Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Рафикова Ю.С. 1, 2 Семенова И.Н. 1 Муллагулова Э.Р. 1 Рафиков С.Ш. 3 Дровосекова И.В. 2 Горбунов А.В. 4 Биктимерова Г.Я. 1

---

1 ГАНУ «Институт региональных исследований Республики Башкортостан»

2 ГБУЗ Центральная городская больница

3 ГОУ ВПО БГМУ Минздрава РФ

4 ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава РФ

Проведено исследование содержания макроэлементов (Ca) в питьевой воде и волосах населения (Ca, Mg, P) юго-восточного региона Республики Башкортостан. Установлено, что в ряде случаев содержание кальция в питьевой воде не соответствует санитарно-гигиеническим нормам. Пониженным содержанием кальция отличалась вода горных районов – Бурзянского и, в некоторых случаях, Абзелиловского. В то же время уровень кальция в питьевой воде Зианчуринского района в большинстве случаев был повышенным. Среднее содержание кальция в источниках питьевого водоснабжения в исследуемых районах колеблется в пределах: в Абзелиловском районе от 1,4 до 188,4 мг/л; в Бурзянском районе от 12,5 до 65,0 мг/л; в Зианчуринском районе от 77,4 мг/л до 145,8 мг/л, в Зилаирском районе – от 48,4 до 89,7 мг/л. Данные показатели зачастую выходят за пределы интервала физиологической полноценности питьевой воды, равного 25–130 мг/л, который определен СанПиН 2.1.4.1116-02. Содержание кальция в волосах обследованных лиц также выходило за пределы биологически допустимого уровня. Среди взрослого населения только у 41,7 % лиц содержание этого химического элемента соответствовало нормальным значениям. Повышенный уровень кальция в волосах был выявлен у 27,8 % обследованных взрослых, пониженный – у 30,6 %. Биологически допустимый уровень магния был выявлен у 38,9 % обследуемых взрослых, у 50 % этот показатель был повышенным и у 11,9 % – пониженным. Содержание фосфора соответствовало биологически допустимому уровню у 47,2 %, было повышенным у 16,7 %, пониженным – у 36,1 %. Наибольшее содержание кальция было выявлено в волосах жителей Зианчуринского района, наименьшее – у жителей Бурзянского района. Максимальный уровень магния был отмечен также у жителей Зианчуринского, а минимальный – у жителей Зилаирского районов. Жители Бурзянского и Абзелиловского районов характеризовались наибольшим уровнем фосфора, жители Зианчуринского района – наименьшим уровнем этого элемента в волосах. Содержание изученных элементов изменялось в зависимости от возраста: наибольший уровень Ca определялся у взрослых лиц, Mg – у подростков, наименьший уровень P был отмечен у детей. Выявлено наличие корреляции в паре «волосы – питьевая вода» по содержанию Cа.

Статья в формате PDF

168 KB

кальций

магний

фосфор

волосы

сельские районы республики башкортостан

питьевая вода

1. Абдрахманов Р. Ф., Чалов Ю. Н., Абдрахманова Е. Р. Пресные подземные воды Башкортостана. – Уфа: Информреклама, 2007. – 184 с.

2. Агаджанян Н. А., Скальный А. В. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека. – М.: КМК, 2001. – 83 с.

3. Беневоленская Л. И., Лесняк О. М. Остеопороз. Диагностика, профилактика и лечение: клинические рекомендации. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005. – С. 19-53.

4. Головатских И. В., Бикметова Э. Р., Камилов Ф. Х. Костная прочность и потребление кальция у младших школьников южного региона Башкирии // Казанский мед. журнал. – 2013. – Т.94. – № 5. – С.675-677.

5. Горбачёв А. Л. Элементный статус населения в связи с химическим составом питьевой воды // Микроэлементы в медицине. – 2006. – Т. 7. – Вып. 2. – С. 11-24.

6. Гресь Н. А., Гузик Е. О. Элементоз дисбаланса кальция и фосфора: клинические синдромы. – Saarbrucken: Lap Lambert Academic Publishing, 2013. – 113 с.

7. СанПин 2.1.4.1116-02. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества.

8. Скальный А. В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. – М.: Мир, 2004. – 215 с.

9. Скальный А. В., Рудаков И. А. Биоэлементы в медицине. – М.: ОНИКС21 век, 2004. – 271 с.

Юго-восточный регион Республики Башкортостан, в котором расположен ряд сельских административных районов, в том числе Абзелиловский, Бурзянский, Зилаирский и Зианчуринский, в настоящее время считается экологически благополучным, поскольку здесь отсутствуют крупные промышленные предприятия, население занимается, главным образом, сельским хозяйством, а также лесозаготовкой. Несмотря на это некоторые показатели заболеваемости проживающего населения являются более высокими по сравнению со среднереспубликанским уровнем. Так, согласно статистическим отчетам Медицинского информационного аналитического центра Республики Башкортостан, в 2014 г. заболеваемость по обращаемости среди подросткового населения в Зианчуринском районе составила 296157 случаев на 100 тыс. населения против среднереспубликанского показателя, равного 262780; в Бурзянском районе заболеваемость взрослого населения равнялась 228041 при среднереспубликанском уровне, равном 173079 случаев на 100 тыс. населения.

Одной из причин заболеваемости населения может являться дисбаланс химических элементов в объектах окружающей среды, способствующий нарушению химического состава организмов и отклонениям от их нормального функционирования [2,9].

По содержанию в организме, распределению в различных органах и тканях, многообразию функций и наиболее совершенной системе гомеостаза первостепенная роль в обмене веществ принадлежит кальцию [8,9].

Токсическое действие кальция проявляется только при длительном приеме и обычно у лиц с нарушенным обменом этого биоэлемента. При избыточном поступлении кальция происходит отложение кальция в органах и тканях, наблюдается повышение кислотности желудочного сока с развитием при определенных обстоятельствах язвенной болезни желудка; склонность к брадикардии, увеличивается вероятность ишемической болезни сердца, подагры, почечнокаменной и желчнокаменной болезни, повышается свертываемость крови, увеличивается риск развития дисфункции щитовидной и околощитовидных желез, аутоиммунного тиреоидита; происходит вытеснение из организма фосфора, магния, цинка, железа. При недостатке кальция в организме может наблюдаться общая слабость, повышенная утомляемость, боли, судороги в мышцах и в костях, нарушение процессов роста, декальцинация скелета, деформирующий остеоартроз, остеопороз, деформация позвонков, переломы костей, мочекаменная болезнь, нарушения иммунитета, аллергозы, снижение свертываемости крови [8,9].

Длительный дефицит кальция и витамина D в пище может явиться причиной развития остеопороза, заболевания, имеющего системный прогрессирующий характер, основным симптомом которого является снижение плотности и нарушение структуры костной ткани. Проблема остеопороза (ОП) в последние годы стала чрезвычайно актуальной в результате значительного увеличения в общей популяции людей пожилого возраста. По данным экспертов ВОЗ, ОП занимает третье место после сердечно-сосудистой патологии и сахарного диабета в общем рейтинге медико-социальных проблем современности, что, прежде всего, обусловлено его осложнениями – переломами, которые негативно влияют не только на качество, но и часто на длительность жизни, приводя к инвалидности или внезапной смерти [3].

Длительное употребление населением питьевой воды с повышенным содержанием кальция и других катионов может явиться причиной ряда заболеваний, в том числе обусловленных нарушением фосфорно-кальциевого обмена. Однако и очень мягкая вода может отрицательно влиять на организм вследствие уменьшения поступления катионов, прежде всего кальция.

Целью настоящего исследования является изучение содержания Ca в питьевой воде и уровень депонирования Ca, Mg и P в организме жителей юго-восточных районов Республики Башкортостан для оценки региональных особенностей обеспеченности биоэлементами остеотропного действия.

Группу наблюдения составили 92 практически здоровых жителя региона: 52 взрослых 25–70 лет, 20 детей в возрасте 0–14 лет и 20 подростков 15–17 лет, постоянно проживающие в данном регионе. Содержание химических элементов определяли в Центре Биотической медицины (Москва) методами атомной эмиссионной спектрометрии и масс-спектрометрией с индуктивно связанной аргоновой плазмой (АЭС-ИСП, МС-ИСП). Особенности элементного статуса жителей оценивали по двум параметрам: по содержанию элементов в волосах относительно референтных величин [8], а также по частоте распространения их пониженных или повышенных концентраций в исследуемых группах. Отбор проб питьевой воды осуществляли из родников, а также из водоразборных колонок, скважин и колодцев частных домовладений. В ряде случаев образцы были отобраны из поверхностных вод (р. Узян, Бурзянский район). Определение содержание кальция в 40 образцах питьевой воды проводили в лаборатории ООО «Башмедь» по стандартным методикам. Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета программ Microsoft Excel 2003 и Statistica 6.0.

В соответствии с действующими в РФ нормативами питьевая вода централизованных систем водоснабжения должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. В то же время показатели физиологической полноценности данными нормами не устанавливаются. Поэтому в нашем исследовании при оценке концентрации Ca в питьевой воде взяты гигиенические нормативы для воды, расфасованной в емкости. Согласно гигиеническим требованиям к качеству воды, нормативы физиологической полноценности питьевой воды составляют для Ca 25–130 мг/л [7].

По литературным данным, в горной части Республики Башкортостан, в том числе в Бурзянском районе, вода является ультрапресной и не содержит микроэлементов, которые жизненно необходимы организму человека. Использование в питьевых целях маломинерализованных (ультрапресных) вод способствует развитию хронических заболеваний сердечно-сосудистой системы, почек, желудочно-кишечного тракта, отклонений в обмене веществ. Употребление такой воды обусловливает отставание физического развития у детей, у беременных женщин, регистрируются такие осложнения, как анемия, отеки, гипертония. Постоянное употребление ультрапресных вод вызывает вегето-сосудистую дистонию, связанную с дефицитом калия, кальция, магния, марганца и других элементов [1].

Среднее содержание кальция в источниках питьевого водоснабжения в исследуемых районах, по данным собственных исследований, колеблется в широких пределах: в Абзелиловском районе от 1,4 до 188,4 мг/л; в Бурзянском районе от 12,5 до 65,0 мг/л; в Зианчуринском районе от 77,4 до 145,8 мг/л, в Зилаирском районе – от 48,4 до 89,7 мг/л (табл. 1). Данные показатели в ряде случаев выходят за пределы интервала физиологической полноценности питьевой воды, равного 25–130 мг/л [7]. Показано, что подземная вода является более жесткой по сравнению с поверхностными водами, в которых концентрация Ca находится на нижнем уровне ПДК.

Таблица 1

Содержание кальция в питьевой воде региона (мг/дм³)

При оценке депонированного кальция в волосах населения исследуемого региона выявлено, что этот показатель повышается с увеличением возраста, при этом в некоторых случаях он значительно превышает допустимый уровень (табл. 2).

Таблица 2

Содержание кальция, магния, фосфора в волосах населения региона (мг/кг)

Наибольший уровень кальция был выявлен в волосах населения Зианчуринского района, наименьший – у лиц, проживающих в Зилаирском районе (табл. 3). Практически во всех районах, за исключением Зилаирского, содержание кальция в волосах населения превышало биологически допустимый уровень, хотя среди жителей Бурзянского и Зианчуринского районов также были лица с пониженным уровнем этого элемента.

Таблица 3

Содержание кальция в волосах населения районов (мг/кг)

В итоге, согласно полученным нами данным, выявлена зависимость средней силы между содержанием Ca в волосах обследованных и концентрацией этого элемента в питьевой воде (r=0,42). Этот факт подтверждают имеющиеся в литературе научные публикации [5].

Магний находится рядом с кальцием в группе периодической системы, эти два химических элемента вступают в обменные реакции, легко вытесняя друг друга из соединений. Магний чрезвычайно важен для нормального функционирования нервной системы. Этот химический элемент способен снижать возбуждение в нервных клетках, обладает антиаритмическим действием, укрепляет иммунную систему, способствует восстановлению сил после физических нагрузок. Дефицит магния снижает устойчивость организма к инфекциям, стрессовым ситуациям и повышает риск острых нарушений мозгового кровообращения [8,9].

Исследование содержания магния в волосах в разных возрастных группах населения показало, что минимальным уровнем этого химического элемента обладали дети в возрасте от 0 до 14 лет. При этом данный показатель соответствовал возрастным нормативам. Средний уровень содержания магния в волосах подростков примерно в 5 раз превышал верхний предел допустимого уровня для этого возраста. Среднее содержание магния в волосах взрослых также превышало возрастную норму (табл. 2).

Сравнительный анализ содержания магния в волосах населения разных районов показал, что наибольший уровень этого химического элемента имеют лица, проживающие в Зианчуринском и Бурзянском районах, наименьший – в Абзелиловском и Зилаирском районах (табл. 4).

Таблица 4

Содержание магния в волосах населения районов (мг/кг)

Метаболизм кальция тесно сопряжен с обменом фосфора, элемента, наиболее широко вовлеченного в различные функции организма: любой процесс или состояние, изменяющее концентрацию одного иона, приводит к противоположному изменению концентрации другого иона. Такая связь определяется тем, что их обмен контролируется одними и теми же гормональными факторами, регулирующими взаимоотношения между гломерулярной фильтрацией и канальцевой реабсорбцией этих химических элементов. Главный регулятор концентрации кальция и фосфора, обеспечивающий поддержание их стабильного уровня в организме, ? паратиреоидный гормон (ПТГ). Избыток паратгормона сопровождается гиперкальциемией в мочевыводящей системе и развитию гиперфосфатурии. В итоге запас фосфора восполняется из костей, где он находится в химическом соединении с солями кальция, выход которых из костного матрикса также увеличивается. Образовавшийся избыточный уровень кальция в крови и почках регулируется тем же ПТГ: стимулируя обратное всасывание кальция, он снижает его выделение с мочой [3].

Наибольшее содержание фосфора было выявлено в волосах подростков, а также в некоторых случаях у взрослых. Однако во всех случаях содержание этого химического элемента не выходило за пределы допустимых значений (табл. 2).

Сравнительный анализ содержания фосфора в волосах населения, проживающего в различных районах исследуемого региона, показал, что наибольший уровень этого химического элемента имеют лица, проживающие в Бурзянском районе, наименьший – в Зианчуринском районе (табл. 5).

Таблица 5

Содержание фосфора в волосах населения районов (мг/кг)

Проведенные исследования показали, что в изученной популяции менее 50 % взрослого населения имеет уровень кальция, магния, фосфора, соответствующий биологически допустимому уровню. Частота отклонений в содержании кальция, как в сторону повышения, так и понижения, примерно одинакова и составляет около 30 %. Повышенный уровень магния распространен среди населения региона чаще, чем пониженный, и, наоборот, дефицит фосфора в организме встречается более чем в 2 раза чаще, чем его избыток (табл. 6).

Таблица 6

Частоты дисбаланса содержания макроэлементов в волосах взрослого населения, %

Дисбаланс изученных макроэлементов в окружающей среде возможно корректировать с помощью питания. Питьевая вода является незаменимым источником эссенциальных макроэлементов, присутствующих в ней в виде двухвалентных ионов, биологически доступных и легко всасываемых. Это справедливо, прежде всего, в отношении кальция, магния при их избыточных концентрациях в питьевой воде. С водой средней жесткости (3,5–7 мг-экв/л) кальций поступает в организм в количестве, равном приблизительно 15–25 % физиологической суточной потребности. Также человек может удовлетворять свои потребности в кальции за счет молока и молочных продуктов. Недостаточное содержание в рационе молочных продуктов может способствовать снижению депонирования его в организме, в особенности у детей. Так, оценка потребления кальция с пищей у школьников Южного региона Башкортостана (Мелеузовский район) показала, что рекомендуемое количество кальция в сутки употребляли лишь 11 % детей, причём на селе доля таких детей была меньше (7,2 %), чем в городе (15 %). Количество потребляемых в день детьми молока и молочных продуктов было в 1,5–2,6 раза ниже возрастных норм (в среднем лишь 26–39 %) [4]. Таким образом, ежедневное использование в пищу молочных продуктов в достаточном количестве может внести коррективы в имеющийся дисбаланс кальция в организме.

Высокий уровень кальция в волосах и его дефицит в рационе питания не противоречат друг другу. Кажущееся несоответствие определяется, в первую очередь, специфичностью оценки показателей элементного спектра волос ? повышенный уровень кальция в биосубстрате как признак развития преддефицита в отличие от уровня кальция в рационе питания, где увеличенное содержание макроэлемента соответствует количественному избытку. Однако главным при оценке повышенного уровня кальция в волосах является факт тканевого перераспределения для обеспечения нормального состояния его гомеостаза в крови и межклеточной жидкости [6].

Публикация подготовлена в рамках поддержанного РГНФ научного проекта №15-16-02003.

Библиографическая ссылка