Элементный статус студентов разных социальных групп

Полный текст

Одним из наиболее перспективных направлений современной медицинской науки является изучение «элементного портрета» населения как в популяции вообще, так и в популяционных выборках [1, 6, 7]. Отечественные и зарубежные научные коллективы занимаются изучением функционирования химических элементов, их роли в патогенезе различных заболеваний и поиском путей коррекции патологических состояний [4, 5]. Отдельные работы посвящены изучению роли железа и цинка в этиологии сахарного диабета второго типа [13, 17, 22, 23], физиологических и токсикологических эффектов марганца при хронической почечной недостаточности [19], взаимосвязи содержания алюминия и марганца с психическими расстройствами [9], обмена йода при патологии щитовидной железы [16] и т. д. Однако все чаще изучение элементного статуса становится инструментом обширных скрининговых исследований здорового населения [20, 21]. Исследуется взаимосвязь содержания химических элементов в волосах с физиологическими показателями, образом жизни, а также возрастные и половые особенности элементного статуса [10, 14]. Ряд исследований направлен на изучение влияния экологических факторов и характера питания на элементный портрет человека [11, 15]. Таким образом, можно утверждать, что в настоящее время существует парадигма, согласно которой первичный скрининг, направленный на выявление нарушений обмена макро- и микроэлементов, и коррекция дисбаланса макро- и микроэлементов - 43 Эндоэкология Экология человека 2016.12 одни из важнейших факторов укрепления здоровья и профилактики заболеваний [4, 7]. Такой подход представляется особенно актуальным в контексте профилактических мероприятий среди студенческой молодежи. Целью исследования явилось выявление особенностей элементного статуса студентов разных социальных групп. Методы Выполнено одномоментное обсервационное исследование студентов (n = 40), обучающихся в Оренбургском государственном университете. Средний возраст респондентов составил (18,1 ± 0,2) года. Обследование студентов соответствовало этическим нормам Хельсинкской декларации. Все включённые в работу студенты проживали на территории Оренбургской области последние пять и более лет, не имели жалоб на состояние здоровья в период проведения обследования и дали информированное согласие на участие в исследовании. Критерием исключения была болезнь студента в период обследования. Все обследуемые были разделены на две группы в зависимости от социального статуса. Первую группу составили 20 юношей, проживающих в обычных семьях. Во вторую группу вошли студенты-сироты (20 юношей). Элементный состав волос оценивался методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой (АЭС-ИСП и МС-ИСП) в испытательной лаборатории АНО «Центр биотической медицины» г. Москва (аттестат аккредитации - ГСЭН.ru. ЦОА. 311, регистрационный номер в государственном реестре - Росс.ru 0001. 513118 от 29 мая 2003; Registration Certificate of ISO 9001: 2000, Number 4017-5.04.06). Анализ исследуемых образцов осуществлялся по 25 химическим элементам. Полученный материал обрабатывался общепринятыми статистическими методами с применением табличного редактора Excel из пакета Microsoft Office XP. Проверка нормальности выборок проводилась с помощью критерия нормальности Колмогорова -Смирнова. Параметры описательной статистики для количественных показателей приведены в виде медианы (Ме) и интерквартильной широты (25-й; 75-й процентиль - Q1; Q3). Так как n не превышает 30 и значения признаков не подчиняются закону нормального распределения, для оценки значимости сходства (различия) двух независимых выборок использовался U-критерий Манна - Уитни. Корреляционный анализ выполнялся с применением коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Результаты При изучении элементного статуса юношей были выявлены следующие особенности. Статистически значимые межгрупповые отличия были найдены для натрия, калия, алюминия и селена (табл. 1). Содер жание натрия в волосах студентов первой группы оказалось в 1,7 раза выше, при этом медиана для натрия у них превышала 75-й процентиль среднероссийских значений. Содержание калия у респондентов первой группы было в 3,2 раза выше. Кроме того, обнаружено более высокое содержание алюминия и более низкое значение селена. Для других элементов значимых отличий обнаружено не было. Таблица 1 Содержание химических элементов в волосах студентов Эле мент Средне российские значения I группа II группа р Q1-Q3 Ме Q1-Q3 Ме Q1-Q3 Ca 494-1619 7185 4495 9695 1188 660-1707 0,091 Mg 39-137 123 51,5-1555 178 87,4-286 0,064 P 135-181 151 133-169 149 135-157 0,598 Na 73-331 377 255-459 218 180- 281 0,006 K 29-159 135 103-175 41,2 33,2-52,0 0,019 Co 0,04-0,16 0,02 0,01-0,03 0,02 0,02-0,03 0,978 Cr 0,32-0,96 0,70 0,52-0,84 0,68 0,49-0,77 0,152 Cu 9-14 11,0 9,86-15,3 13,8 11,1-16,3 0,076 Fe 11-24 31,9 17,3-38,1 24,6 19,5-36,4 0,561 As 0,00-0,56 0,07 0,05-0,14 0,05 0,04-0,11 0,417 Li 0,00-0,02 0,03 0,03-0,05 0,04 0,03-0,04 0,561 Mn 0,32-1,13 0,59 0,49-0,96 0,87 0,65-1,23 0,133 Ni 0,14-0,53 0,28 0,20-0,31 0,24 0,20-0,35 0,766 Se 0,69-2,2 0,30 0,26-0,34 0,34 0,29-0,43 0,050 Si 11-37 28,2 24,9-33,9 30,1 25,9-35,5 0,473 Zn 155-206 188 172-420 214 166-243 0,490 Cd 0,02-0,12 0,04 0,02-0,08 0,02 0,02-0,04 0,168 Al 6-18 16,6 15,5-24,3 11,5 10,8-13,7 0,001 Pb 0,38-1,4 0,50 0,25-0,58 0,37 0,31-0,63 0,756 Обращает на себя внимание превышение значения медианы для кальция у студентов первой группы по сравнению с 75-й процентилем среднероссийских значений. Медианы для магния и цинка превышали этот процентиль у студентов второй группы. Выявлено превышение медианы для железа и лития в волосах юношей обеих исследуемых групп по сравнению с 75-м процентилем среднероссийских значений. Медиана для кобальта и селена в обеих группах оказалась ниже 25-го процентиля среднероссийских значений. Многие исследователи для более объективной оценки элементного статуса организма человека все чаще используют не только данные о содержании отдельных элементов в биосубстратах, но и их соотношения [2, 3, 12]. Изученные соотношения некоторых элементов представлены в табл. 2. В первой группе обследованных Ca/K и Na/K были значимо ниже, чем во второй группе, - в 5,4 и 1,4 раза соответственно. Значение Zn/Cu в первой группе респондентов оказались выше в 1,5 раза по сравнению со второй группой. 44 Экология человека 2016.12 Эндоэкология Таблица 2 Соотношения химических элементов в волосах студентов Соотношение микроэле ментов I группа II группа p Меди ана Q1 Q3 Меди ана Q1 Q3 Ca/Mg 7,43 5,60 8,30 7,92 5,19 9,55 0,647 Ca/P 5,40 2,60 6,54 7,67 4,05 12,9 0,067 Ca/K 5,48 3,15 13,7 29,9 10,1 56,9 0,007 Na/K 3,49 2,03 4,18 4,90 3,76 6,10 0,043 Na/Mg 3,21 1,65 7,47 1,09 0,81 2,07 0,172 Fe/Cu 2,59 1,94 3,51 1,86 1,28 2,25 0,285 Zn/Cu 21,9 15,1 36,5 14,8 12,3 17,9 0,002 Zn/Cd 8157 7249 10717 8841 6182 10683 0,852 Zn/Pb 691 564 797 527 353 675 0,197 При изучении показателей общего и биохимического анализов крови отклонений от нормы, как и межгрупповых отличий, выявлено не было. Поскольку известно, что различные микроэлементы играют немаловажную роль в процессах гемопоэза, иммуногенеза, а также во всех видах обмена, нами был проведен корреляционный анализ показателей крови и некоторых микроэлементов. Кроме того, были выявлены некоторые межэлементные взаимосвязи. Результаты полученных достоверных корреляций представлены в табл. 3 и 4. В первой группе обнаружены сильные положительные взаимосвязи между железом и марганцем (r = 0.89), а также между кальцием и магнием (r = 0.83). Содержание кальция, меди и цинка в волосах юношей первой группы коррелировало с уровнем гемоглобина. Во второй группе обследованных выявлена статистически значимая положительная взаимосвязь содержания меди в волосах и содержания глюкозы в плазме крови (r = -0,47). Медь входит в состав электронпереносящей простетической группы цито-хромоксидазы, играющей ключевую роль в регуляции активности всей дыхательной цепи и производстве энергии в клетке. Известно, что действие меди на углеводный обмен проявляется посредством ускорения процессов окисления глюкозы, торможения распада гликогена в печени [7]. Содержание селена и лития в волосах обследованных второй группы положительно коррелировало с количеством моноцитов. Содержание фосфора в волосах студентов отрицательно коррелировало с уровнем общего белка сыворотки крови, количеством лимфоцитов и гранулоцитов. Кроме того, выявлены сильные положительные взаимосвязи между содер Взаимосвязи показателей крови и содержания элементов в волосах студентов I группы Таблица 3 Ca Fe Hb Нейтрофилы Tr ХС Креатинин Лимфоциты Гранулоциты палочко ядерные сегменто ядерные Ca 0.46 Cd 0.45 Co 0.47 - 0.66 -0.45 Cu 0.48 Fe 0.63 -0.55 0.58 - 0.55 K 0.46 Mn 0.89 0.55 - 0.49 0.50 Mg 0.83 Zn 0.55 Таблица 4 Взаимосвязи показателей крови и содержания элементов в волосах студентов II группы Ca Fe Моно циты Глюкоза АлАт АсАт Билирубин общий Триацилглицериды Общий белок Лимфо циты Гранулоциты Cr -0.47 -0.50 Cu 0.47 K - 0.46 - 0.52 - 0.50 Li 0.45 0.53 Mn 0.62 0.65 - 0.47 Mg 0.86 0.56 P - 0.59 -0.60 - 0.45 Se 0.47 Si 0.57 Zn 0.45 0.55 45 Эндоэкология Экология человека 2016.12 жанием кальция и марганца (r = 0.62), кальция и магния (r = 0.86) , железа и марганца (r = 0.65), железа и магния (r = 0.56). Обсуждение результатов Выявленные изменения элементного состава волос могут свидетельствовать о необходимости более детального изучения состояния здоровья обследованных юношей. Увеличение содержания калия в волосах часто отмечается при нейроциркуляторной дистонии, неврозах, гипертонии, аритмии, сахарном диабете или предрасположенности к этому заболеванию, болезнях тонкого кишечника. Одной из причин избытка калия может служить дисфункция симпатоадреналовой системы. Люди с избытком калия легковозбудимы, впечатлительны, гиперактивны, страдают от повышенной потливости, учащенных мочеиспусканий [7]. Повышенное содержание натрия может проявляться утомлением, возбуждением центральной нервной системы, а также неврозами. Многими исследователями отмечается необходимость углубленного изучения диагностической значимости соотношений некоторых элементов. При изучении элементного статуса студентов были выявлены значимые отличия для Zn/Cu. В настоящее время имеются данные о тесной взаимосвязи функционирования цинка и меди. При этом в ряде случаев они проявляют синергетическую активность, однако проявляют себя как антагонисты в процессе всасывания в желудочно-кишечном тракте, в процессах транспорта и трансмембранного переноса, при участии в перекисном окислении липидов, регуляции метаболизма и активности нейромедиатров [8, 13, 18]. Медь играет важную роль в управлении воспалительным процессом, поскольку входит в состав супероксиддисмутазы. Также в работе найдены меж-групповые отличия для Ca/P. В работе Chojnacka K. с соавторами были изучены особенности содержания микроэлементов в волосах польских студентов, и для Ca/P были выявлены значимые отличия между юношами и девушками [12]. Таким образом, оценка соотношений элементов представляется перспективным комплексным показателем, характеризующим сопряженные процессы функционирования некоторых элементов. При проведении корреляционного анализа выявлены взаимосвязи содержания селена и лития в волосах обследованных с количеством моноцитов. Селен является эссенциальным элементом, и нарушение его обмена может приводить к различным заболеваниям. Одной из важных функций селена является его участие в антиоксидантной системе организма человека, поскольку этот элемент входит в состав глутатионпероксидазы, глицинредуктазы, цитохрома С [18]. В обеих группах юношей обнаружены взаимосвязи между содержанием кальция и магния, а также железа и марганца. Полученные данные согласуются с проводимыми ранее исследованиями. Так, Скальный А.В. с соавторами отмечают наличие сопряженности обменных процессов перечисленных элементов [8]. Таким образом, в работе изучены некоторые особенности элементного состава волос юношей-студен-тов разных социальных групп. Выявлено превышение среднероссийских показателей железа и лития в обеих группах обследованных, а также дефицит селена и кобальта. Обнаружены некоторые межгрупповые отличия как для отдельных элементов, так и для соотношений элементов. Проведенный корреляционный анализ показал тесную взаимосвязь между содержанием кальция и магния, а также железа и марганца в волосах юношей обеих групп. Результаты исследований могут найти применение в разработке современных неинвазивных диагностических технологий, имеющих профилактическую направленность. Исследование выполнено в рамках Госзадания № 262 по проекту «Особенности психофизиологической адаптации студентов в процессе реализации фенотипа в различных социальных условиях».

Об авторах

С В Нотова

Оренбургский государственный университет

Инара Эксендеровна Ларюшина

Оренбургский государственный университет

Email: inhip@mail.ru
кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник института биоэлементологии

Е В Кияева

Оренбургский государственный университет

А П Цыпин

Оренбургский государственный университет

Н В Ермакова

Российский университет дружбы народов

Список литературы

Дополнительные файлы