Кандидат биол. наук, старший научный сотрудник Института проблем геотермии и возобновляемой энергетики филиал ФГБУН ОИВТ РАН, 367030, г. Махачкала, Россия
e-mail: tamila4@mail.ru
Candidate of Biological Sciences, senior researcher at the Laboratory of Energy, Institute for Problems of Geothermy and Renewable Energy, branch of the Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences, 367030, Makhachkala, Russian Federation
e-mail: tamila4@mail.ru
Кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории энергетики Института проблем геотермии и возобновляемой энергетики — филиала ФГБУН «Объединённый институт высоких температур» Российской академии наук, 367030, г. Махачкала, Россия
e-mail: omari50@mail.ru
Candidate of Chemical Sciences, senior researcher at the Laboratory of Energy, Institute for Problems of Geothermy and Renewable Energy, branch of the Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences, 367030, Makhachkala, Russian Federation
e-mail: omari50@mail.ru
Введение. Многие металлы оказывают негативное воздействие на здоровье человека по различным токсикологическим механизмам. Свинец, мышьяк, кадмий и ртуть — это наиболее распространенные токсические металлы в окружающей среде, а их негативное воздействие на здоровье хорошо изучено и подтверждено большим объемом данных по экспозиции человека во всем мире. Одним из прямых методов оценки воздействия контаминантов на здоровье населения является применение биологических маркеров, позволяющих определить наличие вещества или его метаболита в биологических тканях человека и дозу, полученную от всех источников поступления этого вещества.
Цель исследования — определение зависимости содержания мышьяка в биологических образцах (волосах) экспонируемых жителей от уровня его содержания в питьевой воде и обоснование эффективности использования данного биомаркера в условиях гидрогеохимической провинции на территории Республики Дагестан.
Материал и методы. В рамках данного исследования измерялось содержание мышьяка в волосах экспонируемых жителей с дальнейшим сопоставлением полученных данных с его содержанием в питьевых подземных водах. Для определения содержания мышьяка в волосах экспонируемых жителей использовался атомно-абсорбционный метод с предварительной подготовкой образцов биосубстрата согласно МУК 4.1.776–99. Социо-демографические данные, а также информация по условиям проживания и окружающей среде были получены из опросника. Статистическая обработка полученных данных проведена с помощью электронных таблиц Microsoft Excel, в ходе которого была выведена регрессионная модель зависимости содержания мышьяка в волосах испытуемых от его уровня в потребляемой питьевой воде.
Результаты. Анализ полученных данных подтверждает, что при хроническом пероральном поступлении следовых доз мышьяка в организм человека, происходит его накопление в волосах. В ходе данного исследования была выявлена корреляционная зависимость между содержанием мышьяка в волосах экспонируемых жителей от его содержания в потребляемой питьевой воде, а также выявлена прямая пропорциональная зависимость между этими величинами. Так, при увеличении концентрации мышьяка в воде на 0,1 мг/л содержание мышьяка в волосах возрастает на 0,14 мкг/г. Таким образом, в работе обосновано использование волос экспонируемых жителей в качестве биомаркера длительной экспозиции малых доз мышьяка в условиях биогеохимической провинции.
Ограничением исследования является небольшой размер выборки. Однако это не препятствует оценке эффективности использования волос в качестве биомаркера воздействия мышьяка и предварительным выводам для последующего углубленного анализа биомониторинга в условиях биогеохимических провинций.
Заключение. В условиях биогеохимических провинций, как правило, содержание природных токсичных элементов характеризуется следовыми количествами, что не позволяет развиться у экспонируемых жителей ранним проявлениям острых и подострых эффектов. В таких условиях использование биомаркеров позволит выявить уровень нагрузки на организм и своевременно применить превентивные методы до появления клинических признаков интоксикации. Кумулятивные свойства мышьяка характеризуются его способностью связываться с сульфгидрильными группами кератина и в результате даже малые дозы мышьяка накапливаются в волосах при длительной экспозиции. Таким образом, волосы экспонируемых жителей являются эффективным биомаркером экспозиции мышьяка в условиях биогеохимических провинций.
Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или других документов.
Участие авторов:Абдулмуталимова Т.О. — концепция и дизайн исследования, статистическая обработка данных, написание текста, редактирование;Рамазанов О.М. — проведение полевых работ, сбор и обработка материала, проведение химического анализа, написание текста. Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Дата поступления: 23 октября 2023 / Дата принятия в печать: 03 декабря 2023 / Дата публикации: 29 декабря 2023
Introduction. One of the direct methods of assessing the impact of contaminants on public health is the use of biological markers that allow determining the presence of a substance or its metabolite in human biological tissues and the dose received from all sources of this substance.
The purpose of this study was to determine the dependence of arsenic content in biological samples (hair) of exposed residents on the level of its content in drinking water and to substantiate the effectiveness of the use of this biomarker in the conditions of a hydrogeochemical province in the Republic of Dagestan.
Material and methods. During this research the arsenic content in the hair of the exposed residents was measured with further comparison of the data obtained with its content in drinking groundwater. To determine the arsenic content in the hair of the exposed residents, an atomic absorption method was used with preliminary preparation of biosubstrate samples. Socio-demographic data were obtained from a questionnaire. Statistical data processing was carried out using Microsoft Excel.
Results. In the course of this study, a correlation was revealed between the arsenic content in the hair of the exposed residents and its content in the drinking water consumed, and a direct proportional relationship between these values was also revealed. Thus, with an increase in the concentration of arsenic in water by 0.1 mg/l, the arsenic content in the hair increases by 0.14 mkg/g. So, using of the hair of exposed residents as a biomarker of long-term exposure is recommended to small doses of arsenic in a biogeochemical province.
limitation of the study is the small sample size. However, this does not prevent the assessment of the effectiveness of using hair as a biomarker of arsenic exposure and preliminary conclusions for subsequent in-depth analysis of biomonitoring in the conditions of biogeochemical provinces.
Conclusion. As a rule, the content of natural toxic elements is characterized by trace amounts in the conditions of biogeochemical provinces. Biomonitoring will reveal the level of stress on the body and timely apply preventive methods before the clinical signs of intoxication are revealed.
Compliance with ethical standards. The study does not require the submission of a biomedical ethics committee opinion or other documents.
Authors contribution:Abdulmutalimova T.O. — setting the purpose of the study, concept and design of the study, statistical data processing, text writing, editing;Ramazanov O.M. — conducting field work, collecting and processing material, conducting chemical analysis, writing the text.All co-authors — approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Funding. The study had no sponsorship.
Date of receipt: October 23, 2023 / Date of acceptance for printing: December 3, 2023 / Date of publication: December 29, 2023
The authors declare that there are no conflicts of interest present.