Русский English

Фомина М.В., Баранова О.В., Мирошников С.В., Борисюк С.В.

Обмен химических элементов на фоне различного потребления пищевых волокон

Оренбургский государственный университет

Оренбургская государственная медицинская академия

Химические элементы являются ключевыми элементами важнейших биохимических процессов человеческого организма. По различным оценкам их перечень в составе тканей превышает восемьдесят наименований [4]. В этой связи определённый интерес представляют размеры «пулов» отдельных химических элементов в организме и их зависимость от внешней среды, и в частности от поступления с пищей [3]. Исследованию данной проблемы посвящено большое количество исследований [8,10]. Отдельные авторы отмечают важность оценки как общего поступления химических элементов с пищей, так и биодоступность, где немаловажную роль играют эффекты взаимодействия микронутриентов между собой, а именно субстрат-связывающая способность [2,6,11]. Наибольший интерес в плане адсорбционных и ионообменных свойств привлекают пищевые волокна, что объясняется наличием большого числа связывающих групп на поверхности биополимеров последних [1,7], которые и определяют и величину эндогенных потерь химических элементов в ходе энтерального обмена [6].

Цель исследования: изучить особенности обмена токсичных элементов в организме в зависимости от уровня потребления пищевых волокон с рационом питания.

Материалы и методы. В исследовании приняли добровольное участие 232 студента в возрасте 21±1,8 года, из них юношей 66 (28,4%), девушек – 166 (71,5%), обучающихся на различных факультетах Оренбургского государственного университета. Оценка количества потребляемой пищи респондентами была проведена методом 24-часового (суточного) воспроизведения питания [3]. Анализ химического состава пищевых продуктов выполнен с помощью программы оценки фактического питания «Аспон-питание», разработанной под руководством проф. И.М. Воронцова в Санкт-Петербургской медицинской академии. Содержание химических элементов в биосубстрате (волосы) определено по технологии РУ №ФС 2007/128 от 09.07.2007 в лаборатории АНО «Центр биотической медицины» (г. Москва, аттестат аккредитации ГСЭН.RU. ЦОА.31) с использованием атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС) и масс-спектрального анализа на оборудовании производства Perkin Elmer Corp. (Optima 2000DV, ELAN 9000). Для получения целостного представления об общих закономерностях накопления токсичных элементов использован относительный показатель концентрации элементов в биосубстратах. Суммарный коэффициент токсической нагрузки вычислялся по формуле: Кtox = КAl + КTi + КCd + КHg + К Pb + КSn , где К Al …. КSn – отношение содержания элемента в волосах конкретного человека к содержанию, соответствующему 50 центилю [5,6,9]. При оценке потребления пищевых волокон в составе среднесуточного рациона питания были использованы рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ, определяющих уровень адекватного потребления пищевых волокон 20 г/сут. [7]. В зависимости от потребления пищевых волокон юноши и девушки были разделены на три группы: I группа – юноши с грубым дефицитом в рационе пищевых волокон (менее 10 г/сут); II группа – юноши с умеренным дефицитом в рационе пищевых волокон (от 10 до 20 г/сут); III группа – юноши с адекватным содержанием в рационе пищевых волокон (20 г/сут и более). Аналогичным образом в зависимости от уровня потребления пищевых волокон на три группы были разделены девушки. Статистическая обработка результатов исследований проводилась с использованием программ «Excel», «Statistica». Оценка корреляционных взаимосвязей проводилась с помощью ранговой корреляции по Спирмену.

Результаты и их обсуждение. Анализ суточного потребления пищевых волокон юношами показал, что у 12 (18,1%) респондентов уровень потребления был адекватным, у 34 (56,6%) умеренно дефицитным, у 20 (30,3%) - грубо дефицитным. Среди девушек адекватный уровень потребления наблюдался у 7 (4,2%), умеренный дефицит у 79 (47,6%), грубый дефицит – 80 (48,2%) респондентов. Как следует из табл. 1, выявлена прямая зависимость поступления эссенциальных химических элементов и уровня содержания в рационе пищевых волокон. У юношей I группы поступление кальция было в 1,6 раза достоверно ниже (p<0,05), чем во II группе, и в 3,9 ниже, чем в III группе респондентов. Потребление йода в I группе юношей в 1,9 раза достоверно ниже, чем во II группе (p<0,05) и, в 3 раза ниже (p<0,05) чем в III группе юношей. Прямая зависимость прослеживалась так же по меди, фосфору, фтору и цинку. Сходная тенденция имела место в группах девушек с различным уровнем потребления пищевых волокон (табл. 1). Анализ содержания эссенциальных и условноэссенциальных элементов в волосах юношей и девушек с различным уровнем потребления пищевых волокон выявило обратную зависимость количества поступающих волокон с пищей и содержания в волосах ряда элементов. Так, обратная зависимость прослеживалась как у девушек, так и юношей по накоплению Fe, Mn, K, Ni, I, Si.

Таблица 1. Поступление химических элементов с пищей в зависимости от уровня поступления пищевых волокон, мкг/сут.

Таблица 1. Поступление химических элементов с пищей в зависимости от уровня поступления пищевых волокон, мкг/сут.

Примечание: здесь и далее ⃰ , ⃰ ⃰ , ⃰ ⃰ ⃰ - достоверная разница (p<0,05, p<0,01, p<0,001) содержания химических элементов между группами с различным уровнем потребления пищевых волокон внутри половой группы

Как следует из табл. 2, выявлена обратная зависимость количества поступающих волокон с пищей и содержания в волосах мышьяка и кадмия. Так, наблюдалось снижение содержания мышьяка в волосах при адекватном потреблении пищевых волокон в 1,3 раза у юношей и в 1,2 у девушек вторых групп. Что касается кадмия, как у юношей, так и девушек с адекватным потреблением пищевых волокон (III группы), концентрация данного элемента в 2 раза была достоверно ниже (p<0,05), чем у респондентов с грубым дефицитом их потребления. Аналогичная закономерность имела место для всех оцениваемых токсичных и потенциально-токсичных элементов. Так, по нашим данным, у юношей III группы наблюдалось достоверно более низкое содержание в волосах ртути в 2 раза (p<0,01), олова в 1,6 раза, свинца в 2,8 раза (p<0,01) по сравнению с I группой респондентов. Расчёт показал в 1,5 раза более низкий суммарный коэффициент токсической нагрузки у юношей с адекватным потреблением пищевых волокон (III группа). В сравнении, относительная концентрация токсичных элементов у девушек для алюминия была в 1,3 раза, титана в 1,7 раза, ртути в 1,3 раза, свинца в 1,7 раза, олова в 1,3 раза ниже в группе с адекватным приёмом пищевых волокон (III группа). Суммарный коэффициент токсической нагрузки был ниже в 1,7 раза у девушек с адекватным потреблением пищевых волокон III группы.

Таблица 2. Содержание химических элементов c различной биологической значимостью в волосах студентов, мкг/г.

Таблица 2. Содержание химических элементов c различной биологической значимостью в волосах студентов, мкг/г.

При изучении корреляционной зависимости между значениями поступающих с пищей пищевых волокон и химическими элементами в волосах было установлено, что самый высокий коэффициент обратной корреляции наблюдался по содержанию в волосах титана (r = - 0,9), алюминия (r = - 0,72), свинца (r = - 0,65), олова (r = - 0,6).

Вывод. Уровень потребления пищевых волокон оказывает влияние на обмен ряда эссенциальных, условно-эссенциальных и токсичных элементов.


Список использованных источников:

1. Ардатская М.Д. Метаболические эффекты пищевых волокон. Пути использования в клинической медицине// Сучастна гастроентерология.-2010.-№3.-С. 79-91.

2. Баранова О.В. Гигиеническая оценка фактического питания и особенности элементного статуса студентов Оренбуржья: Автореф. дис. … канд. биол. наук. – М., 2005.-23 с.

3. Методические рекомендации по оценке количества потребляемой пищи методом 24-часового (суточного) воспроизведения питания №С1-19/14-17/ А.Н. Мартинчик, А.К. Батурин, А.И. Феоктистова, И.В. Свяховская. - М.: Минздрав РФ, 1996.- 24 с.

4. Влияние перорального приёма Bifidobacterinum longum на величину эндогенных потерь ионов тяжёлых металлов/ С.А. Мирошников, О.В. Кван, Д.Г. Дерябин, С.В. Нотова// Вестник ОГУ.- 2005.-№2.- С. 44.

5. Диапазон концентраций (референтные значения) химических элементов в теле животных/ С.А. Мирошников, С.В. Лебедев// Вестник ОГУ.- 2009.-№6.- С. 241-243.

6. Нотова С.В. Эколого-физиологическое обоснование корригирующего влияния элементного статуса на функциональные резервы организма человека: Автореф. дис. … д-ра мед. наук.- М., 2005.- 40 с.

7. Рациональное питание. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации МР 2.3.1.2432-08/ В.А. Тутельян, А.К. Батурин, М.М.Г. Гаппаров, Б.С. Каганов. - М.: Минздрав РФ, 2008.- 39 с.

8. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека.- М.: ОНИКС 21 век, 2004.- 216 с.

9. Скальный А.В. Референтные значения концентрации химических элементов в волосах, полученные методом ИСП-АЭС// Микроэлементы в медицине.- 2003.-Т.4.- №1.-С. 55-56.

10. Применение методов контроля и коррекции питания для предотвращения биоэлементозов/ С.В. Нотова, А.В. Скальный, В.В. Скальный// Вестник ОГУ.- 2004.-№5.- С. 105-108.

11. Анализ совместного использования пробиотических препаратов и железа с различными физико-химическими свойствами в эксперименте/ М.В. Фомина, О.В. Кван, А.Н. Сизенцов// Вестник ОГУ.- 2011.-№12(131).- С. 442-444.


31.03.2013 17:02:00