science-review.ru
Введение
Количество макро- и микроэлементов в детских волосах зависит от возраста и половых особенностей детей, а также их пищевых, экологических и геохимических особенностей [1]. Макро- и микроэлементы играют решающую роль в функционировании организма человека и прямо или косвенно участвуют в регуляции всех жизненных процессов [2, 3]. Соответственно, оценка метаболического состояния химических элементов в организме обеспечивает гораздо более высокую точность оценки эффективности его морфофизиологических систем и риска развития тех или иных патологических состояний, что позволяет использовать данную оценку в качестве предварительного диагностического инструмента [4]. В то же время нормальный метаболизм клеток человека сильно зависит от естественных физиологических параметров, таких как возраст и пол; это указывает на необходимость дифференцированного подхода к оценке элементарного состояния [5]. Для гармоничного развития ребенка любого возраста его ежедневный рацион должен включать белки, жиры и углеводы, а также достаточное количество макро- и микроэлементов [6]. Микроэлементы необходимы для функционирования всех органов и систем, они входят в состав многих ферментов, гормонов и участвуют в деятельности иммунной системы [7]. Макро- и микроэлементы играют решающую роль в функционировании организма человека и прямо или косвенно участвуют в регуляции всех жизненных процессов [8]. Соответственно, оценка метаболического состояния химических элементов в организме обеспечивает гораздо более высокую точность оценки эффективности его морфофизиологических систем и риска развития тех или иных патологических состояний, что позволяет использовать данную оценку в качестве предварительного диагностического инструмента [9, 10]. В то же время нормальный метаболизм клеток человека сильно зависит от естественных физиологических параметров, таких как возраст и пол; что указывает на необходимость дифференцированного подхода к оценке элементарного состояния [11].
Целью исследования является определение содержания макро- и микроэлементов в волосах детей младшего школьного возраста в зависимости от возраста и пола.
Материалы и методы исследования
В ходе исследования авторами проанализировано состояние макро- и микроэлементов в волосах 200 обучающихся начальных классов, проживающих в разных биогеохимических регионах Самаркандской области. Исследование волос является неинвазивным методом диагностики, у родителей получено устное разрешение. На проведение данного исследования есть разрешение № 619911 Областного управления народного образования, которое получено 28.12.2021. Протоколом № 5 от 26.05.2021 исследование было одобрено этическим комитетом кафедры физиологии человека и животных и биохимии Самаркандского государственного университета имени Шарофа Рашидова.
Исследования по определению макроэлементов (кальций, магний, натрий, калий) и микроэлементов (железо, медь, цинк, марганец, кобальт, хром) в образцах волос авторы провели с использованием метода нейтронно-активационного анализа (НАА).
Статистическая обработка и определение достоверности различий полученных результатов исследования осуществлялись по критерию Стьюдента в редакторе Microsoft Excel. Среднее арифметическое значение (М) и погрешность среднего арифметического значения (m) рассчитывали по статистическим показателям.
Результаты исследования и их обсуждение
В данной работе элементарные особенности строения волос изучались путем сравнения половозрастных особенностей детей 7–11 лет.
Макроэлементы в волосах детей 7–11 лет. Половые характеристики макроэлементов у детей 7 лет представлены на рис. 1. Установлено, что количество кальция в волосах мальчиков 7 лет статистически значимо не отличалось от такового у девочек – 869,2±274,2 мкг/г и 697,5±107,0 мг (р > 0,05) соответственно. Концентрация натрия составила 749,±177,3 мкг/г у мальчиков и 1143±247,4 мкг/г у девочек, разница была несколько выше (p > 0,05). Столь же неопределенная разница наблюдалась и для магния: 54,8±5,7 мкг/г против 51,1±5,3 мкг/г (p > 0,05). Количество калия – 431,5±114,4 мкг/г у мальчиков и 649,8±256,0 мкг/г у девочек, то есть разница между ними была недостоверной (p > 0,05).
Таким образом, разница между количеством макроэлементов в волосах мальчиков и девочек 7 лет практически отсутствует. На рис. 2 авторами представлены сравнительные показатели количества макроэлементов в волосах мальчиков и девочек 8 лет. Как видно на рисунке, данные по кальцию (896,5±199,5 мкг/г и 873,5±140,0 мкг/г), натрию (1233±125,2 мкг/г и 975,3±150,0 мкг/г), магнию (66,1±19,4 мкг/г и 61,3±10,7 мкг/г), калию (668,1±114,2 мкг/г и 426,3±103,8 мкг/г) разнятся незначительно и различия между ними статистически незначимы (p > 0,05).
Таким образом, концентрация кальция, натрия, магния и калия в волосах мальчиков и девочек 8 лет достоверно не различалась по полу, и эти показатели можно принять как нормативные для этого возраста.
Количество макроэлементов в волосах мальчиков и девочек 9 лет наглядно представлено на рис. 3. Как видно из рис. 3, количество кальция (1109,7±194,9 мкг/г и 1069,5±99,3 мкг/г), магния (58,9±4,7 мкг/г и 57,7±6,3 мкг/г) несколько отличаются по количеству от калия (356,5±34,2 мкг/г и 433,3±94,2 мкг/г), причем различия между ними статистически незначимы (p > 0,05). Лишь макронутриент натрия достоверно отличался в волосах мальчиков и девочек (789±24,5 мкг/г и 637,8±141,1 мкг/г, p < 0,01), это объясняется тем, что дети едят много продуктов питания, богатых солью.
Рис. 1. Сравнительные показатели макроэлементов в волосах мальчиков и девочек 7 лет (мкг/г)
Рис. 2. Сравнительные показатели макроэлементов в волосах мальчиков и девочек 8 лет (мкг/г)
Рис. 3. Сравнительные показатели макроэлементов в волосах мальчиков и девочек 9 лет (мкг/г)
При анализе количества макроэлементов в волосах у мальчиков и девочек 10 лет (рис. 4) установлено, что кальций (1204±321,6 мкг/г и 821,3±122,9 мкг/г), натрий (795±795 190,5 мкг/г, 1082,2±260 мкг/г), магний (58,2±5,8 мкг/г, 52,1±5,8 мкг/г), калий (372±117,9 мкг/г, 441,9±155,3 мкг/г) отличаются количественно, но различия между ними составляют статистически незначительную величину (p > 0,05)
При анализе количества макроэлементов у мальчиков и девочек 11 лет кальций (1192±209 мкг/г и 812,9±133 мкг/г), натрий (939,2±289,3 мкг/г, 1144,5±374 мкг/г), магний (51,2±5,7 мкг/г, 73,3±7,3 мкг/г) калий (521,6±46,6 мкг/г, 574,8±214,4 мкг/г) имеют отличия, но различия между ними статистически недостоверны (p > 0,05), что наглядно представлено на риис. 5.
Микроэлементы в волосах детей 7–11 лет. Характеристика микроэлементов железа, меди и цинка у детей 7 лет по полу представлена на рис. 6.
Особенности состава микроэлементов марганца, кобальта, хрома у детей 8 лет показаны на рис. 7.
Рис. 4. Сравнительные показатели макроэлементов в волосах мальчиков и девочек 10 лет (мкг/г)
Рис. 5. Сравнительные показатели макроэлементов в волосах мальчиков и девочек 11 лет (мкг/г)
Рис. 6. Сравнительные показатели микроэлементов в волосах мальчиков и девочек 7 лет (мкг/г)
Рис. 7. Особенности состава микроэлементов марганца, кобальта, хрома у детей 8 лет (мкг/г)
Как видно из рис. 7, разница между содержанием марганца, кобальта и хрома в волосах мальчиков и девочек 8 лет статистически не определена (1,6±0,21 мкг/г, 1,4±0,1 мкг/г; 0,28±0,09 мкг/г, 0,38±0,09 мкг/г 0,62±0,15 мкг/г и 0,079±0,076, p > 0,05).
Количество железа в волосах мальчиков 9 лет статистически не отличалось от такового у девочек: 65,1±11,0 мкг/г и 65,8±6,4 мкг/г (p > 0,05 (рис. 8, а). Концентрация меди составила 12±1,3 мкг/г у мальчиков и 11,8±1,31 мкг/г, что не было статистически значимым по сравнению с девочками (p > 0,05), разница между мальчиками и девочками элемент цинка недостоверна и равна 184,8±24,3 мкг/г и 166,8±17,2 мкг/г (p > 0,05).
Как видно из рис. 8, б, статистической разницы между содержанием марганца, кобальта и хрома в волосах мальчиков и девочек 9 лет нет (1,9±0,35 мкг/г, 2,1±0,25 мкг/г; 0,31). ±0,2 мкг/г, 0,42±0,25 мкг/г 0,8±0,22 мкг/г, 0,81±0,115 мкг/га, p > 0,05).
Рис. 8 (а). Структурная характеристика микроэлементов марганца, кобальта, хрома у детей 9 лет (мкг/г)
Рис. 8 (б). Сравнительные показатели марганца, кобальта, хрома в волосах мальчиков и девочек 9 лет (мкг/г)
Количество железа в волосах мальчиков 10 лет статистически не отличалось от такового у девочек: 62,4±13,3 мкг/г и 60,5±19,3 мкг/г (p > 0,05 (рис. 9, а). Концентрация меди составила 11,4±1,7 мкг/г у мальчиков и 10±1,4 мкг/г у девочек, что статистически не отличалось (p > 0,05), в отношении элемента цинка разница между мальчиками и девочками недостоверна и равна 182,1±30,7 мкг/г и 158,2±12,2 мкг/г (p > 0,05).
Структурные свойства микроэлементов марганца, кобальта, хрома у мальчиков и девочек 10 лет показаны на рис. 9, б.
Рис. 9 (а). Сравнительные показатели микроэлементов в волосах мальчиков и девочек 10 лет (мкг/г)
Рис. 9 (б). Структурные свойства микроэлементов марганца, кобальта, хрома из микроэлементов у мальчиков и девочек 10 лет (мкг/г)
Как видно из рис. 9, б, авторами установлена достоверная возрастная разница микроэлементов в волосах мальчиков и девочек 10 лет: марганца у девочек 10 лет достоверно меньше по сравнению с мальчиками (2,23±0,33 мкг /г и 0,90±0,14 мкг/г, p < 0,001). Статистической разницы между количествами кобальта и хрома нет (0,50±0,21 мкг/г, 0,099±0,038 мкг/г; 0,88±0,2 мкг/г и 0,49±0,086 мкг/га, p > 0,05).
Количество железа в волосах мальчиков 11 лет статистически не отличалось от такового у девочек: 80,8±24,2 мкг/г и 78,2±31,2 мкг/г (р > 0,05 (рис. 10, а).
Рис. 10 (а). Сравнительные показатели микроэлементов в волосах мальчиков и девочек 11 лет (мкг/г)
Рис. 10 (б). Сравнительные значения марганца, кобальта и хрома в волосах мальчиков и девочек 11 лет (мкг/г)
Концентрация меди составила у мальчиков 10,5±1,4 мкг/г и 10,3±1,5 мкг/г у девочек статистически не различалась (р > 0,05). В отношении элемента цинка, разница между мальчиками и девочками недостоверна – 177±19,7 мкг/г и 184,5±20,9 мкг/г (р > 0,05).
Структурные свойства микроэлементов марганца, кобальта, хрома у мальчиков и девочек 11 лет показаны на рис. 10, б.
Как видно из рис. 10, б, статистической разницы между марганцем и кобальтом в волосах мальчиков и девочек 11 лет нет (2,23±0,33 мкг/г и 0,90±0,14 мкг/г; 0,50±0,21 мкг/г и 0,099±0,038 мкг/г). Авторами установлено, что в 11 лет содержание хрома у девочек достоверно выше, чем у мальчиков (0,65±0,028 мкг/г против 0,89±0,26 мкг/га, p < 0,001).
Заключение
Таким образом, анализ содержания макро- и микроэлементов в волосах мальчиков и девочек младшего школьного возраста, проживающих в Самаркандской области, показывает, что некоторые макроэлементы различаются в зависимости от возраста и пола. Среди макроэлементов имели достоверное различие только макроэлементы натрия в волосах мальчиков и девочек. Это объясняется потреблением ими меди через обогащенную пищу. Микроэлементы же имеют достоверную разницу у детей раннего возраста: марганца достоверно меньше у девочек по сравнению с мальчиками в 10 лет и хрома достоверно больше у девочек, чем у мальчиков в 7 и 11 лет. Эта разница может быть обусловлена пищевыми и биогеохимическими характеристиками. Данные показатели можно принять в качестве нормативных показателей количества макро- и микроэлементов в волосах мальчиков и девочек 7–11 лет, проживающих в этом регионе.