Проведение многоэлементного анализа волос позволяет с высокой степенью надежности выделить группы риска по гипо- и гиперэлементозам, разработать и своевременно применить меры профилактического характера, восстанавливающие нарушения гомеостаза элементов, а также связанные с ними биохимические и физиологические функции организма [5-8].
Наряду с другими факторами важнейшее значение для нормального роста, развития и функционирования всех систем организма имеет обеспеченность детского организма кальцием, селеном и цинком.
Кальций, обладающий многочисленными метаболическими свойствами (активатор ферментных систем, участник каскада реакций гликогенолиза, глюконеогенеза, липолиза и др.), оказывает выраженное влияние на состояние нервной, костно-мышечной, желудочно-кишечной, сердечно-сосудистой, гемопоэтической и эндокринной систем. Этот макроэлемент также влияет на иммунный статус, когнитивные функции и процессы аллергического воспаления. Ярким примером выраженного дефицита кальция может служить целая группа патологических состояний, являющихся следствием его дефицита (остеопороз, остеопения, рахит), а также другие клинические ситуации [1, 3, 7, 8].
Важнейшей биохимической функцией селена, лежащей в основе его эссенциальности для человека, является активное участие в формировании и функционировании антиоксидантной системы организма [1, 3, 8].
Цель настоящего исследования: с помощью методов биоинформационного анализа оценить обеспеченность селеном, цинком и кальцием организма детей дошкольного возраста г. Сургута.
Материал и методы исследования. Под наблюдением находились 102 ребенка, из них 57 (55,9 %) - посещали дошкольное образовательное учреждение (ДОУ) № 2 и составили I группу (основную), а 45 (44,1 %) - посещали ДОУ № 10 - II группа (контрольная). ДОУ № 2 является базовым учреждением по внедрению здоровьесберегающих технологий. Помимо расширения комплекса физкультурно-оздоровительных мероприятий с родителями проводится целенаправленная и планомерная работа по проблемам питания и обеспеченности организма ребенка витаминами и микроэлементами, в результате которой в рацион детей данного дошкольного учреждения был включен прием витаминно-минерального комплекса («Алфавит», «Детский сад»).
Среди детей I группы было обследовано 20 (35,1 %) мальчиков и 37 (64,9 %) девочек, а во II группе - 19 (42,2 %) мальчиков и 26 (57,8 %) девочек.
В волосах всех обследованных было проведено определение кальция, селена и цинка в составе 25 химических элементов в ЦБМ (г. Москва) методами АЭС - ИСП, МС - ИСП [4].
Собственные результаты по содержанию химических элементов в волосах сравнивали с референтными значениями [6, 9].
Статистическую обработку информации проводили при помощи программы Statistica 6.0. и MICROSOFT EXSEL. Достоверность различий определяли по критерию Фишера - Стьюдента. Данные по микронутриентной обеспеченности обрабатывались с помощью программы: «Идентификация параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в m ¬ мерном фазовом пространстве» [2]. Цифровой материал обрабатывали на IBM PC/ Pentium IV.
При сравнении концентрации в волосах данных биоэлементов у обследованных детей были получены следующие результаты (табл. 1).
Таблица 1
Концентрация Ca, Se и Zn в волосах детей дошкольного возраста, проживающих в г. Сургуте (мкг/г)
|
показатель |
Дети дошкольного возраста (n=102) |
|||||
|
Основная группа (n=57) |
Контрольная группа (n=45) |
|||||
|
Ca |
Se |
Zn |
Ca |
Se |
Zn |
|
|
<x> |
421,86 |
0,58 |
121,65 |
304,65* |
0,49 |
94,98** |
|
dx |
70,10 |
0,06 |
11,92 |
61,02 |
0,08 |
13,65 |
|
Ме |
346,30 |
0,62 |
126,7 |
262,30 |
0,47 |
90,40 |
|
25 % |
253,41 |
0,23 |
94,32 |
196,34 |
0,18 |
82,55 |
|
75 % |
678,56 |
0,74 |
162,54 |
517,12 |
0,61 |
135,41 |
Примечание: достоверность различий между группами детей: * p <0,05; ** p <0,01.
Средние величины концентрации кальция в волосах у обследованных детей обеих групп находились в диапазоне физиологических колебаний, характерных для лиц соответствующего возраста [6, 9]. Однако было выявлено достоверное уменьшение концентрации кальция в волосах дошкольников контрольной группы (p<0,05): медиана данного показателя превосходила более чем в 1,3 раза у детей основной группы аналогичный показатель контрольной группы. Дефицит кальция обнаружен у 20 (44,4 %) детей контрольной группы и только у 16 (28,1 %) - основной. Выраженная недостаточность 3-4 степени среди дошкольников основной группы наблюдалась в 4 раза реже при сравнении с таковой у контрольной группы.
Недостаточная обеспеченность селена выявлена у 21 (36,8 %) детей основной группы и у 24 (53,3 %) - контрольной, причем выраженный дефицит 3-4 степени в контрольной группе встречался в 3 раза чаще сравнительно с основной.
Установлено достоверное уменьшение концентрации цинка в волосах у детей контрольной группы сравнительно с аналогичным показателем у основной (p<0,01). Средние значения содержания цинка в волосах детей основной группы находились в диапазоне физиологически нормальных величин, характерных для лиц данного возраста. Однако у детей контрольной группы показатель среднего арифметического соответствовал нижней границе референтных величин, а медиана оказалась даже меньше её (табл. 1). Недостаточность цинка различной степени выраженности была обнаружена у 15 (26,3 %) детей основной группы и у 22 (48,9 %) - контрольной. При этом выраженный дефицит 3 - 4 степени почти в 2 раза чаще наблюдался у детей контрольной группы.
Интересно отметить, что количество часто и длительно болеющих детей в контрольной группе - 20 (35,1 %), а среди детей основной группы - 11 (19,3 %). Мы полагаем, что именно недостаточная обеспеченность важнейшими микроэлементами антиоксидантной (селен) и иммунной (цинк) защиты организма привели к значительному увеличению доли часто и длительно болеющих детей в группе контроля.
Биоинформационный анализ позволил выявить различия в основной и контрольной группах детей дошкольного возраста по интегральным параметрам квазиаттракторов состояния накопления микроэлементов (Ca, Se и Zn) в волосах (табл. 2). Было установлено, что в основной группе расстояние между стохастическим и геометрическим центрами квазиаттрактора меньше в 1,93 раза, чем в контрольной (в основной - rX=231,79; в контрольной - rX=447,04). Объем многомерного параллелепипеда, ограничивающего квазиаттрактор движения вектора состояния системы в основной группе, был меньше в 2,72 раза по сравнению с контрольной (в основной - Vg=1,28e+005; в контрольной - Vg=2,86e+005).
Таблица 2
Параметры квазиаттракторов состояния накопления микроэлементов (Ca, Se и Zn) в волосах детей дошкольного возраста, проживающих в г. Сургуте
|
Параметры |
ДОУ №2 (основная группа) |
ДОУ №10 (контрольная группа) |
|
Ca
Se
Zn |
IntervalX1= 954,10 AsymmetryX1= 0,24
IntervalX2= 1,11 AsymmetryX2= 0,22
IntervalX3= 120,80 AsymmetryX3= 0,05 |
IntervalX1= 1314,70 AsymmetryX1= 0,34
IntervalX2= 1,15 AsymmetryX2= 0,13
IntervalX3= 189,20 AsymmetryX3= 0,09 |
|
Интегральные параметры квазиаттракторов |
General asymmetry value rX = 231,79 General V value : 1,28e+005 |
General asymmetry value rX = 447,04 General V value : 2,86e+005 |
Характер накопления микроэлементов (Ca, Se и Zn) в волосах детей дошкольного возраста, проживающих в г. Сургуте, в основной группе более упорядочен (имеет меньший уровень флуктуаций) по сравнению с контрольной группой (рис. 1). Это связано с характером поступления микроэлементов из внешней среды.
а) основная группа б) контрольная группа
Рис.1. Квазиаттрактор состояния накопления микронутриентов (Ca, Se и Zn) в волосах детей дошкольного возраста в трехмерном фазовом пространстве
Таким образом, у детей основной группы значительно реже наблюдалась недостаточная обеспеченность организма жизненно важными химическими элементами: кальцием, селеном и цинком, что можно объяснить более качественным питанием и дополнительным приемом микроэлементов в виде биологически активных добавок к пище.
Рецензенты:
Еськов В. М., д.б.н., профессор, зав. кафедрой биофизики и нейрокибернетики ГОУ ВПО Сургутский государственный университет, г. Сургут.
Филатов М. А., д.б.н., доцент кафедры биофизики и нейрокибернетики ГОУ ВПО Сургутский государственный университет, г. Сургут.