Автореферат (1154283), страница 2
Текст из файла (страница 2)
и др., 2014;Скальный А.В. и др., 2014; Алексеенко В.А. и др., 2013, 2016; Бакаева Е.А.,2017; Gibson R.S. et al., 2011; Prasad A. S., 2012; Haase H. et al., 2014; Ball M.J.et al., 2000, 2015).Важноефизиологическоезначениецинкадлянормальногофункционирования человеческого организма требуетосуществлениясоциально – гигиеническогомониторинга цинкового статуса (in situ)территории и населения. Особое внимание при этом должно уделятьсяпроблеме геохимической неоднородности его распределения в окружающейсреде.Дефицит цинка – значительная проблема для населения некоторых странмира.
Опасности развития цинк дефицитных состояний подвержено от 17 до25 % жителей Земли (Maret W. et al., 2006; Gibson R.S. et el., 2011; Wessells K.R.et al., 2012). Ранее установлено (Kubori S. et el., 2006), что 20 % населенияЯпонии имеют незначительный дефицит цинка, а 10 % – выраженный.Подвержены риску развития дефицита цинка 10 % населения Канады Африки,и 33 % Юго–Восточной Азии (Wuehler S.E. et el., 2005). У жителей отдельныхрегионов России недостаток цинка достигает от 30 до 90 % (Афтанас Л.
И. идр., 2010 – 2014).Анализ пищевого рациона американцев, например, свидетельствует обобщем дефиците в нем цинка (Хабаров А.А. и др., 2012). Известно, что дефицитэтого микроэлемента испытывают и жители Европы (Хабаров А.А. и др., 2012;Chasapis C.T.
et al., 2012). Зарегистрирована цинковая недостаточность(гипоцинкоз) в Египте, Иране, Панаме, Португалии, Турции и некоторыхдругих странах. Даже умеренный дефицит цинка может приводить к нервнопсихическим расстройствам, сердечно-сосудистым заболеваниям (Ibs K.H. etal., 2003; Prasad A.S., 2012, 2014), к патологическим изменениям и медленномузаживлению ран (Lansdown A.B. еt al., 2007), повреждениям почек, в случаеперегрузки тяжелыми металлами (Ivanova I.E.
et al., 2008), а также можетвызвать нарушения функций лимфоцитов (Plum L. M. et al., 2010).В России встречается (Коровина Н.А. и др., 2011) дефицит цинка, однакона территории нашей страны реже регистрируются такие клиническивыраженные симптомы его дефицита как инфантилизм (отставание вумственном, физическом и половом развитии), гипоосмия и гипогевзия5(снижение обонятельных и вкусовых ощущений), которые встречаются вИране, Египте и некоторых других странах (Скальный А.В.
и др., 2003).Вработе А.В. Скального и А.Т. Быкова (2003) показано, что унаселения РФ наблюдается недостаток эссенциальных микроэлементов, впервую очередь цинка и меди. Низкое содержание меди встречается у жителейНижнего Новгорода, Новосибирска, Иркутска, Саратова и др. Наибольшуюопасность для здоровья представляет избыточное накопление свинца ворганизме жителей, проживающих в промышленных центрах с преобладаниемметаллургической, горнодобывающей промышленности, расположенных наУрале и в Сибири (Скальный А.В. и др., 2003; Афтанас Л.
И. и др., 2010 –2014).Рядом исследователей Оренбургской области установлен дефицит йода,селена и цинка в организме человека (Нотова С.В. и др., 2005; Фролова О.О. идр., 2010); с 1998 по 2015 г.г. проводился мониторинг окружающей среды поизучению йодного (Конюхов В.А., 2005, Бурлуцкая О.И., 2005; Барышева Е.С.,2006) и селенового статуса (Мирошников С.А. и др., 2008; Бурцева Т.И. и др.,2008, 2016).Однако в этих трудах не рассматриваются содержания эссенциальных(цинка, меди) и токсичных (кадмия, свинца) микроэлементов в биосфере ипищевых продуктах, а также экологически обусловленные причинывозникновения цинковой недостаточности, по этой причине указанные работынельзя непосредственно использовать для разработки системы экологическогомониторинга состояния цинкового статуса.Согласно современным представлениям, особый интерес вызываетвлияние на вхождение и характер распределения цинка в биосфере, пищевыхпродуктах и в организме человека его антагониста – меди, а также наиболеераспространенных токсичных элементов в Оренбургской области – кадмия исвинца.
Улучшение качества жизни, медико-демографических показателейвозможно путем выявления и снижения риска дефицита цинка у населения,обусловленного избыточным накоплением свинца, кадмия, меди.Цель исследования – эколого-геохимический мониторинг химическихэлементов (меди, кадмия и свинца), влияющих на цинковый статус населенияОренбургской области, выявление факторов риска развития заболеванийнаселения, обусловленных вариациями цинкового статуса,возможностипрофилактики цинк – ассоциированных заболеваний.Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд конкретныхзадач.Задачи исследования:1.
Оптимизировать методологический подход к проведению социальноэкологического мониторинга биосферы окружающей среды и человека натерритории Оренбургской области.62. Установить содержание химических элементов (цинка, меди, свинца икадмия) в биосфере с учетом экологической ситуации исследуемыхбиогеохимических зон Оренбургской области.3. Определить содержание цинка, меди, кадмия и свинца в зерновыхкультурах и пищевых продуктах, производимых на территории Оренбургскойобласти с последующим их ранжированием.4. Изучить зональные особенности содержания микроэлементов вбиологических субстратах населения Оренбургской области.5. Оценить причинно – следственные связи экологических факторов смедико-демографическими показателями, способствующими развитию цинк –ассоциированных заболеваний.6.
Разработать систему экологического мониторинга цинкового статусанаселения Оренбургской области, включающую моделирование рисков, сцелью осуществления контроля и предупреждения цинк зависимыхзаболеваний.Научная новизна работы. Впервые на территории Оренбургскойобласти проведено комплексное социально–экологическое исследованиеуровня эссенциальных (цинка и меди) и токсичных (свинца и кадмия)микроэлементов в подземных водах и определено содержание подвижныхформ химических элементов в почвах. Определена корреляция вхождения этихэлементов в подземные воды с содержанием их в почвах.В ходе проведенной работы установлены основные экологическиефакторы, способствующие формированию микроэлементных дисбалансовжителей исследуемых территорий: низкий уровень цинка и меди в подземныхводах и почвах Западной и Центральной зон и высокий в районах,расположенных на востоке области.Научно обосновано влияние антагонистических взаимодействий цинка имеди, цинка и кадмия на формирование дисбаланса микроэлементов,обусловленного избыточным уровнем меди и кадмия.
Установлено влияниедисбаланса микроэлементов в биосубстратах взрослого населения на развитиеэкологически обусловленных заболеваний.Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РГНФ иправительстваОренбургскойобласти,МинистерстваобразованияОренбургской области: РГНФ и правительства Оренбургской области соглашение№ 12 – 16 – 56003, № 12 – 16 – 56003а тема «Экологическая оценкасодержания цинка в экосистеме (почва, вода, продукты питания, человек), сцелью улучшения качества продуктов питания производимых на территорииОренбургского региона» (2012 – 2013 г.г.); Областной грант соглашение № 26 тема «Создание научнометодическойосновыдляразработкифункциональныхэкспорториентированных продуктов питания, на основе природно-обогащенногоцинком сельскохозяйственного сырья в Оренбургской области» (2018 г.);7 Областной грант соглашение № 38 тема «Внедрение перспективныхразработок в области создания и экспертизы препаратов-микронутриентов длячеловека и животных» (2018 г.).Теоретическая и практическая значимость работы.
Проведенныеисследования по содержанию химических элементов в биосфере, зерновыхкультурах, пищевых продуктах, биологических субстратах населенияпозволили осуществить эколого-геохимический мониторинг территорииОренбургской области.Установленные уровни содержания цинка, меди, свинца и кадмия вобъектах окружающей среды и в биосубстратах населения Оренбургскойобласти могут быть востребованы при осуществлении мониторинга даннойтерритории. Практическое значение исследованиязаключается виспользовании комплексного подхода, направленного напрофилактикузаболеваний, вызванныхдисбалансом микроэлементов ужителей,проживающих в геохимических провинциях с различнымуровнемксенобиотической нагрузки.Результаты работы послужили основой для подготовки научных отчетовпо грантам РГНФ и правительства Оренбургской области соглашение№ 12 – 16 – 56003, № 12 – 16 – 56003а и Министерства образованияОренбургской области соглашение № 26 и № 38.Результаты исследования вошли в монографию «Тяжелые металлы вбиогеоценозах, биоремедиации и здоровье населения» (2018 г.), учебныепособия «Методы концентрирования и разделения микроэлементов»,«Токсикологическая химия» (рекомендованы Ученым советом федеральногогосударственного бюджетного образовательного учреждения высшегопрофессиональногообразования«Оренбургскийгосударственныйуниверситет», 2012).
По результатам исследования получен патент «Средствостимулирования роста сельскохозяйственных культур, преимущественнопшеницы» (Патент RU 2635103, заявл. 21.11.2016. Опубл. 09.11.2017, Бюл.№ 31. – 2017. – 7 с.).Материалы диссертационной работы внедрены в работу федеральногогосударственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научныйцентр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук», вучебный процесс при изучении студентами дисциплин «Общая экология»,«Геоэкология», «Охрана окружающей среды», «Основы природопользования»,на кафедре биологии, экологии и химии Бирского филиала БашГУ.Материалыдиссертационногоисследованиярекомендованыкиспользованию в работе кафедр и факультетов медицинского направленияведущих вузов страны, в научных исследованиях и учебном процессе накафедрах химико–биологического факультета Оренбургского государственногоуниверситета.8Основные положения, выносимые на защиту:1.
Составленная картограмма по уровню распределения эссенциальных(цинк и медь) и токсичных (свинец и кадмий) микроэлементов в почвахОренбургской области позволила выявить территории экологического рискаразвития цинкзависимых заболеваний у человека и животных. Установленонеоднородное распределение подвижных форм эссенциальных элементов впочвенных покровах со средними значениями 15,39 мг/кг Zn и 1,51 мг/кг Cu.Показатели цинка изменяются в пределах от 1,91 до 31,21 мг/кг (в 16 раз) имеди от 0,11 до 4,59 мг/кг (в 45 раз). Выявлены административные районыобласти, в пределах которых содержание цинка и меди в почве колеблется внаибольшей степени по отношению к средним значениям (Адамовский иЯсненский в 1,5 раза; Кваркенский, Кувандыкский и Новоорский в 1,6 раза;Гайский в 1,7 раз).2.
Две зоны Оренбургской области могут быть отнесены кцинкдефицитным биогеохимическим провинциям по содержанию его в почвах(западная – 0,6 от ПДК и центральная – 0,4 от ПДК) с выраженнымдисбалансом антагонистов меди, кадмия и свинца. В почвах восточной зоныколичество цинка в пределах ПДК. Этот фактор «наследуется» пищевымипродуктами. В пшенице, выращенной в Западной, Центральной и Восточнойзонах, соответственно, количество цинка составляет 0,26; 0,36 и 0,48 от ПДК.3. Цинк обладает способностью накапливаться в печени животных,выращенных в разных зонах Оренбургской области. Способность цинка кнакоплению в почках несколько ниже и составляет 0,8 относ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
