девушки
вилюйская зона
полярная зона
центральная зона
южная зона
Якутск
0
20
40
60
80
100
Co
Ca
Zn
Se
I
Mg
Cu
Cr
Fe
Mn
Si
P
K
Na
Al
Li
As
B
Be
Cd
Hg
Ni
Pb
Sn
V
юноши
вилюйская зона
полярная зона
центральная зона
южная зона
Якутск
Рис. 11. Уровень гипоэлементозов у студентов из разных регионах Республики Саха, (в %)
Сравнительный анализ результатов исследования показал, что у юношей из Полярной зоны достоверно чаше встречается избыточное накопление в волосах Zn, Fe, Pb и Cd, Южной – Ni, Zn и Pb, Центральной – Fe, Pb и V и г. Якутске – Hg и Cr. Различий по данным параметрам между юношами и девушками в Центральной зоне Республики Саха (Якутия) не установлено. В то же время для студенток, проживающих в центральных районах Якутии, более характерен риск дисбалансов таких эссенциальных элементов как Ca, Mg и Na.
Таким образом, обнаруженная закономерность (возрастание поступления химических элементов в организм) в направлении югсевер достоверно повышает риск развития гиперэлементозов токсических элементов (Pb, Cd, Hg) и дисбалансов эссенциальных химических элементов; в направлении северюг достоверно возрастает риск развития гипоэлементозов как у девушек, так и у юношей. При этом Центральная зона республики составляет исключение из общей схемы: распространенность избыточного накопления в волосах как токсичных и эссенциальных химических элементов здесь так же велика, как и в Полярной зоне.
Таблица 11
Частота гипер- и гипоэлементозов у студентов юношей по отношению к девушкам
-
Зоны
|
Гиперэлементозы
|
Гипоэлементозы
|
Полярная зона
|
|
|
Вилюйская зона
|
–
|
|
Южная зона
|
|
|
Центральная зона
|
|
|
г. Якутск
|
|
|
Примечание: в числителе – частота гипо/гиперэлементоза у юношей
выше, чем у девушек;
в знаменателе – частота гипо/гиперэлементоза у юношей
ниже, чем у девушек.
В целом частота гиперэлементозов выше у студентов-юношей Якутии, а частота гипоэлементозов – у девушек; исключение составляют студенты из Вилюйской зоны и студенты-жители Якутска, частоты гипоэлементозов у которых могут быть выше как у юношей, так и у девушек (в зависимости от элемента), а также студенты из Центральной зоны, у которых как гипо-, так и гиперэлементозы могут чаще встречаться и среди девушек, и среди юношей.
Связь между заболеваемостью отдельными классами болезней и элементным составом волос студентов Республики Саха (Якутия)
Согласно современным представлениям, элементный состав волос отражает элементный статус индивидуума и популяции (M. Anke, M. Risd, 1979, 2005; А.В. Скальный, 1989-2010; Б.А. Ревич, 1992; M. Zimmermann, 2003 и др.). При этом установлены причинно-следственные связи между элементным составом волос и заболеваемостью (по МКБ-10) (М.Г. Скальная, 2008; С.В. Нотова, 2006). Загрязнение окружающей среды в первую очередь сказывается на здоровье подрастающего поколения в силу интенсивности у них обмен ных процессов, несовершенства гомеостаза и может стать причиной снижения иммунитета, хронизации раз личных заболеваний.
Исходя из литературных данных и результатов проведенного исследования, можно предположить, что на рост общей заболеваемости по основным классам болезней (на 1000 человек) у студентов Республики Саха (Якутия) оказывают влияние элементозы.
В структуре распространенности заболеваний студентов наиболее высокий уровень занимают болезни органов дыхания (268,5‰). На втором месте в структуре болезненности выступают болезни нервной системы (157,7‰), на третьем – болезни органов пищеварения (103,1‰), на четвертом – болезни эндокринной и мочеполовой системы (90,9‰).
 Болезни органов дыхания
|
 Болезни нервной системы
|
 Болезни органов пищеварения
|
 Болезни эндокринной системы
|
Рис.12. «Элементный портрет» экозависимой патологии у студентов Республики Саха (Якутия)
Исследуя содержание макро- и микроэлементов в волосах и заболеваемость студентов, мы обнаружили, что для каждой патологии характерно определенное сочетание нарушений элементного состава.
Анализ нарушений элементного состава организма показывает, что характер дисбаланса элементов имеет определенную специфику. На рис. 12 представлена частота регистрации дисэлементозов при различных экозависимых формах патологии.
В целом, комплексное обследование студентов, страдающих различными патологиями, рассматривающиеся как «экозависимые», показало следующее: патология системы дыхания, органов пищеварения, нервной системы, эндокринной и мочеполовой системы имеют свой «элементный профиль», отличающийся как качественными, так и количественными изменениями содержания химических элементов в организме.
Установлено, что наиболее часто избыточное накопление марганца, натрия, железа, кремния, хрома в волосах ассоциировалось с увеличением частоты возникновения болезней нервной системы (VI класс), пищеварительной системы (XI класс), органов дыхания (X класс). Дефициты кобальта, селена, цинка, кальция, меди связаны с увеличением частоты развития болезней практически всех изученных классов.
Оценка обнаруженных нами изменений содержания элементов у студентов Якутии может быть двоякой. С одной стороны, уменьшение или увеличение химических элементов может быть обусловлено изменениями в окружающей среде тех регионов, откуда они приехали. С другой стороны, те или иные заболевания, вызывающие нарушение усвоения химических элементов или их выведения, могут сопровождаться изменениями элементного статуса организма. Для элементов, содержание которых в организме коррелируют с их содержанием в окружающей среде, предположение о патогенетическом значении дисэлементозов является наиболее вероятным. Речь в данном случае идет, прежде всего, о повышении содержания марганца и свинца в организме студентов, концентрации которых в волосах положительно коррелируют с уровнем этих элементов в питьевой воде, почве и донных осадках, а увеличенное содержание магния – с его уровнем в почве.
Дисбаланс элементов, независимо от его причин, может быть самостоятельным патогенетических фактором, поскольку известна важнейшая роль макро- и микроэлементов в процессах жизнедеятельности организма.
По своим биогеохимическим характеристикам Республика Саха (Якутия) относится к уникальным регионам Российской Федерации. Почвы Якутии характеризуются недостатком кальция, фосфора, калия, кобальта, меди, йода, молибдена, бора, цинка, достаточным количеством марганца и относительным избытком стронция, особенно по речным поймам (В.В. Ковальский, 1974). Почвы и донные отложения Лено-Вилюйского водораздела дефицитны содержанием меди, бора и молибдена и обогащены марганцем, железом и кобальтом (В.П. Алексеев и др., 2000). Донные отложения вследствие своих высоких сорбционных свойств могут рассматриваться как интегральный индикатор техногенной нагрузки на гидросферу. Состав озерной и речной воды в целом характеризуется низкой минерализацией и малым содержанием фтора, меди и молибдена, снижением интенсивности водной миграции цинка, марганца и меди, повышением миграционной активности олова, ванадия и калия. Соответственно, в таких условиях существенно снижается состав в кормовых травах местных растений содержание кальция, фосфора, хлора и магния (В.П. Алексеев и др., 2000; Д.Д. Саввинов, Н.Н. Сазонов, 2006).
Проведенный анализ химических элементов в питьевой воде, которую употребляют жители алмазодобывающего региона Якутии из местных водоемов, показал наличие высоких концентраций Mg, P, Pb, Sn и Zn и низких – Al и Ca. При этом выявлено особенно высокое содержание в питьевой воде Fe и Mn (в 66,7% и 44,4% проб, соответственно, превышена ПДК), что хорошо согласуется с полученными нами данными о распространенности избыточного содержания этих элементов в волосах жителей этой зоны. Вероятно, питьевая вода является одним из основных источников поступление этих элементов в организм человека. В тоже время, превышение ПДК по Pb ни в одном из исследованных образцов не установлено, что свидетельствует об иных путях поступления этого элемента в организм человека.
Анализ содержания химических элементов в продуктах питания не показал превышения предельно допустимых концентраций. Тем не менее, содержание большинства химических элементов в продуктах питания из Якутии выше, чем в других регионах России. Таким образом, продукты питания, вероятно, не могут рассматриваться как основные источники поступления токсикантов в организм человека. Поскольку хорошо известно, что одним из основных путей поступления токсических химических элементов в организм человека является путь «рука-рот», причины чрезвычайно высокого содержания Pb в организме следует искать в сфере личной гигиены и среды обитания.
В результате проведенных исследований содержания химических элементов в почвах Вилюйской зоны получены данные, которые свидетельствуют о превышение ПДК по P, Zn, Co, B, Ag, Ti, Pb, Be (до 2,6 раз).
Концентрация P, Zn, Cu, Co, Cr, V, Ti, B, Pb в исследуемом регионе в донных осадках превышает региональный фон, что говорит об аномальности геохимического фона бассейна реки Вилюй. Это согласуется с данными других авторов (В.П. Алексеев и др., 2000; Д.Д. Саввинов и др., 2005-2008).
Таким образом, в почве алмазодобывающего региона, а также в питьевой воде, которую употребляет население, имеется превышение ПДК ряда химических соединений, в том числе тяжелых металлов (Pb). Сравнительный анализ микро- и макроэлементного состава по схеме «почва - вода – продукты питания - донные осадки» свидетельствует о наличии существенного антропогенного воздействия на окружающую среду.
Для выяснения причин выявленных особенностей элементного статуса в экзо- и эндогенной среде был проведен анализ корреляционных связей между элементами, содержащимися в питьевой воде, рационах питания, донных отложениях водоемов и в образцах почв, взятых из природных объектов на территории региона и содержанием этих элементов в волосах жителей.
Из приведенных на рис. 13 данных видно, что повышенные концентрации марганца и свинца в волосах имеют положительную связь средней силы с содержанием этих элементов в питьевой воде, почве и продуктах питания, а также в донных осадках, отобранных в местах их проживания. Пониженные концентрации кобальта, цинка и меди в волосах имеют обратную корреляцию с повышенным уровнем этих элементов в почве (цинк, кобальт), в питьевой воде (медь), в донных осадках (цинк) и рационах питания (кобальт, цинк, медь).
Возможно, это связано с тем, что по достижению определенных уровней накопления элемента во внутренней среде, организм уменьшает долю поступающего элемента (снижение абсорбции и усиление экскреции) в результате включения защитных механизмов и естественных барьеров, либо это связано с конкурентным действием некоторых химических элементов в организме (А.В. Скальный, 2001).
 Рис. 13. Корреляционная зависимость между содержанием макро- и микроэлементов в волосах и уровнем химических элементов в питьевой воде, донных отложениях, почве и рационах питания.
Следовательно, можно говорить об определенной причинно – следственной связи между уровнем микро- и макроэлементов в окружающей среде (вода, донные отложения, почва, рационы питания) и уровнем их в волосах у жителей данного региона. На основании полученных данных можно предположить, что обнаруженные нами особенности элементного статуса обследованных студентов – уроженцев различных регионов Якутии связаны с избыточным или пониженным содержанием микро- и макроэлементов в питьевой воде, продуктах питания и объектах внешней среды.
Таким образом, результаты эколого-физиологических исследований свидетельствует о необходимости комплексного подхода при оценке состояния здоровья и уровня функциональных резервов организма студентов, проживающих на Севере, их связь с факторами окружающей среды, социально-экономическими условиями и образом жизни, наличием вредных привычек, культурой и традициями коренного населения и отношением подрастающего поколения к своему здоровью.
ВЫВОДЫ
В результате комплексных медико-физиологических исследований установлены и изучены характерные адаптивные реакции кардиореспираторной системы, газового состава крови в контрастные сезоны года у студентов разных этнических групп, установлен психофизиологический и элементный статус организма в экстремальных условиях Якутии.
Выявлено, что в зимний период, когда уровень СО2 в атмосферном воздухе высокий, значения напряжения углекислого газа в капиллярной крови у обследуемых студентов ниже, чем летом, когда содержание диоксида углерода в атмосферном воздухе падает (р<0,05). При этом выявлена обратная корреляционная связь между значениями напряжения СО2 в капиллярной крови и уровнем СО2 в атмосферном воздухе: коэффициент парной корреляции составил r=-0,4.
Показано, что у студентов, проживающих в условиях Севера, независимо от этнической принадлежности, наблюдается напряжение функционирования системы внешнего дыхания, которое проявляется изменением частотно-объемных соотношений легочной вентиляции в сторону относительного преобладания частоты дыхания в зимний период, что может указывать на снижение функциональных резервов внешнего дыхания в это время года, что является компенсаторным структурно-функциональным компонентом, выполняющим функцию защиты ткани легкого от переохлаждения, в то же время вызывая дополнительное напряжение кардиореспираторной системы Выявлено, что проходимость средних отделов бронхиального дерева снижается на 11% у лиц якутской национальности и на 13,9% у европеоидов (р<0,05).
Комплексное изучение основных параметров сердечно-сосудистой системы показало, что сердечный ритм позволяет выявить спектр адаптационно-приспособительных реакций организма и имеет этнические особенности. Для студентов-якутов характерной особенностью в регуляции ритма сердца в покое является преобладание парасимпатического отдела вегетативной нервной системы и гуморальный путь центральной стимуляции, на что указывает достоверное увеличение Х в течение года 0,2700,012 (зимой) и 0,2970,007 (летом) по сравнению с европеоидами 0,2610,008 (зимой) и 0,2880,007 (летом) (р<0,05).
Показано, что основной характеристикой изменений АД при физической нагрузке является достоверное снижение СДД, которое имеет более низкие значения летом в группе студентов-якутов - 96,5±0,9 (р<0,05), по сравнению с группой европеоидов - 97,3±1,1 (р<0,05). Результаты анализа корреляционных взаимосвязей показали наиболее выраженную связь в группе лиц якутской национальности летом между САД до и после проведения степ-теста (r=0,654; p<0,01) и зимой между ДАД – (r=0,564; p<0,01).
Результаты многофакторного исследования взаимосвязи параметров сердечно-сосудистой системы с уровнем психоэмоциональной неустойчивости выявили существенное значение личностных особенностей в формировании индивидуального вегетативного реагирования: у девушек якутской национальности наличие умеренной отрицательной связи нейротизма с ДАД (r=-0,29), у девушек европеоидов наличие отрицательных связей уровня нейротизма с САД (r=-0,22) и с ПАД (r=-0,30), ситуативной тревожности с ПАД (r=-0,26), с ВИК (r=-0,25) и уровня личностной тревожности с САД (r=-0,23) и с ПАД (r=-0,24). У юношей якутов установлено наличие связи уровня психоэмоциональной неустойчивости, ситуативной и личностной тревожности с ЧСС (r=-0,21), ДАД (r=-0,4), ПАД (r=-0,3), у юношей европеоидов выявили наличие связи уровня психоэмоциональной неустойчивости, ситуативной и личностной тревожности с ДАД (r=0,4), ПАД (r=-0,21), СКД (r=0,4).
Установлено, что среди юношей уровень тревожности выше у якутов (17,97±1,22), по сравнению с европеоидами (14,77±1,23), что указывает на более напряженное психоэмоциональное состояние в субъективно и социально значимых ситуациях, более низком уровне психоэмоциональной адаптации к новому образу жизни, психоэмоциональной неустойчивости, требующих особого внимания психологов вуза (р<0,05).
Выявлена высокая и достоверная степень корреляционной связи между уровнем нейротизма и личностной тревожности r=0,79 (девушки-европеоиды), r=0,83 (юноши-европеоиды), r=0,55 (девушки якутки), r=0,66 (юноши якуты).
Выявлена закономерность распространения элементозов в организме студентов-уроженцев различных регионов Республики Саха (Якутия). Возрастание поступления химических элементов в организм в направлении югсевер достоверно повышает риск развития гиперэлементозов токсических элементов Pb (c 28,57% в центральной зоне до 32,79% на Севере у девушек и с 43,3% до 59,09% - у юношей), Cd (с 26,67% в центральной зоне до 54,55% на севере), Hg (с 16,48% в г. Якутске до 37,29% на севере у девушек и с 40,0% в г. Якутске до 47,62% у юношей) и дисбалансов эссенциальных химических элементов; в направлении северюг достоверно возрастает риск развития гипоэлементозов у студентов Республики Саха (Якутия), как у девушек, так и у юношей (р<0,05).
Установлено, что патологии, занимающие высокий уровень в структуре болезненности студентов Якутии (болезни органов дыхания 268,5‰, болезни нервной системы - 157,7‰, болезни органов пищеварения - 103,1‰) имеют свой «элементный профиль», отличающийся как качественными, так и количественными изменениями содержания химических элементов в организме.
Сравнительная характеристика региональных особенностей элементного статуса молодых жителей Республики Саха (Якутия) позволила установить необходимость выработки и формирования средств и мероприятий для своевременного выявления элементного дисбаланса и его целенаправленной коррекции среди юношеской популяции.
|
