Исследование макро- и микроэлементного статуса у детей Западносибирского региона и возможности коррекции путем изменения водно-питьевого режима

Старкова Елена Владимировна, кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник

Асташов Вадим Васильевич, доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделом

Шуваева Ольга Васильевна, доктор химических наук, старший научный сотрудник

Юрова Елена Геннадьевна, кандидат медицинских наук, главный врач

Бакшеева Юлия Александровна, аспирантка элементов, являются дети, отличающиеся повышенной чувствительностью к недостаточному или избыточному поступлению извне химических элементов. В сочетании с рядом специфических особенностей, накладывающих отпечаток на состояние здоровья детей, проживающих в Западносибирском регионе (экстремальный температурный и световой режим, несбалансированное по основным нутриентам питание и.т.д. [2]), микроэлементозы могут привести к развитию множества заболеваний, снижению иммунитета, задержке умственного и физического развития, восприимчивости к инфекциям и т.д. Более того, установлено, что максимальные отклонения в минеральном обмене отмечаются именно у часто болеющих детей [3]. Поскольку важным фактором здоровья населения является качество воды, как одной из основных форм миграции химических элементов, экологически чистая вода может являться одним из корригирующих минеральный обмен фактором.

Анализ литературных данных позволяет сделать вывод, что содержание микроэлементов в волосах отражает микроэлементный статус организма в целом [3-10], а высокая степень роста, сочетающаяся с отсутствием метаболической активности у выросшего волоса, позволяет считать пробы волос интегральным показателем минерального обмена, т.к. химический состав волос отражает структурные элементы адаптационных процессов, имеющих место в организме в течение длительного периода времени.

Целью данного исследования было сравнительное изучение с помощью многоэлементного анализа волос состояния обмена макро- и микроэлементов в организме детей, проживающих в Западносибирском регионе, и оценка возможности коррекции элементного баланса путем изменения водно-питьевого режима.

Материалы и методы. Исследование проводилось на базе детского санатория Минздрава России «Белокуриха». Было обследовано 95 детей (49 мальчиков и 46 девочек) в возрасте от 12 до 15 лет, страдающих преимущественно аллергопатологией: атопическим дерматитом и атопической формой бронхиальной астмы. Было сформировано 2 группы детей сопоставимых по возрасту, полу, длительности болезни и наличию сопутствующей патологии: 1-ая группа – 50 человек – основная; 2-ая – 45 человек – контрольная. В основной группе на фоне проведения базисной санаторнокурортной терапии в схемы реабилитации исследуемых детей был включен прием экологически безопасной чистой воды (питье в свободном режиме по потребности). Состав экологически чистой воды по ТУ: общая минерализация – от 100 до 200 мг/л; хлориды – более 90 мг/л; кальций – от 25 до 50 мг/л; натрий – не более 20 мг/л; калий – от 2 до 20 мг/л; магний – от 5 до 10 мг/л; общая жесткость – не более 2 мг-экв/л.

На санаторно-курортное лечение поступали дети из различных регионов Западной Сибири (г. Новосибирск и Новосибирская область (НСО), г. Кемерово, г. Новокузнецк, г. Тюмень, г. Салехард). Образцы волос получали путем состригания с 3-5 мест на затылочной части головы в обычном гигиеническом состоянии. Масса образца от 5 мг. Забор волос производили дважды: в момент поступления детей и после прохождения санаторнокурортной реабилитации, которая составляла 24 дня.

Аналитические исследования проводили в аккредитованной аналитической лаборатории Института неорганической химии СО РАН. Для определения химического состава волос применяли атомно-эмиссионную спектрометрию с дуговым возбуждением спектров (ДПТ АЭС). Процедура анализа включала предварительную минерализацию пробы по способу сухого озоления (t=4500C, 2,5 часа) в присутствии графитового коллектора, содержащего 4% хлористого натрия в качестве усиливающей добавки. В качестве образцов сравнения применяли унифицированную серию на основе графитового порошка с введенными микро- и макроэлементами. Для контроля правильности результатов анализа использовали метод варьирования навески. В химическом составе волос определено 11 химических элементов в значимых количествах (Ca, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn, Ag, В, Sn, Pb, Cd). Данные по определению химического состава волос приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1. Минеральный состав волос до и после коррекции водно-питьевого режима

Примечание: * - достоверные различия (t>2 p<0,05) между концентрациями до и после коррекции

Таблица 2. Минеральный состав волос пациентов различных регионов Западной Сибири

Примечание: * - достоверность (t>2 p<0,05)

Результаты и обсуждения. В процессе исследования по оценке содержания макро- и микроэлементов в волосах детей было выявлено, что у всех исследуемых детей, независимо от группы, при поступлении на санаторнокурортное лечение уровень содержания в волосах Ca, Mg, Zn и Cd находится в пределах физиологической нормы. Повышенное содержание обнаружено в волосах детей, проживающих во всех перечисленных районах западной Сибири, для Ag – у 75%, B – у 23%, Cu – у 75%, Fe – у 58%, Mn – у 73% детей. По-видимому, в значительной степени причиной повышенного содержания перечисленных элементов в исследуемом биосубстрате является геохимический ландшафт и, как следствие, высокое содержание этих элементов в природных водах Западносибирского региона. Так, известно, что для грунтовых и поверхностных вод обского бассейна характерно высокое содержание именно Fe, Mg и Cu [1], а высокое содержание соединений B в грунтовых водах является отличительной чертой природных вод НСО [11]. В результате проведенного исследования также обнаружено, что практически у всех обследованных детей содержание в волосах токсических элементов (Pb, Sn) находится на верхней границе нормы, а у 25-20% детей превышает допустимый уровень. Повышенное содержание Ag в волосах детей может быть следствием, во-первых, соседских или трансгрессивных элементозов, а во-вторых, использованием в качестве питьевой воды, очищенной фильтрами, импрегнированными Ag [11]. Значимых различий в содержании макро- и микроэлементов в волосах у мальчиков и девочек не обнаружено.

При сравнительном анализе было выявлено (см. табл. 2), что крупные промышленные центры имеют более благоприятную экологическую ситуацию относительно тяжелых металлов, в частности для Pb и Sn. Наиболее благополучным с точки зрения элементного обмена в организме детей является г. Кемерово. Полученные результаты элементного анализа волос не противоречат данным, имеющимся в литературе [3, 5-10]. Данные элементного анализа волос у детей контрольной группы после курса санаторно-курортного лечения и получавших обычную питьевую воду показали, что элементный статус этих пациентов достоверно не изменился. У детей основной группы выявлено, что коррекция водно-питьевого режима на фоне других оздоровительных процедур привела к изменению макро- и микроэлемент-ного обмена. Использование экологически чистой воды как корригирующего фактора у 100% пациентов выявило достоверное снижение вплоть до нормы содержания Fe, B, Sn и Cd. Содержания Ag вернулось к норме у 87%, Cu у 60%, Mn у 50%, P у 90%, Pb у 85% и Sn у 75% детей. Заслуживает внимания тот факт, что на фоне общей нормализации микроэле-ментного обмена наблюдается достоверное снижение уровня эссенциальных элементов, таких как Ca, Mg, Zn, концентрации, которых лежали в пределах физиологической нормы до начала санаторного лечения.

Выводы: полученные результаты свидетельствуют о существенном влиянии воднопитьевого режима на макро- и микроэлемент-ный баланс в организме детей. Учитывая физиологические особенности организма в детском и подростковом возрасте, когда более интенсивно проходят метаболические процессы, ведущие к активному поглощению или выделению химических элементов, а также в связи с обнаруженной тенденцией к снижению концентраций таких эссенциальных элементов как Ca, Mg и Zn при длительном приеме низко-минерализованной питьевой воды, следует особое внимание обращать на минеральную составляющую детского рациона питания.