жидкости, кислотно-основное равновесие, участвует в передаче нервных импульсов через мембраны нервных клеток и обеспечивает нормальную возбудимость мышечных клеток [11]. Он играет большую роль в широком распространении так называемых «болезней цивилизации», среди которых лидируют заболевания сердечно-сосудистой системы [5]. Очевидной причиной повышения содержания натрия является избыточное потребление поваренной соли. Это усиливает почечную экскрецию калия, в результате нарушения баланса между натрием и калием изменяется функция барорецепторов, повышается содержание катехоламинов. Уменьшение содержания магния в мембранах клеток вызывает увеличение их проницаемости, утечку калия из клеток и повышенное поступление натрия [23]. Высокий уровень натрия приводит к ранней манифестации гипертонической болезни [2], к тяжелому течению гипертонии и развитию осложнений со стороны почек.
В ходе исследования были определены межгруп-повые различия в содержании элементов в волосах подростков и молодых людей. В химическом составе волос молодых людей обнаружены отклонения от нормы по содержанию фосфора и бора.
Уровень фосфора составляет в волосах у юношей 173,4 ± 6,96 мкг/г, у девушек - 166,3 ± 4,68 мкг/г и находится в середине референтного интервала (120,0-220,0 мкг/г). Отклонения в содержании фосфора разнонаправленны. 9,09% юношей и 18,57% девушек имеют дефицит фосфора. Практически в половине случаев - у 77,17% девушек и 78,79% юношей - его содержание в волосах находится в диапазоне оптимальных значений. Максимальный уровень фосфора (221,0-280,34 мкг/г) - у 12,12% обследованных мужского пола и у 4,29% - женского.
Наша пища обычно богата фосфором, так как он встречается почти в каждом натуральном продукте. Средний пищевой рацион содержит в 7 раз больше фосфора, чем требуется взрослому человеку [14], поэтому дополнительный прием фосфорсодержащих комплексов не требуется.
Высоким оказалось содержание бора - 5,42 ± 0,3 мкг/г у молодых людей обоих полов, что в 2 раза выше максимального значения нормы (1,0-3,5
мкг/г). Лишь в 23,3% случаев уровень элемента находился в диапазоне 1,0-3,5 мкг/г, в остальных 76,70% - колебался от 3,51 до 9,7 мкг/г. Избыток бора более выражен у лиц женского пола, чем у лиц мужского (77,14 и 75,76% случаев).
Обычно наблюдаются бытовые отравления бором, т. к. он входит в состав дезинсектицидов, консервантов для рыбных и мясных продуктов, лекарственных препаратов. Избыток бора содержат и керамические изделия, а также эмалевые покрытия посуды из чугуна и стали [3, 14].
Таким образом, проведенное исследование показало, что имеются нарушения содержания макро-и микроэлементов в организме лиц, проживающих на территории Ивановской области.
С возрастом происходит накопление №, В, Ва, Вг и усиливается дефицит Мд, Мо. Полученные
литература
1. Агаджанян Н. А., Скальный А. В. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека. - М. : Изд-во КМК, 2001.
2. Гришина Т. Р. Элементный статус подростков 15-18 лет с артериальной гипертонией и способы коррекции его нарушений : дис. ... д-ра мед. наук. - Иваново, 2007.
3. Зейлер Г. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. - М. : Мир, 1993.
4. Кудрин А. В., Громова О. А. Микроэлементы в неврологии. - М. : ГэотарМед, 2006.
5. Кушаковский М. С. Эссенциальная гипертензия (гипертоническая болезнь). Причины, механизмы, клиника, лечение. - СПб. : Фолиант, 2002.
6. Микронутриенты в питании здорового и больного человека / В. А. Тутельян [и др.]. - М. : Колос, 2002.
7. Микроэлемент селен: роль в процессе жизнедеятельности / И. В. Гмошинский [и др.] // Экология моря : сб. науч. тр. - Севастополь, 2000. - С. 5-19.
8. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А. П. Авцын [и др.]. - М. : Медицина, 1991. - 496 с.
9. О качестве родниковых вод Ивановской области / А. П. Куприяновская [и др.] // Экология и промышленность России. - 2005. - № 4. -С. 38-40.
10. Панченко Л. Ф., Маев И. В., Гуревич К. Г. Клиническая биохимия микроэлементов. - М. : ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2004.
11. Райцес В. С. Нейрофизиологические основы действия микроэлементов. - Л. : Медицина, 1981.
12. Ребров В. Г., Громова О. А. Витамины, макро- и микроэлементы. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2008.
результаты позволяют считать волосы информативным биоиндикаторным субстратом для оценки латентных отклонений элементного статуса.
Накопление натрия и элементов токсического и условно-токсического действия может повышать расходование жизненно важных элементов Мд, Со, Se, Мо и стать причиной снижения их содержания в биосубстратах. Это создает условия для еще большей аккумуляции токсикантов, замыкая порочный круг дизэлементоза. В результате увеличивается потребность в эссенциальных элементах, участвующих в реализации адаптационных механизмов. Полученные факты можно расценивать как показатели повышенной напряженности регуляторных механизмов, снижения функциональных резервов организма, что можно считать преморбидной формой нарушения здоровья.
13. Ревич Б. А. Здоровье населения и химическое загрязнение окружающей среды в России. - М. : Медицина, 1996.
14. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ : метод. рекомендации МР № 2.3.1. 1915-04. МЗ СР РФ. - М., 2004.
15. Саноцкий И. В. Селен и здоровье человека. - М. : НИИ питания РАМН, 2006.
16. Скальный А. В. Референтные значения концентрации химических элементов в волосах, полученные методом ИСП-АЭС (АНО «Центр биотической медицины») // Микроэлементы в медицине. - 2003.
- Т. 4, вып. 1. - С. 55-56.
17. Смирнов А. Н. Элементы эндокринной регуляции.
- М. : Гэотар-Мед, 2006.
18. Спасов А. А. Магний в медицинской практике. - Волгоград, 2000.
19. Сусликов В П. Геохимическая экология болезней.
- Т. 1, 2. Атомовиты. - М. : Гелиос АРВ, 2002.
20. Химический состав российских пищевых продуктов : справочник / под ред. И. М. Скурихина, В. А. Тутельяна. - М. : ДЕЛИ принт, 2002.
21. Элементный дисбаланс у детей Северо-Запада России / С. В. Алексеев [и др.]. - СПб : СПбГПМА, 2001.
22. Eaton S. B., Konner M. Palaeolithic nutrition. A consideration of its nature and current implications // N. Engl. J. Med. - 1985. - Vol. 312, № 6. - P. 283-289.
23. lannello S., Belfiore F. Hypomagnesemia. A review of pathophysiological, clinical and therapeutical aspects // Panminerva Med. - 2001. - № 3. - Р. 177-209.
24. Selenoprotein metabolism and function: evidence for more than one function of Selenoprotein P / R. F. Burk [et al.] // J. Nutr. - 2003. - Vol. 133. - Р. 1517-1520.
