The northern regions of the Arctic (Yamalo-Nenets Autonomous Okrug, capital Salekhard – Yamalo-Nenets Autonomous Okrug) and the Subarctic (Khanty-Mansiysk – Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug), in addition to their vital economic importance (oil and gas production), also play a key military-political role in the development of the Northern Sea Route and the protection of the Russian Federation's Arctic borders. Currently, Russia's priority is national security, which will be guaranteed in the near future by a healthy future generation. The development of acclimatization-related elemental deficiencies as a result of prolonged exposure to low temperatures has been proven. This primarily concerns Ca, which is involved in cold adaptation, and trace elements with antioxidant activity: Mg, Zn, Cu, and Se.
Objective: To study the calcium, magnesium, zinc, copper, and selenium content in the hair of primary school children living in the Yamalo-Nenets and Khanty-Mansi Autonomous Okrugs.
Material and methods. A total of 100 primary school children (ages 7–10) were examined, 50 each from Salekhard and Khanty-Mansiysk. Using the ISM-MS method, concentrations of Ca, Mg, Zn, Cu, and Se were determined in hair samples from the children at the Central Biomedical Institute (Moscow).
Results. Median levels of these elements in the bio substrate were within physiologically adequate limits, but closer to the lower limit, with significantly lower levels in the Arctic group: Ca (p=0,002), Mg (p=0,035), Cu (p=0,032), Zn – 1,2 times lower, Se – 1,1 times lower than in the Subarctic group.
Conclusion. Increasing the levels of Ca, Mg, Zn, Cu, and Se in the diet, combined with their administration as a vitamin-mineral complexes, represents the most effective prevention of metabolic disorders associated with their deficiency.
KEYWORDS: Arctic, Subarctic, primary school students, calcium, magnesium, zinc, copper, selenium.
For citation: Fomicheva T.P. Comparative assessment of bioelement content in hair in children aged 7-10 years old – residents of the arctic and subarctic. Trace elemets in medicine. 2026;27(3):50−58. DOI: 10.19112/2413-6174-2026-27-3-50-58
REFERENCES
Гайков М.О. Участие биоэлементов в адаптации медработников к неблагоприятным факторам высоких широт. Микроэлементы в медицине. 2025; 26 (4): 55–62; https://doi.org/10.19112/2413-6174-2025-26-4-55-62.
Головачева В.А., Табеева Г.Р. Невротические расстройства, головная боль, стресс: опыт ведения коморбидного пациента и роль препаратов магния. Медицинский совет. 2021; 2: 94–100; https://doi.org/10.21518/2079-701X-2021-2-94-100.
Голубкина Н.А., Корчина Т.Я., Меркулова Н.Н., Песин С.А. Селеновый статус Ханты-Мансийского автономного округа. Микроэлементы в медицине. 2005; 6(1): 2–7.
Горбачев А.Л. Биогеохимическая характеристика северных регионов России. Сборник трудов, посвященный 90-летию основания Магадана «Человек на Севере: системные механизмы адаптации». Магадан: Экспресс-полиграфия. 2019; 3: 70.
Горбачев А.Л. Микроэлементный статус и здоровье жителей северных регионов: научный обзор. Экология человека. 2025; 32(4): 225–238; https://doi.org/10.17816/humeco646046 EDN: ILROFE.
Громова О.А., Торшин И.Ю. Магний и «болезни цивилизации»: практическое руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2018: 799 с.
Ефимова Н.В., Мыльникова И.В. Характеристика физического развития детей Ямало-Ненецкого автономного округа. Экология человека. 2017; 10: 71–75.
Завьялов Д.А., Самаров А.С. Влияние климатических факторов и условий Крайнего Севера на физическое развитие детей. Материалы V Международной научно-практической конференции «Образовательные технологии в современном учебно-воспитательном пространстве», г. Петрозаводск, 16 декабря 2020 г. 2020: 8–13.
Калюжный Е.А. Морфофункциональное состояние и адаптационные возможности учащихся образовательных учреждений в современных условиях: монография. Арзамас: Арзамасский филиал ННГУ. 2020: 328 с.
Корчин В.И., Корчина Т.Я., Бикбулатова Л.Н., Терникова Е.М., Лапенко В.В. Влияние климатогеографических факторов Ямало-Ненецкого автономного округа на здоровье населения. Журнал медико-биологических исследований. 2021; 1: 77–88; https://doi.org/10.37482/2687-1491-Z046.
Корчина Т.Я., Миняйло Л.А., Корчин В.И., Сафарова О.А. Сравнительные показатели содержания железа и марганца в волосах у женщин северного региона с различной очисткой питьевой воды. Экология человека. 2018; 4: 6–11.
Корчина Т.Я., Корчин В.И. Сравнительный анализ химического состава природных вод Ханты-Мансийского и ЯмалоНенецкого автономных округов. Здоровье населения и среда обитания. 2022; 1: 27–31; https://doi.org/10.35627/2219-5238/2022-30-1-43-47.
Корчина Т.Я., Киричук А.А., Шарифов М.И. Эколого-физиологическая оценка обеспеченности кальцием и магнием жителей городов Ханты-Мансийск и Салехард. Russian Journal of Environmental and Rehabilitation Medicine. 2024; 4: 46–53.
Крутихина С.Б., Горелов А.В., Яблокова Е.А., Полотнянко Е.Ю. Роль кальция, витаминов D и К в формировании здоровья опорно-двигательного аппарата у детей. Фарматека. 2019; 26(2): 83–88; https://dx.doi.org/10.18565/pharmateca.2019.2.83-88.
Лапенко В.В., Бикбулатова Л.Н., Терникова Е.М. Эколого-физиологическая оценка химического состава водопроводной воды городов Ханты-Мансийск и Салехард. Ульяновский медико-биологический журнал. 2020; 3: 159–167. https://doi.org/10.34014/2227-1848-2020-3-159-167.
Луговая Е.А., Степанова Е.М., Виноградова И.А., Жукова О.В., Матвеева Ю.П. Оценка и оптимизация элементного статуса организма – перспективы персонализированной медицины. М.: ЛЕНАНД. 2026: 200.
Миняйло Л.А., Корчина Т.Я., Корчин В.И. Корреляционные связи между содержанием химических элементов в волосах у жителей Нягани и Нефтеюганска и их концентрацией в питьевой воде. Медицинская наука и образование Урала. 2019; 3: 19–24.
Морозова О.С., Дедюхина О.Е., Сергеева Т.Б., Шашкова Е.Ю., Щёголева Л.С. Состояние клеточного иммунитета у женщин Ямало-Ненецкого автономного округа Российской Федерации. Экология человека. 2026; 33 (2): 131–139. https://doi.org/10.17816/humeco692191.
Рисник Д.В., Барабаш А.Л. Связь заболеваемости населения Тамбовской области с минеральным составом питьевых артезианских вод. Микроэлементы в медицине. 2019; 20(2): 28–38; https://doi.org/10.19112/2413-6174-2019-20-2-28-38.
Скальный А.В., Скальная М.Г., Киричук А.А., Тиньков А.А. Медицинская элементология. М.: РУДН. 2021: 199.
Суплотова Л.А., Шарофилова Н.В., Некрасова М.Р., Губина В.В., Лузина И.Г., Кретинина Л.Н., Осадченко Г.А., Храмова Е.Б., Туровинина Е.Ф. Мониторинг программы профилактики йодного дефицита в Западной Сибири. Проблемы Эндокринологии. 2002; 48(6): 13–16; https://doi.org/10.14341/probl11706.
Суплотова Л.А., Макарова О.Б., Шарухо Г.В., Ковальжина Л.С. Роль питания в профилактике и коррекции йододефицитных состояний на эндемичной территории. Вопросы питания. 2018; 87(5): 27–36; https://doi.org/10.24411/0042-8833-2018-10050.
Чебаргина М.А., Сенькевич О.А., Ковальский Ю.Г. Факторный анализ влияния микронутриентного статуса на физическое и когнитивное развитие младших школьников. Journal of Siberian Medical Sciences. 2023; 7(2): 29–41; https://doi.org/10.31549/2542-1174-2023-7-2-29-41.
Ших Е.В., Махова А.А., Ших Н.В., Никитин Е.Ю. Социальный джетлаг: возможности микронутриентной поддержки. Вопросы питания. 2022; 91(3): 85–95; https://doi.org/10.33029/0042-8833-2022-91-3-85-95.
Щербакова А.С. Фактор климата в жизнедеятельности северян: объективные данные и субъективные оценки. Экология человека. 2019; 7: 24–32; https://doi.org/10.33396/1728-0869-2019-7-24-32.
Яхияев М.А., Салихов Ш.К., Абдулкадырова С.О., Асельдерова А.Ш., Сурхаева З.З., Казанбиева П.Д., Ибрагимова Э.И.,
Алиева Д.З., Адилова М.А., Абусуева Б.А., Абусуева З.С. Содержание магния в окружающей среде и заболеваемость населения артериальной гипертензией. Гигиена и санитария. 2019; 98(5): 494–497; http://dx.doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-5-494-497.
Al Alawi A.M., Majoni S.W., Falhammar H. Magnesium and human health: perspectives and research directions. Int. J. Endocrinol. 2018; 16: 9041694; http://dx.doi.org/10.1155/2018/9041694.
Cai Y.D., Liu X., Chow G.K., Hidalgo S., Jackson K.C., Vasquez C.D., Gao Z.Y., Lam V.H., Tabuloc C.A., Zheng H., Zhao
C., Chiu J.C. Alternative splicing of Clock transcript mediates the response of circadian clocks to temperature changes. Proc Natl Acad Sci USA. 2024; 121(50): 2410680121; https://doi.org/10.1073/pnas.2410680121.
Choi S., Liu X., Pan Z. Zinc deficiency and cellular oxidative stress: prognostic implications in cardiovascular diseases. Acta Pharmacol. 2018; 39(7): 1120–1132; https://doi.org/10.1038/aps.2018.25.
DiNicolantonio J.J., O’Keefe J.H., Wilson W. Subclinical magnesium deficiency: a principal driver of cardiovascular disease and a public health crisis. Open Heart. 2018; 5. Article ID e000668; https://doi.org/10.1136/openhrt-2017-000668.
Fiorentini D., Cappadone C., Farruggia G., Prata C. Magnesium: biochemistry, nutrition, detection, and social impact of diseases linked to its deficiency. Nutrients. 2021; 13(4): 1136; https://doi.org/10.3390/nu13041136.
Fischer V., Haffner-Luntzer M., Amling M., Ignatius A. Calcium and vitamin D in bone fracture healing and post-traumatic bone turnover. Eur Cell Mater. 2018; 22(35): 365–385; https://doi.org/10.22203/eCM.v035a25.
GBD 2021 US Burden of Disease Collaborators. The burden of diseases, injuries, and risk factors by state in the USA, 1990–2021: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2021. Lancet. 2024; 404(10469): 2314–2340; https://doi.org/10.1016/S0140-6736 (24)01446-6.
Malyavskaya S.I., Kostrova G.N., Kudryavtsev A.V., Lebedev A. Low vitamin D levels among children and adolescents in an Arctic population. Scandinavian Journal of Public Health. 2023; 51(7): 1003–1008; https://doi.org/10.1177/14034948221092287.
Michlska-Mosiej M., Socha K., Soroczynska J., Karpinska E., Tazarczyk K.B., Borauska M.Y. Selenium, Zink, Copper, and Total Antioxidant Status in the Serum of Patients with Chronic Tonsillitis Biol. Trace Elem. Res. 2016; 173(1): 30–34; https://doi.org/10.1007/s12011-016-0634-2.
Mohammed S. Razzaque Magnesium: Are We Consuming Enough? Nutrients. 2018; 10(12): 1863. https://doi.org/10.3390/nu10121863.
Olloquequi J., Cornejo-Cordova E., Verdaguer E., Soriano F.X., Binvignat O., Auladell C., Camins A. Excitotoxicity in the pathogenesis of neurological and psychiatric disorders: therapeutic implications. J. Psychopharmacol. 2018; 32: 265–275; https://doi.org/10.1177/0269881118754680.
Reddy P., Edwards L.R. Magnesium supplementation in vitamin D deficiency. Am J Ther. 2019; 26 (1): 124–132; https://doi.org/10.1097/mjt.0000000000000538.
Skalnaya M.G., Skalny A.V. Essential trace elements in human health: a physician’s view. Publishing House of Tomsk State University. Tomsk. 2018: 224.
Stroebel D., Casado M., Paoletti P. Triheteromeric NMDA receptors: from structure to synaptic physiology. Curr. Opin. Physiol. 2018; 2: 1–12; https://doi.org/10.1016/j.cophys.2017.12.004.
Wołonciej M., Milewska E., Roszkowska-Jakimiec W. Trace elements an activator ofantioxidant enzymes. Postepy Higieny i Medycyny. Doswiadczalnej (Online). 2016; 31(70): 1483–1498; https://doi.org/10.5604/17322693.1229074.
Yao P., Bennett D., Mafham M., Lin X., Chen Z., Armitage J., Clarke R. Vitamin D and calcium for the prevention of fracture: a systematic review and meta-analysis. JAMA Netw Open. 2019; 2: e1917789; https: //doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2019.17789.
Information about the author:
Tatiana P. Fomicheva – Post-graduate Student of the Department of Medical and Biological Chemistry
E-mail: n35f92@mail.ru; http://orcid.org/0009-0007-5835-0387; SPIN: 8815-1316
Conflict of interest
The author declares no obviousand potential conflicts of interest related to the publication of this article.