Д.п.н. Бакирова К.Ш., д.б.н., Шарипов К.О., магистрант 2 курса Досымбекова Р.С.

Институт магистратуры и PhD докторантуры Казахского национального педагогического университета им. Абая, Казахский Национальный Медицинский университет им. С.Ж.Асфендиярова, Республика Казахстан

Информативность определения элементного состава диагностических биосубстратов

Химическое загрязнение природной среды неизбежно ведет к деформации обменных процессов, прежде всего, за счет избирательного накопления химических элементов отдельными компонентами экосистем и изменения их продуктивности [1].

К основным видам загрязнений можно отнести: массивное внесение удобрений и пестицидов, чрезмерное сжигание угля и нефтепродуктов, неадекватное использование атомной энергии, несовершенство технологий производства продуктов питания и кормов, широкое применение детергентов, пыль и мусор, биологические и другие отходы, чрезмерное применение лекарств и пищевых добавок, продукты индустрии и металлургии, отработанные строительные материалы [2].

Поэтому выявить специфику экологических загрязнений для данной, территории поможет накопление сведений о региональных особенностях элементного состава различных сред, в том числе живых организмов (включая человека).

Фактическим материалом послужили результаты исследований проб биосубстратов человека, отобранных и изученных в период 2011-2012 гг. среди контрольной группы сотрудников и студентов КазНМУ им. Асфендиярова. Студенческий возраст (19-25 ) представляет собой период жизни, сопряженный с интенсивными физическими и психоэмоциональными нагрузками, которые сопровождают учебный процесс. Это отклонения в развитии опорно-двигательного аппарата, сердечнососудистой системы, нервно-психические нарушения, патологии пищеварительной системы, прогрессирующие нарушения зрения и т.д. [3].

В Казахстане настоящее время, как и во всем мировом сообществе отмечаются отчетливые неблагоприятные тенденции в состоянии здоровья населения, наблюдается уменьшение доли здоровых лиц, существенное увеличение количества лиц с хронической патологией и функциональными нарушениями, преобладание множественности и системного характера патологическихсостояний. В структуре заболеваемости населения РК первое место занимают болезни органов дыхания (39,37%), второе – травмы и отравления (6,88%), третье – болезни мочеполовой системы (6,86%), далее следуют болезни органов пищеварения (6,46%), болезни кожи и подкожной клетчатки (6,08%), болезни крови и кроветворных органов (4,24%), болезни системы кровообращения (3,72%), инфекционные и паразитарные заболевания (3,24%), др. болезни (23,14%) [4 ].

Существенной проблемой является несбалансированность питания студентов по многим микронутриентам, в том числе и микроэлементам [5].

Современные сведения о биологической роли микроэлементов показывают, что одной из важнейших причин трудноустранимых нарушений здоровья и даже инвалидности, может явиться недостаток необходимых микроэлементов, необходимых для полноценного развития организма [6].

Известно, что химические элементы являются неотъемлемыми компонентами многих ферментных систем, от работы которых зависит физиологическое состояние организма, процессы его роста и развития [7].

С другой стороны, существует целый ряд химических элементов, проявляющих по отношению к человеческому организму токсические свойства, и оказывая отрицательное влияние на физиологические процессы (Борисова Е.Я. с соавт., 2008). Особая чувствительность организма к дефициту или избытку микроэлементов показана в многочисленных исследованиях различных авторов [5, 8-9].

В этой связи лабораторная диагностика содержания химических элементов в организме человека представляет собой задачу, решение которой существенно расширило бы возможности профилактики и коррекции нарушений здоровья, роста и развития организма на уровне непосредственных биохимических механизмов.

Оценка состояния элементного обмена, позволяет с достаточно высокой точностью судить об эффективности работы его морфофизиологических систем, риске развития тех или иных патологических состояний и может применяться в качестве средства донозологической диагностики [9].

Проведение скрининговых донозологических исследований в настоящее время рассматривается как концептуальный элемент современного здравоохранения. При этом масштабность подобных мероприятий обусловливает определенные требования и ограничения в отношении методов проведения таких исследований. Одним из таких методов служит элементный анализ волос.

Выбор и информативность такого живого биосубстрата, как волосы, по сравненю с другими связан со многими обстоятельствами, в частности, с особенностями микроэлементного состава. Несмотря на продолжающиеся дискуссии относительно правомерности использования анализа волос как показателя, адекватно отражающего состояние метаболизма химических элементов в организме человека [10].

В настоящее время именно этот анализ остается наиболее привлекательным способом получения информации об элементном статусе. Тому существует целый ряд причин, основными из которых являются следующие: Во-первых, отбор образцов волос для анализа крайне прост и не сопряжен с травмированием пациента. Во-вторых, волосы не требуют специального оборудования для своего хранения и транспортировки. В-третьих, образцы волос могут храниться практически неограниченное время, не теряя своей информационной ценности. В-четвертых, концентрация большинства химических элементов в волосах выше, чем в физиологических жидкостях, традиционно используемых для клинических и биохимических анализов, что позволяет существенно расширить набор химических элементов, доступных для аналитического определения. В-пятых, данные анализа волос представляют собой информацию интегрального характера, отражающую усредненное состояние биохимических процессов за период формирования (роста) участка волоса, взятого для анализа, что позволяет в значительной степени устранить влияние факторов, носящих сиюминутный характер.

Вместе с тем, нельзя отрицать, что существенное значение для формирования элементного статуса организма имеет поступление химических элементов из окружающей среды и биогеохимические особенности территории проживания, на фоне которых происходит становление элементного обмена. Действие этих факторов может проявляться в региональных особенностях метаболизма.

Однако для правильной диагностической интерпретации анализа волос необходимо глубокое понимание зависимости состояния элементного обмена, как от параметров окружающей среды, так и от целого ряда естественных факторов, определяющих тот уровень обмена, который является нормальным для соответствующей группы людей.

Химические элементы, которые комплексно поступают в организм человека, аккумулируются в биосредах, и поэтому их количественные значения могут быть использованы в качестве биологических маркеров состояния окружающей среды.

Для определения элементов в биосубстратах и разработки нормативных показателей необходим учет региональных особенностей микроэлементного статуса у жителей анализируемых территорий [11].

В связи с вышеизложенным, нами были предусмотрены решение следующих задач:

- Оценить аналитические характеристики многоэлементяого анализа волос с использованием методов атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной аргоновой плазмой (ИСП-АЭС) и масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой (ИСП-МС).

- Изучить роль эколого-географических факторов в формировании элементного статуса студентов; провести сравнительную оценку элементного состава волос исследуемых.

Получены данные о существенных различиях в элементном составе волос и параметрах элементного гомеостаза в зависимости от ряда естественных факторов, которые могут быть использованы при разработке нормативов по уровню содержания химических элементов в волосах. На основании исследования установлены основные закономерности изменения элементного состава волос в ходе роста и развития.

Полученные в работе данные имеют теоретическое и практическое значение, так как позволяют определить приоритетные для урбоэкосистемы химические элементы.

Результаты исследований могут быть использованы для организации биогеохимического мониторинга территорий, разработки практических рекомендаций для улучшения экологической ситуации и выработки нормативных геохимических показателей биосубстратов человека для зонирования и нормирования территории.

Выявлен характер пространственного распределения токсичных элементов в биосубстратах человека на территории г. Алматы. Элементный состав волос отражает региональную специфику природных сред, обусловленную в большей степени длительным влиянием техногенных факторов.

В качестве биологических образцов при массовых медицинских и эколого-гигиенических исследованиях большую ценность представляют волосы. Анализ волос обладает целым рядом преимуществ: высокой информативностью, неинвазивностью, легкостью транспортировки и хранения образцов и т.д.

Применение метода биоиндикации по микроэлементному составу живых биосубстратов (волосы) человека возможно для оценки урбоэкосистемы, где проживают исследуемые. Многоэлементный анализ волос рекомендуется в качестве скрининга для выявления предрасположенности к возникновению и развитию воспалительного процесса.

Таким образом, эта методика позволяет: разработать и внедрить в клиническую практику методику оценки минерального обмена на основе анализа элементного состава волос, разработать научно-методические основы определения элементного статуса в норме по данным элементного анализа волос, выработать показания к применению методов коррекции минерального обмена, с учетом результатов элементного анализа, а также сформулировать научно-обоснованные критерии, позволяющие осуществлять прогнозирование исходов лечения по данным элементного анализа волос

Литература: 1. Белякова Т.М., Дианова Т.М., Жаворонков А.А. Микроэлементы, техногенное загрязнение окружающей среды и заболеваемость "населения // География и природные ресурсы, 1998. - № 3. - С.30 - 34.

2. Панин М.С. Химическая экология: Учебник для вузов / Под ред. Кудайбергенова С.Е. Семипалатинск, 2002. - 852с.

3. Баранов А.А., Кучма В.Р., Сухарева Л.М. Оценка здоровья детей и подростков при профилактических осмотрах (руководство для врачей). — М.: Династия, 2004. - 168с.

4. Об утверждении Государственной программы развития здравоохранения Республики Казахстан "Саламатты Қазақстан" на 2011 - 2015 годы

5.Кучма В.Р. Научно-методические основы государственной политики обеспечения здоровым питанием детей и подростков в образовательных учреждениях // Вестник -Петербургской ГМА им. И.И.Мечникова. - 2007. - №2(8). – С.18-23.

6.Баранов А.А., Кучма В.Р., Рапопорт И.К. Руководство по врачебному профессиональному консультированию подростков. - М.: Династия, 2004. - 200с.

7.Оберлис Д., Харланд Б., Скальный А. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных. - СПб.: Паука, 2008. -544 c. 8.Баранов А.А. Экология в педиатрической науке и практике // Экологические и гигиенические проблемы здоровья детей и подростков / Под.ред. А.А. Баранова, Л.А. Щеплягиной. - М., 1998.- C.5-26. 9.Скальный А.В., Кузнецов В.В., Лакарова Е.В., Скальная М.Г. Аналитические методы в биоэлементологии. - СПб.: Наука, 2009. - 576 с. 10.Klevay L.M., Christopherson D.M., Shuler T.R. Lead in hair and gasoline // Environ. Toxicol.Pharmacol. - 2002. - Vol.11. - P.141-142. 11. Ревич Б.А. Химические вещества в окружающей среде городов России: опасность для здоровья населения и перспективы профилактики // Вестник Российской академии медицинских наук. - 2002. - №9. - 45-49.

Секция биологические науки

8.Физиология человека и животных.