Медико-биологические аспекты использования волоса для оценки патологических состояний организма человека

1 - Институт биологии животных, Львов, 2 - Институт земледелия и животноводства западного региона, с. Оброшино, Львовская обл., Украина

Medical-biological Aspects of Hair Using for Evaluation of Human Pathological State V. Havrylyak1, P. Stapay1, G. Sedilo2

1 - Institute of Animal Biology, Lviv, Ukraine 2 - Institute of Agriculture and Cattle Breeding of Western region of Ukraine

Рассматривается возможность использования анализа волос человека для оценки некоторых патологических состояний организма, в частности сопровождающихся усиленным выпадением волос.

The possibility of human hair analysis to evaluate some pathological states of the organism which accompanied by enhanced hair loss is considered.

В последнее время определение элементного состава биологических сред человека представляет значительный интерес для экологов, медиков и биологов. По результатам их анализа можно судить о здоровье населения и,

ВЕСТНИК МЕЖДУНАРОДНОЙ АКАДЕМИИ НАУК (РУССКАЯ СЕКЦИЯ) • 2011 • СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК как следствие, о благополучии состояния окружающей среды. Преимущественно для мониторинга минерального статуса организма используют исследования крови и мочи, однако во многих случаях они не всегда адекватны, поскольку отражают информацию о его состоянии только в данный момент и поэтому неэффективны для мониторинга долговременных воздействий различных неблагоприятных факторов на организм человека и животных. В течение последнего десятилетия, как свидетельствуют многочисленные литературные данные, альтернативой для оценки элементного статуса человека является исследование волоса [Мжельская Т. И., Ларский Э.Г., 1983; Gaillard Y., Pepin G., 1999; Hintz H. F., 2000; Chyla M.A., Zyrnicki W., 2000].

В литературе также встречаются сообщения о возможности использования волоса для определения содержания в организме человека и животных тяжелых металлов [Ward N. I., Savage J. M., 1994; Rosborg I., Nihigard B., Gerhardsson L., 2003], пестицидов [Dauberschmidt C., Wennig R., 1998], антибиотиков [Dunnet M., Lee P., 2000; Dunnet M., 2002], наркотиков, в том числе барбитуратов и опиатов [Beresford G. D. et al., 1998; Whittem T. et al. 2000, Симонов Е. А. и др., 2000].

В этой связи стоит отметить, что волос является продуктом функциональной активности волосяного фолликула кожи и характеризуется определенной динамикой роста (0,2-0,5 мм в сутки), поэтому преимущества в его использовании в качестве объекта исследований очевидны. Это, во-первых, возможность исследовать влияние тяжелых металлов, различных токсических веществ, в том числе лекарств и пестицидов, в течение длительного промежутка времени, от нескольких недель до нескольких лет, во-вторых, простота в отборе, хранении и транспортировке проб, что делает его уникальным для экологических, медицинских и биологических исследований. Однако следует иметь в виду, что, например, уровень микроэлементов в волосах зависит от возраста, пола, национальности, места обитания, поэтому сравнивать можно только соответствующие группы.

Целью нашей работы было определить элементный состав волос женщин в возрасте 35-40 лет в норме и при патологии, сопровождающейся усиленным выпадением волос, а также оценить распределение макро-и микроэлементов в различных структурных компонентах волоса.

Для анализа были отобраны образцы неокрашенных волос, которые на основании трихограмм разделили как норма (соотношение волос в фазе анаген/телоген составляло 8:2) и диффузное телогеновое выпадение (соотношение анаген/телоген составляло 3,3:4,5). Содержание минеральных элементов определяли с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра С-115 после влажного озоления, а распределение макро- и микроэлементов по диаметру волоса методом рентгеновского микроанализа с помощью электронного растрового микроскопа РЭММА-102.

В результате исследований было установлено распределение по диаметру волоса таких элементов как О, Na, Mg, Al, Si, S, Cl, K, Ca. При этом среди изучаемых элементов наибольшая доля приходится на серу, кислород, хлор и наименьшая — на калий, кальций и магний, причем такая закономерность характерна как для здорового, так и патологического волоса. Что касается насыщения структуры волоса элементами, то следует отметить, что патология волоса в первую очередь сопровождается заметным уменьшением содержания общей серы, кремния и некоторым увеличением в нем алюминия. Особенности распределения серы по поперечному сечению волоса состоят в том, что наименьшее количество ее фиксировалось в кутикуле, тогда как в кортексе концентрация этого элемента была значительно выше. Возможно, усиленное выпадение волос у человека в первую очередь сопровождается нарушением обмена серы в волосяных фолликулах и, как следствие этого, наступает нарушение синтеза белков, которые отличаются высоким содержанием цистина — кератин-ассоциированных белков, так называемых KAP-протеинов.

Нами также было определено содержание Ca, Mg, Fe, Zn, Cu, Co, Se. Показано, что среди исследуемых элементов преобладает кальций, что может свидетельствовать о его роли как структурного элемента. Содержание других элементов в волосах человека значительно меньше. Показано, что усиленное выпадение волос у женщин сопровождается снижением содержания в нем селена (на 92 %, p<0,05), меди (на 70 %, p<0,02), цинка (37 %, p<0,05) и практически вдвое – магния (p<0,001), кроме того нами отмечена тенденция к снижению уровня кальция и железа в этой группе. Содержание кобальта в волосах женщин как контрольной, так и группы с патологией, было практически на одном уровне.

Результаты наших исследований могут стать еще одним шагом к пониманию механизмов формирования основных физико-механических свойств волоса в норме и некоторых патологических состояний, а определение содержания минеральных элементов можно использовать как скрининговый метод, отражающий минеральный статус организма в целом.

МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ • «Экология человека: здоровье, культура и качество жизни»