CC BY
110
дигиена и санитария. 2016; 95(5)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-5-432-439_
Оригинальная статья
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016
УДК 613.98:616-092:612.015.31
Горбачев А.Л.1, Луговая Е.А.2, Степанова Е.М.2
МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ ПРОФИЛЬ ЛЮДЕЙ СТАРЧЕСКОГО ВОЗРАСТА ЕВРОПЕЙСКОГО И АЗИАТСКОГО СЕВЕРА РОССИИ
'ФГБОУ ВПО Северо-Восточный государственный университет, 685000, Магадан; 2ФГБУН Научно-исследовательский центр «Арктика» Дальневосточного отделения Российской академии наук, 685000, Магадан
С целью выявления возрастных особенностей системы микроэлементов у людей старческого возраста, проживающих в различных природно-географических регионах спектрометрическими методами определено содержание 25 макро- и микроэлементов в волосах женщин, проживающих в г. Архангельске (средний возраст 87,0 ± 0,98 лет) и г. Магадане (средний возраст 80,1 ± 1,25 лет). В обеих группах установлен элементный дисбаланс, представленный пониженным содержанием в организме жизненно важных элементов: кальция, магния, кобальта, меди, и повышенным - натрия. В волосах жительниц г. Архангельска по сравнению с г. Магаданом, выявлено достоверно более высокое содержание алюминия, бора, кремния, в г. Магадане достоверно выше концентрации селена и олова. По частоте встречаемости избыток элементов в организме жителей г. Архангельска сопоставим с таковым у жителей г. Магадана, но имеет свои особенности. В г. Архангельске более выражен избыток калия, обнаружено повышенное содержание цинка, тогда как в г. Магадане выявлен избыток марганца и мышьяка. Площадь фигуры, отражающей дефицит элементов у жительниц г. Магадана больше, чем в г. Архангельске, что проявляется большим дефицитом хрома, цинка, железа. Выявленные региональные различия в содержании макро- и микроэлементов связаны с биогеохимическими и экологическими особенностями регионов, которые могут определять специфику болезней старения и время их появления.
Ключевые слова: Север; человек; макро- и микроэлементы; старение.
Для цитирования: Горбачев А.Л., Луговая Е.А., Степанова Е.М. Микроэлементный профиль людей старческого возраста европейского и азиатского Севера России. Гигиена и санитария. 2016; 95 (5): DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-5-432-439
Gorbachev A.L.1, Lugovaya E.A.2, Stepanova E.M.2
TRACE ELEMENT STATUS IN OLD PEOPLE OF EUROPEAN AND ASIAN PARTS OF THE NORTH OF RUSSIA
North-East state university, Magadan, 685000, Russian Federation; 2Scientific-research centre "Arktika" of the Far-eastern branch of the Russian academy of Sciences, Magadan, 685000, Russian Federation
To determine age-relatedpeculiarities of trace element system in oldpeople, residing in different natural and geographical regions, the content of 25 trace elements in hair samples of women from Arkhangelsk (average age is 87,0±0,98 years) and Magadan (average age is 80,1±1,25 years) was determined by spectrometric methods. In both groups there was established element misbalance characterized by lower concentration of such essential elements as Ca, Mg, Co, Cu and higher concentration of Na. The excess of K and Zn is more expressed in hair of female residents of Arkhangelsk in comparison with the city of Magadan there was revealed significantly more higher content of aluminum, boron, silicon, in the city of Magadan there are significantly higher concentrations of selenium and tin. According to the frequency of occurrence the excess of elements in the body of residents of the city of Arkhangelsk is comparable to that of residents of the city of Magadan, but has its own features. In Arkhangelsk there is more pronounced the excess ofpotassium, there was found high content of zinc, whereas in the city of Magadan there was revealed an excess of manganese and arsenic. Square of the figure, reflecting the deficiency of elements in female residents of the city of Magadan is more than in the city of Arkhangelsk, which is manifested by larger deficiency of chromium, zinc, iron. Identified regional differences in the content of macro- and microelements are related to biogeochemical and ecological features of the regions, which can determine the specifics of the aging diseases and time of their occurrence.
Keywords: the North; human; macro- and trace elements; ageing.
For citation: Gorbachev A.L., Lugovaya E.A., Stepanova E.M. Trace element status in old people of European and Asian parts of the North of russia.
Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal) 2016; 95(5): 432-439. (In Russ.). DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-5-432-439
For correspondence: Elena A. Lugovaya, MD., PhD, associate Professor, Scientific Secretary. E-mail: [email protected] Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Funding. The work was performed in the framework of the basic compartment of the State Assignment for the North-Eastern State University (Magadan) "Implementation of research projects" on the theme "Features of mineral metabolism and psychophysiology in indigenous residents of the Magadan Region" and the State Assignment for Scientific Research Centre "Arktika" of the Far Eastern Branch of RAS on the theme "Research of the conjugation of the central and autonomic regulatory mechanisms of adaptive rearrangements in metabolism, systemic and microcirculatory hemodynamics under exposure of extreme environmental factors to the body of Aboriginal and Caucasians residents of different climatic regions". Received 06 May 2015 Accepted 04 June 2015
Введение
Современная медико-биологическая наука определяет старение как многофакторный процесс, сопровождающийся возрастной деградацией об-
Для корреспонденции: Луговая Елена Александровна, канд. биол. наук, доцент, ученый секретарь НИЦ «Арктика» ДВО РАН, 685000, Магадан, E-mail: [email protected].
менных процессов и понижением биоэнергетики, которые в комплексе приводят к формированию возрастной патологии и ассоциируются с сердечно-сосудистыми, эндокринными, нейродегенеративными, иммунодефицитными, онкологическими заболеваниями [1-3].
Одной из особенностей физиологии пожилых и старых людей является дисбаланс микроэлементного
статуса и нарушение минерального обмена. Несмотря на прогрессивное развитие биоэлементологии, аналитические сведения о закономерностях возрастных изменений элементного статуса человека в научной литературе крайне малочисленны [4; 5]. Известно, что в период старения нарушается контроль поддержания микроэлементного гомеостаза, что соответствует представлениям об адаптационно-регуляторной теории старения [6].
Данные о возрастных изменениях содержания химических элементов в организме человека неоднозначны и не всегда поддерживают точку зрения о генерализованном изменении их уровня. Анализ литературы свидетельствует о разнонаправленных возрастных перестройках физиологической системы микроэлементов, приводящих в пожилом возрасте не только к дефициту, но и к избытку определенных элементов [7-13]. Кроме того, на функциональное состояние биоэлементной системы организма и сопряженных с ней органов и тканей оказывают влияние геохимические особенности региона проживания, нерациональное питание, пониженный уровень физической активности пожилых людей, патология желудочно-кишечного тракта и нарушение всасывания элементов, а также другие факторы.
Исследования в области медицинской элементо-логии показывают, что, начиная с 46-55 лет происходит прогрессивное снижение многих ключевых эссенциальных элементов (Ca, Mg, Se, Zn, &, ^ и др.), достигающих минимальных значений у лиц старше 65 лет. Параллельно развитию дефицита эс-сенциальных микроэлементов в организме лиц пожилого возраста происходит кумуляция токсичных элементов ^Ь, Cd, Al, As и др.), что является причиной интоксикации и развития патологических процессов.
Возрастзависимая аккумуляция токсичных элементов, по-видимому, носит общебиологический характер. Это явление отмечено не только для человека, но и для лабораторных животных, что показано в отношении Al, Cd, Pb, Mo в органах лабораторных крыс. Вместе с тем достоверных изменений в уровне эссенциальных элементов Mg, Zn, S) у лабораторных животных при старении не выявлено [14].
По мнению некоторых исследователей, дефицит эссенциальных микроэлементов в организме старых людей является следствием хронических болезней, приводящих к экскреции элементов. В частности, это касается цинка, меди, железа, селена, хрома [12]. В то же время существует точка зрения, что нарушения микроэлементного гомеостаза является запрограммированным процессом и именно дисбаланс микроэлементов служит одним из триггеров возрастной патологии. Учитывая дозозависимые свойства эссенциальных и токсичных элементов, нарушения их физиологического уровня через «поломку» в ме-талло-лигандных комплексах приводят к нарушениям обменных процессов и запускают биохимические механизмы старения.
Показано, что адресное использование витамин-но-минеральных комплексов способно предупре-
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(5)
_DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-5-432-439
Original article
дить возрастные заболевания и отодвинуть время старения. Этот подход подтвержден практическим использованием геропротекторных минеральных добавок для пожилых людей [15].
Здоровье населения, качество его жизни, а также время и механизмы развития болезней старения в разных регионах могут различаться. В этой связи определенный интерес представляет изучение возрастных изменений элементного статуса людей, проживающих в различных природно-климатических зонах.
Цель настоящей работы: исследование особенностей элементного статуса коренных жительниц старческого возраста европейского и азиатского Севера России (на примере Архангельска и Магадана).
Материал и методы
Объектом исследования явились женщины старческого возраста, проживающие в Архангельске (n = 25, средний возраст 87,0 ± 0,98 лет) и Магадане (n = 25, средний возраст 80,1 ± 1,25 лет). Исследуемые лица представляли собой социально организованные группы: являлись пациентами гериатрического отделения Северного медицинского клинического центра им. Н.А. Семашко (Архангельск) и постоянными жителями дома престарелых (Магадан).
Методами атомной эмиссионной спектрометрии (АЭС-ИСП) и масс-спектрометрии (МС-ИСП) с индуктивно связанной аргоновой плазмой на приборах Optima 2000 DV и ELAN 9000 (Perkin Elmer Corp., США) в АНО «Центр биотической медицины» (Москва) в волосах определяли содержание 25 химических элементов: алюминий (Al), мышьяк (As), бор (B), бериллий (Be), кальций (Ca), кадмий (Cd), кобальт (Co), хром (Cr), медь (Cu), железо (Fe), ртуть (Hg), йод (I), калий (K), литий (Li), магний (Mg), марганец (Mn), натрий (Na), никель (Ni), фосфор (P), свинец (Pb), селен (Se), кремний (Si), олово (Sn), ванадий (V), цинк (Zn).
Согласно принятым методическим подходам забор волос производили с затылочной части головы. Правомерность и эффективность использования волос для оценки элементного статуса организма в целом доказана результатами нескольких международных координационных программ, выполненных под эгидой Международного агентства по атомной энергии [16].
В качестве референтных величин концентраций элементов использованы среднероссийские показатели [17]. Для оценки тяжести отклонения содержания в волосах того или иного химического элемента использовали 4-балльную шкалу, где за отклонение 1-й степени принимали значения ниже 25 и выше 75 центилей, 2-й степени - ниже 10 и выше 90, 3-й степени - ниже 5 и выше 95, 4-й степени - ниже 3 и выше 97 центилей [18].
«Формулы» элементного дисбаланса были выведены на основе определения частот избытка или дефицита в волосах химических элементов (2-й и выше степени отклонения), встречающихся более
дигиена и санитария. 2016; 95(5)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-5-432-439
Оригинальная статья
Таблица 1
Содержание химических элементов в волосах женщин старческого возраста европейского и азиатского Севера, мкг/г (Me (25-й; 75-й процентиль)
Обследуемые группы людей Статистические
Изучаемый критерии и уровень значимости различий между сравниваемыми группами (и; 2; р)
элемент Архангельск Магадан
Al 15,18 (10,05; 24,51) 5,25 (3,41; 7,41) 35; -4,91; 0,000
As 0,06 (0,05; 0,09) 0,06 (0,04; 0,56) 230; -4,56; 0,65
B 3,93 (2,78; 5,38) 1,47 (0,73; 3,00) 56; -3,05; 0,002
Be 0,003 (0,003; 0,007) 0,003 (0,003; 0,004) 198,5; -1,31; 0,19
Ca 456,97 (328,62; 522,53) 349,73 (238,33; 512,17) 198; -1,19; 0,24
Cd 0,015 (0,011; 0,022) 0,014 (0,006; 0,047) 231,5; -0,42; 0,67
Co 0,009 (0,007; 0,011) 0,007 (0,006; 0,041) 236; -0,32; 0,75
Cr 0,53 (0,45; 0,63) 0,36 (0,13; 0,61) 145; -2,40; 0,02
Cu 9,42 (9,00; 10,29) 9,36 (7,82; 11,45) 225; -0,57; 0,57
Fe 13,25 (10,57; 16,02) 13,69 (8,67; 26,35) 235; -0,34; 0,73
Hg 0,42 (0,33; 0,51) 0,34 (0,19; 0,50) 127,5; -1,39; 0,16
I 1,28 (0,66; 2,09) 0,66 (0,41; 2,71) 139; -0,72; 0,47
K 117,49 (34,94; 427,53) 109,91 (54,77; 561,03) 232; -0,41; 0,68
Li 0,016 (0,013; 0,019) 0,012 (0,010; 0,026) 202; -1,11; 0,27
Mg 47,06 (33,28; 68,65) 42,40 (22,27; 73,91) 218; -0,73; 0,47
Mn 0,54 (0,37; 0,79) 0,77 (0,41; 1,37) 185; -1,49; 0,14
Na 228,41 (79,02; 526,81) 305,23 (133,88; 799,77) 208; -0,96; 0,34
Ni 0,15 (0,10; 0,18) 0,11 (0,10; 0,40) 249,5; -0,01; 0,99
P 156,48 (144,13; 169,80) 150,20 (137,20; 167,53) 209; -0,94; 0,35
Pb 0,22 (0,14; 0,51) 0,33 (0,16; 1,01) 202; -1,10; 0,27
Se 0,46 (0,40; 0,51) 0,67 (0,41; 1,58) 150; -2,28; 0,02
Si 40,86 (38,00; 44,21) 21,15 (12,50; 41,58) 137; -2,58; 0,01
Sn 0,02 (0,02; 0,04) 0,08 (0,05; 0,20) 57; -3,46; 0,001
V 0,08 (0,06; 0,11) 0,07 (0,05; 0,11) 144; -0,91; 0,36
Zn 218,11 (202,38; 237,58) 185,07 (153,04; 207,38) 127; -2,81; 0,01
Примечание: и - критерий Манна-Уитни; 2 - соответствует Г-критерию Стьюдента для независимых выборок; р - уровень значимости; полужирным шрифтом выделены элементы, межгрупповые различия концентраций которых достоверно значимы.
чем у 10% лиц от числа исследованных в каждой группе.
Для количественной оценки степени резистентности организма к действию неблагоприятных условий окружающей среды рассчитывали степень адаптированности системы (А) микроэлементного гомеостаза по формуле:
A =-
!Kk
N
где А - степень адаптированности в усл. ед., п - количество корреляционных связей между элементами, ^К - сумма коэффициентов корреляции без учета знака, N - число микроэлементов, объединенных в плеяды [19].
Суммарная площадь дефицита и избытка химических элементов S (усл. ед.2) в исследуемой группе рассчитана путем сложения площадей треугольни-
ков, образованных при построении лепестковых диаграмм, длина сторон которых равна показателю частоты выявленного нарушения, принятому за условную единицу.
Статистическая обработка полученных данных проведена с использованием пакета IBM SPSS Statistics 21. Для установления различий между двумя независимыми выборками по количественным показателям, распределение которых отличалось от нормального, применяли критерий Манна-Уитни (U), где Z соответствует параметрическому ¿-критерию Стьюдента для независимых выборок. Параметры описательной статистики для количественных показателей приведены в виде медианы (Me) и ин-терквартильной широты (25-й; 75-й процентиль). Критическое значение уровня статистической значимости при проверке нулевых гипотез принималось прир < 0,05.
Настоящее исследование проведено с соблюдением требований биомедицинской этики и сопровождалось добровольно полученным письменным информированным согласием обследуемых лиц.
Результаты и обсуждение
Медианы концентраций микроэлементов, отражающие общий элементный профиль организма женщин старческого возраста изучаемых регионов, представлены в табл. 1. По нашим данным, содержание ряда элементов (Al, B, Cr, Se, Si, Sn, Zn) достоверно отличалось в волосах обследованных групп.
Анализ результатов исследования показал, что в организме обследованных выявленный дисбаланс макро- и микроэлементов имеет характерные черты так называемого «северного» типа с выраженными дефицитными концентрациями основных эссенциальных химических элементов (2-й и выше степени отклонения). Основные нарушения «элементного портрета» изученного контингента можно представить в виде «формул» элементного дисбаланса, расположив элементы в порядке убывания частоты отклонения в группе (табл. 2).
Для визуализации степени глубокого (2-4-й степени отклонения) дисбаланса в элементном профиле исследованных лиц построены лепестковые диаграммы с расчетом общих площадей фигур, отражающих суммарную величину отклонения в группе (см. рисунок). Избыток элементов в организме жителей Архангельска сопоставим по размеру с таковым у жителей Магадана, но имеет свои особенности: в Архангельске более выражен избыток калия, у 15% исследованных обнаружено повышенное содержание цинка и бора, тогда как в Магадане присутствует избыток марганца (у 20% обследованных лиц), также мышьяка, алюминия и кремния. Площадь фигуры, отражающей дефицит элементов у жителей
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(5)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-5-432-439
Магадана больше, чем в Архангельске, что проявляется большим дефицитом хрома, цинка, железа.
Рассмотрим более подробно особенности содержания некоторых химических элементов в организме женщин старческого возрастного периода, проживающих в Архангельске и Магадане.
Для жителей Севера характерен дефицит многих минеральных веществ и в первую очередь кальция (Са), недостаток которого достигает на отдельных северных территориях 100%. Вероятно, это связано с употреблением в пищевых целях мягкой питьевой воды, низким содержанием кальция в рационе питания и нарушением процессов его обмена в организме из-за гипоинсоляционного дефицита витамина D [20]. Понижение содержания кальция в организме людей второй половины жизни является запрограммированным процессом. Известно, что возрастная перестройка гормональной сферы ведет к повышению активности остеокластов, которая в итоге приводит к превалированию процесса резорбции в костной ткани [21]. Согласно данным литературы, содержание кальция в тканях человека (кровь, волосы) с возрастом уменьшается: начиная со второй половины жизни, особенно у лиц женского пола, отмечено его «вымывание» из организма [8]. В нашем исследовании медианное значение концентрации элемента в волосах жительниц старческого возраста Магадана выходило за пределы нижней границы физиологической нормы (354 мкг/г), рассчитанной для лиц старше 65 лет [17], и составило 349,73 мкг/г, в то время как у женщин Архангельска содержание кальция находилось в границах физиологической нормы, медиана 456,94 мкг/г. Региональные различия показателей объяснимы особенностью природно-соци-альных факторов (биогеохимическое состояние среды обитания, характер питания), но гипокальциемия у жителей Магадана предполагает больший риск развития кальций зависимой патологии. Считается, что возрастное понижение кальция провоцирует истощение щелочного резерва организма, приводящее к развитию хронических заболеваний, в том числе и старческих [22].
В организме жителей обоих регионов отмечено высокое содержание кремния (81). При этом у жительниц Архангельска уровень оказался достоверно выше (медиана 40,86 мкг/г), чем Магадане (медиана 21,15 мкг/г), и значительно превысил верхнюю границу референтных значений, однако при сравнении средних концентраций (39,46 ± 1,48 и 42,85 ± 10,58 мкг/г соответственно) достоверных отличий не обнаружено, что позволяет оба региона отнести к кремний-избыточной биогеохимической провинции.
Ассоциированные изменения обмена кальция и кремния в организме могут приводить к их перераспределению в тканях с последующим отложением в виде нерастворимых ком-
Оriginal article
Таблица 2
«Формулы» элементного дисбаланса организма женщин старческого возраста европейского и азиатского Севера
Архангельск
Магадан
K-
Na, B, Zn Ca, Mg, Cu, Co
K, Fe
Na, As, Si, Mn Ca, Co, Mg, Cr, Zn
Примечание: в знаменателе представлены химические элементы с дефицитом концентраций, в числителе - с избытком, перед дробью - элементы с разнонаправленными элементными перестройками, представленными как дефицитом концентраций, так и избытком.
плексов (мочекаменная, желчнокаменная болезнь). Доказана роль избытка соединений кремния при одновременном дефиците кальция в развитии клинического (эндемического) и экспериментального уролитиаза, аутоиммунных процессов [23]. Известна также роль ассоциированных нарушений обмена Са и в механизмах возникновения и повышения деминерализации костной ткани [24]. Кроме этого, существуют данные, что избыток кремния «запускает» патогенез артериальной гипертензии [25]. Таким образом, избыток кремния в организме лиц старческого возраста является основой некоторых форм болезней старения, причем кремний-зависимая патология может быть более выражена в Архангельске.
Питьевая вода является незаменимым источником эссенциальных макроэлементов, присутствующих в воде в виде биологически доступных и легко всасываемых двухвалентных ионов [26]. Это справедливо, прежде всего, в отношении кальция и магния (Mg). Как известно, водоснабжение северных территорий осуществляется за счет поверхностных слабоминерализованных, мягких вод с низким содержанием солей кальция и магния. По нашим данным, в волосах женщин геронтологических групп Архангельска и Магадана у большей части исследованных отмечено пониженное содержание в волосах Mg (см. табл. 1), что является фактором риска развития атеросклероза, гипертонической болезни, депрессивных состоя-
Дефицит Zn
-Архангельск, S=15,02 усл. ед.
---Магадан, S=21,75 усл. ед.
-Архангельск, S=8,44 усл. ед.
---Магадан, S=9,75 усл. ед.
Диаграммы нарушений элементного баланса в организме женщин старческого возраста европейского и азиатского Севера.
Примечание: S (усл. ед.2) - суммарная площадь дефицита и избытка химических эле-
гиена и санитария. 2016; 95(5)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-5-432-439
Оригинальная статья Таблица 3
Степень адаптированности (А)* элементной системы организма женщин старческого возраста европейского и азиатского Севера России
Архангельск Магадан
1К = 29,19 1К = 31,65
А = 53,71 усл. ед. А = 60,55 усл. ед.
Примечание: А - степень адаптированности в усл. ед., ХКк - сумма коэффициентов корреляции г! 0,5 без учета знака
ний, сахарного диабета. Причем ведущее значение в патогенезе гипертонической болезни придается магнию: именно его дефицит рассматривают в качестве первичного звена [27].
По нашим данным, содержание хрома (Сг) в организме жительниц Магадана оказалось достоверно ниже аналогичного показателя в группе исследованных из Архангельска, что позволяет, вероятно, отнести жительниц Магадана к группе риска по развитию ассоциированного с возрастом сахарного диабета. Возрастной недостаток Сг является предпосылкой для нарушения усвоения и запасания глюкозы и формирования сахарного диабета 2-го типа. Существует мнение, что одним из ведущих факторов возникновения диабета 2-го типа является хронический хромовый дефицит [28]. Показано, что биологические добавки на основе органического хрома (пиколинат хрома) повышают чувствительность тканей к инсулину у лиц с диабетом 2-го типа [29], подавляют уровень холестерина в сыворотке крови и ингибируют его возрастное увеличение [30]. Исходя из того, что симптомы дефицита Сг аналогичны симптомам старения, адресные биодобавки хрома могут предупреждать диабет 2-го типа и служить геропро-текторами.
Известно, что у пожилых и старых людей формируются «элементные дыры», т.е. возникает глубокий дефицит некоторых ключевых микроэлементов и, прежде всего, селена (8е). Наше исследование подтверждает это положение. В обеих геронтологических группах уровень 8е оказался значительно ниже нижней границы референтного диапазона. При межтерриториальном сравнении содержание 8е в северо-восточной группе (Магадан) было статистически значимо выше (р < 0,02). Селеновая недостаточность через нарушение иммунного статуса приводит к развитию у пожилых и старых людей иммунодефицитных состояний и формированию злокачественных новообразований [31]. Показано, что включение в рацион пожилых и старых людей препаратов селена повышает антиоксидантную защиту, уменьшает уровень холестерина, сокращает частоту проявления онкологической патологии, оказывая тем самым ге-ропротекторный эффект [32].
Железо (Бе). Недостаточное потребление железа является проблемой мирового масштаба. В этой связи в 1978 г. создана Международная консультативная группа по вопросам алиментарной анемии (INACG), призванная установить критерии статуса железа и определить биологическую доступность его со-
единений [33]. В возрастном отношении у мужчин и женщин старше 70 лет установлена сильная связь между низким уровнем железа и риском смертности от всех причин [34], что подчеркивает витальную роль железа.
Согласно источникам литературы, для населения северных регионов характерен дефицит железа. В частности, он обнаружен более чем у 50% населения Северо-Востока России, включая жителей Магаданской области [35].
По нашим данным, в геронтологических группах обоих регионов относительно референтных значений отмечено пониженное содержание железа: в Магадане его медиана составила 13,69 мкг/г, в Архангельске Ме = 13,25 мкг/г. Однако частота встречаемости дефицита железа в Магадане - 15% от общего числа обследованных в группе, а в Архангельске - 4%. Различия могут быть связаны с региональной биогеохимией железа, особенностями питания, индивидуальным нарушением процессов всасывания железа, состоянием системы красной крови. Пониженный уровень железа у лиц старческого возраста является базисом для проявления комплекса железодефицитных (иммунодефицит-ных) состояний.
У всех исследуемых отмечена повышенная концентрация в волосах фосфора (Р), соответствующая верхнему пределу референтных значений, что, возможно, связано с диетическим предпочтением жителями приморских регионов морепродуктов, богатых фосфором. Достоверных различий в содержании фосфора между геронтологическими группами не выявлено.
Содержание цинка (2и), среди исследованных лиц более высокое у жительниц Архангельска (р < 0,01). Медианное значение концентрации элемента (218,11 мкг/г) оказалось выше верхней границы референтных значений концентраций химических элементов в волосах, что может свидетельствовать о повышенной экскреции элемента из организма. Избыток цинка в волосах следует рассматривать как стадию преддефицита, и наряду с дефицитом эссенциального селена он может стать одной из причин снижения иммунной резистентности организма и повышения склонности к воспалительным заболеваниям, а в дальнейшем привести к развитию атеросклероза, ишемической болезни сердца, повысить вероятность инфаркта миокарда.
У жительниц Архангельска установлено достоверно более высокое содержание в волосах бора (В) и алюминия (А1) по сравнению с жительницами Магадана. Бор играет существенную роль в обмене углеводов и жиров, ряда витаминов и гормонов. Считается, что бор, изменяя активность паратгормона, может косвенно влиять на метаболизм кальция, магния, фосфора и витамина D [36]. Высокий уровень бора в организме пожилых и старых людей может приводить к хронической интоксикации и осложнять течение болезней старения, а алюминия - являться одной из причин развития нейродегенеративной патологии.
Одним из механизмов, обеспечивающих адекватный ход адаптационных перестроек, является увеличение числа внутри- и межсистемных связей как средство более надежного функционирования организма (или его отдельной системы). В этом случае, как было показано рядом физиологических исследований, происходит перераспределение функциональных нагрузок на другие системы организма, что компенсирует вызванные нарушения и не приводит к срыву адаптации, выраженным дизрегулятор-ным последствиям или патологии [37, 38]. Вместе с тем А.Н. Горбань и соавт. [39] отмечают, что при значительном адаптационном напряжении корреляции между физиологическими параметрами растут, а в ходе успешной адаптации уменьшаются. В линейном приближении в ходе адаптации происходит уменьшение количества корреляционных связей: чем выше адаптированность, тем их меньше.
На основании силы и количества корреляционных связей между микроэлементами нами был рассчитан показатель степени адаптированности (А) элементной системы организма женщин старческого возраста (табл. 3).
Обращает на себя внимание, что у жителей Магадана значение показателя степени адаптированности системы выше (А = 60,55 усл. ед.), чем у жителей Архангельска (А = 53,71 усл. ед.), что может быть объяснено разными механизмами развития возрастных изменений микроэлементов в организме людей, проживающих в разных природно-климатических условиях.
Несмотря на принципиально разные подходы в трактовке возрастных изменений организма (причинно-следственные отношения), мы полагаем, что элементный дисбаланс и формирование возрастной патологии - это параллельные и взаимосвязанные процессы. Уровень и соотношение в организме человека определенных микроэлементов являются индикатором его здоровья или (пред) болезни. В процессе широкомасштабных клинических и популяционных исследований, проведенных в разных странах в рамках программы ВОЗ, определен комплекс микроэлементов, ассоциированных с сердечно-сосудистой патологией, раком, диабетом и другими заболеваниями людей пожилого возраста.
В период старения в результате избирательной концентрации определенных элементов (как правило, токсичных) и неусвоения жизненно важных элементов организм или нуждается в повышенном поступлении определенных элементов, или, напротив, становится более чувствительным к их токсическому действию. Если возрастное нарушение элементного гомеостаза является первичным по отношению к болезням старения, то это открывает возможность профилактики старения.
Таким образом, у лиц старческого возраста, проживающих в различных климатогеографических условиях (европейский и азиатский Север), установлен элементный дисбаланс, представленный выраженным снижением содержания в организме жизненно важных элементов: кальция, магния, кобальта, меди.
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(5)
_DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-5-432-439
Original article
У жительниц Архангельска по сравнению с женщинами Магадана выявлено достоверно более высокое содержание алюминия, бора, хрома, кремния, тогда как в Магадане достоверно выше оказалась концентрация селена и олова. По нашему мнению, выявленные региональные различия в содержании макро- и микроэлементов, прежде всего, связаны с биогеохимическими и экологическими особенностями регионов, которые во многом могут определять специфику болезней старения и время их появления. Нормализация минерального обмена - выведение из организма токсичных элементов и восполнение недостатка эссенциальных элементов - является лечебно-профилактическим средством устранения микро-элементозов и предупреждения болезней старения.
Финансирование. Работа выполнена в рамках базовой части государственного задания Северо-Восточного государственного университета (Магадан) «Проведение научно-исследовательских работ» по теме «Особенности минерального обмена и психофизиологии коренных жителей Магаданской области» и государственного задания НИЦ «Арктика» ДВО РАН по теме «Исследование сопряженности центральных и вегетативных регуляторных механизмов адаптационных перестроек метаболизма, системной и микроциркуляторной гемодинамики при воздействии на организм аборигенов и европеоидов - жителей различных климатических регионов, экстремальных факторов окружающей среды».
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Литер атур а
(п.п. 11-13, 15-16, 24, 28-30, 33-34 см. References)
1. Анисимов В.Н., Михальский А.И., Новосельцев В.Н., Ро-манюха А.А., Яшин А.И. Основные принципы построения многостадийной, многоуровневой математической модели старения. Успехи геронтологии. 2010; 23 (2): 163-7.
2. Новосельцев В.Н., Новосельцева Ж.А. Здоровье, гомеостаз и долголетие. Успехи геронтологии. 2011; 24 (4): 553-62.
3. Трубицын А.Г. Объединенная теория старения. Успехи геронтологии. 2012; 25 (4): 563-81.
4. Оберлис Д., Харланд Б., Скальный А. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных. СПб.: Наука; 2008.
5. Скальный А.В. Развитие концепции биоэлементов и перспективы биоэлементологии. Микроэлементы в медицине. 2009; 10 (3-4): 1-6.
6. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, ор-ганопатология. М.: Медицина; 1991.
7. Луговая Е.А., Горбачев А.Л., Ефимова А.В. Возрастные перестройки элементного статуса жителей Магадана. Успехи геронтологии. 2003; 12 (12): 103-10.
8. Поворинская О.А., Карпенко О.М. Макро- и микроэлементный статус пациентов старших возрастных групп. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2009; 147 (4): 456-8.
9. Жарылкасынова Г.Ж., Болтаев К.Ж., Дустова Н.К., Якубов Ш.Н. Микроэлементный статус у лиц пожилого возраста. Микроэлементы в медицине. 2011; 12 (3-4): 27-34.
10. Журавская Э.Я., Латынцева Л.Д., Никитин Ю.П. Особенности микроэлементного статуса у лиц старческого возраста. Бюллетень Сибирского отделения РАМН. 2011; 31 (5): 64-7.
14. Максимова И.А., Клименко Л.Л., Протасова О.В. Макро и микроэлементный баланс в тканях различных органов экспериментальных животных при физиологическом и ускоренном (радиационном) старении. Успехи геронтологии. 2008; 21 (2): 218-25. 17. Скальный А.В. Референтные значения концентраций химических элементов в волосах, полученные методом ИСП-АЭС (АНО Центр биотической медицины). Микроэлементы в медицине. 2003; 4 (1): 55-6.
гиена и санитария. 2016; 95(5)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-5-432-439_
Оригинальная статья
18. Скальная М.Г., Скальный А.В., Демидов В.А., Грабеклис А.Р., Лобанова Ю.Н. Установление границ физиологического (нормального) содержания некоторых химических элементов в волосах жителей г Москвы с применением центиль-ных шкал. Вестник Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И. Мечникова. 2004; (4): 82-8.
19. Баевский Р.М., Максимов А.Л., Берсенева А.П. Основы экологической валеологии человека. Магадан: СВНЦ ДВО РАН; 2001.
20. Тутельян В.А. Питание и здоровье на Севере: приоритетные направления. Медицина труда. 1996; (6): 16-9.
21. Глыбочко П.В., Свистунов А.А. Состояние эндокринной системы и ее связь с тканями мишенями в пожилом возрасте. Клиническая геронтология. 2000; 6 (8): 40-2.
22. Андрейченко Т.А., Бурда С.М. Ключевая роль ионов кальция как универсального внутреннего мессенджера в долголетии и качестве жизни. В кн.: Биологический возраст: тезисы докладов Всероссийской конференции. Пермь: Пермская государственная медицинская академия; 2000: 4-5.
23. Сапожников С.П., Гордова В.С. Роль соединений кремния в развитии аутоиммунных процессов (Обзор). Микроэлементы в медицине. 2013; 14 (3): 3-13.
25. Толмачева Н.В., Сусликов В.Л., Винокур Т.Ю. Эколого-физиоло-гическое обоснование нормативов оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и суточных рационах. Фундаментальные исследования. 2011; (3): 155-60.
26. Борисова И.Ю., Чурина С.К., Макаров В.Л., Рудкевич Л.А., Иванова Г.Т. Влияние экологически обусловленного дефицита минеральных солей в природной питьевой воде Северо-Запада России на формирование сосудистого тонуса и минеральный гомеостаз организма подростков. В кн.: Материалы Весерос-сийской конференции с международным участием «Биологические аспекты экологии человека». Архангельск; 2004: 74-6.
27. Кириллова А.В., Доршакова Н.В., Дуданов И.П. К вопросу о патогенезе гипертонической болезни и ишемической болезни сердца при дефиците потребления кальция и магния в условиях Севера. Экология человека. 2006; (1): 3-8.
31. Жаворонков А.А., Кудрин А.В. Микроэлементы и естественная киллерная активность. Архив патологии. 1996; 58 (6): 65-9.
32. Одинаев Ш.Ф. Селен и профилактика старения. Микроэлементы в медицине. 2007; 8 (4): 61-3.
35. Никитин Ю.П., Журавская Э.Я. Железодефицитные состояния и анемии в Сибири и на Севере. Новосибирск: Наука; 2003.
36. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. М.: Издательский дом «Оникс 21 век»: Мир; 2004.
37. Максимов А.Л., Бартош Т.П. Влияние условий труда и при-родно-экологических факторов Северо-Востока России на гормональный статус женщин, занятых в золотодобывающем производстве. Экология человека. 1999; (2): 12-5.
38. Сороко С.И., Бурых Э.А., Бекшаев С.С., Сергеева Е.Г. Комплексное многопараметрическое исследование системных реакций организма человека при дозированном гипоксиче-ском воздействии. Физиология человека. 2005; 31 (5): 88-109.
39. Горбань А.Н., Смирнова Е.В., Чеусова Е.П. Групповой стресс: динамика корреляций при адаптации и организация систем экологических факторов. Рукопись депонирована в Всероссийском институте научной и технической информации РАН 17.07.1997, № 2434В97. M.; 1997. Available at: http:// www.ievbras.ru/ecostat/Kiril/Artide/A28/Adapt.htm.
References
1. Anisimov V.N., Mikhal'skiy A.I., Novosel'tsev V.N., Ro-manyukha A.A., Yashin A.I. Basic principles of creation of multilevel multistage mathematical model of ageing. Uspekhi geron-tologii. 2010; 23 (2): 163-7. (in Russian)
2. Novosel'tsev V.N., Novosel'tseva Zh.A. Health, homeostasis and longevity. Uspekhi gerontologii. 2011; 24 (4): 553-62. (in Russian)
3. Trubitsyn A.G. United theory of ageing. Uspekhi gerontologii. 2012; 25 (4): 563-81. (in Russian)
4. Oberlis D., Kharland B., Skal'nyy A. The Biological Role of Macro- and Microelements in Humans and Animals. [Bio-logicheskaya vol'makro- i mikroelementov u cheloveka i zhivot-nykh]. St. Petersburg: Nauka; 2008. (in Russian)
5. Skal'nyy A.V. Development of the concept of bioelements and prospects of bioelementology. Mikroelementy v meditsine. 2009; 10 (3-4): 1-6. (in Russian)
6. Avtsyn A.P., Zhavoronkov A.A., Rish M.A., Strochkova L.S. Human Microelementosis: Etiology, Classification, Organopathology [Mikroelementozy cheloveka: etiologiya, klassifikatsiya, organopatologiya]. Moscow: Meditsina; 1991 (in Russian)
7. Lugovaya E.A., Gorbachev A.L., Efimova A.V. Age-related alterations of element status of Magadan residents. Uspekhi gerontologii. 2003; 12 (12): 103-10. (in Russian)
8. Povorinskaya O.A., Karpenko O.M. Macro- and trace element status of patients of senior age. Byulleten'eksperimental'noy bi-ologii i meditsiny. 2009; 147 (4): 456-8. (in Russian)
9. Zharylkasynova G.Zh., Boltaev K.Zh., Dustova N.K., Yakubov Sh.N. Trace element status of elderly people. Mikroelementy v meditsine. 2011; 12 (3-4): 27-34. (in Russian)
10. Zhuravskaya E.Ya., Latyntseva L.D., Nikitin Yu.P. Peculiarities of trace element status in people of old age. Byulleten'Sibirskogo otdeleniya RAMN. 2011; 31 (5): 64-7. (in Russian)
11. Ferry M. Les deficits vitaminiques et mineraux lors du viellisse-ment. Rev. Geriatr. 1998; 23 (3): 241-6.
12. Ekmekcioglu C. The role of trace elements for the health of elderly individuals. Nahrung. 2001; 45 (5): 309-16.
13. Saiki M., Jaluul O., Sumita N.M., Vasconcellos M.B., Jacob Fil-ho W. Trace elements contents in serum of healthy elderly population of metropolitan Sao Paulo area in Brasill. J. Trace Elem. Med. Biol. 2007; 21 (Suppl. 1): 70-3.
14. Maksimova I.A., Klimenko L.L., Protasova O.V. The research of macro- and microelements balance in organs of experimental models of mice at their physiological and accelerated (radiation) aging. Uspekhi gerontologii. 2008; 21 (2): 218-25. (in Russian)
15. Dror Y., Stern F., Berner Y.N., Kaufmann N.A., Berry E., Maara-vi Y. et al. Micronutrient (vitamins and minerals) supplementation for the elderly, suggested by a special committee nominated by Ministry of Health. Harefuah. 2001; 140 (11): 1062-7.
16. The Significance of Hair Mineral Analysis as a Means for Assessing Internal Body Burdens of Environmental Pollutants: Report of an IAEA Coordinated Research Programme, NAHRES -18. Vienna; 1993.
17. Skal'nyy A.V. Referential indices of elements content in hair samples received by method of AES-IBP (ANO Centre of Bi-otic medicine). Mikroelementy v meditsine. 2003; 4 (1): 55-6. (in Russian)
18. Skal'naya M.G., Skal'nyy A.V., Demidov V.A., Grabeklis A.R., Lobanova Yu.N. Determination of standards of physiological (normal) content of some chemical elements in hair samples of residents of Moscow using centile scales. Vestnik Sankt-Peter-burgskoy gosudarstvennoy meditsinskoy akademii im. I.I. Mech-nikova. 2004; (4): 82-8. (in Russian)
19. Baevskiy R.M., Maksimov A.L., Berseneva A.P. Basis of Ecological Human Valeology [Osnovy ekologicheskoy valeologii cheloveka]. Magadan: SVNTs DVO RAN; 2001. (in Russian)
20. Tutel'yan V.A. Nutrition and health in the North: priority guidelines. Meditsina truda. 1996; (6): 16-9. (in Russian)
21. Glybochko P.V., Svistunov A.A. State of endocrine system and its connection with target issues observed in people of elderly age. Klinicheskaya gerontologiya. 2000; 6 (8): 40-2. (in Russian)
22. Andreychenko T.A., Burda S.M. Key role of calcium ions as a universal internal messenger in longevity and life quality. In: Biological Age: the All-Russian Conference Abstracts [Bio-logicheskiy vozrast: tezisy dokladov Vserossiyskoy konferentsii]. Perm': Permskaya gosudarstvennaya meditsinskaya akademiya; 2000: 4-5. (in Russian)
23. Sapozhnikov S.P., Gordova V.S. The role of silicon compound
in autoimmune processes progress (A review). Mikroelementy v meditsine. 2013; 14 (3): 3-13. (in Russian)
24. Kim M.H., Bae Y.J., Choi M.K., Chung Y.S. Silicon supplementation improves the bone mineral density of calcium-deficient ovariectomized rats by reducing bone resorption. Biol. Trace Elem. Res. 2009; 128 (3): 239-47.
25. Tolmacheva N.V., Suslikov V.L., Vinokur T.Yu. Ecological-physiological background of standards of optimal level and interrelation of trace elements in drinking water and daily ration. Fundamental'nye issledovaniya. 2011; (3): 155-60. (in Russian)
26. Borisova I.Yu., Churina S.K., Makarov V.L., Rudkevich L.A., Ivanova G.T. Influence of ecologically sustained deficit of mineral salts in natural drinking water of Russia's northeast on the forming of vascular tone and mineral homeostasis of adolescents. In: Proceedings of the Conference with International Participation «Biological aspects of human ecology» [Materialy Vesemssiyskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem «Biologicheskie aspe-kty ekologii cheloveka»]. Arkhangel'sk; 2004: 74-6. (in Russian)
27. Kirillova A.V., Dorshakova N.V., Dudanov I.P. Pathogenesis of hypertensive disease and ischemic heart disease by calcium and magnesium consumption deficit in northern conditions. Ekologi-ya cheloveka. 2006; (1): 3-8. (in Russian)
28. Anderson R.A. Chromium in the prevention and control of diabetes. Diabetes Metab. 2000; 26 (1): 22-7.
29. Morris B.W., Kouta S., Robinson R., MacNeil S., Heller S. Chromium supplementation improves insulin resistance in patients with Type 2 diabetes mellitus. Diabet. Med. 2000; 17 (9): 684-5.
30. Oberleas D., Harland B.F., Bobilya D.J. Chromium. Minerals: Nutrition and Metabolism. New York: Vantage Press; 1999: 149-55.
31. Zhavoronkov A.A., Kudrin A.V. Trace elements and natural killer activity. Arkhiv patologii. 1996; 58 (6): 65-9. (in Russian)
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(5)
_DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-5-439-444
Original article
32. Odinaev Sh.F. Selenium and aging prophylaxis. Mikroelementy v meditsine. 2007; 8 (4): 61-3. (in Russian)
33. Reddy M.B., Hurrell R.F., Cook J.D. Estimation of nonheme-iron bioavailability from meal composition. Am. J. Clin. Nutr. 2000; 71 (4): 937-43.
34. Corti M.C., Guralnik J.M., Salive M.E., Ferrucci L., Pahor M., Wallace R.B. et al. Serum iron level, coronary artery disease, and all-causes mortality in older men and women. Am. J. Cardiol. 1997; 79 (2): 120-7.
35. Nikitin Yu.P., Zhuravskaya E.Ya. Iron-Deficient States and Anemia in Siberia and in the North [Zhelezodefitsitnye sostoya-niya i anemii v Sibiri i na Severe]. Novosibirsk: Nauka; 2003. (in Russian)
36. Skal'nyy A.V., Rudakov I.A. Bioelements in Medicine [Bioel-ementy v meditsine]. Moscow: Izdatel'skiy dom «Oniks 21 vek»: Mir; 2004. (in Russian)
37. Maksimov A.L., Bartosh T.P. Influence of work conditions and ecological-physiological factors of Russia's northeast on hormonal states of women working in gold-mining manufactures. Ekologiya cheloveka. 1999; (2): 12-5. (in Russian)
38. Soroko S.I., Burykh E.A., Bekshaev S.S., Sergeeva E.G. Complex multiparametric study of systemic reactions by pre-dosed hypoxic influence. Fiziologiya cheloveka. 2005; 31 (5): 88-109. (in Russian)
39. Gorban' A.N., Smirnova E.V., Cheusova E.P. Group Stress: dynamic of correlations in adapting and organization of systems of environmental factors. The manuscript was deposited in the Russian Institute for Scientific and Technical Information of Russian Academy of Sciences 17.07.1997, № 2434V97. Moscow; 1997. Available at: http://www.ievbras.ru/ecostat/Kiril/Article/A28/ Adapt.htm. (in Russian)
Поступила 06.05.15 Принята к печати 04.06.15
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016 УДК 613.5:613.842]-07
Левшин В.Ф., Ладан Б.В., Слепченко Н.И., Завельская А.Я.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ В КАФЕ И РЕСТОРАНАХ, ГДЕ КУРЯТ КАЛЬЯН
ФГБУ «Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина» Минздрава России, 115478, Москва
С помощью специальных приборов проведено исследование воздуха в помещениях 17 кафе и ресторанов, где курят кальян. Оценивали на протяжении суток и более концентрацию в помещениях следующих маркеров табачного дыма: монооксида углерода (СО), никотина, частиц табачного дыма PM2,5 и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Установлено, что концентрация в воздухе обследованных предприятий основных маркеров табачного дыма в несколько раз превышает допустимые и безопасные уровни. При этом концентрация СО и ПАУ была в среднем заметно выше в кафе и ресторанах, где кальян курят чаще, чем в кафе с более редким курением кальяна. Полученные данные могут быть использованы для опровержения мнения о безопасности курения кальяна и табачного дыма от кальянов. Все современные законодательные и административные меры по ограничению и запрету табакокурения следует распространять и на курение кальяна.
Ключевые слова: табакокурение; кальян; микрочастицы табачного дыма; микрочастицы полициклических углеводородов; моноксид углерода; никотин; загрязнение воздушной среды.
Для цитирования: Левшин В.Ф., Ладан Б.В., Слепченко Н.И., Завельская А.Я. Исследование воздушной среды в кафе и ресторанах, где курят кальян. Гигиена и санитария. 2016; 95 (5): 439-444. DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-5-439-444
Levshin V. F., Ladan B.V., Slepchenko N. I.
RESEARCH OF THE AIR ENVIRONMENT IN CAFES AND RESTAURANTS, WHERE A NARGILE IS SMOKED
N. . Blochin Russian Cancer Research Center, Moscow, 115478, Russian Federation
By means of special devices there was performed research of air in premises of 17 cafes and restaurants where nargile is smoking. In the premises during the day and more there was evaluated a concentration of the following markers of tobacco smoke: carbon monoxide (CO), nicotine, tobacco smoke particles PM2,5 andpolycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). In the air of the examined enterprises the concentration of the major markers of tobacco smoke was established to exceed by several times acceptable and safe levels. At that in cafes and restaurants where nargile smoking the higher concentration of CO and PAHs was on average significantly more frequently than in a cafes with a
