Биомониторинг микроэлементов у детей в Красноярском крае

Шевченко И.Ю., Климацкая Л.Г., Куркатов С.В.

Красноярская государственная медицинская академия

БИОМОНИТОРИНГ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ У ДЕТЕЙ В КРАСНОЯРСКОМ КРАЕ

Проведено биологическое тестирование и оценены уровни поступления жизненно необходимых микроэлементов и токсических веществ из внешней среды в детский организм среди детей препубер-татного возраста, проживающих в городах и в сельских населенных пунктах Красноярского края. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости коррекции микроэлементного статуса.

Проблема диагностики и коррекции обмена макро- и микроэлементов является чрезвычайно актуальной. Дефицит витаминов, эссен-циальных микроэлементов (селена, цинка, железа, йода) и интоксикация токсичными веществами способствуют возникновению заболеваний, в том числе повышению частоты злокачественных новообразований, болезней желудочно-кишечного тракта, аутоиммунных заболеваний (Маймулов В.Г. и др., 2000).

Оптимальное содержание макро- и микроэлементов ведет к оптимизации жизнедеятельности индивидуума и популяции в целом, повышению качества жизни человека, обеспечивает правильный рост и развитие детей и подростков.

Поступление жизненно необходимых мик-ронутриентов и токсических веществ из внешней среды в организм человека посредством пищевой цепочки является системообразующим фактором жизнедеятельности и гомеостаза организма. Поэтому контроль за своевременным и достаточным поступлением витаминов и минеральных веществ в рекомендуемых соотношениях является одним из важнейших разделов социально-гигиенического мониторинга.

Целью работы является проведение биомониторинга микроэлементов у детей препубер-татного возраста для оценки влияния факторов окружающей среды на здоровье населения.

Целесообразность проведения исследований среди детей данных возрастных групп обусловлена:

1) экосенситивностью периода развития, когда организм ребенка наиболее чувствителен к изменениям факторов окружающей среды;

2) отсутствием у детей данного возраста сложившегося определенного типа пищевого поведения;

3) доступностью данного детского организованного контингента для сбора биоматериала во всех административных территориях;

4) наличием в образовательном учреждении сведений о состоянии здоровья детей.

Материалы и методы

Для проведения мониторинговых исследований обеспеченности детей и подростков биологически ценными микронутриентами на популяционном уровне были сформированы группы детей препубертатного возраста - 10-12 лет, мужского и женского пола, проживающих в городах и сельских населенных пунктах 12 территорий Красноярского края (n = 900).

В ходе исследований производился отбор проб волос в соответствии с рекомендациями МАГАТЭ.

Для определения элементного состава волос использовался метод атомно-абсорбционного анализа микроэлементов в биосредах (МУ 42-46-87).

Биохимические исследования мочи на содержание йода проводились арсениево-церие-вым методом (МУ 08-47/128). Исследование насыщенности организма школьников аскорбиновой кислотой и тиамином осуществлялось по Волгареву А.М. (1987).

Результаты исследований обработаны с помощью методов вариационной статистики по Г.Ф. Лакину (1990).

Результаты и обсуждение

В ходе исследований было установлено, что в промышленных городах Красноярского края для детей характерны не только более низкие показатели насыщенности организма витаминами, кальцием, цинком, селеном, йодом, но и более высокий удельный вес обследованных с пониженным содержанием микронутриентов (табл. 1).

При этом наиболее выраженным был гипо-элементоз по селену и кобальту. Между тем среди обследованных детей отмечались случаи

Таблица 1. Распространенность гиповитаминозов и гипоэлементов среди детей

Поселения Витамины Мак

В С Са Fe

Село 50,0 73,2 23,9 13,9

Город 73,9 79,8 31,6 12,1

превышения условного, биологически допустимого уровня по содержанию в волосах таких токсикантов как свинец и кадмий, соответственно, по первому элементу - у 10,5% сельских и 23,3% городских жителей, по второму - у 3,5% детей, проживающих в городе.

Среднее содержание макро- и микроэлементов в волосах детей городских и сельских населенных пунктов Красноярского края представлено в табл. 2.

Содержание микроэлементов в волосах отражает микроэлементный статус организма в целом, и пробы волос являются интегральным показателем минерального обмена. Наиболее актуальным для детского организма является состояние обмена кальция, железа, меди, кобальта, меди, селена, так как эти микроэлементы участвуют в процессе роста и развития ребенка.

Изучение различий в накоплении микроэлементов в зависимости от пола позволило выявить достоверные различия в содержании в волосах кальция. Так, если у мальчиков среднее содержание кальция составило 386,5±1,59 мкг/ г, то у девочек обнаружено среднее содержание кальция 1544,8±2,82 мкг/г, что превышает концентрацию макроэлемента в волосах мальчиков почти в 4 раза. Достоверные различия в накоплении кальция в организме девочек и мальчиков имеют место во всех изучаемых городах и сельских населенных местах. Значительные различия в накоплении кальция в волосах могут свидетельствовать об особенностях минерального обмена у девочек и мальчиков в препубертатный период. Достоверные различия в содержании в волосах железа, меди селе-

на, цинка и кобальта, а также токсичных элементов у мальчиков и девочек, отсутствовали.

Слабая по силе, но стойкая отрицательная корреляционная зависимость установлена во всех территориях между содержанием свинца и кальция. С повышением концентрации РЬ отмечается снижение Са в волосах. Коэффициент корреляции составляет: в Шушенском - 0,45, Ачинске - 0,46, Тюхтетском районе - 0,62, в Минусинске - 0,22, в Красноярске - 0,25.

Установлены слабые по силе прямые корреляционные связи между содержанием свинца и кадмия - 0,34, железа и селена - 0,37; обратная корреляционная связь между кальцием и селеном (увеличение кальция ведет к снижению селена) - 0,44.

Сравнение аналитических данных, полученных в изучаемых зонах, показывает наличие статистически достоверной разницы в концентрации ряда микроэлементов в волосах детей, проживающих в городских и сельских местностях.

Проведенные исследования выявили целый ряд различий и особенностей в элементном статусе школьников городских и сельских населенных мест, которые могут быть использованы для обоснования и проведения медико-профилактических мероприятий в тех или иных административных территориях края.

Причинами микронутриентного дефицита среди школьников Красноярского края могут быть следующие. Результаты анкетирования показали, что школьников, получающих регулярно поливитамины в домашних условиях, не более 1,5%; употребляющих в пищу витаминизированные напитки и соки - от 8,0 до 12,0%.

Таблица 2. Среднее содержание макро- и микроэлементов в волосах детей городских и сельских населенных пунктов

Красноярского края, мкг/г

Элемент Городские и сельские дети Городские дети Сельские дети Достоверность различий

Са 545,8 816,2 1062,3 р<0,05

Ре 40,5 45,75 31,85 р<0,001

Си 9,61 10,39 9,89 р>0,05

Эе 0,25 0,24 0,26 р>0,05

гп 166,0 161,6 176,1 р>0,05

Со 0,25 0,26 0,25 р<0,001

С(1 0,144 0,17 0,11 р<0,001

Аз 0,156 0,18 0,12 р<0,05

РЬ 2,89 3,79 2,79 р<0,05

Мд - 24,5 - -

Мл - 1,09 - -

№ - 0,33 - -

нд - 0,15 - -

эь - 0,08 - -

Тестирование показало низкую насыщенность организма учащихся общеобразовательных школ витаминами и минеральными веществами, необходимыми для роста и развития, такими, как аскорбиновая кислота, тиамин, йод, кальций, селен. Экскреция аскорбиновой кислоты с мочой находится на уровне 0,55 мг/ час (показатель здорового ребенка - 0,7 мг/час), в том числе детей с пониженными показателями часовой экскреции выявлено 76,9%, что говорит о тяжелом дефиците витамина в детской популяции. Дефицит витаминов и минеральных веществ установлен как у городских, так и у сельских школьников.

В ходе исследований особое внимание было уделено анализу обеспеченности детского населения Красноярского края йодом. Как следует из полученных результатов, медиана йодурии составляет 70 мкг/л (показатель нормальной насыщенности 100-120 мкг/г), что свидетельствует о дефиците йода в организме, в том числе у 20,1% школьников определен тяжелый йоддефицит, у 16,8% - средней тяжести (табл. 3).

Профилактика дефицита йода в условиях домашнего питания также не является повсеместной, несмотря на широкую продажу йодированной соли в торговой сети. Принесенная из дома школьниками соль только в 34,6% испытаний (п=900) содержала микроэлемент. Дальнейшие исследования показали, что уровень потребления обогащенной йодом соли одинаков в городах и сельских местностях края и составляет, соответственно, 35,1% и 33,6%, причем наиболее низкое потребление йодированной соли в семьях школьников крупных промышленных городов края: в Красноярске йо-

дированную соль потребляют в 16,7%, Канске

- 19,3%, Лесосибирске - 28,8% семей, имеющих детей школьного возраста.

В детских организованных коллективах в рационы питания практически не включаются обогащенные витаминами и минеральными веществами продукты, йодированная соль не проводится обязательная витаминизация третьих блюд аскорбиновой кислотой. Нарушаются правила хранения и реализации обогащенных микронутриентами продуктов, что подтверждается результатами исследования: 20-25% проб витаминизированных блюд, взятых в школьных пищеблоках, не содержат витамина С; 10% проб йодированной соли, исследованной на вложение йода, не содержат микроэлемент.

При анализе структуры питания выявлено: школьники отдают предпочтение потреблению мучных и макаронных изделий, вклад блюд из крупы - каш, гарниров довольно незначительный. Мясопродукты включаются в рацион питания городских школьников не чаще 0,7 раза в день, молокопродукты - 0,4-0,7, рыба - 0,18, яйца

- 0,06-0,25, фрукты, соки - 0,5, бобовые - 0,02. Сельские школьники получают мясо и мясопродукты с рационами питания 1 раз в 2 дня - 0,5, раз в день, молочные продукты - 0,6, яйца - 0,1, соки, фрукты - 0,3, рыбу - 0,09 раз в день. Полученные данные совпадают с результатами исследования питания детей и подростков в Российской Федерации, проведенные Институтом питания РАМН. Так же, как и по всей стране, красноярские школьники недостаточно едят молока, фруктов, рыбы и бобовых, причем кондитерские изделия и напитки (чай, кофе) красноярцами употребляются в 1,5 раз чаще, первые блю-

Таблица 3. Уринарная экскреция йода у городских и сельских школьников Красноярского края, мкг/л

Of

Показатель дети края девочки

n=363 n=189

M 80,85 82,17

О 72,19 74,76

min 0,2 0,2

max 447 447

медиана 70 70,7

% детей с пониженным содержанием йода 74,3 76,3

Примечание: Различия в содержаниии йода у девочек и мальчиков недостоверны (Р=0,35); различия между насыщенностью йодом организма сельских и городских детей имеют достоверные различия (Р=0,0018).

да, овощи, фрукты, соки - в 1,3 раза реже. Все это указывает на бедный тип питания по микро-нутриентному составу и на низкую гигиеническую грамотность населения края.

Полученные материалы послужили основой для разработки базы данных биологического мониторинга микронутриентов в системе социально-гигиенического мониторинга. С це-

лью единого научно-методического подхода по сбору и оценке данных биологического тестирования разработаны и внедрены в Красноярском крае методические рекомендации МР 2.4.004-2004 «Организация и проведение мониторинга за содержанием йода и других микро-нутриентов в биологических средах детей и подростков Красноярского края»

Список использованной литературы:

1. Биологические объекты (моча). Инверсионный-вольт-амперометрический метод измерения массовой концентрации йодид-ионов. МУ 08-47/128. - Томск.: ВНПФ «ЮМХ», 2002. - 22 с.

2. Методические указания по спектральным методам определения микроэлементов в объектах окружающей среды и биоматериалах при гигиенических исследованиях. МУ №42-46-87. - М.: Минздрав СССР. 1987. - С. 15-17.

3. Основы системного анализа в эколого-гигиенических исследованиях. Маймулов В.Г., Шабров А.В., Нагорный С.В. - СПб: СПб ГМА им. И.И. Мечникова. - 2000 г. - С. 176-199.

4. Теоретические и клинические аспекты науки о питании. Методы оценки обеспеченности населения витаминами / под. Ред. член-корр. АМН СССР Волгарева М.Н. - Т VIII. - М.: Агропромиздат, 1987. - С. 87-97.