Особенности микроэлементного состава волос детского населения Приамурья

сонливость, снижение памяти на текущие события и концентрации внимания, нестабильность АД (чаще его повышение); у 82,25% пациентов на ре-оэнцефалограммах регистрировалось нарушение венозного оттока.

Заключение

Катастрофические лесные пожары, имевшие место в 1998 г. в Хабаровском крае, являются актуальной проблемой для Дальневосточного региона. И от того, как мы будем ее решать, зависит сохранность и приумножение природных ресурсов, состояние экологической среды и возможность нашего выживания при глобальных природных и техногенных катастрофах.

Пациенты, страдающие цереброваскулярными заболеваниями, в период лесных пожаров представляют группу риска по развитию ОНМК и декомпенсации хронических дисциркуляторных и постинсультных энцефалопатий. Вероятнее всего, в патогенезе ишемии головного мозга большую роль играют изменения физико-химического состояния крови, возникающие в результате воздействия токсических продуктов горения и оказывающие существенное влияние на церебральную гемодинамику.

Влияние пожаров на состояние здоровья человека практически не изучено. Предварительный анализ указывает на целесообразность мониторинга

за пациентами с цереброваскулярными заболеваниями, составляющими в этот период группу риска по развитию ОНМК, и разработки практических рекомендаций по профилактике возможных осложнений у таких больных во время экологического бедствия.

Литература

1. Яхно H.H., Штульман Д.Р. (ред.) Болезни нервной системы: Т.2. М.: Медицина, 2001. С.366-390.

2. Владимиров A.M., Ляхов Ю.И. Охрана окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 422 с.

3. Гиндулина Н.Ц. // Мат-лы межд. науч.-практ. конф. "Охрана лесов от пожаров в современных условиях". Хабаровск, 2002. С.32-33.

4. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1984. 560 с.

5. Коломыцев В.М., Ковалев А.П., Сапожников А.П. // Мат-лы межд. науч.-практ. конф. "Охрана лесов от пожаров в современных условиях". Хабаровск, 2002. С. 145.

6. Лужников Е.А., Костомарова Л.Г. Острые отравления. М.: Медицина, 1989. 432 с.

7. Болтрушко В.М. (ред.) Состояние природной среды и природоохранная деятельность в Хабаровском крае в 1998 году: Гос. доклад. Хабаровск, 1999. С.5-6.

УДК 612.799.1 : 612.015 : 577.17.049] - 053.4/6 (571.61/621) B.C. Таловская, Ю.А. Форина

ОСОБЕННОСТИ МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ВОЛОС ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ ПРИАМУРЬЯ

Дальневосточный государственный медицинский университет, г. Хабаровск

В настоящее время значительный интерес представляет исследование волос для выявления состояния обмена микроэлементов (МЭ) в организме и токсического воздействия отдельных тяжелых металлов, в том числе при скрининговых обследованиях населения. Волосы в этом случае обладают преимуществом по сравнению с другими биосубстратами: сбор их прост, безболезнен, для хранения не требуется специального оборудования, они не портятся и сохраняются без ограничения по времени. Кроме того, микроэлементный состав волос отражает не кратковременные сдвиги в обмене веществ, а характерен для сравнительно длительных отрезков времени, что важно для диагностики хронических заболеваний [8, 9]. Специфические нарушения

Резюме

Спектральным методом исследовано содержание микроэлементов в волосах 196 детей Николаевского района и г.Амурска (основной возраст 6-15 лет). Установлен дефицит эссенциальных МЭ (Ее, Со, Сг, Мо, С(1, и избыток токсичных металлов (N1, Т1, V, А!) у большинства обследованных детей. Выявленный дисбаланс МЭ показывает, что волосы могут служить информативным маркером экологического состояния территорий.

обмена веществ в организме вследствие недостатка или избытка микроэлементов развиваются на фоне комплекса социальных и природных условий (состав пищи и питьевой воды, климатические условия, геохимический фон и т.д.).

Избыток или недостаток МЭ, либо дисбаланс макро- и микроэлементов в окружающей среде отражаются на детском организме и способствуют появлению признаков дизадаптации, а также нарушению физического и психического развития детей [1]. Для обеспечения нормального процесса кроветворения в организме необходимо сочетание таких МЭ, как медь (Си), марганец (Мп), кобальт (Со), железо (Бе) (например, Со эффективно действует на кроветворение лишь при наличии достаточных количеств Ре и Си; Мп повышает усвоение Си). Повышенные количества Мп в организме оказывают дополнительное усугубляющее действие на щитовидную железу, особенно в начальный период возникновения зоба.

Поскольку МЭ осуществляют свою биологическую функцию, главным образом, в составе других биологически активных соединений, преимущественно ферментов, то железо, входящее в состав более 70 различных по своей функции ферментов, относится к истинным МЭ, т.е. жизненно необходимым. При дефиците Ре развивается гипох-ромная анемия, гемолитические апластические, диспластические и гипопластические анемии, ми-оглобиндефицитная миокардиопатия, атрофичес-кий гастрит, атрофический ринит [1].

Еще одним из жизненно необходимых микроэлементов, стимулирующих процессы кроветворения, участвующих в синтезе белков (в том числе ферментных), в эндогенном синтезе витамина В12, в регуляции углеводного обмена является кобальт. Установлено, что в физиологических концентрациях Со необходим для синтеза тиреоидных гормонов.

Хромодефицитные состояния у человека характеризуются снижением толерантности к глюкозе, повышением концентрации инсулина в крови, задержкой роста, периферическими невропатиями; нарушением высшей нервной деятельности.

Кадмий (Сс1) относится одновременно к токсичным и к жизненно необходимым элементам. Он оказывает влияние на обмен нуклеиновых кислот и белка, а также на обмен цинка, меди, железа. Обнаружено влияние Сё на ферменты углеводного обмена.

V.S. Talovskaya, Y.A. Forina

PECULIARITIES OF MICROELEMENT COMPOSITION IN THE HAIR OF CHILD

POPULATION IN THE PRIAMURYE REGION

Far Eastern State Medical University, Khabarovsk Summary

The hair microelements specter analysis was carried out in 196 children of the Nikolayevsk region and of Amursk city (age ranged 6-15 years) to find microelement content in the hair. Essential microelement deficiency was found (Fe, Co, Cr, Mo, Cd, Si) as well as toxic metal abundance (Ni, Tl, V, Al) most examined children had it. That microelements misbalance showed that the hair can be an informative marker of ecological condition of the territory.

При дефиците кремния наблюдается повышенная ломкость костей, отмечены патологические изменения хрящевой ткани, недоразвитие скелета.

Молибден (Мо) — политропный МЭ, участвующий в различных метаболических процессах. Он оказывает влияние на углеводный, фосфорно-каль-циевый обмен, снижает содержание БН-групп в сыворотке крови. Си и Мо — физиологические антагонисты. Обмен молибдена зависит от деятельности микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Молибденодефицит характеризуется снижением активности трех молибденосодержащих ферментов: альдегидоксидазы; ксантиноксидазы и сульфиток-сидазы и является одним из факторов высокого риска возникновения опухолей пищевода.

Титан, литий, лантан и многие элементы из семейства лантанидов стимулируют рост и выживаемость живых организмов.

Физиологическая функция бора заключается в регуляции активности паратгормона и через него — на обмен кальция, магния, фосфора и холе-кальциферола. Хронический бороз ведет к заболеваниям верхних дыхательных путей и легких; пневмокониозу.

Ванадий — биологически активный микроэлемент, катализатор окислительно-восстановительных реакций в организме. В малых дозах ванадий стимулирует кроветворение, вызывая усиление связывания молекулярного кислорода гемопроте-идами. Соли ванадия активизируют тканевую мо-ноаминоксидазу; они способны ускорять окисление триптамина и серотонина; оказывая влияние на целый ряд других ферментов. Ванадий концентрируется многими живыми организмами, особенно высокие концентрации обнаружены в некоторых морских организмах, что связывают с загрязнением моря нефтепродуктами, т.к. он присутствует в повышенных количествах в нефти, битуме, асфальте, горючих сланцах. [1] Хронические ванадозы сопровождаются синдромами ринофа-рингита, бронхита, а также изменениями нервной и сердечно-сосудистой систем, печени, почек.

В программе глобального мониторинга, принятого ООН в 1980 г., никель упомянут как один из наиболее опасных загрязнителей окружающей среды. Повышенное содержание никеля в волосах говорит о его токсическом воздействии на организм. Токсический эффект никеля сопровождается снижением активности ряда металлофермен-тов, нарушением синтеза белка, РНК, ДНК. Установлено усиление перекисного окисления липи-дов, увеличение проницаемости биологических мембран, изменение энергетического обмена, связанного с деструкцией митохондрий; угнетение активности аденилатциклазы, увеличение щитовидной железы. Доказана канцерогенность и эмб-риотоксичность никеля.

Особое внимание следует также обратить на таллий, обладающий мутагенными, канцерогенными и тератогенными свойствами. Установлено, что таллий усиливает процессы перекисного окисления липидов, повреждает мембранный ап-

парат и вызывает гибель клеток, действует на почки. При хроническом отравлении таллием наблюдается анемия. Ранним симптомом таллиевой интоксикации являются функциональные изменения в сетчатке глаза, проявляющиеся нарушением ее биоэлектрической активности [12].

При избыточном поступлении в организм алюминия комплекс патологических изменений чаще всего возникает под влиянием серьезных нарушений гомеостаза. Организм человека защищен от возможного патогенного воздействия алюминия рядом физиологических механизмов, среди которых основное место занимает его регулярная экскреция.

Повышение содержания натрия в волосах, по данным литературы, наблюдается при недостаточности в рационе питания белков, а также отмечено у лиц с гипертиреозом и нефрокальцинозом.

Представленные в ряде публикаций материалы показывают, что этиология и патогенез некоторых онкологических заболеваний связаны как с действием ряда токсических микроэлементов, так и, в не меньшей степени, с дефицитом эссенциальных МЭ.

Одной из особенностей экологически обусловленных интоксикаций, а также части заболеваний, связанных с дефицитом МЭ, является длительный латентный период, в течение которого происходят метаболические изменения как ответ на постепенное накопление ксенобиотиков.

В настоящий период в странах Европейского сообщества реализуется проект по созданию банка проб и базы данных по содержанию микроэлементов, включая тяжелые металлы, в биосубстратах человека [13]. На Дальнем Востоке такой целенаправленной работы не ведется. Представленный в статье материал может в определенной степени стать основой для создания информационной базы данных по содержанию МЭ в волосах и послужить для дальнейшей оптимизации методов оценки и диагностики возникновения различной патологии у человека при выявлении у него дисбаланса эссенциальных и токсичных МЭ.

Целью наших исследований было определение микроэлементного состава волос детей, проживающих в экологически неблагоприятных районах Нижнего Амура, и установление соотношения между концентрациями жизненно необходимых и токсичных микроэлементов, которое является более чувствительным показателем загрязнения окружающей среды, чем их абсолютные концентрации в природных средах.

Материалы и методы

Многие параметры состояния здоровья детского населения адекватно (в большей степени, чем у взрослых) отражают степень загрязнения окружающей среды. Это связано с тем, что, во-первых, дети основное время проводят на территории, не выходящей за границы района проживания, во-вторых, дети не имеют профессионального контакта с тяжелыми металлами и на них не сказываются вредные условия труда; в-третьих, дети в своем большинстве не имеют вредных привычек; в-четвертых, детям присущ повышенный основной

обмен, метаболические процессы в детском организме протекают более интенсивно [9]. При медико-экологическом мониторинге в г. Амурске (1994 г.) и Николаевском районе (2000 г.) был проведен отбор проб волос у 196 детей, в основном школьного возраста (6-15 лет), из них детей коренных национальностей было 28 чел.

Волосы для анализа состригали с затылочной части головы от основания корней по всей длине волос. Масса навески одной пробы была в пределах 1-2 г. До анализа пробы волос хранились в герметично запаянных полиэтиленовых пакетах. Озоление волос для спектрального анализа проводилось способом сухой минерализации, основанным на полном разложении органических веществ путем сжигания проб волос в электропечи при температуре 550°С. Спектральный анализ золы волос выполнялся методом испарения из угольного электрода в дуге переменного тока с регистрацией спектров на спектрографе ДФС-8 в центральной лаборатории ФГУГГП "Хабаровскгеология" (100 проб) и на эмиссионном спектрографе PGS-2 фирмы "Karl Zeiss - Jena" в аналитической лаборатории НИИЧП "АРСЭКО" (96 проб). Определение содержания химических элементов проводилось визуально под бинокуляром МБС-8 по интенсивности спектральных линий. Концентрацию микроэлементов выражали в мкг/г.

Результаты исследований МЭ в волосах оценивались в соответствии с гигиеническими критериями путем сопоставления с физиологическими, допустимыми или критическими уровнями. Физиологический уровень соответствует естественному содержанию микроэлемента у человека, не имеющего с ним профессионально контакта. Допустимым уровнем накопления считается такое количество вещества в организме или критическом органе, которое при постоянном его содержании не вызывает изменений состояния здоровья человека, обнаруживаемых современными методами исследования. Критический уровень — это такое содержание химических элементов в организме, при котором появляются ранние биохимические изменения. Практически допустимый уровень соответствует верхней границе физиологического содержания микроэлементов в организме. Для большинства макро- и микроэлементов критический уровень выше допустимого в 1,5-3 раза [8]. Микроэлементный состав волос у детей основной и коренной групп представлен в таблице.

Результаты и обсуждение

Как следует из таблицы, существенных различий в содержании МЭ в волосах детей основной и коренной групп не выявлено. В то же время микроэлементный состав волос детей Приамурья имеет свои особенности по сравнению с фоновым районом России. Обеспеченность медью детского населения Приамурья находится в пределах нормы как у основной группы, так и у коренной. Содержание марганца у 46,6% детей в волосах соответствует физиологическому уровню, а у 52,4% обследованных детей отмечается повышенное содер-

Микроэлементный состав волос у детей Приамурья

Элемент, мкг/г Группа детей* Физиологический уровень элемента**

некоренной национальности

Медь 2,6+0,26 2,8310,36 до 10

Марганец 10,446+1,182 6,2411,89 до 5

Железо 56,64+4,88 63,8917,61 66,5 107,5

Кобальт 0,029±0,005 0,0410,009 0,061-0,079

Хром 0,195±0,061 0,19+0,07 0,44

Кадмий 0,14510,0099 0,205+0,023 0,2-0,4

Молибден 0,009+0,0008 0,009710,0012 0,06

Кремний 696,4+55,1 786,61179,32 800-2600

Титан 4,48±0,32 5,29+0,51 6,59-7,59

Лантан 0,302±0,042 0,35410,044 0,036-0,042

Бор 2,04310,342 2,889+0,895 0,7-1,0

Ванадий 0,107+0,011 0,11010,019 0,056-0,084

Никель 0,44310,047 0,3810,09 до 0,056

Таллий 0,05510,0031 0,06710,006 0,01

Свинец 0,96310,115 1,1910,29 до 20

Алюминий 91,4+8,18 90,89116,92 11,53-14,07

Натрий 112,92114,72 180,38134,676 10,85-13,17

Цинк 110,4916,69 127,46+28,03 до 175

Примечание. * — п — число проб; ** — источник данных [1, 3, 6-8, 101.

жание Мп, из них у 21% — превышение критического уровня (7,5-15 мкг/г), причем накопление Мп увеличивается с возрастом. Содержание железа в волосах обследованных детей всех возрастных групп независимо от этнической принадлежности было ниже физиологического уровня более чем в половине случаев (76%). Практически у всех обследованных детей выявлен значительный дефицит Со, причем во всех возрастных группах. Обеспеченность организма хромом находится ниже физиологического уровня у 95,8% детей. Особенностью микроэлементарного состава волос детей Приамурья является также низкий уровень содержания таких МЭ, как Сс1 (85,3%), Мо (100%), & (69,5%), "П (77,9%) во всех возрастных группах, независимо от этнической принадлежности. У большей части детей Николаевского района (88,4%) отмечено повышенное содержание лантана.

Кремний, бор, ванадий и никель относятся к условно эссенциальным микроэлементам. Уровень бора находился в пределах физиологической нормы у 45,3% девочек и у 60% мальчиков; был снижен у 23,2% девочек и 40% мальчиков, а повышен только у девочек, причем в дошкольном возрасте превышение критического уровня (3,0 мкг/г) составило 40%. В наших исследованиях допустимый уровень ванадия оказался превышен у большинства обследованного детского населения, что может быть связано с потреблением рыбы, загрязненной нефтепродуктами. Накопление никеля в волосах отмечено у 58% детей, причем эта тенденция увеличивается с возрастом.

Из токсичных микроэлементов превышение критического уровня таллия в волосах (0,015—0,03 мкг/г) в Николаевском районе имеют 75% детей

основной группы и 92% коренной группы, свинец в волосах детского населения содержится в физиологических концентрациях; алюминий в 92 случаях превышает допустимый уровень.

Повышенное содержание натрия может быть обусловлено национальными особенностями питания (использование большого количества соли). Употребление в больших количествах соленой рыбы коренными народностями объясняет тот факт, что у 88% коренных детей содержание натрия в волосах превышает допустимый уровень, а в основной группе этот процент ниже — 79.

В настоящее время установлено, что поступление, метаболизм, специфическое накопление и выделение МЭ регулируются специальной биологической системой микроэлементного гомеос-таза (БСМЭГ) [1]. Дефект какого-либо звена этой системы приводит к тому, что в организме может возникнуть недостаток или избыток МЭ, сопровождающийся соответствующими клиническими симптомами и развитием в дальнейшем заболеваний. Выявленный нами у обследованного детского населения Приамурья дефицит эссенциаль-ных микроэлементов и повышенное содержание токсичных МЭ, на наш взгляд, обусловлено факторами окружающей среды: 1) геохимической специализацией изучаемой территории; 2) воздействием химических органических веществ — ксенобиотиков, выявленных в воде, биоте р.Амур и в биосредах населения; 3) социально-экономическими факторами (несбалансированное, неполноценное питание).

Эти факторы влияют на функциональные системы организма и приводят к их сбою (например, к нарушению системы элиминации МЭ, неполноценной работе почек, печени). В данном случае один фактор усиливает негативное воздействие другого.

Выводы

1. У детей Приамурья установлен дефицит железа, кобальта, хрома, молибдена, кадмия и кремния.

2. Выявлено превышение допустимого уровня натрия, алюминия, ванадия, лантана.

3. Установлено превышение критического уровня высокотоксичных металлов — никеля и таллия.

4. Более 50% детского населения Приамурья можно отнести к группам повышенного риска развития нарушений в кроветворной системе, ЦНС, работе почек, печени, а также возникновении онкологической патологии различной локализации.

5. Волосы могут служить хорошим биоиндикатором геохимической и техногенной обстановки изучаемого района и дать объективную оценку интенсивности воздействия окружающей среды на организм человека.

Литература

1. Авцын А.П., Жаворонков A.A., Риш М.А. и др. Микроэлементозы человека. М.: Медицина, 1991. 496 с.

2. Боев В.М. // Гигиена и санитария. 1998. №6. С.3-8.

3. Вредные химические вещества: Справочник. Л., 1989.

4. Гильденскиольд P.C., Новиков Ю.В., Хами-дулин P.C. и др. // Гигиена и санитария. 1992. №5. С.6-9.

5. Ларионова Т.К. // Медицина тр. и пром. эколог. 2000. №4. С.30-33.

6. Лившиц В.М., Сидельникова В.И. Биохимические анализы в клинике. Воронеж: ВГУ, 1996. 280 с.

7. Скрининговые методы: Методические рекомендации / Минздрав СССР. М., 1989.

8. Ревич Б.А. // Гигиена и санитария. 1990. №3. С.55-59.

9. Скальный A.B., Есенин A.B. // Токсикол. вестник. 1996. №6. С. 16-23.

10. Человек. Медико-биологические данные. М.: Медицина, 1977. 496 с.

11. Черняева Т.К., Матвеева H.A. и др. //Гигиена и санитария. 1997. №3. С.26-29.

12. Чухловина М.Л. // Гигиена и санитария. 1999. №4. С.38-41.

13. Cornells R., Sabbioni Е., Van der Venne M.T. // Sei. Totl. Environ. 1994. Vol.158, No.l. P.191-226.

УДК 612.014.4 : 614.84

В.А. Добрых, Е.Г. Рябцева, Л.Г. Гонохова, А.А. Горбач, Ю.П. Гнатюк, М.Д. Тюнеева, Ю.А. Лосева

ЛАБОРАТОРНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ПОРАЖЕНИЯ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН У ЛИЦ, ПОДВЕРГШИХСЯ ВОЗДЕЙСТВИЮ ДЫМА ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ

Дальневосточный государственный медицинский университет, г. Хабаровск

Обширные и продолжительные пожары в Хабаровском крае в 1998 и 2001 гг. создали ситуацию уникального природного эксперимента над 1,5 млн его жителей, прямые и отдаленные последствия которого для здоровья людей требуют углубленного изучения и осмысления.

В состав древесного дыма входит много веществ, потенциально токсичных для мембран клеток, прежде всего, первичных кислородных радикалов и входящих в структуры органических молекул других свободнорадикальных окислителей мембранных ли-пидов [3, 5]. В экспериментальных исследованиях показана возможность повреждения клеточных мембран альвеолярных макрофагов и эпителия дыхательных путей при вдыхании древесного дыма [3, 4, 6], однако в природных условиях изучение возможных цитотоксических проявлений действия дыма лесных пожаров как важного патогенного фактора у людей практически не проводилось.

Целью представляемой работы стало исследование динамики содержания ряда внутриклеточных ферментов в сыворотке крови как общепризнанных маркеров повреждения клеточных мембран и цитолиза, а также целенаправленное изучение спонтанного гемолиза и перекисной резистентности эритроцитов и активности в них ката-лазы у взрослых людей в связи с воздействием дыма лесных пожаров. Помимо этого проведен сравнительный анализ динамики содержания эритроцитов и гемоглобина в популяции взрослых пациентов в зависимости от длительности и

Резюме

При изучении уровня внутриклеточных и мембранных ферментов в крови у 2457 взрослых пациентов в г. Хабаровске установлено, что в период выраженной за-дымленности воздуха вследствие лесных пожаров достоверно чаще, чем в другие месяцы, повышался уровень аланинаминотрансферазы и щелочной фосфатазы, а уровни аспартат-аминотрансферазы и гамма-глутамил-транспептидазы не различались. У здоровых людей под влиянием задымленности воздуха спонтанный гемолиз не изменился, а перекисная резистентность эритроцитов снизилась и достоверно увеличилась активность катала-зы. Длительная и интенсивная задымленность в районе Нижнего Амура сопровождалась значительным нарастанием у пациентов случаев эритроцитоза; на фоне меньшей степени задымленности в г. Хабаровске, напротив, отмечено учащение случаев эритропении.

степени выраженности задымленности на разных территориях края.

Сопоставление уровней ферментемии проводилось у пациентов Краевой клинической больницы №1, обследовавшихся в биохимической лаборатории по поводу имевшихся у них заболеваний в осенние месяцы 2000 и 2001 гг. Показатели, полученные в октябре 2001 г. (период выраженной задымленности вследствие лесных пожаров), сравнивали с аналогичными параметрами сентября-ноября 2000 г., а также сентября и ноября 2001 г. В общей сложности были проанализированы результаты 15652 биохимических исследований у 2457