К вопросу об изучении взаимосвязи элементного статуса и уровня интеллектуального развития

Нотов О.С., Сапух Е.В.

Институт биоэлементологии Оренбургского государственного университета

К ВОПРОСУ ОБ ИЗУЧЕНИИ ВЗАИМОСВЯЗИ ЭЛЕМЕНТНОГО СТАТУСА И УРОВНЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ

В работе представлены результаты исследований элементного статуса сотрудников Управления исполнения наказаний (УИН) и лиц, осужденных к лишению свободы. Установлены взаимосвязи между уровнем интеллекта и содержанием некоторых элементов в волосах обследуемых

К настоящему времени учеными различных специальностей накоплен большой фактический материал о влиянии биоэлементов на функционирование различных систем организма человека. Химические элементы в свободном состоянии и в виде множества химических соединений входят в состав всех клеток и тканей человеческого организма. Они являются важнейшими катализаторами различных биохимических реакций, непременными и незаменимыми участниками процессов роста и развития организма, обмена веществ, адаптации к меняющимся условиям среды и т. д. [10].

Стабильность химического состава организма является одним из важнейших и обязательных условий его нормального функционирования. Соответственно, отклонения в содержании химических элементов, вызванные экологическими, профессиональными, климатогеографическими факторами или заболеваниями приводят к широкому спектру нарушений в состоянии здоровья. Поэтому выявление и оценка отклонений в обмене макро- и микроэлементов, а также их коррекция являются перспективными направлениями современной медицины, позволяющими подойти к решению ряда теоретических и, особенно, практических вопросов, существенно влияющих на показатели здоровья населения различных регионов России [1, 2]. Помимо воздействия элементов на состояние здоровья человека изучается влияние микроэлементно-го статуса на уровень интеллектуального развития. Так, известно, что дефицит йода приводит к кретинизму (резкому отставанию умственного и физического развития, деформации скелета) у детей и снижению интеллектуальных способностей у взрослых. Однако имеются лишь единичные работы о влиянии других элементов на уровень интеллектуального развития.

осужденных к лишению свободы и установление возможной взаимосвязи между уровнем интеллектуального развития и содержанием некоторых элементов в волосах обследуемых.

Материалы и методы

В комплексном обследовании приняли участие 27 сотрудников УИН и 30 человек, осужденных к лишению свободы. Участники эксперимента - мужчины, средний возраст обследуемых - 37 лет. На первом этапе исследования определяли уровень интеллектуального развития по методике В.Н. Бузина «Краткий отборочный тест» (КОТ), состоящей из 50 вопросов [4]. На выполнение задания отводилось 15 минут. Полученные результаты обрабатывались в соответствии с предлагаемым ключом.

Отбор проб биосубстратов человека (волосы) проводили в соответствии с методическими указаниями 4.1.1482-03. Анализ исследуемых образцов осуществлялся по 24 химическим элементам в лаборатории АНО «Центра биотической медицины» (г. Москва) методами атомно-эмиссионной и масс-спектро-метрии с индуктивно-связанной аргоновой плазмой на приборах Optima 2000 DV и ELAN 9000 (Perkin Elmer, США). Пробоподготовка осуществлялась методом микроволнового разложения на приборе Multiwave 3000, A. Paar.

Собственные результаты сравнивали с референтными значениями по P. Bertram (1992) с дополнениями А.В. Скального (2000), и со средними значениями содержания данных химических элементов в волосах (25-75-цен-тильный интервал), полученными при проведении популяционных исследований в различных регионах России [9].

Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью общепринятых методов вариационной статистики [5].

Цель работы: изучение особенностей эле- Результаты и их обсуждение

ментного статуса сотрудников УИН и лиц,

При сравнении содержания макроэлементов (табл. 1) в биосубстратах сотрудников и заключенных наиболее выраженные различия обнаружены по содержанию калия, натрия и фосфора. Превышение содержания калия у заключенных составило 33% по сравнению с сотрудниками, что в 4,4 раза выше среднепопуляционных значений. Избыток К в волосах часто отмечается при неврозах, нейроцир-куляторной дистонии, дисфункции симпато-адреналовой системы, гипертонии, аритмии и др. [8]. Содержание натрия у заключенных на 56% больше, чем у сотрудников (р J 0,05). Обращает на себя внимание достоверно (р J 0,05) более высокий (в 1,4 раза) уровень фосфора у заключенных, при этом средние значения содержания фосфора в волосах у них превышают среднепопуляционные в 1,3 раза.

При анализе содержания эссенциальных и условно эссенциальных элементов в волосах сотрудников и заключенных выявлены достоверные различия концентрации мышьяка, кобальта, хрома, меди, железа, йода и селена (табл. 2). Элементный состав волос заключенных характеризовался большим содержанием хрома - в 1,8 раз, железа - в 2,4 раза, йода - в 3 раза, лития - в 1,2 раза, марганца - в 5,4 раза и никеля - в 2,2 раза по сравнению с сотрудни-

ками. Содержание хрома, железа, йода, лития, марганца и никеля у заключенных превышено, соответственно в 1,6; 2,5; 1,6; 3,85; 5,3 и 1,4 раза по сравнению со среднероссийскими показателями. Содержание селена у сотрудников и заключенных ниже среднепопуляционных значений соответственно в 2 и 1,2 раза. Это может быть связано с тем, что Оренбуржье входит в состав Южно-уральской селен дефицитной провинции. Недостатком селена в питании страдает 98% обследуемых оренбуржцев [3, 6].

При оценке содержания токсичных и потенциально токсичных микроэлементов в волосах у обследуемых установлено превышение уровня кадмия и свинца как у сотрудников, так и у заключенных, при этом количество кадмия у заключенных было в 2,3 раза больше, чем у сотрудников. Содержание свинца у сотрудников в 2,7 раз выше по сравнению с заключенными, и в 3,2 раза выше среднепопуляционных значений. Кроме того, у заключенных достоверно (р J 0,05) более высокое (в 2,8 раза) содержание алюминия, чем у сотрудников, что в 1,3 раза выше среднепопуляционных значений, что, предположительно, может быть связано с интоксикацией пищевым алюминием.

Учитывая большое количество достовер-

Таблица 1. Содержание макроэлементов в волосах обследованных

Элемент Сотрудники п=27 Заключенные п=30 Значения 25-75 центиля

Са 893±81,8 1 022±147,9 494,0-1619,0

К 471±97,7 701±164,0 29,0-159,0

№ 916± 178,9* 2 065±428,7 73,0-331,0

мя 148±26,9 134±19,0 39,0-137,0

р 183±9,8* 253±25,8 135,0-181,0

Примечание: значком * обозначена достоверная разница содержания химических элементов в волосах сотрудников и заключенных

Таблица 2. Содержание эссенциальных и условно эссенциальных элементов в волосах обследуемых

Элемент Сотрудники п=27 Заключенные п=30 Значения 25-75 центиля

As 0,13±0,015* 0,19±0,024 0,00-0,56

Со 0,020±0,0022* 0,042±0,0083 0,04-0,16

Сг 0,85±0,079* 1,6±0,25 0,32-0,96

Си 12,6±0,78* 9,8±0,84 9,0-14,0

Ре 25,6±3,52* 62±13,1 11,0-24,0

I 2,2±0,68* 6,8±1,16 0,27-4,2**

Li 0,062±0,0128 0,077±0,0141 0,00-0,02

Мп 1,1±0,21 6,0±3,14 0,32-1,13

№ 0,35±0,052 0,78±0,327 0,14-0,53

Se 0,35±0,022* 0,58±0,054 0,69-2,20

Si 40±3,1 37±6,0 11,0-37,0

V 0,15±0,018 0,23±0,039 0,005-0,5**

Zn 150±6,4 165±7,3 155,0-206,0

Примечание: * - обозначена достоверная разница содержания химических элементов в волосах сотрудников и заключенных (р < 0,05); ** - обозначены референтные значения

Таблица 3. Содержание токсичных и потенциально токсичных микроэлементов в волосах обследованных (М±т, мг/

кг)

Элемент Сотрудники п=27 Заключённые п=30 Значения 25-75 центиля

А1 8,6±1,08* 24±4,3 6,0-18,0

Ве 0,007±0,0027* 0,022±0,0044 0,00-0,01

Cd 0,15±0,041 0,35±0,160 0,02-0,12

0,64±0,075* 0,37±0,072 0,05-2,0**

РЬ 4,6±1,11 * 1,7±0,26 0,38-1,40

Sn 0,37±0,081 0,32±0,087 0,05-1,5**

Примечание: * - обозначена достоверная разница содержания химических элементов в волосах сотрудников и заключенных (р < 0,05); ** - обозначены референтные значения

ных различии в элементном статусе сотрудников и заключенных, определение особенностей содержания химических элементов в зависимости от уровня интеллекта мы проводили в рамках двух групп обследуемых (сотрудники и заключенные).

В результате определения уровня интеллекта было выделено 3 категории обследованных: I категория - с низким уровнем интеллекта, II категория - со средним уровнем интеллекта, III категория - с высоким уровнем интеллекта. Среди сотрудников УИН людей с низким интеллектом не было, со средним уровнем интеллекта было 63% (17 человек), с высоким уровнем интеллекта 37% (10 человек). Среди заключенных с низким интеллектом 57% (17 человек), со средним уровнем интеллекта 30% (9 человек), с высоким интеллектом 13% (4 человека).

В группе сотрудников между лицами со

средним уровнем интеллекта (II категория) и высоким уровнем интеллекта (III категория) достоверных различий концентрации элементов не наблюдалось, за исключением йода. При этом люди с высоким интеллектом характеризовались более высоким содержанием йода в волосах (4,4±0,6 мг/кг). При проведении корреляционного анализа достоверная связь между уровнем интеллекта и содержанием химических элементов обнаружена только по йоду (г = 0,49).

У заключенных при сравнении лиц с низким и средним уровнем интеллекта (I и II категория) выявлены достоверные различия в содержании меди, железа, йода, лития, кремния, олова и алюминия. Для более наглядного представления в отклонении химических элементов мы взяли за единицу людей с низким уровнем интеллекта (рис. 1).

При проведении корреляционного анали-

Элементы

—О—низкий уровень интеллекта —О—средний уровень интеллекта

Рисунок 1. Степень изменения содержания химических элементов в волосах заключенных в зависимости

от уровня интеллекта.

за выявлена достоверная связь между содержанием натрия в волосах (г = 0,40), меди (г = -0,43), алюминия (г = -0,41) и уровнем интеллектуального развития у заключённых.

Выводы

Таким образом, при сравнении содержания биоэлементов в волосах сотрудников УИН и заключенных выявлены достоверные различия в концентрации алюминия, мышьяка, бериллия, кобальта, хрома, меди, железа, ртути, йода, натрия, фосфора, свинца, селена. При оценке элементного статуса обследуемых наблюдалось пониженное содержание селена как у сотрудников, так и у

заключенных по сравнению со среднепопуляционными показателями. В обеих группах превышено содержание кадмия, железа, калия, лития, натрия, свинца, фосфора и кремния по сравнению среднепопуляционными значениями. У заключенных, в отличие от сотрудников, выявлено избыточное содержание алюминия, мышьяка, бериллия, хрома, никеля, йода, марганца. Кроме того, установлены корреляционные связи между уровнем интеллекта и содержанием йода у сотрудников, между уровнем интеллекта и содержанием алюминия, натрия и меди у заключенных.

Список использованной литературы:

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

2. Агаджанян Н.А., Велданова М.В., Скальный А.В. Экологический портрет человека и роль микроэлементов.- М.: 2001.- 236 с.

3. Баранова О.В. Гигиеническая оценка фактического питания и особенности элементного статуса студентов Оренбуржья // Автореф. Дис....канд биол наук, Москва. - 2005. - 24 с.

4. Истратова О.Н., Эксакусто Т.В. Психодиагностика. - Ростов-на-Дону: Изд-во «Феникс», 2006. - 375 с.

5. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высш. шк., 1990. - 352 с.

1. Нотова С.В. и др. Биоэлементный статус учащихся колледжей ОГУ. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005. - 20 с.

6. 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. - №2.

7. Скальная М.Г., Нотова С.В. Макро- и микроэлементы в питании современного человека: эколого-физиологические и социальные аспекты. - М.: «РОСМЭМ», 2004. - 310 с.

8. Скальный А.В. Микроэлементы для вашего здоровья. - М.: Оникс 21 Век, 2003.

9. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. - М.: Изд-во «Мир», 2004. - 272 с.