Влияние длительного употребления питьевой воды неблагоприятного минерального состава

© Коллектив авторов, 2004

В. П. Булатов, А. В. Иванов, Н. В. Рылова

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО УПОТРЕБЛЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ НЕБЛАГОПРИЯТНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА

Казанский государственный медицинский университет, Республика Татарстан, РФ

Несмотря на то что накоплены богатые фактические данные по вопросам патогенеза, диагностики и лечения гастроэнтерологических заболеваний, они занимают одно из первых мест в структуре соматических болезней детского и взрослого населения [3, 5, 11]. Известно, что на распространенность и развитие гастроэнтерологических заболевания оказывает влияние целый ряд разнонаправленно воздействующих факторов риска (ФР). Немаловажное место среди них занимают неблагоприятные воздействия окружающей среды. Доказано, что химический состав питьевой воды оказывает значительное влияние на формирование здоровья населения [6, 8, 9].

Целью исследования является разработка методов прогнозирования, ранней диагностики гаст-родуоденальных заболеваний у детей, употребляющих высокоминерализованную питьевую воду.

Для выявления зависимости показателей здоровья детей от химического состава питьевой воды были выбраны два района г. Казань, которые отличаются по условиям водоснабжения и минеральному составу воды. В первом районе в качестве источника водоснабжения используются подземные воды, характеризующиеся высокой минерализацией, низкой концентрацией фтора и высоким уровнем сульфатов. Население второго района употребляет смешанную воду (подземные и поверхностные источники), которая имеет минерализацию не более 500 мг/л и низкое содержание сульфатов.

Для объективной оценки влияния водного фактора на детский организм группы были сформированы на основании принципа идентичности и однородности по следующим показателям: клима-тогеографические и бытовые условия, возрастной, социально-экономический и алиментарный факторы. Осуществляли целенаправленный набор кон-тингентов из двух районов г. Казань, имеющих различный химический состав питьевой воды. Были отобраны 5 школ поселка Дербышки и 3 школы Приволжского района г. Казань. Качественную однородность групп соблюдали, прежде всего, в отношении времени пребывания детей в районе с неблагоприятным химическим составом воды. Отбирали школьников, проживающих в данной

местности с момента рождения. В группы не включали детей, прибывших из другой местности.

Проведено анкетирование и объективное исследование 833 школьников в возрасте 7—9 лет. Для анкетирования были разработаны специальные карты изучения состояния здоровья ребенка. Анализ заполненных анкет позволил оценить однородность жилищно-бытовых условий, собрать полный анамнез жизни детей и имеющихся заболеваний. Особое внимание было уделено выявлению ФР, способствующих развитию гастроэнтерологических заболеваний. В анкету были включены вопросы, касающиеся характерной симптоматики заболеваний органов пищеварения. Оценку соматического состояния здоровья школьников проводили в несколько этапов. Все дети обследованы врачами-педиатрами в школах. Вторым этапом явилось клинико-инструментальное исследование в детской республиканской клинической больнице министерства здравоохранения Республики Татарстан.

Осуществляли специальные методы исследования — предложен способ прогнозирования развития гастродуо-денальных заболеваний у детей (приоритетная справка на получение патента РФ № 2001103840 от 12.02.2001). Способ основан на гипотезе о пусковой роли нарушений сбалансированности биохимических компонентов слюны агрессивного и защитного характера (лактат/пируват) в возникновении гастроэнтерологических заболеваний. В качестве критерия агрессивности исследовали соотношение уровня молочной и пировиноградной кислот. Поскольку указанные вещества являются ключевыми метаболитами цикла энергообеспечения, они могут служить критериями оценки энергетического гомеостаза. Количественное соотношение этих кислот является показателем интенсивности гликолитических и окислительных превращений углеводов, а изменение его может указывать на нарушение нормального метаболизма.

Для исследования уровня молочной кислоты в слюне использовали метод определения лактата в биологических жидкостях [12]. Для определения содержания пировиноградной кислоты в слюне предложен модифицированный способ (приоритетная справка на получение патента РФ № 2001112514 от 25.05.2001).

Содержание микроэлементов (МЭ) — меди, алюминия, цинка, кадмия — и макроэлементов — кальция, магния — в слюне определяли методом атомно-абсорбци-онной спектрофотометрии на аппарате ААС-СА 10 МП.

Химический состав питьевой воды централизованных систем водоснабжения в двух районах г. Казань проанализировали за 1996—2000 гг. Результаты представлены в табл. 1.

Химический состав питьевой воды 1-го района имеет достоверные различия (р<0,05) по сравне-

Таблица 1

Качественный состав питьевой воды двух районов г. Казань в 1996—2000 гг.

Показатели 1-й район 2-й район Р

п М ± т п М ± т

Жесткость, мг-экв/дм3 23 17,8 ± 1,6 41 6,0 ± 0,4 <0,01

Сухой остаток, мг/дм3 23 1786,0 ± 91,6 41 596,4 ± 14,8 <0,01

Хлориды, мг/дм3 23 82,3 ± 3,9 41 51,6 ± 3,1 <0,01

Сульфаты, мг/дм3 23 762,4 ± 28,6 41 68,4 ± 6,8 <0,01

Кальций, мг/дм3 23 71,6 ± 8,8 41 39,8 ± 4,0 <0,05

Магний, мг/дм3 14 14,2 ± 0,9 22 8,6 ± 0,6 <0,05

Калий+натрий, мг/дм3 23 16,8 ± 0,8 41 12,3 ± 0,9 >0,5

Фтор, мг/дм3 23 0,42 ± 0,06 41 0,2 ± 0,08 <0,01

Цинк, мг/дм3 23 0,001 ± 0,0001 41 0,03 ± 0,001 <0,01

Алюминий, мг/дм3 23 0,00 ± 0,0 41 0,4 ± 0,003 <0,01

Кремний, мг/дм3 14 3,2 ± 0,4 22 2,0 ± 0,3 <0,05

Медь, мг/дм3 14 0,001 ± 0,0001 22 0,02 ± 0,001 <0,05

нию со 2-м районом по величине жесткости, содержанию хлоридов, кальция, магния, меди, цинка, алюминия, кремния, фтора. Однако данные показатели качества воды 1-го и 2-го районов находятся в пределах допустимых гигиенических нормативов (ДГН). В качестве ФР для здоровья детского населения приняты повышенная минерализация (в 1,7 превышает ДГН), а также концентрация сульфатов (превышает в 1,5 раза ДГН).

Проведено анкетирование и обследование 688 детей, постоянно проживающих в 1-м районе, и 145 школьников 2-го района. Дети каждого из районов исследования были условно разделены на следующие группы:

1-я группа включала детей, не имеющих гаст-родуоденальных заболеваний, а также ФР, способствующих их развитию: в 1-м районе — 12,9%; во 2-м — 29,7%;

2-я группа представлена школьниками, имеющими ФР: в 1-м районе — 26,5%; во 2-м — 51%;

3-я группа состояла из детей, имеющих данные, свидетельствующие о наличии гастродуоде-нальных заболеваний: в 1-м районе — 60,6%; во 2-м — 19,3%.

Таким образом, распространенность гастроду-оденальных заболеваний среди детей, употребляющих указанную питьевую воду, составляет 606%о, что в 3 раза превышает аналогичный показатель контрольного района (193%).

В дальнейшем из общей совокупности были выделены 102 школьника для более детального изучения. Дети были разделены на следующие группы: 1-ю составили 27 практически здоровых школьников 2-го района; 2-ю представили 40 прак-

тически здоровых школьников 1-го района; 3-я включила 35 детей 1-го района с хроническим гастродуоденитом.

В 1-ю и 2-ю группы отбирали школьников, не имеющие ФР развития гастродуоденальных заболеваний. У детей этих групп изучали биохимические показатели слюны (табл. 2). Установлено, что у детей 2-й и 3-й групп относительно школьников 1-й группы достоверно (р<0,01) увеличивается агрессивный компонент слюны и снижается защитный, вследствие чего закономерно нарастает критерий агрессивности (КА).

Таким образом, у здоровых школьников группы экологического риска (ГЭР), употребляющих питьевую воду неблагоприятного минерального состава, выявлено достоверное повышение агрессивности слюны по сравнению с детьми контрольного района. Полученные результаты свидетельствуют об изменении процессов адаптации орга-

Таблица 2

Биохимические показатели слюны у наблюдаемых детей

Группы п Лактат, ммоль/л Пируват, ммоль/л КА

1-я 27 0,567 ± 0,048 0,075 ± 0,005 7,55 ± 0,46

2-я 4С 0,784 ± 0,0331 1 0,062 ± 0,0031) 13,58 ± 0,741)

3-я 35 0,876 ± 0,1211 1 0,046 ± 0,0041)2 19,06 ± 0,651)2)

Здесь и в табл. 3: р<0,05: 1 при сравнении соответствующих показателей с 1-й группой, 2) при сравнении со 2-й группой.

Таблица 3

Содержание металлов в слюне у наблюдаемых детей

Показатели Группы детей

1-я

Ca, мг/л 22,4 ± 0,6 43,1 ± 1,81) 63,5 ± 1,71)2)

Mg, мг/л 4,73 ± 0,13 8,53 ± 0,271) 13,1 ± 0,61)2)

Zп, мкг/л 57,4 ± 2,1 39,3 ± 1,61) 34,6 ± 1,61)2)

мкг/л 330,3 ± 8,8 437,8 ± 17,51) 635,1 ± 20,21)2)

А1, мкг/л 137 ± 7,2 69,3 ± 2,11) 98,6 ± 5,31)2)

Cd, мкг/л 52,2 ± 2,8 85,3 ± 4,2« 109 ± 20,1«

низма ребенка к условиям окружающей среды, в результате которых происходит истощение резервных возможностей организма, и, как следствие, возникает предрасположенность детей 2-й группы к развитию заболеваний гастродуоденальной зоны пищеварительного тракта.

Содержание металлов в слюне (табл. 3) школьников 2-й группы достоверно (р<0,05) отличалось от соответствующих показателей контрольной группы — значительное увеличение уровня макроэлементов (р<0,001), по-видимому, обусловленное повышенным содержанием Са и М^ в питьевой воде, употребляемой детьми ГЭР. Избыточное поступление макроэлементов в желудочно-кишечный тракт может помешать процессу усвоения эс-сенциальных МЭ и привести к дисбалансу МЭ-об-мена, что вторично может способствовать поражению механизмов иммунной защиты и воспалительным изменениям в кишечнике [1, 4].

Содержание 2и у школьников ГЭР достоверно (р<0,01) снижалось, а уровень Cd повышался (р<0,01), что свидетельствует о повышении агрессивности слюны и тенденции к потере протектив-ных свойств по отношению к слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта. Выявленное снижение содержания А1 (р<0,01) у школьников 2-й группы обусловлено, скорее всего, меньшим его содержанием в питьевой воде района экологического риска.

Интересно, что содержание в слюне Си достоверно (р<0,01) и закономерно увеличивается от 1-й группы к 3-й. Полученные результаты согласуются с данными литературы, свидетельствующими о повышении содержания Си в организме при острых и хронических воспалительных заболеваниях [2, 7]. Можно предположить, что подобные изменения обусловлены мобилизацией Си из депо для синтеза ферментов антиоксидантной системы.

Сравнительная оценка изучаемых показателей у школьников ГЭР и детей с ХГД показала, что у больных детей имеются изменения МЭ-состава

слюны за счет увеличения содержания А1 (р<0,05), Сd (р>0,05), макроэлементов (р<0,001) и Си (р<0,05), снижения уровня 2и (р<0,05). Уменьшение концентрации 2и в слюне больных школьников позволяет подтвердить его противовоспалительное действие, которое основано на его способности стабилизировать мембраны лизосом, тормозить катализируемое железом свободно-радикальное окисление, подавлять перекисное окисление липидов. Исследования Сироткиной М. В. [10] свидетельствуют о повышении содержания Cd в сыворотке крови у детей при нарушении функции органов пищеварения по сравнению с контрольной группой. Выявленное нами нарастание концентрации Cd в слюне детей с гастродуоденальными заболеваниями может рассматриваться как агрессивный фактор по отношению к слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта.

Таким образом, полученные результаты указывают на наличие дисбаланса макро- и МЭ-гоме-остаза у детей с гастродуоденальными заболеваниями. Изучаемые показатели у школьников ГЭР достоверно (р<0,01) отличаются от аналогичных данных здоровых детей, что указывает на изменения адаптационных процессов в организме детей этого района.

Наряду с оценкой абсолютных показателей отдельных металлов, мы изучали соотношение между ними. Наиболее информативными оказались соотношения токсичных МЭ и 2и: А1/2п достоверно (р<0,05) выше у больных; Cd/Zn закономерно (р<0,05) увеличивалось от 1-й группы к 3-й. Представили особый интерес соотношения макроэлементов и Zn ^а^п, Mg/Zn), которые повышались аналогично (р<0,001). Эти показатели могут использоваться для ранней диагностики гастродуоденальных заболеваний.

Корреляционный анализ показал наличие линейной зависимости между содержанием МЭ и биохимическими показателями слюны. Имеется высокая прямая корреляционная связь между содержанием макроэлементов и КА слюны: для Ca и КА г=0,76; р<0,01; для Mg и КА г=0,71; р<0,01. Это подтверждает предположение о негативном влиянии избытка макроэлементов на состояние пищеварительного тракта.

Средняя степень обратной взаимосвязи выявлена между Си и пируватом (г= -0,37; р<0,05), Mg и пируватом (г= -0,38; р<0,05), Ca и пируватом (г= -0,44; р<0,05), Zn и лактатом (г= -0,36; р<0,05), Zn и КА (г= -0,48; р<0,01). Прямая корреляционная связь обнаружена между Ca и лактатом (г=0,4; р<0,05), Mg и лактатом (г=0,38; р<0,05), ^ и лактатом (г=0,31; р<0,05), ^ и КА (г=0,63; р<0,01). Между остальными изучаемыми МЭ и биохимическими показателями слюны связи менее прочные: для Zn и пирувата г=0,24 (р<0,05), для Сd и лактата г=0,21 (р<0,05), для Cd и КА г=0,22 (р<0,05). Проведенный корреляционный

анализ показал также наличие зависимости между содержанием металлов слюны и химическим составом питьевой воды. Для Ca слюны выявлена высокая обратная взаимосвязь с содержанием Zп, прямая — с уровнем сульфатов, сухого остатка, хлоридами, жесткостью и Mg. Для Mg, Cd

характер зависимости аналогичен, для Zn — противоположен. Таким образом, можно предположить, что повышенный уровень макроэлементов, токсичных МЭ и сниженное содержание Zn слюны оказывают неблагоприятное воздействие на состояние органов гастродуоденальной зоны пищеварительного тракта.

Таким образом, распространенность гастроду-оденальных заболеваний среди детей, употребляющих питьевую воду неблагоприятного минерального состава, составляет 606%о, что в 3 раза превышает аналогичный показатель контрольного района (193% ).

Выявленное повышение критерия агрессивности слюны у школьников, имеющих гастродуоденаль-ные заболевания, а также у здоровых детей группы экологического риска указывает на изменения процессов адаптации организма здоровых детей и может использоваться для прогнозирования и ранней диагностики гастродуоденальных заболеваний.

У детей с хроническим гастродуоденитом нарушается МЭ-гомеостаз слюны за счет повышения уровня макроэлементов (Ca, Mg), токсичных МЭ (А1, Cd) и снижения эссенциального МЭ ^п), что может использоваться для прогнозирования и

ранней диагностики гастродуоденальных заболеваний.

ЛИТЕРАТУРА

1 .Авцын А. П., Жаворонков А. А., Риш М. А., Строчко-ва Л. С. Микроэлементозы человека. — М., 1991. — 496 с.

2 .Афанасьев Ю. И., Калетина Н. И., Харитонов Ю. Я. и др. // Вестн. РАМН. — 1995. — № 10. — С. 44—48.

3 .Баранов А. А. Здоровье детей России. — М., 1999. — С. 138—146.

4.Бергнер П. Целительная сила минералов, особых питательных веществ и микроэлементов. — М., 1998. — 286 с.

5. Запруднов А. М., Харитонова Л. А. // Достижения отечественной гастроэнтерологии в диагностике и терапии заболеваний органов пищеварения у детей. — Т. 2. — Н. Новгород, 1994. — С. 179—184.

6. Красовский Г. Н., Надеенко В. Г., Кепесариев У. М. Токсичность металлов в питьевой воде. — Алма-Ата, 1992. — С. 126.

7. Кудрин А. В. // Междунар. мед. журнал. — 1997. — № 11—12. — С. 1000—1006.

8.Лутай Г. Ф. // Гиг. и сан. — 1992. — № 1. — С. 13—15.

9. Сидоренко Г. И., Кутепов Е. Н. // Гиг. и сан. — 1994. — № 1. — С. 13—16.

10. Сироткина М. В. Тяжелые металлы у детей в норме и при нарушении пищеварения: Автореф. дисс. ... канд. биол. наук. — Н. Новгород, 2000. — 22 с.

11. Студеникин М. Я. // Педиатрия. — 1994. — № 4.— С. 15—18.

12. Храмов В. А., Савин Г. // Гиг. и сан. — 1996. — № 4. — С. 52—54.