Микроэлементозы у детского населения мегаполиса: эпидемиологическая характеристика и возможности профилактики

© Коллектив авторов, 2010

Е.А. Вильмс, Д.В. Турчанинов, М.С. Турчанинова

МИКРОЭЛЕМЕНТОЗЫ У ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ МЕГАПОЛИСА: ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ВОЗМОЖНОСТИ ПРОФИЛАКТИКИ

ГОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия Росздрава», г. Омск, РФ

Изучен элементный статус репрезентативной выборки детей 3—14 лет г. Омска. Выявлено, что у 48,4% детей 3—6 лет и у 29,3% детей 7—14 лет имеются существенные нарушения минерального обмена, требующие коррекции с применением витаминно-минеральных комплексов (ВМК). В качестве приоритетных минеральных веществ определены йод, селен, кобальт, цинк, медь, кальций, магний. В экспериментальных эпидемиологических исследованиях показана эффективность применения ВМК «Алфавит Детский сад» и «Алфавит Школьник» для улучшения обеспеченности биоэлементами детского населения.

Ключевые слова: микроэлементы, микроэлементозы, детское население, витаминно-минеральный комплекс.

Authors studied trace elements metabolism state in representative group of children aged 3—14 years in Omsk. Examination showed that 48,4% of children aged 3-6 years and 29,3% of children aged 7-14 years had significant disorders of mineral metabolism and needed in correction by vitamin-mineral supplements. Such elements as iodine, selenium, cobalt, zinc, cooper, calcium and magnesium were determined as priority trace elements. Experimental epidemiologic studies showed efficacy of such vitamin-mineral supplements as Alphabet Kindergarten and Alphabet Schoolchild for improvement of children population provision by mineral elements.

Key words: trace elements, trace element deficiency, children population, vitamin-mineral supplement.

Стабильность химического состава является одним из важнейших условий нормальной жизнедеятельности организма, а отклонения в содержании минеральных веществ (биоэлементов), вызванные экологическими, климатогеографи-ческими, иными патогенными факторами, способны привести к различным нарушениям здоровья населения [1-3].

Детское население является особой частью популяции, наиболее восприимчивой к неблагоприятным факторам внешней среды, в том числе к недостатку эссенциальных пищевых веществ, поскольку высокая скорость роста и лежащие в его основе обменные процессы требуют постоянного поступления с пищей витаминов и микроэлементов (МЭ). Особенно подвержены развитию дефицита МЭ в организме дети, находящиеся в периодах роста (до 3 лет, с 5 до 7 лет и с 11 до 15 лет - пубертатный период) и в периоде адапта-

ции к новым условиям (поступающие в детский сад, первоклассники, при переходе к предметному обучению, в период экзаменов и др.) [4]. В частности, в школьном возрасте, когда завершается формирование скелета, мышц, происходит гормональная перестройка, достаточное поступление этих нутриентов является необходимым условием нормального роста, формирования костной ткани, мышечного аппарата, тогда как дефицит их сопровождается замедлением роста [5].

Серьезной проблемой является распространенный дефицит в рационе российских детей ряда макро- и микроэлементов, в первую очередь кальция, железа, цинка, селена, йода. Это ведет к возникновению у детей таких алиментарно-зависимых состояний, как остеопороз, задержка роста, снижение способности к обучению [6].

Основными направлениями профилактики недостатка эссенциальных биоэлементов в организ-

Контактная информация:

Вильмс Елена Анатольевна - к.м.н., старший преподаватель каф. эпидемиологии ГОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия Росздрава» Адрес: 644043 г. Омск, ул. Ленина, 12

Тел./факс: (3812) 65-06-54, 65-99-19, E-mail: Wilms26@yandex.ru Статья поступила 29.09.10, принята к печати 15.12.10.

ме являются гигиеническое воспитание и образование населения, соблюдение правил рационального питания, обогащение продуктов массового потребления (в том числе продуктов детского питания) наиболее дефицитными микронутриентами [7].

Кроме того, в условиях массового дефицита минералов, как правило, сочетающегося с витаминной недостаточностью, чрезвычайно актуальным является применение препаратов, содержащих витаминно-минеральные комплексы (ВМК), для восполнения недостатка микронутриентов у российских детей и подростков [8].

Имеется четко выраженный региональный аспект этой проблемы, спектр недостатка МЭ на разных территориях страны значительно разнится ввиду экологических и социально-экономических особенностей, следовательно, необходим взвешенный, целевой, максимально индивидуализированный подход к восполнению дефицита нутриентов.

Цель работы - изучение распространенности нарушений минерального обмена у детского населения г. Омска и оценка эффективности использования ВМК «Алфавит» для коррекции выявленных нарушений.

Объектом исследования были дети в возрасте

3-14 лет (n=72), проживающие постоянно в г. Омске, в т.ч. дошкольники (3-6 лет; n=31) и школьники 7-14 лет (n=41). Исследование проведено на базе Омской государственной медицинской академии (ОмГМА) в период декабрь 2008 г. - июнь 2010 г.

Выборка была стратифицирована по полу и возрасту. Предварительно, с помощью приложения StatCalc программы Epi Info (версия 6), рассчитана ее минимальная величина, исходя из численности детей данного возраста и уровня статистической значимости исследования, которой необходимо было достичь (p<0,05; n=64).

На первом этапе исследования изучали распространенность микроэлементозов среди детского населения г. Омска. Содержание 25 биоэлементов определяли в волосах: отбирали прядь чистых волос длиной до 3-5 см (непосредственно от корня волос), волосы состригали в

4-5 местах на затылке, ближе к шее, и далее объединяли в пучок толщиной с тонкий карандаш. Анализ содер-

жания МЭ проводили в аккредитованной лаборатории Центра биотической медицины (г. Москва) с помощью атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой в соответствии с методическими указаниями, утвержденными Рос-потребнадзором (МУК 4.1.1482-03, МУК 4.1.1483-03). Проведено 2983 элементо-анализа. Полученные данные сравнивали с популяционными нормативами для соответствующей возрастной группы [9].

На втором этапе исследования оценивали возможность применения биологически активных добавок (БАД) - ВМК «Алфавит» для коррекции выявленных нарушений минерального обмена.

Препараты данной серии были выбраны с учетом доступности, формы выпуска, специализированного состава, взаимодействия компонентов, стоимости препарата, популярности (в 2008 г. детским комплексам «Алфавит» в рамках международной программы Superbrands присвоен статус бренд-лидера российского рынка товаров и услуг для детей).

Состав данных ВМК разработан с учетом потребностей детского организма; препараты выпускаются в форме таблеток массой 1 г с фруктовым вкусом, не содержат искусственных красителей. Каждая из трех таблеток «Алфавит» содержит сбалансированную витаминно-минеральную композицию, минеральный состав ВМК «Алфавит Детский сад» и «Алфавит Школьник» приведен в табл. 1.

Отбор участников для этого этапа исследований осуществляли по следующим критериям включения: возраст соответственно 3-6 или 7-14 лет, отсутствие острых или обострения хронических заболеваний, отсутствие приема любых ВМК в течение не менее 2 месяцев до начала исследования. От детей и их законных представителей было получено информированное согласие на участие.

Эффективность ВМК «Алфавит Детский сад» оценивали в экспериментальном эпидемиологическом исследовании типа «до - после» (включены 28 детей 3-6 лет, курс приема препарата - 40 дней).

Эффективность ВМК «Алфавит Школьник» определяли в рандомизированном контролируемом экспериментальном эпидемиологическом ис-

Таблица 1

Минеральный состав ВМК «Алфавит Детский сад» и «Алфавит Школьник»

Элементы «Алфавит Детский сад» «Алфавит Школьник»

содержание % от нормы* содержание % от нормы*

Кальций 90 мг 10,0 100 мг 10,0

Медь 0,55 мг 35,0 0,7 мг 45,0

Железо 5 мг 50,0 10 мг 100,0

Йод 30 мкг 60,0 50 мкг 70,0

Магний 25 мг 12,5 30 мг 15,0

Марганец 0,5 мг - - -

Селен 20 мкг 100,0 20 мкг 100,0

Цинк 5 мг 63,0 5 мг 63,0

*% от норм физиологической потребности, рекомендованных ГУ НИИ питания РАМН.

Таблица 2

Структура нарушений минерального обмена в различных возрастных группах населения г. Омска

Степень отклонения Дети 3-6 лет

Незначительные 3,2 7,3 5,6 5,6

Умеренные 48,4 63,4 56,9** 21,8

Средней степени 25,8 19,5 22,2* 35,2

Выраженные 22,6 9,8 15,3** 37,4

Оценка статистической значимости различий информационная статистика Кульбака, 2I=3,47; p>0,05 информационная статистика Кульбака, 21=31,96; p<0,001

Данные представлены в %; достоверность различия при сравнении показателей у детей 3-14 лет и взрослых, метод углового преобразования Фишера: *р<0,05; **р<0,001.

следовании (РКИ), в котором участвовал 51 ребенок 7-14 лет, в том числе проживающие в г. Омске - 20 человек и в г. Санкт-Петербурге - 31 человек. Участники РКИ (в соответствии с протоколом) были случайным образом разделены на группу исследования и группу контроля (метод вскрытия конвертов). 1-я группа (группа исследования): получающие ВМК «Алфавит Школьник» по 1 табл. каждого цвета в день во время еды с пищей (интервал между приемом 4-6 ч). Продолжительность приема 60 дней (n=28). 2-я группа (группа контроля): не получающие ВМК (n=23).

Какие-либо другие витаминно-минеральные препараты в течение данного периода не принимались. В процессе исследования выбыли 7 детей (причины - отъезд в другой регион на длительный срок - 2 человека, острые инфекционные заболевания - 5 детей в контрольной группе).

После завершения курса приема ВМК в обоих исследованиях через 5-7 дней было проведено повторное исследование волос участников с определением концентраций минералов, содержащихся в ВМК и дефицитных у большинства детей.

Статистический анализ осуществляли с использованием пакета STATISTICA-6 и возможностей MS Excel. Проверку нормальности распределения производили с использованием критерия Шапиро-Уилки. Применяли методы определения статистической значимости различий в независимых выборках (критерий Манна-Уитни), связанных выборках (критерий Вилкоксона и др.). Для оценки статистической значимости различий между выборочными долями использован метод углового преобразования Фишера. Для оценки четырехпольных таблиц использовали информационную статистику Кульбака. Во всех процедурах статистического анализа критический уровень значимости р принимали равным 0,05.

В таблицах приведены следующие параметры и их условные обозначения: P25, Р50, Р75 - соответственно 25-й, 50-й (медиана) и 75-й процентили содержания минеральных веществ, а также (справочно) М (средняя арифметическая), SE (стандартная ошибка средней).

Часть исследований распространенности мик-роэлементозов в г. Омске (20 человек из 72) была

профинансирована ЗАО «Аквион». Исследование эффективности применения ВМК финансировалось ЗАО «Аквион», включая лабораторные исследования волос и поставку ВМК.

Незначительные отклонения в минеральном обмене имелись у 5,6% обследованных детей 3-14 лет, умеренные - у 56,9%, средней степени - у 22,2%, выраженные - у 15,3%; в группах 3-6 и 7-14 лет структура статистически значимо не отличалась (р>0,05), в то время как у детского населения в целом она была иной, чем у взрослых (р<0,001; табл. 2).

У половины детей дошкольного возраста (48,4%) отмечены нарушения средней степени и выраженные, которые необходимо корректировать не только изменением рациона питания, но и с применением дополнительных источников МЭ -БАД-нутрицевтиков. У школьников аналогичный показатель составил 29,3%. В данной возрастной группе важное значение имеет образовательная деятельность среди детей и родителей в целях рационализации структуры питания.

В целом дефицит биоэлементов у детей был выражен меньше, чем у взрослого населения (табл. 2), однако, по всей видимости, подобные нарушения в детском возрасте создают основу для массового распространения интенсивных микроэлементных дефицитов у взрослого населения.

У 73,5% детей 3-6 лет обнаружена недостаточная обеспеченность селеном, у 67,7% - йодом (табл. 3). С учетом распространенности и глубины недостатка к числу приоритетных для коррекции эссенциальных биоэлементов в этом возрасте отнесены йод, медь, магний, кобальт, кальций, фосфор.

У 89,3% детей 7-14 лет зарегистрирован недостаток меди, у 73% - йода, около 60% детей испытывали недостаток кобальта и магния, у 57,2% обнаружен дефицит селена, марганца и кальция. С учетом распространенности, глубины недостатка, значимости элемента для метаболизма в перечень приоритетных для коррекции эссенциаль-ных биоэлементов включены йод, селен, магний, марганец, кобальт, цинк, медь.

Таблица 3

Показатели обеспеченности минеральными элементами детского населения г. Омска

Элементы Дети 3-6 лет

Уд. вес лиц с недостатком, % Глубина недостатка, % Уд. вес лиц с избытком, % Уд. вес лиц с недостатком, % Глубина недостатка, % Уд. вес лиц с избытком, %

Кальций 41,9 21,3 3,2 57,2 46,2 10,7

Кобальт 48,4 26,6 0,0 59,9 40,5 0,0

Хром 39,8 15,9 5,0 10,7 - 7,2

Медь 58,1 12,0 0,0 89,3 22,1 -

Железо 9,6 6,5 23,8 28,6 46,7 16,0

Йод 67,7 44,3 0,0 73,0 55,4 3,6

Калий 39,6 25,1 - 35,7 7,4 32,2

Магний 55,0 20,7 - 60,7 42,8 10,7

Марганец 50,4 28,0 10,0 57,2 38,3 7,1

Натрий 20,5 - 30,0 7,14 - 50,0

Фосфор 30,8 14,2 25,0 75,0 23,1 0,0

Селен 73,5 15,0 0,0 57,2 17,8 0,0

Кремний 5,1 - 0,0 10,7 9,3 0,0

Цинк 33,6 35,4 16,2 35,7 28,7 0,0

Содержание токсичных и потенциально токсичных элементов (мышьяк, бериллий, литий, кадмий, ртуть, никель, олово, ванадий и др.) более чем у 95% обследованных детей было в пределах фоновых (средних) величин.

Результаты экспериментального эпидемиологического неконтролируемого исследования по применению ВМК «Алфавит Детский сад» [10] свидетельствуют о его эффективности для коррекции микроэлементозов у детей 3-6 лет в условиях

Сравнительная характеристика содержания эссенциальных биоэлементов в волосах детей в первой контрольной точке

Таблица 4

Сравнительная характеристика содержания эссенциальных МЭ в волосах детей до и после

применения ВМК «Алфавит Детский сад»

Элементы, мкг/г До применения После применения р*

М БЕ Р25 Р50 Р75 М БЕ Р25 Р50 Р75

Кальций 197,21 14,14 152,27 180,65 243,13 247,92 19,64 179,02 233,83 294,96 0,040

Медь 8,36 0,26 7,24 8,39 9,19 8,99 0,23 8,28 8,89 9,53 0,046

Железо 15,67 1,54 11,08 12,84 20,96 17,84 2,89 11,33 14,27 18,63 0,353

Йод 0,73 0,14 0,30 0,39 0,89 1,53 0,44 0,39 0,73 1,33 0,045

Магний 13,73 0,90 10,86 12,64 16,59 17,21 2,49 11,11 15,36 17,31 0,189

Марганец 0,30 0,04 0,17 0,22 0,42 0,30 0,05 0,13 0,21 0,35 0,549

Селен 0,73 0,08 0,51 0,60 0,77 0,59 0,05 0,42 0,56 0,70 0,056

Цинк 83,75 9,15 49,01 84,15 106,15 125,60 13,25 59,81 131,50 185,59 0,003

*р - статистическую значимость различий определяли с помощью критерия Вилкоксона.

Таблица 5

Элементы, мкг/г Опыт Контроль р*

М БЕ Р25 Р50 Р75 М БЕ Р25 Р50 Р75

Кальций 369,11 22,12 273,25 389,16 451,92 479,23 44,53 294,07 478,07 604,52 0,085

Медь 10,60 0,40 9,39 10,03 11,54 10,58 0,50 8,86 10,45 12,14 0,820

Железо 22,22 3,65 14,22 18,48 22,86 25,31 5,01 12,94 18,00 27,58 0,917

Йод 0,64 0,09 0,30 0,45 0,74 1,64 0,40 0,30 0,67 3,34 0,159

Магний 26,64 1,79 20,03 25,42 34,17 36,13 4,28 20,13 28,81 43,95 0,125

Селен 0,46 0,02 0,41 0,46 0,49 0,47 0,02 0,42 0,47 0,50 0,740

Цинк 184,48 10,06 151,68 185,42 214,04 214,68 39,14 157,91 169,24 183,86 0,650

Здесь и в табл. 6: *р - статистическую значимость различий определяли с помощью критерия Манна-Уитни.

г. Омска, что выразилось в улучшении обеспеченности организма детей медью, йодом, цинком и кальцием, а также нормализацией минерального обмена в целом (табл. 4).

Результаты РКИ по оценке эффективности использования ВМК «Алфавит Школьник» оценивали по 2 критериям:

• увеличение концентрации биоэлемента в волосах детей группы исследования в сравнении с контролем;

• снижение доли лиц с недостаточной обеспеченностью биоэлементом.

Как следует из табл. 5, до курса ВМК 1-я и 2-я группы не отличались по содержанию биоэлементов, после курса ВМК содержание меди, йода, селена статистически значимо возросло у детей 1-й группы в сравнении с контролем (табл. 6).

Это позволяет сделать вывод о высокой эффективности исследуемого ВМК в отношении коррекции указанных 3 биоэлементов.

В отношении кальция и железа имелась четкая тенденция к повышению концентраций, не достигшая критического уровня статистической значимости. По всей видимости, это может быть связано с тем, что кальция в препарате содержится 10% от рекомендуемого суточного потребления. Что

касается железа, то в обеих группах исследования недостаток этого биоэлемента встречался нечасто.

При оценке эффективности необходимо также учесть, насколько применение курса ВМК способно снизить распространенность дефицита того или иного МЭ в популяции (рис. 1 и 2).

Как следует из рис. 1 и 2, до начала курса ВМК имелись статистически значимые различия по йоду и цинку, после курса ВМК отмечен выраженный и статистически значимый эффект по 4 биоэлементам: кальций, медь, йод, селен, что фактически соответствует ранее приведенным данным по концентрациям. В отношении цинка такой вывод сделать нельзя, поскольку и до исследования были однонаправленные статистически значимые различия в обеспеченности этим биоэлементом.

В ходе исследования также оценивали безопасность каждого ВМК. При приеме препарата побочных и аллергических реакций отмечено не было, можно сделать заключение о безопасности и хорошей переносимости препаратов.

Таким образом, изучен элементный статус репрезентативной выборки детей 3-14 лет г. Омска. Выявлено, что у 48,4% детей 3-6 лет и у 29,3% детей 7-14 лет имеются существен-

Таблица 6

Сравнительная характеристика содержания эссенциальных биоэлементов в волосах детей во второй контрольной точке

Элементы, мкг/г Опыт Контроль Р*

М БЕ Р25 Р50 Р75 М БЕ Р25 Р50 Р75

Кальций 449,95 54,50 293,20 373,00 449,00 355,20 27,69 280,42 314,00 393,00 0,165

Медь 12,87 0,66 10,86 12,10 14,14 11,01 0,45 9,87 10,42 12,28 0,001

Железо 52,83 17,10 24,55 32,87 48,19 31,69 3,91 22,09 27,17 37,49 0,127

Йод 1,52 0,41 0,46 0,75 1,53 1,16 0,54 0,30 0,56 0,90 0,031

Магний 36,40 4,56 23,23 28,49 38,24 36,03 3,75 25,88 30,05 36,92 0,160

Селен 0,51 0,02 0,44 0,51 0,59 0,46 0,02 0,40 0,45 0,49 0,007

Цинк 206,37 12,64 174,35 197,00 219,00 204,99 15,70 174,88 184,78 199,00 0,373

Рис. 1. Удельный вес детей с недостаточной обеспеченностью биоэлементами в группах исследования до курса ВМК.

Здесь и на рис. 2: 1-й столбик - группа исследования, 2-й столбик - группа контроля.

Рис. 2. Удельный вес детей с недостаточной обеспеченностью биоэлементами в группах исследования после курса ВМК.

ные нарушения минерального обмена, требующие коррекции с применением ВМК. В качестве приоритетных минеральных веществ определены йод, селен, кобальт, цинк, медь, кальций, магний. В экспериментальных эпи-

демиологических исследованиях типа «до -после» и РКИ показана эффективность применения ВМК «Алфавит Детский сад» и «Алфавит Школьник» для улучшения обеспеченности биоэлементами детского населения г. Омска.

ЛИТЕРАТУРА

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

2. Бабенко ГА. Микроэлементозы человека: патогенез, профилактика, лечение. Микроэлементы в медицине. 2001; 2 (1): 2-5.

3. Скальный А.В., Яцык Г.В., Одинаева Н.Д. Микроэлементозы у детей. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2002.

4. Баранов АА., Щеплягина Л А. Маслова О.И. и др. Витамины и минералы для здоровья детей. Учебное пособие. М.: НЦЗД РАМН, 2003.

5. Питание здорового и больного ребенка: пособие для врачей. 3-е изд. Под ред. В.А. Тутельяна, И.Я. Коня, Б.С. Ка-ганова. М.: Династия, 2009.

6. Четыре заблуждения о витаминах: интервью с

В.Б. Спиричевым. Фармвестник. 2005; 11 (374): 2-3.

7. Турчанинов Д.В. Питание и здоровье сельского населения Сибири в современных социально-экономических условиях: Автореф. дисс. ... докт. мед. наук. Омск, 2008.

8. Коденцова В.М., Вржесинская ОА. Витаминно-мине-ральные комплексы в питании детей: соотношение доза-эффект. Вопр. дет. диетологии. 2009; 7 (5): 6-14.

9. Скальный А.В., Тармаева И.Ю., Скальная М.Г., Решетняк А.А. Питание и элементный статус детского населения Восточной Сибири. Москва - Иркутск: РИК ИВВАИУ, 2008.

10. Вильмс ЕА., Турчанинов Д.В., Боярская ЛА, Турчанинова М.С. Состояние минерального обмена и коррекция микроэлементозов у детей дошкольного возраста в крупном промышленном центре Западной Сибири. Педиатрия. 2010; 89 (1): 81-86.