Особенности накопления химических элементов в волосах детского населения Республики Коми
Автор: Зайнуллин В.Г., Боднарь И.С., Кондратнок Б.М.
Журнал: Известия Коми научного центра УрО РАН @izvestia-komisc
Рубрика: Биологические науки
Статья в выпуске: 2 (18), 2014 года.
Бесплатный доступ
Европейский Север является территорией риска развития целого ряда элементозов. Определены уровни накопления макроэлементов, эссенциальных и токсических микроэлементов в составе волос детей из Республики Коми. Раскрыта специфика корреляционных связей между элементами на Севере. Характерная особенность элементного статуса детского населения - это избыток марганца, никеля, недостаток меди и селена. Дисбаланс элементов является в большей мере следствием геохимических и климатогеографических особенностей территории.
Микроэлементозы, север, здоровье детского населения, геохимические факторы среды
Короткий адрес: https://sciup.org/14992674
IDR: 14992674
Текст научной статьи Особенности накопления химических элементов в волосах детского населения Республики Коми
В настоящее время особое внимание уделяется проблемам элементного гомеостаза организма, нарушения которого могут сопровождать многие патологические состояния различных органов и систем организма [1]. Считается, что роль металлолигандного гомеостаза в нормальном функционировании органов и систем сопоставима с ролью генетических факторов в формировании здоровья [2]. Изучение элементного «портрета» населения отдельных биогеохимических регионов является перспективным направлением современной био-элементологии, что необходимо для научной разработки и внедрения мероприятий по устранению выявленных микроэлементозов [3].
Республика Коми расположена на Северо-Востоке европейской части Российской Федерации. Север представляет собой огромную полиэлемент-ную биогеохимическую провинцию со сниженными адаптивными возможностями человека, где нарушения минерального обмена носят масштабный характер [4]. При холодовом воздействии может существенно увеличиваться потребность в ряде макро- и микроэлементов (кальций, магний, медь, фтор, железо, селен) [5, 6], что в условиях Севера приводит к их акклиматизационному (метаболическому) дефициту. Дисбаланс жизненно важных элементов является биогеохимической основой для развития выраженных и латентных форм полиэле-ментозов [4].
Неблагоприятные условия среды обитания отражаются, в первую очередь, на детском населении, которое является наиболее чувствительным в силу своей морфофункциональной незрелости к недостаточному или избыточному поступлению извне химических элементов [7]. Оценить влияние биогеохимических факторов среды на организм возможно благодаря элементному анализу состава волос, который отражает геохимические особенности местности проживания, особенности питания, уровень загрязнения окружающей среды [8]. В дан- ном исследовании проведена оценка особенностей накопления макро- и микроэлементов в волосах детского населения некоторых районов Республики Коми.
Материал и методы
В работе изучено содержание 19 химических элементов (натрий, калий, медь, цинк, кальций, магний, фосфор, сера, селен, алюминий, кобальт, хром, никель, железо, марганец, мышьяк, свинец, кадмий, ртуть) в волосах детей из Республики Коми. Исследовали биоматериал у 85 ребят, включая 43 женского и 42 мужского пола, средний возраст 11,2±2,6 лет. Для оценки влияния эколого-географических факторов волосы анализировали у детей из пяти районов республики. Выбор районов для исследования волос на микроэлементы осуществлялся на основании анализа заболеваемости, национального состава населения районов. Город Ухта, Троицко-Печорский и Прилузский районы выбраны как территории риска экологически обусловленной заболеваемости [9]. В Усть-Цилемском и Ижемском районах, различающихся по национальному составу (преимущественно русские и преимущественно коми-ижемцы, соответственно), заболеваемость на уровне среднереспубликанской; эти районы расположены в сходных географических условиях на северо-западе республики (с.Усть-Цильма – 65°26´ с.ш. 52 в.д; с.Ижма – 65°00´ с.ш. 53°55´ в.д.).
Образцы волос получали путем состригания с затылочной части головы, помещали в специальные конверты, к конвертам прилагали идентификационные записи. Предварительно проведено анкетирование (возраст, пол, национальность, приём витаминно-минеральных комплексов, состояние здоровья).
Определение микроэлементного состава образцов волос выполнено экоаналитической лабораторией «Экоаналит» Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН (аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.511257 от 16 апреля 2009 г.). Анализ образцов волос проводили методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Контроль качества результатов измерений осуществлен с использованием стандартных образцов.
Статистическую обработку полученных результатов проводили при помощи программного пакета Statistica 6.0 (StatSoft, Inc., США). Исследовали содержание в волосах эссенциальных, условно эссенциальных и токсичных элементов. Вычисляли межквартильные интервалы, минимум-максимум содержания биоэлементов в волосах детей, процент проб отклонения от нормы. Отличия в накоплении элементов в волосах в зависимости от пола определяли с использованием критерия Манна-Уитни. Различия между районами по накоплению элементов в волосах детей оценивали по критерию Краскела-Уоллиса. При обнаружении статистически значимых различий между районами проводили апостериорные сравнения с помощью критерия Манна-Уитни [10]. Также ранжировали районы по каждому элементу по накоплению элемен- тов относительно физиологической нормы. Взаимосвязь между элементами оценивали с использованием критерия Стьюдента [11].
Результаты и обсуждение
В табл. 1 представлены результаты анализа содержания макро- и микроэлементов в волосах детей из Республики Коми в сравнении со значениями, полученными в Институте биоэлементоло-гии (г. Оренбург) и рекомендованными в качестве физиологической нормы [12].
Медь – микроэлемент, который влияет на активность более 30 ферментов, в основном ответственных за окисление веществ в организме и клеточное дыхание, стимулирует выработку женских половых гормонов и тироксина – основного гормона щитовидной железы [2]. Анализ элементного состава волос детей выявил невысокий уровень содержания меди. Медиана соответствует нижней границе референсного интервала. Число детей, имеющих в волосах содержание меди ниже физиологических границ, составило 41,3 % (табл. 1). Сравнение содержания меди в волосах мальчиков и девочек 7–14 лет (табл. 2) показало статистически достоверное (при р≤0,05) более высокое содержание этого биоэлемента у мальчиков, что согласуется с данными литературы [13]. Дефицит меди у девочек выражен сильнее, чем у ребят, что подтверждается и более высоким процентом проб ниже нормы (у 74% девочек и 42 – мальчиков), межквартильный интервал шире у девочек. Такая разница и большая потребность могут быть объяснены вовлеченностью меди в выработку женских половых гормонов. Нехватка меди у детей обусловлена ее низкими концентрациями в окружающей среде. Фоновое содержание меди в почве в пределах ландшафтов изучаемых районов составляет от 2 до 12 мг/кг и характеризуется как очень низкое и низкое [14]. При холодовом воздействии может существенно увеличиваться потребность в данном микроэлементе, что в условиях Севера приводит к акклиматизационному (метаболическому) дефициту.
Селен – микроэлемент, выполняющий многочисленные защитные функции в организме, участвует в построении и функционировании глутатионпероксидазы, глицинредуктазы, цитохрома С – ведущих антиоксидантных соединений [15]. Северо-Запад России относится к селенодефицитным регионам вследствие низкого содержания этого элемента в окружающей среде, питьевой воде и продуктах питания местного производства [16, 17]. Установленный нами центильный интервал находится ниже нормы средних значений по России. Гипоселеноз выявлен для 95% обследованного детского населения (табл. 1).
Кальций – один из важнейших биоэлементов, макроэлемент, играющий важную роль в функционировании мышечной ткани, нервной системы, кожи, особенно костной ткани [18]. В Республике Коми содержание кальция в волосах детей повышено, количество проб волос с высоким уровнем кальция составляет 51,5 %, ниже нормы – 6 (табл. 1). Медианное значение содержания в волосах дан-
Таблица 1
Элемент |
Физиологическая норма, мг/кг волос (Скальный, 2003) |
Содержание в волосах детей из Коми, мг/кг волос |
||||
Межквартильный интервал |
Медиана |
Межквартильный интервал |
min-max |
% проб выше нормы |
% проб ниже нормы |
|
Cu |
8-12 |
8,3 |
6,3-9,7 |
0,96-26 |
4,8 |
41,3 |
Zn |
94-183 |
160 |
131-200 |
16-550 |
26,6 |
6,25 |
Ni |
0,15-0,55 |
0,56 |
0,25-1,1 |
0-3,8 |
33 |
19 |
Mn |
0,32-0,93 |
3,3 |
2,2-5,9 |
0,4-51 |
91 |
0 |
Fe |
13-27 |
25 |
17-40 |
6,7-230 |
35,4 |
6,15 |
Al |
9-23 |
15,5 |
7,4-23 |
0,9-106 |
19,7 |
9 |
Ca |
254-611 |
870 |
480-1700 |
120-7000 |
51,5 |
6 |
Mg |
18-26 |
109,5 |
56-230 |
14-920 |
87,8 |
1,5 |
K |
53-663 |
200 |
90-500 |
6,2-2700 |
19,7 |
9 |
Na |
75-562 |
440 |
210-810 |
23-8300 |
33,3 |
7,5 |
P |
118-156 |
120 |
106-150 |
13-430 |
9 |
39,4 |
S |
нет данных |
47000 |
45000-49000 |
43000-55000 |
- |
- |
Cr |
0,26-0,7 |
0,4 |
0,18-0,64 |
0-4 |
9,2 |
27,7 |
Se |
0,65-2,43 |
0,37 |
0,33-0,41 |
0,09-1,6 |
0 |
95 |
As |
0-0,69 |
0 |
0-0,06 |
0-0,22 |
0 |
0 |
Co |
0,02-0,11 |
0,075 |
0,04-0,15 |
0,009-2,4 |
23 |
9,23 |
Hg |
0,094-0,267 |
0,183 |
0,097-0,297 |
0,015-13,3 |
23 |
0 |
Pb |
0,76-2,43 |
0,58 |
0,39-1,6 |
0,013-12 |
7,5 |
0 |
Cd |
0,03-0,18 |
0,089 |
0,04-0,16 |
0,007-0,7 |
21 |
0 |
Таблица 2
Сравнение содержания химических элементов в волосах детей 7–14 лет в зависимости от пола
Элемент |
Девочки (РФ), мг/кг волос *** |
Девочки (Коми), мг/кг волос |
Мальчики (РФ), мг/кг волос *** |
Мальчики (Коми), мг/кг волос |
||||
Медиана |
Межквартильный интервал |
Медиана |
Межквартильный интервал |
Медиана |
Межквартильный интервал |
Медиана |
Межквартильный интервал |
|
Al |
18,2 |
12,0-26,7 |
19 |
6,45-32 |
18,9 |
13,0-27,6 |
12 |
7,4-23 |
As |
0,116 |
0,004-0,411 |
0 |
0-0,06 |
0,121 |
0,001-0,437 |
0 |
0-0,06 |
Ca** |
573,5 |
393,7-940,6 |
1750 |
880-4000 |
382,0 |
284,0-526,6 |
540 |
410-1000 |
Cd |
0,108 |
0,026-0,236 |
0,086 |
0,042-0,165 |
0,14 |
0,044-0,287 |
0,082 |
0,04-0,1 |
Co** |
0,126 |
0,037-0,246 |
0,08 |
0,04-0,24 |
0,12 |
0,04-0,25 |
0,04 |
0,027-0,09 |
Cr |
0,647 |
0,421-1,01 |
0,4 |
0,22-0,68 |
0,733 |
0,477-1,14 |
0,34 |
0,14-0,57 |
Cu* |
9,82 |
8,05-12,5 |
8,8 |
6,2-12 |
9,33 |
7,85-11,3 |
7,55 |
6-8,5 |
Fe* |
17,6 |
12,2-25,7 |
24 |
19-41 |
19,7 |
14,2-28,6 |
23 |
14-36 |
Hg |
0,153 |
0,094-0,248 |
0,21 |
0,127-0,297 |
0,154 |
0,089-0,267 |
0,129 |
0,063-0,215 |
K** |
85,5 |
37,9-240,8 |
100 |
58-215 |
273,2 |
98,1-686,6 |
340 |
160-1000 |
Mg** |
42,6 |
26,7-76,2 |
210 |
94-420 |
25,6 |
17,0-38,4 |
65 |
39-160 |
Mn** |
0,625 |
0,405-1,11 |
4,9 |
2,7-12 |
0,62 |
0,419-1,0 |
2,6 |
1,6-3,7 |
Na* |
168,9 |
85,3-380,7 |
270 |
150-550 |
359,5 |
159,7-798,5 |
500 |
320-1500 |
Ni** |
0,355 |
0,139-0,71 |
0,785 |
0,25-1,2 |
0,274 |
0,113-0,578 |
0,5 |
0,08-1,0 |
P* |
145,9 |
129,4-165,0 |
110 |
96-150 |
150,2 |
134,5-168,3 |
130 |
110-150 |
Pb |
0,727 |
0,25-1,5 |
0,49 |
0,295-1,45 |
1,49 |
0,58-3,0 |
0,49 |
0,39-0,73 |
Se |
1,05 |
0,546-1,94 |
0,35 |
0,18-0,41 |
1,0 |
0,53-1,86 |
0,39 |
0,34-0,41 |
Zn |
178,3 |
144,8-206,8 |
160 |
135-210 |
156,8 |
122,6-185,8 |
160 |
132-170 |
Содержание химических элементов в волосах детей 7–14 лет
Примечание: * – отличия достоверны при р ≤ 0,05 по критерию Манна-Уитни;
** – отличия достоверны при р ≤ 0,01 по критерию Манна-Уитни;
*** – сравнение по Грабеклис, 2009.
ного макроэлемента выше референсного интервала. У девочек медиана в 1,8 раза выше верхней границы нормы, 71,4% проб волос с избыточным содержанием кальция. У мальчиков медианный уровень кальция превышен в 1,5 раза, совпадает с верхней границей референсного интервала (табл. 2). Содержание кальция в волосах девочек 7–14 лет в 3,2 раза выше, чем у мальчиков. Природные воды на Севере слабоминерализованные, с низким содержанием кальция, магния. Повышенное содержание кальция в волосах детей можно рассматривать как показатель усиленного кругооборота элемента в организме, что говорит о риске возникновения его дефицита [19]. Кальций активно вовлечен в обмен, выходит из своего депо (зубы, костная ткань) и усиленно выводится из организма.
Магний – макроэлемент, влияющий на активность более 300 ферментов, в основном регулирующих биоэнергетические процессы в организме, а также деятельность сердечно-сосудистой системы и уровень жиров в крови. В изученных образцах волос детей наблюдается также избыток магния, медианное значение превышает верхнюю границу нормы в три раза. Количество проб волос с высокими концентрациями магния составляет 87,8%. Медианное значение у девочек выше референсного медианного значения в 4,9 раза, у мальчиков – в 2,5. Избыток магния и кальция в волосах детей указывает не на избыток данного элемента в организме, а на ускорение его метаболизма [19].
Фосфор. Результаты анализа волос выявили дефицит фосфора. Медиана совпадает с нижней границей нормы. Высокое число проб ниже нормы (39,3 %) указывает на дефицит этого элемента у более трети детей республики. Среди детей 7–14 лет недостаток фосфора испытывают 51,7 % девочек и 44,8 – мальчиков, различия достоверны при р≤0,05. Для Севера характерен недостаток фосфора, кальция, магния, витамина D, что подтверждается недостатком этих элементов у жителей: Архангельской области, Ненецкого автономного округа [4, 20, 21].
Никель. Содержание никеля в волосах детей повышено, в некоторых образцах в два–семь раз больше нормы. Верхняя граница межквартильного интервала по Коми в два раза превышает верхнюю границу референсного интервала. Высокое содержание никеля в волосах объясняет его присутствие выше ПДК в почве [22, 23]. Количество проб выше нормы у девочек составляет 47,7%, у мальчиков – 27,6. Содержание никеля статистически достоверно выше в волосах девочек (при р≤0,01).
Марганец. Его содержание в волосах детей на порядок выше референсных значений, 91 % проб волос выше референсных показателей. Максимальное содержание марганца в волосах в 50 раз превосходит верхнюю границу нормы. Достоверно выше содержание у девочек (при р≤0,01). У 100 % девочек и 72,4% мальчиков избыток марганца в волосах. Накопление этого элемента в волосах детей является следствием его высокого содержания в дерново-подзолистых, подзолистых почвах европейского Севера России. Содержание марганца в почвах и воде исследованных районов превышает ПДК и варьирует от чрезвычайно опасного до умеренно опасного [23].
Железо. Содержание его в волосах у детей находится в пределах верхней границы нормы. У девочек избыток железа в волосах выражен сильнее (р≤0,05), медиана соответствует верхней границе нормы, процент проб выше референсного интервала – 38 %, у мальчиков медианное значение в норме. Избыточное содержание железа в волосах связано с избытком железа в питьевой и природной воде республики (табл. 3). Для Республики Коми актуальна проблема «северной анемии», которая может быть вызвана не дефицитом железа, а недостатком кобальта, фтора, магния, меди и кальция. Дефицит железа в волосах обнаружен только у 6,15 % обследованных.
Таблица 3
Наличие в питьевой воде централизованных систем водоснабжения опасных химических веществ по максимальным концентрациям (Глушкова и др., 2002)
Административная территория |
Вещества I-II класса опасности |
Вещества III-IV класса опасности с максимальным содержанием выше ПД |
г. Ухта |
Бор, кадмий, нитриты |
Аммиак, железо, марганец, хлориды, сульфаты |
Троицко-Печорский р-н |
– |
Железо |
Прилузский р-н |
Барий, бор, кадмий, мышьяк, ртуть |
Аммиак, железо, марганец |
Ижемский р-н |
Барий, кадмий, свинец |
Аммиак, железо, марганец, хлориды |
Усть-Цилемский р-н |
- |
Железо |
В северных регионах, кроме проблемы северной анемии, актуальна проблема избытка железа. Сочетание эссенциальности элемента с его возможной токсичностью предполагает, что нарушения метаболизма железа могут негативно влиять на жизнедеятельность. Раздражающее действие высоких концентраций железа в питьевой воде влияет на уровень заболеваемости атопическим дерматитом в Печорском и Прилузском районах [24].
Хром – жизненно важный элемент, участвующий в регуляции углеводного и жирового обменов, в деятельности сердечно-сосудистой системы. В республике в волосах детей отмечается умеренный дефицит хрома. Медиана соответствует пределам референсного интервала. У 40% девочек и 50% мальчиков содержание хрома в волосах ниже нормы. Недостаток хрома в организме приводит к нарушению толерантности к глюкозе, диабет второго типа считают, прежде всего, хроническим хромовым дефицитом [25].
Анализ волос детей республики выявил региональные особенности накопления макро- и микроэлементов в волосах детей. В Республике Коми наблюдается дисбаланс обеспеченности детского населения эссенциальными и условно эссенциальными элементами. Выявлен дефицит меди, селена, учитывая взаимосвязь его с йодом. Недостаток селена может являться фактором, усугубляющим дефицит этого эссенциального микроэлемента. В волосах детей Республики Коми обнаружен избыток марганца и никеля, что обусловлено геохимическими особенностями местности.
Токсичные элементы
Свинец – один из наиболее токсичных элементов. С одной стороны, свинец участвует в обменных процессах костной ткани, с другой – является канцерогеном и тератогеном для организма. Содержание свинца в волосах 92,5% детей республики не превышает границы установленного референсного интервала. Кадмий – экотоксикант, обладающий канцерогенным, гонадотропным, эмбрио-тропным, мутагенным и нефротоксическим действием. Медиана содержания кадмия в волосах детей 7–14 лет не превышает верхнюю границу референсного интервала, количество проб выше нормы составляет 21%. Ртуть и ее соединения (метил-ртуть) чрезвычайно токсичны. Содержание ртути в волосах детей в республике не превышает нормы.
Содержание в волосах детей токсичных элементов является индикатором загрязнения окружающей среды. В волосах детей из республики не обнаружены слишком высокие концентрации токсичных элементов, за исключением отдельных частных случаев. В отдельных районах наблюдаются концентрации свинца, ртути и кадмия, соответствующие верхней границе нормы.
Сравнение по обеспеченности эссенциальными и токсичными элементами районов республики
Анализ полученных данных выявил статистически значимые отличия в накоплении меди, кадмия, алюминия, магния, натрия, фосфора, хрома, селена, свинца, ртути у детей исследуемых районов (табл. 4). Полученные величины средних рангов (R ср ) отличаются в зависимости от уровня накопления элемента в волосах детей. Наиболее высокие средние ранги соответствуют более высоким концентрациям элемента. Если есть различия между районами в накоплении элементов, то средние ранги будут сильно отличаться, значение критерия Краскела-Уоллиса (Н) будет велико.
Анализ различий между районами при помощи критерия Краскела-Уоллиса показал статистически значимые отличия в накоплении меди (р≤0,01), наибольшее число рангов приходится на Троицко-Печорский район и г. Ухту, где медиана содержания меди соответствует норме. Содержание меди в Усть-Цилемском районе статистически значимо ниже, чем в Троицко-Печорском, Ижем-ском районах и г. Ухте (р≤0,01) (рис. 1).
В волосах детей г. Ухты имеется избыток никеля, медианное значение в два раза выше границы референсного значения, медиана содержания никеля в волосах детей в два раза выше, чем в Усть-Цилемском, Ижемском, Троицко-Печорском районах и в три раза выше, чем в Прилузском районе (рис. 2).
Имеются достоверные отличия (при р≤0,01) в накоплении фосфора в волосах детей из различных районов (рис. 3). Во всех районах, кроме Тро-
Таблица 4
Результаты оценки отличий между районами по содержанию элементов в волосах детей по критерию Краскела-Уоллиса
Элемент |
R ср Троцк-печорс |
R ср Усть-цилемс |
R ср Ижемск |
R ср Прилузск |
R ср Ухта |
Н |
] р |
Cu |
40,0 |
13,6 |
32,3 |
26,5 |
44,5 |
22 |
0,0002 |
Cd |
36,6 |
23,5 |
37,6 |
47,5 |
23,9 |
12 |
0,02 |
Zn |
36,5 |
27,8 |
25,7 |
39 |
40,9 |
7 |
0,1 |
Ni |
27,3 |
30 |
32,4 |
27,7 |
42,5 |
5,4 |
0,3 |
Mn |
36,6 |
21,5 |
30,4 |
40,5 |
39,3 |
8,7 |
0,07 |
Co |
39,6 |
25 |
27,2 |
27,3 |
38,8 |
6,5 |
0,2 |
Fe |
37 |
31,3 |
35,6 |
27,4 |
24,7 |
4,2 |
0,4 |
Al |
43,2 |
42,1 |
25,9 |
35,8 |
21,9 |
14,3 |
0,006 |
Ca |
40,2 |
25,8 |
20,9 |
43,3 |
43 |
17,2 |
0,002 |
Mg |
44 |
27,3 |
19,8 |
34,7 |
40,2 |
16,8 |
0,002 |
K |
33,2 |
40,6 |
32,8 |
34,8 |
21,7 |
7,2 |
0,1 |
Na |
35,5 |
47,6 |
30,2 |
30,8 |
17 |
18,9 |
0,0008 |
P |
17,4 |
42,8 |
24,8 |
41 |
43,2 |
21,5 |
0,0002 |
S |
30,2 |
42,5 |
25,2 |
27,8 |
36,3 |
8,0 |
0,09 |
Cr |
43,9 |
27,3 |
40,8 |
8 |
26 |
21,6 |
0,002 |
Se |
19,9 |
42,8 |
33,3 |
52 |
20,6 |
22,2 |
0,0001 |
Pb |
45,5 |
34 |
23,6 |
38,2 |
27,5 |
12,1 |
0,02 |
Hg |
35,3 |
38,3 |
34,7 |
26,2 |
17,6 |
11,2 |
0,02 |
Примечание: Rср – средний ранг; Н – значение критерия Краскела-Уоллиса, р – уровень значимости, при котором отличия достоверны (р ≤ 0,05).

।! – здесь и далее физиологическая норма (Скальный, 2003)
Рис. 1. Сравнение содержания меди в волосах детей по районам.


Рис. 2. Сравнение содержания никеля в волосах детей по районам.

Рис. 3. Сравнение содержания фосфора в волосах детей по районам.
ицко-Печорского, медиана входит в референсный межквартильный интервал. В Троицко-Печорском районе 83% обследованных детей испытывают недостаток фосфора.
Наибольшие концентрации свинца в волосах детей отмечаются в Троицко-Печорском районе – медиана равна 1,5 мг/кг, верхняя граница межквартильного интервала выше соответствующего значения, принятого за норму, максимальная концентрация, найденная в ходе всего исследования, составляет 12 мг/кг. Концентрация свинца в волосах детей Троицко-Печорского района выше, чем Ижемского, Усть-Цилемского и г. Ухты (р≤0,01).
Превышение ПДК по кадмию обнаружено в питьевой воде г. Ухты, Ижемского и Прилузского районов (табл. 3). Наибольшее содержание кадмия – в волосах детей Прилузского района (р≤0,05), избыток – у 50% обследованных. Содержание кадмия в волосах детей из Прилузского района статистически достоверно выше, чем в Усть-Цилемском районе и г. Ухте (р≤0,01).
У детей выбранных районов имеются общие черты в особенностях накопления элементов в волосах, а также некоторые отличия. Имеются достоверные отличия в накоплении меди в волосах детей различных районов (имеется недостаток в Ижемском и Усть-Цилемском районах), кальция и магния (избыток в г. Ухте, Прилузском и Троицко-Печорском районах), фосфора (недостаток в Троицко-Печорском районе), железа (избыток в Ижем-ском и Усть-Цилемском районах), кобальта (медиана соответствует верхней границе референсного интервала в Троицко-Печорском районе и Ухте), хрома (недостаток в Прилузском и Усть-Цилемском районах). Из токсичных элементов верхней границе нормы соответствует медиана алюминия в Усть-Цилемском, Прилузском и Троицко-Печорском районах, а ртути – в Троицко-Печорском. Избыток свинца обнаружен в волосах детей Троицко-Печорского района, а кадмия – Прилузского и Троицко-Печорского районов.
Согласно ранговому показателю, лучшая обеспеченность эссенциальными и условно эссенциальными элементами характерна для Ижемского района, за ним идет Усть-Цилемский, менее благополучен – Прилузский (табл. 5). Неблагополучными районами по обеспеченности детского населения макро- и микроэлементами являются Троицко-Печорский район и г. Ухта. Именно эти территории входят в тройку районов «высокого риска развития экологически обусловленной патологии». Разница в элементном портрете исследуемых районов обусловлена геохимическими особенностями ландшафтов. Для Троицко-Печорского района немаловажную роль играют трансграничные переносы и выпадение более минерализованных осадков.
С позиций существующих физиологических концепций, столь выраженные неблагоприятные условия среды должны стать причиной специфических адаптивных изменений в обмене веществ [26]. Обнаружение регионально-обусловленных поправок в центильные интервалы приводит к изменению корреляционных связей между элементами на фоне пониженного или повышенного содержания элементов в волосах. Подтверждением этих положений относительно адаптации коренного населения к биогеохимическим условиям является то, что наи-
Таблица 5
Ранговое соотношение территорий по содержанию эссенциальных и условно эссенциальных химических элементов в волосах детей 7–14 лет (наименьшее численное значение ранга соответствует наиболее неблагоприятному содержанию)
Заключение
Анализ содержания микроэлементов в волосах детей выявил особенности «элементного портрета» населения Республики Коми. Дисбаланс элементов является следствием в большей мере геохимических, климатогеографических особенностей территории, несбалансированности пищевого рациона. В волосах детей обнаружены высокие концентрации марганца, никеля, недостаток селена, фосфора, меди. Токсичные элементы в концентрациях, превышающих средние показатели, выявлены в волосах детей Троицко-Печорского (свинец, кадмий), Прилузского (кадмий) районов, они обусловлены высокими фоновыми концентрациями элементов в поверхностных и подземных водах районов, в почве.
Выраженный дисбаланс эссенциальных и токсичных элементов обнаружен в волосах детей Троицко-Печорского района, что согласуется с высоким уровнем экологически обусловленной заболеваемости. Наиболее сбалансированным и приближенным к норме является элементный состав волос детей из Ижемского района, где проживает коренное население Севера – коми-ижемцы, что является следствием адаптационной перестройки корреляционных связей между элементами на фоне повышенного или пониженного их содержания в окружающей среде.
Список литературы Особенности накопления химических элементов в волосах детского населения Республики Коми
- Ларионова Т.К., Симонова Н.И., Гарифуллина Г.Ф. и др. Микроэлементозы человека в условиях крупного промышленного города//Успехи современного естествознания. 2004. № 2. С. 48-51
- Кудрин А.В., Скальный А.В., Жаворонков А.А. Иммунофармакология микроэлементов. М.: КМН, 2000. 350 с
- Сусликов В.А. Геохимическая экология болезней: Атамовиты. М.: Гелиос АРВ, 2000. Т. 2. 772 с
- Горбачев А.Л., Добродеева Л.К., Теддер Ю.Р., Шацова Е.Н. Биогеохимическая характеристика северных регионов. Микроэлементный статус населения Архангельской области и прогноз развития эндемических заболеваний//Экология человека. 2007. № 1. С. 4-11
- Авцын А.П., Жаворонков А.А., Строчкова Л.С. Принципы классификации заболеваний биогеохимической природы//Архив патологии. 1983. № 9. С. 3-14
- Казначеев В.П., Панин Л.Е. Изменения обмена витаминов, солей и микроэлементов//Механизмы адаптации человека в условиях высоких широт. Л.: Медицина, 1980. С. 98-108
- Вельтищев Ю.Е. Экологически детерминированные нарушения состояния здоровья детей//Российский педиатрический журнал. 1999. №3. С. 7-8
- Oyoo-Okoth E., Admiraal W., Osano O., Kraak M.H. Element profiles in hair and nails of children reflect the uptake from food and the environment//Environ. Toxicol. Chem. 2012. № 2. Р. 1461-1467
- Зайнуллин В.Г., Боднарь И.С. Экологически обусловленная заболеваемость детского населения Республики Коми//Теоретическая и прикладная экология. 2012. № 2. С. 128-134
- Гржибовский А.М. Анализ трёх и более независимых групп количественных данных//Экология человека. 2008. № 3. С. 50-58
- Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999. 461 с
- Скальный А.В. Референтные значения концентрации химических элементов в волосах, полученные методом ИСП-АЭС (АНО Центр биотической медицины)//Микроэлементы в медицине. 2003. № 4. С. 55-56
- Грабеклис А.Р. Половые, возрастные и эколого-географические различия в элементном составе волос у детей 7-14 лет, проживающих в различных регионах России: Автореф. дис. канд. биол. наук. СПб., 2009. 169 с
- Атлас почв Республики Коми/Под ред. Г.В. Добровольского, А.И. Таскаева, И.В. Забоевой. Сыктывкар, 2010. 356 с
- Оберлис Д., Харланд Б., Скальный А.В. Биологическая роль макро-и микроэлементов у человека, животных. СПб.: Наука, 2008. 544 с
- Голубкина H.A., Скальный А.В., Соколов Я.А. Селен в медицине и экологии. М.: Изд-во КМК, 2002. 136 с
- Паршукова О.И., Бойко Е.Р. Содержание селена в организме человека в условиях Европейского Севера//Медико-физиологические проблемы экологии человека: Тез. Всеросс. конф. с междунар. участием. Ульяновск, 2007. С. 194-195
- Тайбулатов Н.И., Намазова Л.С. Способы коррекции дефицита кальция у детей//Педиатрическая фармакология. 2007. Т.4. № 4. С. 54-57
- Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век» Мир, 2004. 216 с
- Айвазова Е.А., Сычева Л.Н., Добродеева Л.К. Особенности электролитного обмена у жителей Архангельской области//Методические рекомендации для врачей. Архангельск, 1998. 40 с
- Добродеева Л.К., Жилина Л.П. Иммунологическая реактивность, состояние здоровья населения Архангельской области. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. 229 с
- Глушкова Л.И., Маймулов В.Г., Корабельников И.В. Обеспечение эколого-гигиенического благополучия в условиях Крайнего Севера: проблемы и решения. СПб.: СПб ГМА им. И.И. Мечникова, 2002. 298 с
- Оберман Н.Г., Шеслер И.Г., Рубцов А.И. Экогеология Республики Коми и восточной части Ненецкого автономного округа. Сыктывкар: Пролог Плюс, 2004. 256 с
- Галушка Н.А., Глушкова Л.И., Рымарь А.И. К вопросу о возможности гигиенической оптимизации содержания железа в некоторых водопроводах Республики Коми. Сыктывкар, 2004. 132 с
- Anderson R.A. Chromium, Glucose Intolerance and Diabetes//J. аm Coll. Nutrition. 1998. Vol. 17. № 6. P. 545-555
- Нотова С.В., Мирошников С.А., Болодурина И.П., Дидикина Е.В. Необходимость учета региональных особенностей в моделировании процессов межэлементных взаимодействий в организме человека//Вестник ОГУ. 2006. № 6. С. 59-63