Микроэлементы в окружающей среде и в волосах детей

А.В. Гудков, В.Н. Багрянцев, В.Г. Кузнецов, А.И. Бураго

Микроэлементы играют важную роль в функционировании всех живых организмов. Избыток или недостаток в организме отдельных химических элементов или их соединений нередко приводит к возникновению патологических состояний. Особой патогенностью при этом отличаются тяжелые металлы (ТМ) - загрязнители среды обитания [1,2].

Биомониторинг химических загрязнителей окружающей среды находит все большее применение в различных странах. По содержанию какого-либо тяжелого металла в биосредах человека или животного (в крови, моче, волосах, костях, зубах, женском молоке и т.д.) можно определить нагрузку на организм в целом. Она, в свою очередь, складывается в результате поступления химического элемента из различных сред: питьевой воды, пищи, атмосферного воздуха. Тяжелые металлы проникают в организм с аэрозолями через органы и кожу, а также с пищей через желудочно-кишечный тракт. Содержание металлов в различных органах и тканях может коррелировать с их уровнем в объектах окружающей среды и с различными заболеваниями человека.

Неорганические вещества на молекулярном уровне могут ингибировать ферменты, необратимо изменять макромолекулы белков и нуклеиновых кислот и как следствие изменять скорость процессов метаболизма и синтеза, а также вызывать мутации. На клеточном уровне может возникать дефицит жизненно важных метаболитов, нарушаться структура и проницаемость клеточных мембран. Все это вызывает дисфункцию органов, а в ряде случаев ведет к появлению новообразований. Отравления неорганическими веществами проявляются в виде изменения физиологических параметров: замедления роста, ослабления репродуктивной функции, различных заболеваний, преждевременной смерти. Токсические проявления в первую очередь зависят от количества химического агента. Острые отравления вызываются относительно большими дозами неорганического яда. Хронические отравления происходят при продолжительном, возможно кумулятивном, воздействии химических веществ. Нарастание симптомов происходит постепенно . Химические элементы поступают в организм с аэрозолями через дыхательные пути и кожу, а также с пищей через желудочно-кишечный тракт. Контакт химических соединений с эпителием и кожей приводит к всасыванию их в кровь и лимфу. Всасывание сопровождается распределением химических элементов по органам и тканям.

Содержания химических элементов, в частности металлов, в различных органах и тканях могут коррелировать с их уровнем в объектах окружающей среды и различными заболеваниями человека [1-4].

Один из легкодоступных для исследования биосубстратов - волосы головы человека. Изучение их микроэлементного состава в последнее время широко применяется в экологических, гигиенических и клинических исследованиях. В табл. 1 приведены данные по содержанию распространенных в техногенных геохимических аномалиях микроэлементов: свинца, кадмия, меди, цинка, марганца и никеля в образцах волос детей.

Таблица 1. Содержание некоторых химических элементов в волосах детей (в мкг/г), проживающих различных регионов СНГ

Примечание : прочерк - нет данных

Во Владивостоке биоэкологический мониторинг за состоянием окружающей среды посредством изучения накопления микроэлементов и в первую очередь тяжелых металлов в волосах детей впервые был проведен в середине 80-х годов независимо друг от друга сотрудником Приморгеолкома А.В. Гудковым и сотрудниками ДВО РАН Н.Е. Шаховой и А.Б. Косолаповым под руководством Н.С. Мотавкиной. В основном были получены однотипные результаты. Их обобщение позволило получить достаточно полные материалы по содержанию в волосах детей свинца, кадмия, никеля, марганца, меди, цинка. Кроме того, была предпринята попытка выявления количественных зависимостей между показателями заболеваемости детей и содержанием перечисленных металлов в их волосах и снежном покрове. Из шести изученных химических элементов наибольшей токсичностью обладают свинец и кадмий. Медь, цинк, марганец и никель необходимы для организма человека, однако их избыток или недостаток может привести к различным заболеваниям.

Для определения содержания в волосах головы химических элементов использовали методы нейтронно-активационного анализа и атомно-абсорбционной спектрометрии. Погрешность измерений для различных элементов достигает 10-52%. Пробы воло