Особенности микроэлементного баланса в организме городских и сельских школьников Оренбургской области

Ш №6

ЗНиСО

29

ОСОБЕННОСТИ МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО БАЛАНСА В ОРГАНИЗМЕ ГОРОДСКИХ И СЕЛЬСКИХ ШКОЛЬНИКОВ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ

А.Г. Сетко, Т.М. Макарова, И.М. Сетко, Е.И. Кузнецова

PECULIARITIES OF MICROELEMENT BALANCE IN CHILDREN LIVING IN URBAN AND RURAL AREAS OF THE ORENBURG REGION

A.G. Setko, T.M. Makarova, I.M. Setko, Ye.I. Kuznetcova

ГОУ ВПО Оренбургская государственная медицинская академия Росздрава, г. Оренбург Управление Роспотребнадзора по Оренбургской области, г. Оренбург

Были определены уровни микроэлементов в волосах школьников в возрасте 7-11 лет, проживающих на урбанизированной (I группа) и сельской (II группа) территориях, в результате чего установлены особенности развития дисбаланса биотических концентраций эссенциальных и накопления токсичных микроэлементов в организме городских и сельских детей Оренбургской области, что является следствием различной комплексной антропогенной нагрузки.

Levels of microelements in hair of children, between 7 and 11 years, living in urban (the l st group) and rural (the 2nd group) areas have been estimated. As a result there have been determined the peculiarities of the development of disbalance of biotic concentrations of essencial microelements and accumulated toxic microelements in urban and rural children of the Orenburg region. The last fact is the result of different complex anthropogenic load.

Стабильность химического состава является одним из важнейших и обязательных условий нормального функционирования организма. Отклонения в содержании микроэлементов приводят к широкому спектру нарушений микроэлементного состава органов: недостаток, избыток или нарушение тканевого перераспределения микроэлементов. Поэтому выявление и оценка сдвигов в обмене микроэлементов является перспективным направлением современной медицины, позволяющим подойти к решению ряда теоретических и практических вопросов в разработке методологии гигиенической диагностики экологически обусловленных заболеваний на региональном уровне.

Исследование волос — хороший способ для выявления состояния обмена микроэлементов в организме и токсического воздействия отдельных тяжелых металлов, содержащихся в окружающей среде (Скальный А.В., 1999).

Волосы — вторая по порядку метаболической активности ткань организма (уступает только костному мозгу), они отражают метаболизм клеток, как и любая другая ткань. В то же время волосы обладают определенной динамикой роста (0,2—0,5 мм в день) и содержат «запись» не только того, что происходило с обменом веществ в ближайшем прошлом, но и информацию о его состоянии в более отдаленные периоды. В этом отношении уникальным свойством волос, связанным с их ростом, является

умение хранить информацию о процессах метаболизма, в частности, минерального обмена и его изменениях под влиянием различных уровней антропогенного загрязнения среды обитания.

Для понимания реальной картины состояния элементного статуса детей были определены уровни микроэлементов атомно-адсорбиционным методом в волосах детей в возрасте 7—11 лет, проживающих на урбанизированной (I группа) и сельской (II группа) территориях. Было установлено, что элементный портрет детей исследуемых групп резко отличался друг от друга в количественной характеристике дисбаланса биотических концентраций эссенциальных и накопления токсических микроэлементов (рис. 1).

Наиболее яркая разница в элементном статусе между детьми I и II исследуемых групп проявлялась в накоплении в волосах таких токсических элементов как свинец и кадмий. Было определено, что у детей I группы концентрации превышали средние российские показатели по свинцу (56 %), кадмию (87 %), в то время как у детей II исследуемой группы превышение свинца отмечалось на 18 %, а кадмия — на 16,2 %. Важно подчеркнуть, что установленный дисбаланс среди эссенциаль-ных микроэлементов был совершенно различным в элементном портрете детей исследуемых групп. Так, отталкиваясь от средних российских показателей, было установлено

30

ЗНиСО июнь №

1 группа Ав А1 8п

Ка Мп Мё К

2 группа Аб А1 8п

Мп М£

Рис. 1. Элементный портрет детей, проживающих на урбанизированной (1) и сельской (2) территориях

в элементном портрете детей, проживающих на урбанизированных территории (I группа) превышение биотических концентраций меди на 37,3 %, железа — на 50,8 %, цинка — на 100,4 %, ванадия — на 70 %, марганца — на 40,7 %, кобальта — на 36 %, никеля — на 35 %; при этом содержание йода было снижено на

61.5 %, кремния — на 19 %, селена — на 38 %. В элементном же портрете детей II группы было выявлено превышение биотических концентраций меди на 10,2 %, магния на — 21 %, марганца — на 12,3 %, кобальта — на 9,8 %, никеля — на 8 %, а в то же время биотические концентрации железа были снижены на 24 %, цинка — на 15,4 %, ванадия — на 41 %, йода — на

32.5 %, селена — на 11 %, кремния — на 4,2 %. Также был выявлен дисбаланс среди структурных элементов и особенностей их содержания в зависимости от среды обитания. Так, у детей I группы в волосах было определено повышенное содержание кальция на 147,2 %; калия — на 6,9 %, фосфора — на 36,4 %, биотическая концентрация калия была в пределах нормы, а содержание натрия снижено на 12 %. Также важно отметить, что повышенное содержание в волосах кальция у детей в возрасте 7—11 лет, когда в организме обменные процессы происходят на высоком уровне, свидетельствует, прежде всего, о быстром и увеличенном его выведении из организма, что согласуется с данными А.В. Скального и И.А. Рудакова (2004).

Факт повышенного содержания некоторых токсичных микроэлементов объясняется установленной прямой зависимостью содержания отдельных микроэлементов в волосах от их содержания в окружающей среде. При оценке антропогенной нагрузки на организм детей от загрязнения атмосферного воздуха, почвы и воды на исследуемых территориях было установлено, что суммарное воздействие комплекса загрязнителей на детское население на урбанизированной территории в 4,9 раза выше, чем в сельской местности. При этом следует отметить, что комплексная нагрузка на исследуемых территориях (от 30 % до 45 %) сформирована за счет загрязнения почвы, которая, являясь депонирующий средой, обеспечивает длительное воздействие антропогенного загрязнения, однако прямое воздействие на организм детей ее незначительно (исключая случаи сильных ветров, когда частицы верхнего почвенного слоя попадают в воздух). Поэтому для определения непосредственного влияния загрязнителей в атмосферном воздухе и питьевой воде как приоритетных факторов загрязнения урбанизированной среды, была проведена оценка риска для здоровья детского населения на территории промышленных городов области и сельском районе.

Было установлено, что с учетом рассчитанных суммарных индексов опасности, наибольший вклад в риск развития неонкологических заболеваний в г. Медногорск вносят медь (HQ

ИЮНЬ №6

ЗНчСО

31

= 6,6), серная кислота (НО = 3,4), диоксид азота (НО = 1,54), диоксид серы (НО = 1,49), сумма взвешенных веществ (НО = 2,9); в г. Орск — диоксид азота (НО = 1,94), фенол (НО = 1,76) и взвешенные вещества (НО = 2,82); в г. Оренбург — сероводород (НО = 2,5), оксид никеля (НО = 1,65), марганец (НО = 1,06) и взвешенные вещества (НО = 1,1); при этом на сельской территории коэффициент опасности (НО) по диоксиду азота составил 0,15, диоксиду серы — 0,19, фтористому водороду — 0,03, оксиду углерода — 0,07, сероводороду — 0,21, формальдегиду — 0,46, бензолу — 0,09.

Суммарный индивидуальный канцерогенный риск в промышленных городах расценивался как высокий, в то время как на сельской территории он имел средний уровень. При этом наибольший вклад в суммарный индивидуальный канцерогенный риск в г. Орск вносит хром (65 %), в гг. Медногорск и Оренбург бенз(а)пирен (91,5 % и 61 % соответственно). На сельской территории индивидуальный риск сформирован на 44,3 % за счет содержания мышьяка и свинца в питьевой воде.

Анализ биоаккумуляции и перераспределения микроэлементов в зависимости от их содержания в окружающей среде выявил следующие особенности: так, повышение уровня марганца, свинца, кадмия, хрома в окружающей среде, особенно на урбанизированной территории, вызывает эффект кумуляции в организме детей, о чем свидетельствует прямая корреляционная зависимость соответственно для свинца (г = 0,74), хрома (г = 0,72), марганца (г = 0,86), никеля (г = 0,58).

На элементный портрет городских и сельских детей влияет изоморфное замещение элементов внутри организма, в основе которого лежит конкуренция за протон, что подтверждается полученными данными и их следующим объяснением — увеличенное содержание кальция, вероятно, связано с уменьшением содержания бериллия; а магний, обладая большим радиусом, энергией ионизации, координационным числом выигрывает конкуренцию за протон у бериллия, тем самым, вытесняет его

из организма и замещает его; в связи с чем содержание магния у детей I группы увеличивается до 196,1 мкг/г при физиологической норме 40,0 мкг/г. При этом медь, вероятно, замещает кальций, выигрывая у нее конкуренцию за протон; а увеличение содержания фосфора, возможно, связано с изоморфным замещением им алюминия, а также кремния.

Таким образом, в результате проведенных исследований, были установлены особенности развития дисбаланса биотических концентраций эссенциальных и накопления токсичных микроэлементов в организме городских и сельских детей Оренбургской области, что является следствием различной комплексной антропогенной нагрузки.

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. Боев В.М. Среда обитания и экологически обусловленный дисбаланс микроэлементов у населения урбанизированных и сельских территорий / В.М. Боев //Гигиена и санитария. 2002. № 5. с. 3—8.

3. Боев В.М. Микроэлементы как маркеры экспозиции в гигиенической донозологи-ческой диагностике в системе социальногигиенического мониторинга детского населения «Социально-гигиенический мониторинг: методология, региональные особенности, управленческие решения» /В.М. Боев, Н.Н. Верещагин, Л.А. Пер-минова и др. //Материалы Пленума Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и МЗ РФ. Москва, 2003. С. 35—37.

4. Ревич Б. А. Химические элементы в волосах человека как индикатор воздействия загрязнения производственной и окружающей среды / Б.А Ревич //Гигиена и санитария. 1990. № 3. С. 55—59.

5. Скальный А.В. Микроэлементозы человека (диагностика и лечение) / А.В. Скальный. М.: изд-во КМК, 1996. 96 с.