Стабильность элементного состава организма человека является одним из важнейших условий его нормального функционирования. Изменения элементного статуса, вызванные экологическими, профессиональными или климатогеографическими факторами, могут привести к широкому спектру нарушений в состоянии здоровья. Одной из часто встречаемых патологий позвоночного столба является нарушение осанки, обусловливающее изменение статико-динамических свойств позвоночника и конечностей. По данным [4], в возрасте от 7 до 9 лет нарушение осанки встречается у 27 % детей, среди 10-14-летних подростков выявлено у 40, 33 % юношей и девушек имеют нарушение осанки. Индивидуальная оценка содержания биогенных макро- и микроэлементов в субстратах организма человека и выяснение их роли в формировании элементного портрета человека в онтогенезе является одним из перспективных направлений современной медицинской науки [1]. Именно с этих позиций проведено настоящее исследование, целью которого являлся сравнительный онтогенетический анализ содержания некоторых макро- и микроэлементов в волосах женского организма и установление их прогностической значимости при нарушении осанки.
Материал и методы исследования
В исследовании приняли участие 288 школьниц и студенток города Ставрополя. Анализ медицинских карт и сбор анамнестических сведений установил у 142 детей, подростков и девушек нарушение осанки I степени, что соответствовало критериям для отбора групп. С целью исследования онтогенетических особенностей элементного статуса женского организма в трех периодах онтогенеза сформировано 6 групп. В периоде второго детства исследованы признаки 91 девочки (средний возраст 9,3 ± 0,8 лет), из них 47 девочек без признаков нарушения осанки (I группа), у 44 девочек выявлены признаки нарушения осанки (II группа). В подростковом возрасте (III и IV группы) проанализированы параметры 96 девочек (средний возраст 12,6 ± 0,5 лет), у 46 из которых обнаружены признаки нарушения осанки. В юношеском возрасте (V и VI группы) проанализированы параметры 101 девушки (средний возраст 18,4 ± 0,7 лет), 52 из которых выявили нарушение осанки. Исследование кривизн позвоночного столба в сагиттальной плоскости проведено с помощью гониометра [2, 5]. Содержание макро- и микроэлементов в волосах (прикорневая зона) определено с помощью атомно-эмиссионного спектрометра Optima TM 2000 DV [3]. Статистическая обработка материала осуществлялась с использованием компьютерной программы STATGRAPHICS Plus 5.0 и Microsoft Excel.
Результаты исследования и их обсуждение
Анализ гониометрических данных (рис. 1) выявляет, что в периоде второго детства, когда происходит усиленное формирование опорно-двигательного аппарата, наиболее выражены шейный и поясничный лордозы, и грудной кифоз. У подростков на фоне возрастания крайних физиологических вариантов обнаружены увеличения углов шейного и поясничного лордозов, грудного и крестцового кифозов. В юношеском возрасте, когда завершаются физическое развитие и половое созревание, увеличены углы грудного кифоза и поясничного лордоза [6].
Рис. 1. Выраженность сагиттальных кривизн позвоночного столба
С физиологической точки зрения, актуальным представляется выяснение роли некоторых макро- и микроэлементов в морфологических изменениях формы позвоночного столба. Анализ изменения содержания макро- и микроэлементов в субстратах женского организма выявил динамику онтогенетических изменений на групповом уровне (рис. 2).
Динамика изменений содержания Са в женском организме без признаков нарушения осанки и с проявлениями нарушения осанки является зеркально отраженной. Так, у девочек-подростков без нарушения осанки уровень содержания Са в волосах снижен, а при нарушении осанки - увеличен. В юношеском возрасте без признаков нарушения осанки различия нивелируются. При этом в организме девушек с признаками нарушения осанки содержание Са увеличено, как в сравнении с периодом второго детства, так и с подростковым возрастом. Напротив, содержание Р в волосах девушек без нарушения осанки увеличено, а в организме девушек с нарушением осанки - снижено. С учетом хорошо известных данных о том, что основная часть Са (98 %) и 80-87 % всего Р, содержащегося в организме человека, находится в скелете, выявленные нами изменения, максимально проявляющиеся в подростковом возрасте, указывают на специфичность изменения их содержания при нарушениях осанки.
Анализ динамики изменения содержания микроэлементов позволяет считать, что в женском организме без нарушения осанки изменяется содержание Mn и Si, а в женском организме с нарушением осанки - содержание Se. Марганец, входя в состав всех животных организмов, имея жизненно важное значение и активируя многие ферментативные процессы, следовательно, участвуя в синтезе гликозаминогликанов скелетных тканей не характеризуется достоверными изменениями при нарушении осанки. Кремний, являясь вторым элементом по распространенности на Земле после кислорода и ближайшим аналогом углерода, так же не характеризует динамику изменений в организме с признаками нарушения осанки. Напротив, Selenium (Se), относящийся к эссенциальным микроэлементам, участвующим в регуляции свободнорадикальных процессов, в частности в регуляции перекисного окисления липидов, достоверно снижен как в подростковом в 2,8 раза, так и в юношеском организме в 2,1 раза при нарушении осанки в сравнении с девочками периода второго детства.
Рис. 2. Динамика онтогенетических изменений содержания макро-
и микроэлементов в волосах женского организма
В этой связи правомерен переход к установлению индивидуального профиля макро- и микроэлементов внутри каждого из периодов онтогенеза при нарушении осанки. Индивидуальный профиль содержания кальция в волосах у девочек отражает его колебания от 114,3 ± 63,2 до 781,2 ± 63,2 мкг/г, что выходит за пределы физиологической нормы, и снижен у 57 % девочек. Содержание кальция у девочек-подростков характеризует его колебания от 311,5 ± 66,1 до 1012,6 ± 66,1 мкг/г и устанавливает его увеличение в 53 % случаев. При отсутствии изменений содержания кальция на групповом уровне у девушек анализ индивидуального профиля выявляет скачкообразное его распределение и 2 пика его значений: max -1100 мкг/г и min - 180 мкг/г.
Индивидуальный профиль содержания фосфора у девочек характеризует его колебания от 67,2 ± 10,9 до 221,8 ± 10,9 мкг/г и увеличение значений в 43 % случаев. Содержание фосфора в волосах у девочек-подростков, не имеющего значимых различий на групповом уровне, индивидуально колеблется от 76,3 ± 10,0 до 247,6 ± 10,0 мкг/г и смещено в сторону увеличения в 53 % случаев. Диапазон индивидуальных колебаний фосфора у девушек от 59,6 ± 7,6 до 250.4 ± 7,6 мкг/г устанавливает максимальное снижение у 39 %.
Индивидуальный профиль содержания марганца в волосах девочек характеризует его физиологические колебания от 0,11 ± 0,2 до 2,34 ± 0,2 мкг/г, что в 14 % случаев выходит за пределы физиологической нормы в сторону увеличения. Содержание марганца в волосах у девочек-подростков колеблется от 0,12 ± 0,2 до 3,0 ± 0,2 мкг/г и характеризует увеличение в сравнении с возрастной нормой в 24 % случаев. При отсутствии изменений содержания марганца у девушек на групповом уровне индивидуальный профиль выявил в волосах девушек с признаками нарушения осанки 4 пика его значений (от 2,4 до 3,4 мкг/г).
Диапазон индивидуального содержания селена в волосах девочек составили от 0,56 ± 0,1 до 2,0 ± 0,1 мкг/г, что выходит за пределы физиологической нормы в сторону снижения в 22 % случаев. Содержание селена у девочек-подростков, сниженное на групповом уровне, индивидуально колеблется от 0,1 ± 0,06 до 1,0 ± 0,06 мкг/г, что характеризует снижение уровня селена в сравнении с физиологической нормой в 88 % случаев. Индивидуальный профиль содержания селена у девушек колеблется от 0,12 ± 1,1 до 2,0 ± 0,1 мкг/г, что выходит за пределы физиологической нормы в сторону снижения в 78 % случаев.
У девочек индивидуальный профиль содержания кремния выявляет диапазон его колебаний от 9,9 ± 12,7 до 155,1 ± 12,7 мкг/г, что выходит за пределы физиологической нормы в 15 % случаев снижения его содержания. Содержание кремния у девочек-подростков колеблется от 9,5 ± 13,5 до 177,3 ± 13,5 мкг/г, что выявляет его увеличение в 24 % случаев. Анализ индивидуального профиля содержания кремния у девушек обнаруживает скачкообразное его распределение. Индивидуальное распределение кремния в волосах девушек без признаков осанки выявляет 4 пика его значений (200; 180; 145 и 138 мкг/г). У девушек с нарушением осанки выявлены на индивидуальном уровне достоверно низкие величины в диапазоне от 0,5 ± 0,01 до 98,6 ± 1,1 мкг/г.
Применение однофакторного дисперсионного анализа с расчетом коэффициента Фишера (Р-значение), позволило выделить наиболее прогностически значимые признаки (таблица).
Макро- и микроэлементные маркеры нарушения осанки
|
Показатель |
Периоды онтогенеза |
|||||
|
второе детство |
подростковый возраст |
юношеский возраст |
||||
|
Значение (M ± m) |
Р-значение |
Значение (M ± m) |
Р-значение |
Значение (M ± m) |
Р-значение |
|
|
Кальций |
≥560,8 ± 33,3 мкг/г |
0,000472 |
≥268,8 ± 11,4 мкг/г |
0,000456 |
||
|
Фосфор |
≥134,7 ± 10,3 мкг/г |
0,000801 |
≥158,9 ± 9,3 мкг/г |
0,000771 |
||
|
Марганец |
≥1,6 ± 0,3 мкг/г |
0, 0095 |
≥1,4 ± 0,1 мкг/г |
0,0075 |
||
|
Селен |
≥0,8 ± 0,1 мкг/г |
0, 0096 |
≥0,6 ± 0,1 мкг/г |
0,000339 |
≥0,8 ± 0,2 мкг/г |
0,000463 |
|
Кремний |
≥114,8 ± 6,7 мкг/г |
0,0066 |
≥98,8 ± 8,1 мкг/г |
0,000429 |
||
Заключение
При складывающейся мозаичной картине индивидуального распределения макро- и микроэлементов в женском организме с признаками нарушения осанки просматривается некоторая закономерность.
Если на групповом уровне содержание кальция снижено у девочек и увеличено у подростков, то индивидуальный анализ данных показывает, что снижением содержания кальция характеризуются 57 % девочек, а увеличением - 53 % подростков. Увеличением содержания фосфора на групповом уровне характеризуются девочки, а снижением его содержания - девушки, при этом увеличение свойственно 43 % девочек, а снижение - 39 % девушек. Содержание фосфора у девочек-подростков, не имеющее значимых различий на групповом уровне, увеличено у в 53 % случаев. И девочки, и подростки на групповом уровне выявили снижение содержания марганца, но при этом 14 % девочек и 24 % подростков обнаружили значимое увеличение содержания марганца. Интересные данные, по нашему мнению, получены в отношении содержания селена. На групповом уровне увеличением содержания селена характеризуются только девочки, однако индивидуально выявлено, что 88 % подростков и 78 % девушек обнаружили низкие значения селена. Снижением содержания кремния на групповом уровне характеризуются подростки и девушки. Индивидуальный профиль установил у 24 % подростков увеличение, а у 15 % детей - снижение содержания кремния. В юношеском возрасте выявлены резкие колебания содержания кальция и марганца.
Для женского организма изучаемых периодов онтогенеза с помощью однофакторного дисперсионного анализа выделены прогностически значимые признаки элементного статуса при нарушении осанки. Для периода второго детства - кальций и фосфор; для подросткового возраста - кальций и селен; для юношеского периода онтогенеза - фосфор, селен и кремний.
Рецензенты:
Щетинин Е.В., д.м.н., профессор, зав. кафедрой патологической физиологии ГОУ ВПО «Ставропольская государственная медицинская академия», г. Ставрополь;
Федько Н.А., д.м.н., профессор, зав. кафедрой детских болезней лечебного и стоматологического факультетов ГОУ ВПО «Ставропольская государственная медицинская академия» г. Ставрополь.
Работа поступила в редакцию 01.08.2011.