Особенности микроэлементного статуса у детей, проживающих в районах города с разной степенью загрязнения окружающей среды Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

УДК 616-053.2-099:614.78:546.4/7

ОСОБЕННОСТИ МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СТАТУСА У ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В РАЙОНАХ ГОРОДА С РАЗНОЙ СТЕПЕНЬЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

© 2009 г. О. В. Савченко, П. А. Тюпелеев

Институт биологии моря им. А. В. Жирмунского ДВО РАН, г. Владивосток

Ухудшение здоровья населения и неблагоприятные изменения окружающей среды ставят проблему влияния среды обитания на здоровье населения в разряд наиболее важных. Владивосток является крупным индустриальным городом с выраженными эколого-гигиеническими проблемами. Загрязнены многие водоисточники, почва, атмосферный воздух [7, 8]. В этих условиях детский организм в силу своих особенностей и морфофункциональной незрелости в наибольшей степени подвержен воздействию различных физических и химических факторов внешней среды. Нарушается нормальное поступление и распределение микро-и макроэлементов, что приводит к изменению общей резистентности организма и различным нарушениям в состоянии здоровья [2, 4, 10, 16, 17].

Цель работы состояла в изучении содержания микроэлементов и тяжелых металлов в волосах, моче и фекалиях детей дошкольного возраста, проживающих в районах города с различной степенью загрязнения окружающей среды.

Материалы и методы

Для изучения микроэлементного статуса были обследованы дети двух дошкольных учреждений (ДОУ), находящихся в Ленинском и Советском районах города Владивостока. Обследование детей проводилось с разрешения Этического комитета ГОУ ВПО «Владивостокский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» и согласия родителей. Под наблюдением находились 50 детей обоих полов в возрасте 5— 7 лет, которые были разделены на две группы по месту расположения дошкольных учреждений. Дети посещали ДОУ по месту жительства и на момент обследования не предъявляли жалоб на нарушение состояния здоровья. Выбор ДОУ был сделан на основе оценки экологического загрязнения территории с использованием суммарного показателя загрязнения [7].

Суммарный показатель загрязнения (СПЗ) представляет собой сумму превышений коэффициентов концентраций химических элементов, накапливающихся в экологически неблагоприятном районе. Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов проводится по оценочной шкале, градации которой разработаны на основе изучения состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв. Выделяют шесть типов экологических обстановок (СанПиН 2.1.7.1287-03), соответствующих шести уровням экологической опасности: удовлетворительный (0 < 8), допустимый (8 < СПЗ < 16), напряженный (18 < СПЗ < 32), критический (32 < СПЗ < 64), опасный (64 < СПЗ < 128) и чрезвычайно опасный

Методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии исследовано содержание микроэлементов и тяжелых металлов в волосах, моче и фекалиях детей 5-7 лет, проживающих в двух районах Владивостока с различной степенью загрязнения окружающей среды - критической и допустимой. Установлено, что у большинства обследованных детей содержание Си, Fe, Со, Мп и РЬ в волосах превышало нормативные значения, а уровень Zn был ниже допустимых показателей. У детей, проживающих в районе с более интенсивным загрязнением, уровни Sr, Мп, Cd и Zn в волосах были достоверно выше в 1,5-2 раза, а содержание РЬ в 1,5 раза ниже, чем у детей в районе с допустимым уровнем загрязнения. Количество Fe и Со в моче и фекалиях детей из более загрязненного района было в среднем в 1,8 раза больше, чем у детей из района с допустимым уровнем загрязнения. У большинства обследованных детей отмечены изменения уровней 3-5 микроэлементов в организме. Таким образом, достоверно более выраженные изменения микроэлементного гомеостаза выявлены у детей, проживающих в районе с критическим уровнем загрязнения окружающей среды. Ключевые слова: микроэлементы, тяжелые металлы, загрязнение окружающей среды.

(СПЗ > 128). В месте расположения ДОУ в Ленинском районе уровень загрязнения природной среды был критическим, в Советском — допустимым [7].

Для наиболее полной оценки накопления элементов в организме исследовали уровень эссенциальных ^п, Мп, Fe, Си и Со) и токсичных микроэлементов ^г, РЬ и Cd) в волосах, моче и фекалиях детей. Основанием для выбора данных химических элементов явилось их распространение в высоких концентрациях в окружающей среде Владивостока, а также литературные данные о влиянии дисбаланса изучаемых элементов на состояние здоровья [1, 3, 5, 6, 15].

Волосы состригали с затылочной части головы, образцы волос помещали в специальные пакеты и подвергали подготовке согласно требованиям МАГАТЭ, методическим рекомендациям, утвержденным Минздравом СССР в 1989 году и Минздравом РФ в 1999-м. Разовую порцию мочи и фекалии собирали в герметичные одноразовые пластиковые контейнеры и до момента определения элементов хранили в холодильнике при температуре 2—4 °С. Подготовка образцов волос, мочи и фекалий для определения элементов выполнялась при помощи стандартных лабораторных процедур [11]. При этом содержание Sr, Си, Zn измеряли в порции мочи после пробо-подготовки, а для определения уровней Fe, Со, Мп, РЬ и Cd осуществлялось ее концентрирование [12]. Содержание микроэлементов в волосах, моче и фекалиях определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии [11] на приборе С-115-М1 и АА-6800 (Shimadzu). Полученные данные концентрации металлов представлены для мочи в мкг/л, для волос и фекалий — в мкг/г.

Статистическую достоверность различий оценивали при помощи ^теста Стьюдента. Значения представлены как средняя ± ошибка средней (М ± т). Различия при р < 0,05 считались достоверно значимыми.

Результаты и обсуждение

При определении микроэлементов в волосах было установлено, что у большинства обследованных детей содержание Си, Fe, Со, Мп и РЬ превышало нормативные значения, а уровень Zn был ниже допустимых показателей (табл. 1). Превышение допустимого уровня Fe наблюдалось у 93,3 % детей Ленинского района и у 90,0 % детей Советского района, Си — у

и 60,0 %, Со - у 30,0 и 55,0 %, Cd - у 43,3 и

20.0 % детей соответственно. Снижение уровня Zn было обнаружено у 80,0 % детей Ленинского района и 85,0 % детей Советского. Было определено, что у детей, проживающих в районе с более интенсивным загрязнением, уровень Sr в волосах был достоверно выше в 2 раза, Мп — более чем в 2,5 раза, Cd — в 1,6 раза, Zn — в 1,4 раза и в 1,5 раза было ниже содержание РЬ по сравнению с детьми из района с допустимым уровнем загрязнения.

Среди детей, посещающих ДОУ в Ленинском районе, 13,3 % имели повышение или снижение содержания в волосах 1—2 микроэлементов, 70,0 % — 3— 5 микроэлементов и 16,7 % — 6—7 микроэлементов. В Советском районе 15,0 % детей, посещающих ДОУ, имели повышенный или сниженный уровень 1—

2 микроэлементов, 80,0 % — 3—5 микроэлементов,

5.0 % — 6 микроэлементов.

В исследовании, проведенном в 1998 году [14], установили, что в волосах дошкольников, проживающих в районе с критическим уровнем загрязнения, в среднем содержание РЬ составляло (11,7 ± 1,4) мкг/г. За прошедшие 10 лет содержание РЬ в волосах детей уменьшилось более чем в 2 раза — до (4,7 ± 0,56) мкг/г (см. табл. 1). Выявленная тенденция может быть связана с прекращением использования этилированного бензина автотранспортом.

При определении уровня микроэлементов в моче детей обоих районов установлено, что содержание Си и Zn в среднем более чем у 80 % дошкольников было выше, а уровень Fe, Со, Мп и РЬ более чем у 90 % ниже нормативных значений. У дошкольников, посещающих ДОУ в Ленинском, более загрязненном, районе уровень в моче Fe и Со был в среднем в 1,8 раза выше, чем у детей Советского района с допустимым уровнем загрязнения (табл. 2). Аналогичные изменения наблюдались при определении микроэлементов в фекалиях (табл. 3). Содержание Fe в фекалиях дошкольников из ДОУ, находящегося в районе с критическим уровнем загрязнения, было достоверно выше в 2 раза, а уровень Со недостоверно выше в 1,5 раза по сравнению с дошкольниками из менее загрязненного района. По остальным микроэлементам в данных биологических средах достоверных значимых различий обнаружено не было (см. табл. 2 и 3).

Отличительной чертой микроэлементного статуса обследованных детей является избыток Fe в волосах,

60,0 и 75,0 %, Мп — у 53,3 и 10,0 %, РЬ — у 43,3

Таблица 1

Содержание микроэлементов в волосах детей дошкольного возраста, проживающих в районах города с разной экологической

ситуацией (М ± т)

Район города Микроэлементы, мкг/г

Си 7п Fe Sr Со Мп РЬ Cd

Советский (допустимый уровень загрязнения) 11,5± 0,86 65,7± 8,85 31,2± 2,13 1,7± 0,36 0,5± 0,11 0,9± 0,11 7,2± 1,05 0,12± 0,027

Ленинский (критический уровень загрязнения) 12,3± 0,89 89,3± 5,43* 26,9± 2,22 3,53± 0,39* 0,3± 0,05 2,4± 0,33* 4,7± 0,56* 0,19± 0,022*

Нормативные значения [9] 6,96± 0,66 130,38± 9,5 10,36± 0,086 — 0,26± 0,1 0,9± 0,11 4,33± 0,8 0,19± 0,056[13]

Примечание. * — по сравнению с группой из района с допустимым загрязнением; « — » — нет данных.

Таблица 2

Содержание микроэлементов в моче детей дошкольного возраста, проживающих в районах города с разной экологической

ситуацией (М ± т)

Район города Микроэлементы, мкг/л

Си 7п Fe Sr Со Мп РЬ Cd

Советский (допустимый уровень загрязнения) 70,2± 6,2 863,5± 98,8 50,6± 5,9 256,6± 18,5 47,1± 5,7 3,5± 1,3 99,5± 17,1 11,3± 1,2

Ленинский (критический уровень загрязнения) 72,5± 8,2 854,7± 85,4 + | * о о" ^ — 257,6± 24,6 84 ,6± 13,3* 5,9± 1,6 117,9± 18,6 14,53± 2,0

Нормативные значения [9] 26± 2,8 450± 66 220± 26 — 180 31±2 310± 42 —

Примечание.

по сравнению с группой из района с допустимым загрязнением;

нет данных.

Таблица 3

Содержание микроэлементов в фекалиях детей дошкольного возраста, проживающих в районах города с разной экологической

ситуацией (М ± т)

Район города Микроэлементы, мкг/г

Си 7п Fe Sr Со Мп РЬ Cd

Советский (допустимый 46,1± 262,9± 152,8± 14,2± 0,13± 109,3± 5,2± 0,17±

уровень загрязнения) 6,57 18,4 30,94 1,6 0,07 13,52 0,91 0,049

Ленинский (критический 53,8± 353,6± 317,6± 14,7± 0,2± 111,5± 4,6± 0,23±

уровень загрязнения) 11,7 52,5 68,2* 2,7 0,06 20,3 0,61 0,05

Примечание.

по сравнению с группой из района с допустимым загрязнением.

а также усиленное выделение данного микроэлемента через мочеполовую систему и желудочно-кишечный тракт у детей, проживающих в районе с критическим уровнем загрязнения, хотя выведение элемента не превышало нормативных значений. Это может быть обусловлено высоким природным содержанием Fe в питьевой воде [7].

Для оценки влияния избыточных количеств элементов на организм обследованных детей был проведен анализ заболеваемости методом ретроспективной оценки заболеваемости и анализ распределения детей по группам здоровья на основе выкопировки соответствующих данных из историй развития ребенка.

Изучение ретроспективной заболеваемости показало, что частота заболеваемости не различалась у детей, посещавших ДОУ в разных районах. Дети с изменениями уровня 1 —2 микроэлементов в среднем болели 1 раз в год, с изменениями содержания

3 микроэлементов — в среднем 2,5 раза в год, 4—5 микроэлементов — 2,8—3 раза в год, 6—7 микроэлементов — 3,5 раза в год. Острые заболевания в основном были представлены патологией верхних дыхательных путей.

Изучение распределения детей по группам здоровья выявило, что все дети, посещающие ДОУ Советского района, имеют I или II группу здоровья, тогда как дети Ленинского — все три группы здоровья. Анализ распределения всех обследованных детей по группам здоровья показал, что у детей с I группой здоровья изменены уровни 1—2 элементов. Среди детей со II группой здоровья у 21,1 % изменено содержание 2—3 микроэлементов и у 78,9 % — 4 и более элементов. У детей с III группой здоровья обнаружен дисбаланс более 4 микроэлементов.

Известно, что микроэлементы играют важную биологическую роль. Они входят в состав многих

ферментов, стимулируют и нормализуют обмен веществ, участвуют в кроветворении, механизмах иммунного ответа и функционировании иммунной системы, оказывают положительное влияние на рост и размножение. Исследование содержания микроэлементов и тяжелых металлов в организме позволяет оценить уровень элементов в организме и степень влияния загрязнения окружающей среды.

Проведенное исследование показало, что среди практически здорового контингента дошкольных учреждений очень велика доля детей, в организме которых содержание РЬ, Fe, Си, Мп и Со выше, а Zn — ниже допустимых значений. Причем достоверно более выраженные изменения микроэлементного гомеостаза выявлены у детей, проживающих в районе с критическим уровнем загрязнения окружающей среды. Изменения в содержании четырех и более микроэлементов, а также дисбаланс между ними вызывают в организме напряжение адаптационных процессов и серьезные нарушения здоровья.

Таким образом, большое число детей, проживающих в крупном городе, испытывают значительную геохимическую и экологическую нагрузку. Это является причиной развития микроэлементозов и ухудшения здоровья.

Список литературы

1. Авцын А. П. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А. П. Авцын, А. А. Жаворонков, М. А. Риш, Л. С. Строчкова. — М. : Медицина, 1991. - 496 с.

2. Василенко И. Я. Медицинские проблемы техногенного загрязнения окружающей среды / И. Я. Василенко, О. И. Василенко // Гигиена и санитария. — 2006. — № 1. — С. 22—25.

3. Горбачев А. Л. Биогеохимическая характеристика северных регионов. Микроэлементный статус населения

* _

* _

Архангельской области и прогноз развития эндемических заболеваний / А. Л. Горбачев, Л. А. Добродеева, Ю. Р. Теддер, Е. Н. Шацова // Экология человека. — 2007.

- № 1. - С. 4-11.

4. Кудрин А. В. Микроэлементозы человека / А. В. Кудрин // Международный медицинский журнал. — 1998. - № 11-12. - С. 1000-1006.

5. Кудрин А. В. Иммунофармакология микроэлементов / А. В. Кудрин, А. В. Скальный, А. А. Жаворонков. -М. : КМК, 2000. - 537 с.

6. Назамбаева З. И. Информационное значение биокумуляции металлов в волосах у детей дошкольного возраста /

З. И. Назамбаева, Г. А. Куклыбаев, Д. М. Джангозина и др. // Гигиена и санитария. - 1999. - № 1. - С. 34-36.

7. Окружающая среда и здоровье населения Владивостока / под ред. А. В. Косолапова, Б. В. Преображенского.

- Владивосток, 1998. - 212 с.

8. Онищенко Г. Г. Социально-гигиенические проблемы состояния здоровья детей и подростков / Г. Г. Онищенко // Гигиена и санитария. - 2001. - № 5. - С. 7-11.

9. Перечень приоритетных показателей для выявления изменений состояния здоровья детского населения при вредном воздействии ряда химических факторов среды обитания : метод. рекоменд. - М., 2000.

10. Поляков А. Я. Оценка морфофункциональных показателей здоровья детского населения на территориях с разным уровнем техногенного загрязнения окружающей среды / А. Я. Поляков, К. П. Петруничева // Гигиена и санитария.

- 2007. - № 3. - С. 9-10.

11. Прайс В. Аналитическая атомно-абсорбционная спектроскопия / под ред. Б. В. Львова. - М. : Мир, 1976. - 358 с.

12. Пропп Л. Н. Получение аналитического концентрата тяжелых металлов для их определения в воде / Л. Н. Пропп // Методы химического анализа в гидробиологических исследованиях. - Владивосток, 1979. - С. 123-127.

13. Ревич Б. А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения. Введение в экологическую эпидемиологию.

- М. : МНЭПУ, 2001. - 264 с.

14. Савченко О. В. Энтеросорбция свинца детоксалом у детей / О. В. Савченко, Ю. С. Хотимченко // Педиатрия.

- 2002. - № 2. - С. 76-80.

15. Сухарев А. Г. Состояние здоровья детского населения в напряженных экологических и социальных условиях / А. Г. Сухарев, С. А. Михайлова // Гигиена и санитария. -2004. - № 1. - С. 47-51.

16. Mello-da-Silva C. A. Environmetal chemical hazards

and child health / C. A. Mello-da-Silva, L. Fruchtengarten // J. Pediatr. - 2005. - N 81. - P. 205-211.

17. Wigle D. T. Environmental hazards: evidence for effects on child health / D. T. Wigle, T. E. Arbuckle, M. Walker et al. // J. Toxicol. Environ. Health B. Crit. Rev. - 2007. -Vol. 10, N 1-2. - P. 3-39.

FEATURES OF THE MICROELEMENT STATUS IN CHILDREN LIVED IN CITY AREAS WITH THE DIFFERENT DEGREES OF ENVIRONMENTAL CONTAMINATION

O. V. Savchenko, P. A. Toupeleev

A. V. Zhirmunsky Institute of Marine Biology, FEBRAS, Vladivostok

Using flame atomic absorption spectrophotometer the content of trace elements and heavy metals in hair, urine and faeces in children of 5-7 years lived in areas of Vladivostok with a various degree of environmental contamination - critical and admissible were estimated. It was established, that in hair content of Cu, Fe, Co, Mn and Pb exceeded normative values in greater number of the surveyed children, and Zn level was below allowable levels. In children from the area with more intensive pollution, levels of Sr, Mn, Cd, Zn was significantly higher in 1.5-2 times, and Pb level was in 1.5 times low, than in children from area with an admissible level of pollution. Levels of Fe and Co in urine and faeces of children from more polluted area was in 1.8 times more, than at children from area with an admissible level of pollution. At the majority of the surveyed children levels of 3-5 elements were changes. Thus, significantly more expressed changes of a microelement homeostasis are established in children lived in area with a higher level of environmental contamination.

Key words: trace elements, heavy metals, environmental contamination.

Контактная информация:

Савченко Ольга Владимировна - научный сотрудник лаборатории фармакологии Института биологии моря им. А. В. Жирмунского Дальневосточного отделения РАН,

г. Владивосток

Адрес: 690041, г. Владивосток, ул. Пальчевского,

д. 17, комн. 411

Тел. (4232) 31-09-34; е-mail: [email protected]

Статья поступила 11.08.2008 г.