Накопичення кадмію та його вплив на організм дитини

У населення сучасного мегаполісу внаслідок впливу ряду негативних факторів оточуючого середовища спостерігається накопичення в організмі різних хімічних, у тому числі токсичних, елементів, що становить проблему для лікарів різного профілю, суспільства. Така ситуація веде до погіршання стану здоров’я, особливо дитячого населення.

За даними літератури та особистими спостереженнями, в організмі дітей сучасного мегаполісу визначено перевищення біологічно допустимих рівнів ряду токсичних металів, серед яких значне місце займає накопичення кадмію.

Кадмій не є життєво необхідним хімічним елементом для організму людини. Цей елемент практично відсутній в організмі новонароджених, з віком акумулюється організмом, і до 50 років його загальний вміст може досягати 20–30 мг. За середнім умістом в організмі тварин і людини кадмій зараховують до мікроелементів. У природі кадмій присутній у грунті, рудах, морській воді, в атмосферу надходить у результаті вулканічних вивержень і вивільнення з рослин. Суттєве джерело забруднення навколишнього середовища кадмієм - це видобуток і металургія цинку, електронна промисловість, виробництво фарб, електротехнічна промисловість та суперфосфатні добрива. Із розвитком сучасних технологій антропогенний ­внесок надходження кадмію в атмосферу від сталеливарних заводів та заводів із переробки відходів у 3 рази перевищує надходження природними шляхами. Кадмій належить до токсикантів із високою здатністю акумулюватися в тканинах і органах.

Кадмій надходить в організм людини через шлунково-кишковий тракт (за добу в середньому 20–50 мкг з харчовими продуктами та 0,1 мкг з питною водою) і дихальні шляхи (0,02 мкг). Уміст кадмію в харчових продуктах підвищується при використанні в сільському господарстві добрив та стічних вод, забруднених цим металом. Забрудненню їжі кадмієм сприяє використання ядохімікатів, що містять цей метал, посуду з полівінілхлориду, стабілізованого кадмійорганічними сполуками, посуду, покритого емалями і пігментами, в яких присутній кадмій, пакувальних матеріалів на основі целюлози.

Особливістю біологічної дії кадмію є його здатність негативно впливати на здоров’я людини при тривалому впливі низьких рівнів забруднення у зв’язку з високим коефіцієнтом біологічної кумуляції (до 40 років). Відомо, що кадмій може значною мірою змінювати метаболізм і функції таких есенціальних елементів, як цинк, залізо, мідь, марганець, кальцій, селен.

Органами-мішенями при інтоксикації кадмієм є нирки, кістковий мозок, сперма, печінка, трубчасті кістки та частково селезінка. Відомо, що важкі метали відкладаються у волоссі, нігтях і кістках, таким чином реалізуючи захисну реакцію організму від деяких важких металів, у тому числі кадмію, коли здійснюється механізм депонування й інактивації. Токсичний вплив кадмію менш виражений, ніж в інших токсичних елементів, у зв’язку з частковим зв’язуванням його білком металотіонеїном.

Кадмій належить до імунотоксичних елементів. При хронічному кадміозі уражаються сечостатева, бронхолегенева системи, розвивається анемія, пов’язана зі зниженням всмоктування заліза в кишечнику і лізисом еритроцитів, підвищується артеріальний тиск, порушується сперматогенез.

Адекватне оцінювання забезпеченості мікронутрієнтами і рівня навантаження токсичними елементами потребує застосування сучасних ефективних аналітичних методів, що можуть бути використані при масових обстеженнях населення. Порівняно з аналізом крові або сечі елементний аналіз волосся має ряд переваг, серед яких відносно високий вміст хімічних елементів у волоссі, неінвазивність відбору проб, переваги при транспортуванні та зберіганні. Вміст мікроелементів у волоссі відбиває мікроелементний статус людини в цілому. Індикатором умісту кадмію в організмі також є волосся.

Мета роботи - вивчення вмісту кадмію у волоссі та можливих шляхів його надходження в організм дітей шкільного віку, визначення впливу кадмію на організм для розробки рекомендацій щодо профілактичних заходів цим дітям.

Матеріали та методи

Нами обстежено 282 дитини (142 хлопчика і 140 дівчаток) віком 11–14 років однієї із шкіл Святошинського району м. Києва. Діти проходили комплексне клініко-інструментальне обстеження в дитячій клінічній лікарні № 5 м. Києва. Для деталізації скарг проводилося анкетування батьків дітей, що включало також питання щодо вивчення мікросередовища дитини стосовно тютюнопаління. Діти були оглянуті педіатром, невропатологом і ЛОР-лікарем. Проводились клінічні аналізи крові, сечі, калу. Інструментальне обстеження включало електрокардіографію, ультразвукове обстеження органів черевної порожнини, за необхідності - гастрофіброскопію та рН-метрію, реографію судин головного мозку.

У дітей, яких спостерігали, проведений аналіз прикореневої зони волосся на вміст 7 хімічних елементів (Cd, Ni, Zn, Se, Fe, Cr, Mn). Вміст мікроелементів у волоссі вивчався за допомогою рентген-флюоресцентного спектрометра ElvaX.

Відхилення індивідуального мікроелементного профілю дитини фіксували, використовуючи визначені М.Г. Скальною (2009) біологічно допустимі рівні (БДР) токсичних і межі нормального вмісту есенціальних хімічних елементів у волоссі дітей. Так, біологічно допустимий рівень для кадмію у волоссі дітей не повинен перевищувати 0,15 мкг/г. Референтні значення концентрації кадмію у волоссі, за А.В. Скальним (2003), становлять 0,03–0,18 мкг/г.

Дослідження були відкритими контрольованими рандомізованими. Статистична обробка даних проводилась з використанням програмних пакетів МS Excel та SPSS for Windows.

Результати дослідження та їх обговорення Проведеними дослідженнями визначено, що перевищення біологічно допустимого рівня кадмію у волоссі мали 33,7 % дітей (95 з 282 обстежених). Проте накопичення кадмію у волоссі мало різний рівень. На рис. 1 подано розподіл рівнів умісту кадмію у волоссі школярів.

Встановлено, що вміст кадмію, який перевищував БДР, у 20,2 % дітей був у межах 0,15–0,20 мкг/г, тобто на третину перевищував БДР. Практично вдвічі перевищували БДР (0,25–0,45 мкг/г) визначені показники у 8,9 % школярів.

Середній рівень кадмію у волоссі обстежених школярів становив 0,10 ± 0,01 мкг/г. У 95 дітей із перевищенням БДР кадмію середній вміст його сягав 0,21 ± 0,01 мкг/г; у дітей, у яких рівні кадмію не перевищували БДР, середні значення його вмісту були в 5 разів меншими - 0,040 ± 0,001 мкг/г (р < 0,01).

Більша частота перевищень БДР кадмію у волоссі мала місце у дівчаток - 38,57 % (у 54 із 140), ніж у хлопчиків - 28,87 % (41 із 142), проте серед цих дітей вищі показники вмісту кадмію мали саме хлопчики - 0,23 мкг/г у порівнянні з дівчатками, в яких уміст цього елементу дорівнював 0,19 мкг/г (р < 0,05). Вважається, що організм дівчаток має більшу стійкість до накопичення кадмію. Це пояснюється тим, що естрогени посилюють виведення кадмію .

За результатами наших досліджень, у дітей із підвищеним умістом кадмію у волоссі мало місце більш виражене зниження рівня есенціальних елементів. Так, у 91,6 % дітей із перевищеним умістом кадмію було зниження рівня заліза у волоссі, що сягало показників 6,16 ± 0,48 мкг/г. При нормальних рівнях кадмію у 82,4 % дітей теж були низькі показники вмісту заліза, проте середні значення не опускалися так низько і становили 8,48 мкг/г (р < 0,05). Удвічі частіше в дітей із перевищенням умісту кадмію в порівнянні з іншими дітьми мало місце зниження рівня марганцю (у 76,8 та 39 % обстежених відповідно; р < 0,01). Дефіцит хрому у школярів із підвищеним рівнем кадмію був у 55,8 %, при нормальному рівні кадмію - у 34,8 %. Показники селену у волоссі в обох групах були в межах норми, проте у дітей із перевищеним рівнем кадмію - удвічі нижчими

Залежність між есеціальними і токсичними елементами характеризується значенням їх співвідношення. Антагоністичні зв’язки між цинком і кадмієм визначають високу інформативність співвідношення цинк/кадмій. Умовно допустимим рівнем вважається 500. Низькі показники коефіцієнту (менше 500) свідчать про порушення вмісту цинку, вказують на негативний вплив токсичного елементу, навіть тоді, коли його показники не виходять за межі допустимих. У наших дослідженнях співвідношення цинк/кадмій нижче 500 встановлене у 41 дитини (14,54 %). Усі ці діти мали підвищений вміст кадмію. Таким чином, негативний вплив кадмію на обмін цинку у 95 школярів із надмірним умістом кадмію зареєстровано в 43,16 % дітей. Саме кадмій здатний витискувати цинк з організму, призводячи до ряду порушень обмінних процесів. Важливими є роль цинку у переробці алкоголю і формування схильності до алкоголізму при дефіциті цинку у зв’язку з надмірним рівнем кадмію.

В умовах дефіциту есенціальних елементів відзначено накопичення токсичних елементів. Встановлено, що перевищення біологічно допустимої межі токсичних металів у волоссі було у 132 дитини (46,8 % обстежених). Підвищення вмісту одного з них виявлено у 35,1 % школярів (кадмію - у 22 %, нікелю - у 12,8 %, стронцію - у 0,4 % дітей) (рис. 2). Перевищення біологічно допустимого рівня двох токсичних металів одночасно було в 11,4 % дітей (кадмію та нікелю - 10,6 %, кадмію та стронцію - 0,8 % обстежених), трьох токсичних металів - в 1 дитини (0,4 %).

При підрахунку перевищень біологічно допустимого рівня окремих токсичних елементів встановлено, що накопичення кадмію в обстежених зустрічалося найчастіше. Так, підвищений вміст кадмію було визначено у 95 (33,7 %) школярів. Дещо рідше визначався підвищений вміст нікелю - у 67 (23,8 %) дітей та стронцію - у 4 (1,4 %) школярів.

Для визначення однієї з причин накопичення кадмію в організмі дітей проведено обстеження 282 школярів на предмет тютюнопаління людей, які безпосередньо проживають разом із ними в родинах. Самі школярі заперечували активне тютюнопаління, їх батьки також вказували, що їх діти не палять. Тютюновий дим містить високі концентрації кадмію, викурювання однієї сигарети збільшує надходження кадмію в організм на 0,1 мкг. При тютюнопалінні 70–80 % тютюнового диму та його інгредієнтів виходить в оточуюче курця мікросередовище та діє в безпосередній близькості до дітей, які самі не палять, проте є пасивними курцями.

У найближчому оточенні у 61 % школярів встановлені найближчі рідні, які палять. Так, батько палив у родинах 71,5 % дітей, мати - в 16,8 %, дід або баба - у 18,6 %, брат або сестра - в 11,6 %, дядько або тітка - в 33,14 % школярів У безпосередньому оточенні разом із дитиною проживає велика кількість курців, які створюють значне пасивне тютюнове навантаження. Так, із дитиною в родині проживали: по одному курцю - у 62,8 % дітей, по два курці - у 26,2 %, по три курці - у 8,1 %, по 4 курці - у 2,9 % дітей (рис. 4). У середньому на одну дитину припадало в її безпосередньому оточенні по 1,5 курця.Серед обстежених 282 школярів перевищення біологічно допустимої межі кадмію було в 95 (33,7 %) дітей. У їх безпосередньому оточенні в 1,5 раза частіше зустрічалися рідні, які палять. Таким чином, пасивне паління може бути однією з причин надходження кадмію в організм дитини і розвитку інтоксикації кадмієм.

Проаналізовано наявність патології різних органів і систем у 95 дітей, в яких був підвищений вміст кадмію у волоссі порівняно з 187 дітьми, вміст кадмію у волоссі яких не перевищував біологічно допустимого рівня. Так, захворювання серцево-судинної системи зустрічалися при підвищеному рівні кадмію в 41,1 % дітей, що в 1,7 раза частіше, ніж у дітей із нормальним рівнем кадмію (у 23,5 %) (р £ 0,01). Патологічні зміни сечовидільної системи були виявлені в 22,1 % дітей із перевищеним рівнем кадмію у волоссі, і тільки 12,3 % дітей - у групі порівнянні, тобто збільшення частоти патології нирок зустрічалося в 1,8 раза частіше (р £ 0,05). Значної різниці в частоті хронічної патології органів травлення, ЛОР-органів, ендокринної системи не встановлено (р £ 0,05). Діти з підвищеним рівнем кадмію частіше хворіли на ГРЗ (в 1,4 раза). Таким чином, у дітей з перевищенням біологічно допустимого рівня кадмію у волоссі має місце збільшення патологічних станів серцево-судинної і сечовидільної систем, ці діти частіше хворіли на респіраторні інфекції.

При детальному вивченні самопочуття дітей у вищезазначених групах встановлено, що тільки 4,2–6,4 % дітей не мали скарг на його погіршення. Діти з перевищенням рівня кадмію в організмі частіше скаржилися на головний біль - у 84,2 % обстежених, дратівливість - у 48,4 %, плаксивість - у 35,8 % (р £ 0,05) дітей. Такі симптоми, як слабкість (23,2 %), швидка втомлюваність (23,2 %), зниження пам’яті (9,5 %) зустрічалися практично однаково в обох групах (р ³ 0,05).

Таким чином, проведений аналіз свідчить, що негативна екологічна ситуація сучасного індустріального міста суттєво впливає на внутрішне мікросередовище дитини, змінюючи мікроелементний склад організму. Особливе значення має накопичення в організмі дитини кадмію. У таких умовах ускладнюються обмінні процеси, що в подальшому призводить до формування хронічної патології. Оздоровлення мікросередовища, а саме відмова від тютюнопаління в оточенні дитини, сприятиме зменшенню надходження і негативного впливу кадмію на її організм.

Висновки

1. Серед токсичних металів у волоссі дітей, які мешкають в сучасному мегаполісі, переважає накопичення кадмію. Визначено, що перевищення біологічно допустимого рівня кадмію у волоссі мали 33,7 % школярів 11–14 років.

2. У дітей із підвищеним умістом кадмію у волоссі визначено більш виражене зниження рівня есенціальних елементів - цинку, селену, заліза, хрому, марганцю.

3. Пасивне паління може бути однією з причин надходження кадмію в організм дитини. Встановлено, що в безпосередньому оточенні дітей з перевищеним рівнем кадмію у волоссі в 1,5 раза частіше зустрічалися рідні, які палять. При реалізації програм оздоровлення дитячого населення необхідно враховувати роль пасивного тютюнопаління в накопиченні токсичних елементів в організмі дитини.

4. У дітей із перевищенням біологічно допустимого рівня кадмію у волоссі в 1,7 раза частіше зустрічаються захворювання серцево-судинної системи і в 1,8 раза частіше - патологія сечовидільної систем. Діти в 1,4 раза частіше хворіли на респіраторні інфекції.

За матеріалами www.mif-ua.com




Наиболее просматриваемые статьи: