SELENIUM STATUS OF PRESCHOOL CHILDREN IN YAROSLAVL REGION

Full Text

Из литературных источников известно, что баланс химических элементов в организме человека является необходимым условием сохранения его здоровья [4, 11, 12]. Особенно актуальна проблема дисбаланса химических элементов у детей, так как организм ребенка характеризуется несформированностью некоторых физиологических систем и в большей степени испытывает негативное влияние факторов окружающей среды [1, 5, 8, 12]. С момента открытия в 1957 году эссенциальной роли селена [17] в научной среде возник интерес к проблеме изучения биологических функций данного микроэлемента. Селен играет важную роль в обмене веществ через специфические, функционально зависимые от него селенопротеины. Они, в свою очередь, имеют важное значение в метаболизме щитовидной железы [17], иммунной и антиоксидантной защите организма [18], нейрохимических процессах и предотвращении сердечно-сосудистых заболеваний [17, 21]. Исследования последних лет указывают на возможную роль селенопротеинов в процессах канцерогенеза [14], замедлении прогрессирования СПИДа [13] и процессов старения [19], сперматогенезе [16]. Поступление селена в организм человека зависит от следующих факторов: геохимические особенности территории (содержание в почвах, питьевой воде и местных кормах для сельскохозяйственных животных), использование селеносодержащих удобрений в сельском хозяйстве, особенности рациона питания человека и способ приготовления пищи [22]. Селенодефицитные территории в России выявлены в Удмуртии, Читинской, Ленинградской, Костромской, Ивановской и Ярославской областях [4]. Обширных работ по выявлению содержания эссенциального микроэлемента селена в организме детей Ярославской области не проводилось, поэтому данные исследования представляют большой интерес. Целью настоящего исследования было изучение особенностей содержания селена в биосубстратах детей дошкольного возраста города Ярославля. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи: изучить региональные особенности 26 Экология человека 2017.03 Экология детства содержания селена в биосубстратах детей дошкольного возраста, проживающих с момента рождения в Ярославле; определить содержание селена в питьевой воде дошкольных образовательных учреждений города и оценить вклад воды в обеспечение организма детей данным элементом. Методы Поперечное популяционное исследование было проведено в период с 2011 по 2015 год. Был обследован 201 ребенок в возрасте от 1 до 3 (n = 109) и от 4 до 6 лет (n = 92), 95 мальчиков и 106 девочек. Средний возраст детей составил 3 года 10 мес. Все дети посещали дошкольные образовательные учреждения (ДОУ), то есть находились в сопоставимых условиях воспитания, медицинского обслуживания и питания. Отбор и обработка проб волос осуществлялись в соответствии с рекомендациями МАГАТЭ [15]. Содержание селена в волосах сопоставлялось с центильными интервалами для данного элемента в волосах детей (на примере Московской области) [11]. В процессе работы также определено содержание селена в питьевой воде ДОУ (n = 72). В г. Ярославле водозабор осуществляется из Горьковского водохранилища (р. Волга). Отбор, подготовка проб и оценка качества питьевой воды проводились в соответствии с государственными стандартами [10]. Была рассчитана величина среднесуточной дозы пе-рорального поступления селена с питьевой водой в организм ребенка [9]. I = (Cw X V X EF X ED)/(BW X AT X 365), где I - поступление вещества с питьевой водой, мг/(кгхдень); Cw - концентрация вещества в воде, мг/л; V - величина водопотребления, л/сут (дети: 1 л/сут); EF - частота воздействия, дней/год (350 дн./ год); ED - продолжительность воздействия, лет (дети: 6 лет); BW - масса тела, кг (дети: 15 кг); AT - период осреднения экспозиции, лет (дети: 6 лет). В качестве метода анализа выбрана инверсионная вольтамперометрия. Статистическая обработка данных проводилась в пакете программ Microsoft Office Excel 2007, Statistica 6.0 и AtteStat 12.0.5. Нормальность распределения признака в выборке проверена с помощью тестов Шапиро - Уилка и Колмогорова - Смирнова. Рассчитаны средние значения (М), стандартные ошибки (m), медиана (Me), интерквартильная широта - расстояние между 25 и 75 квартилями (q25-q75). Значимость различий при сравнении двух групп оценивали с использованием U-критерия Манна - Уитни. Различия считались статистически значимыми при р < 0,05, р < 0,01, р < 0,001 [2]. Результаты В ходе проведенного исследования установлено, что содержание селена в волосах обследованных детей г. Ярославля находится на нижней границе среднеширотных центильных интервалов [9]: медиана у детей 1-3 лет - 0,67 мкг/г; 4-6 лет - 0,78 мкг/г (таблица). Статистически значимых отличий между уровнями селена в волосах детей обеих возрастных групп не обнаружено. Дефицит селена выявлен у 46 % обследованных дошкольников. Содержание селена в волосах детей г. Ярославля в сравнении с данными для различных регионов России и мира Город, регион Возраст, лет Параметр Содержание селена в волосах Ярославль* (n=201) 1-3 4-6 Me (q25 - q75) M±m Me (q25 - q75) M±m 0,67 (0,40- 1,01) 0,75±0,04 0,78 (0,26- 1,02) 0,68±0,15 Москва (n=844) [7] До 6 M±m 1,18±0,04 Санкт-Петербург (n=253) [7] До 6 M±m 1,50±0,30 Тула (n=159) [7] До 6 M±m 1,11±0,10 Иваново (n=62) [4] 5 -18 M±m, мальчики девочки 0,68 ± 0,05 0,54 ± 0,07 Новосибирск (n=302) [7] До 6 M±m 1,28±0,06 Иркутск (n=141) [7] До 6 M±m 1,38±0,15 Провинция Хэйлунцзян, северо-восток Китая, селенодефицитный регион (n=122) [20] 3 - 14 Me (q25 - q75) 0,341 (0,274-0,448) Среднеширотные центильные интервалы, Московская обл. [11] 41 1 1 (Ji со q25 - q75 0,65-2,43 0,64-2,04 Примечания: * - собственные данные; M - среднее арифметическое; m - стандартная ошибка; Me - медиана, q25-q75 - диапазон концентраций между 25 и 75 квартилями. Среднегодовое содержание селена в питьевой воде обследованных ДОУ составило (0,0058 ± 0,0004) мг/ л, что ниже уровня предельно допустимой концентрации (ПДК) - 0,01 мг/л [10]. Превышений ПДК селена в исследованных пробах питьевой воде не установлено. Для оценки роли питьевой воды в снабжении данным микроэлементом была рассчитана среднесуточная доза перорального поступления селена из питьевой воды [9] в организм детей г. Ярославля, которая составила 3,708х10-4 мг/кг массы тела в сутки. В соответствии с рекомендациями научного комитета Европейского союза по продуктам питания [21] величина физиологически необходимого суточного поступления селена в организм детей 1-3 лет составляет 0,06 мг/сутки, детей 4 - 6 лет - 0,09 мг/ сутки. Нами была предпринята попытка оценить вклад питьевой воды в поступление селена в организм дошкольников. Для этого необходимо отнести среднесуточную дозу перорального поступления данного элемента из питьевой воды к рекомендуемому суточному поступлению [3]. Выявлено, что поступление селена с питьевой водой в организм дошкольников г. Ярославля составляет менее 1 % от физиологически необходимой суточной потребности (0,62 % для детей 27 Экология детства Экология человека 2017.03 1-3 лет и 0,41 % для детей 4-6 лет). В данной работе было также изучено содержание селена в биологических субстратах детей в зависимости от приема витаминно-минеральных комплексов, содержащих селен, в течение 3 мес. до исследования. В результате установлено, что уровень селена у детей, не принимавших витаминно-минеральные комплексы (n = 89, медиана 0,61 мкг/г), был статистически значимо ниже (р = 0,018), чем у детей, их принимавших (n = 77, медиана 0,86 мкг/г). Обсуждение результатов Проведенные исследования показали, что уровень селена в волосах обследованных дошкольников г. Ярославля приближается к нижней границе цен-тильных интервалов для средней полосы России [11]. При этом дефицит данного элемента выявлен почти у половины детей. С учетом выявленных особенностей селенового статуса детей г. Ярославля представляет большой интерес сравнение полученных данных с результатами других исследований (см. таблицу). Концентрация селена в биосубстратах обследованных детей г. Ярославля оказалась ниже уровней селена в волосах дошкольников ряда городов европейской части России: Москвы (1,18 ± 0,04) мкг/г, Санкт-Петербурга (1,50 ± 0,30) мкг/г, Тулы (1,11 ± 0,10) мкг/г, а также Новосибирска (1,28 ± 0,06) мкг/г и Иркутска (1,38 ± 0,05) мкг/г [4]. Полученные в проведенном нами исследовании результаты соотносятся с литературными данными о низком содержании селена у детей г. Иваново (мальчики (0,68 ± 0,05), девочки (0,54 ± 0,07) мкг/г) [3], расположенного вблизи Ярославской области в селенодефицитном регионе. Необходимо отметить, что пониженные концентрации селена в биологических субстратах обследованных детей г. Ярославля выше по сравнению с уровнем селена у детей селенодефицитной провинции Китая Хэйлунцзян (медиана 0,341 мкг/г), где распространена болезнь Кешана [20], эндемичная кардиомиопатия, связанная с низким содержанием селена в окружающей среде, продуктах питания и организме человека. Среднегодовой уровень селена в питьевой воде обследованных ДОУ г. Ярославля составляет (0,0058 ± 0,0004) мг/л, что наиболее близко к содержанию селена в питьевой воде г. Санкт-Петербурга (0,0015 0,0032 мг/л) и выше по сравнению с концентрацией данного микроэлемента в питьевой воде городов Москва (0,0002-0,0009 мг/л) и Тула (0,0004-0,0015 мг/л) [3]. Важно также подчеркнуть, что поступление селена с питьевой водой в организм обследованных детей г. Ярославля составляет менее 1 % от физиологически необходимой суточной потребности в данном элементе [21]. В настоящее время в России отсутствуют утвержденные нормативы необходимого суточного поступления селена с питьевой водой в организм человека. Согласно утвержденным в США рекомендациям поступление селена с питьевой водой не должно превышать 5-10 % от суточной нормы его поступления с продуктами питания [22]. В проведенном нами ранее исследовании установлено, что содержание подвижной формы селена в поверхностном слое (0-10 см) фоновых почв Ярославского района Ярославской области находится в диапазоне от 0,011 до 0,579 мг/кг, что в целом ниже по сравнению с его уровнем в почвах нечерноземной зоны России (0,394 мг/кг) [6]. Выявленные нами невысокие концентрации селена в фоновых почвах ярославского региона, питьевой воде и биосубстратах дошкольников г. Ярославля свидетельствуют о суще -ствовании на данной территории селенодефицитной геохимической провинции, что согласуется с литературными данными, по которым в почвах таежнолесной нечерноземной зоны содержатся небольшие количества данного элемента [6]. В соответствии с данными литературных источников [4] территории Ярославской, Ивановской и Владимирской областей относятся к селенодефицитной биогеохимической провинции, что связано с низким уровнем легкоус-ваиваемых форм селена в почве и воде. Выявленный дефицит селена у обследованных детей может быть связан не только с низким содержанием элемента в окружающей среде и его недостаточным поступлением в организм, но и избыточным содержанием тяжелых металлов [4]. В промышленной структуре г. Ярославля преобладает машиностроительная, лакокрасочная и химическая отрасли промышленности, в результате функционирования которых в окружающую среду поступают соединения тяжелых металлов. Согласно полученным нами ранее данным у детей дошкольного возраста г. Ярославля отмечается избыточное содержание свинца в волосах, что также может привести к развитию дефицита селена. Дефицит такого важного эссенциального микроэлемента, как селен, играющего значительную роль в стабилизации генов, может отрицательно сказаться на развитии и функциональном состоянии растущего организма детей и адаптации к факторам окружающей среды [5, 7]. Необходимо также отметить, что при низком поступлении данного элемента в организм возможно нарушение функции щитовидной железы [17]. Йоддефицитные состояния и связанные с этим заболевания щитовидной железы, распространенные в Ярославской области, осложняются также и низким уровнем селена. С целью предотвращения и снижения риска развития селенодефицитных состояний у детей г. Ярославля целесообразно увеличение в рационе питания доли продуктов с высоким содержанием селена, а также грамотное применение витаминно-минеральных комплексов, содержащих данный микроэлемент. Наши данные показали статистически значимо более высокий уровень селена в биосубстратах детей, принимавших селеносодержащие витаминно-минеральные комплексы, что связано с поступлением данного микроэлемента в организм из этих комплексов. Таким образом, у обследованных дошкольников 28 Экология человека 2017.03 Экология детства обеих возрастных групп г. Ярославля выявлены сходные нарушения микроэлементного статуса, связанные с дефицитом селена. Низкие концентрации селена в волосах детей отражают недостаточный уровень данного элемента в объектах окружающей среды ярославского региона (фоновые почвы и питьевая вода) и его недостаточное поступление в организм из рациона питания.

About the authors

E A Bakaeva

P.G. Demidov Yaroslavl State University

Email: evgeniya-bakaeva@yandex.ru

A V Eremeyshvili

P.G. Demidov Yaroslavl State University

References

Supplementary files