ВЗАИМОСВЯЗЬ НЕВРОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ С СОДЕРЖАНИЕМ МАРГАНЦА И СВИНЦА В СРЕДЕ ОБИТАНИЯ

РЕЗЮМЕ. Неврологические расстройства являются ведущей причиной инвалидности и второй по значимости причиной смертности во всем мире. 

Цель работы – определение связи распространенности неврологических заболеваний населения Дагестана с содержанием марганца и свинца в почвах и водах территории.  

Материалы и методы. Исследовано содержание марганца, свинца в почвах и водах шести административных районов равнинной зоны Дагестана. Исследование проводили методом ААС на спектрометре contrAA 700 с ЭТА в инертной среде аргона. Источником показателей распространенности неврологических болезней среди населения служили данные Минздрава Дагестана.

Результаты. В результате исследования выявлена закономерность: чем выше содержание марганца, свинца, тем больше случаев неврологической заболеваемости (общая заболеваемость нервными болезнями (ОЗНБ), периферическая нейропатия (ПН), транзиторная ишемическая атака (ТИА), ишемия головного мозга (ИГМ). Так, ОЗНБ была положительно коррелируема с содержанием в почвах и водах марганца (r = 0,52; 0,81), свинца (r = 0,53; 0,85); ПН положительно коррелировали с содержанием марганца (r = 0,52), свинца (r = 0,54) в почвах. Сильная положительная взаимосвязь отмечалась с марганцем и свинцом (r = 0,92; r = 0,93) в речных и артезианских водоисточниках. ТИА связана средней силой корреляции с марганцем (r = 0,71) и свинцом (r = 0,81) в почвах. В водоисточниках марганец и свинец имели значение r = 0,93. ИГМ страдало население, проживающее на территориях с относительно большим содержанием свинца (r = 0,64) и марганца (r = 0,57) в почвах. В водоисточниках коэффициент корреляции составил: для марганца (r = 0,77), свинца (r = 0,81). 

Заключение. Марганец и свинец в окружающей среде могут влиять на распространенность расстройств нервной сферы человека, вызывая неврологические заболевания населения.  

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: неврологические заболевания, тяжелые металлы, марганец, свинец, окружающая среда, почва, природные воды.

Для цитирования: Ханалиев В.Ю., Моллаева Н.Р., Караева А.Ф., Кривцов А.В., Даниялова Н.Д., Зербалиева С.А., Асланбекова М.Р., Азбалаева М.С., Минатулаева А.Т., Алиева М.А., Салихов Ш.К., Яхияев М.А. Взаимосвязь неврологических заболеваний с содержанием марганца и свинца в среде обитания. Микроэлементы в медицине. 2024;25(4):69−74. DOI: 10.19112/2413-6174-2024-25-4-69-74.  

ВВЕДЕНИЕ 
За последние 30 лет во всем мире абсолютное число смертей и людей с инвалидностью из-за неврологических заболеваний существенно возросло, особенно в странах с низким и средним уровнем дохода, и прогнозируется дальнейшее увеличение. Такой рост абсолютного числа заболевших предполагает, что достижения в области профилактики и лечения основных неврологических расстройств недостаточно эффективны для противодействия глобальным демографическим изменениям. Поэтому необходимы срочные меры по сокращению этого бремени. Поскольку ресурсы здравоохранения и исследований уже перегружены, необходимо установить приоритеты, которые помогут политикам, правительствам и финансирующим организациям разработать и реализовать планы действий по профилактике, здравоохранению и исследованиям для решения растущей проблемы неврологических расстройств (Feigin, et al., 2020).

Здоровье населения тесно связано с окружающей средой, трансформация химического состава которой отражается на биохимических и физиологических процессах в организме человека, вследствие изменения жизнеобеспечивающих микроэлементов в эндогенной среде, зачастую из-за прессинга тяжелых металлов (Duan, et al., 2020; Бикбулатова, 2021; Евстафьева и др., 2023). Тяжелые металлы из природной среды поступают по пищевой цепи и аккумулируясь провоцируют расстройство обмена веществ и формирование элемент-дефицитных сдвигов, повреждают жизненно важные органы и системы человеческого организма, что сказывается на иммунной защите (Кривцов и др., 2015; Cannas et al, 2020). Мозг является функциональной единицей тела, которая чувствительна к тяжелым металлам и сильнее страдает от их загрязнения по сравнению с другими частями тела. Если воздействие тяжелых металлов станет продолжительным, они окажут вредное воздействие на нервную систему. Токсичность тяжелых металлов имеет серьезные и долгосрочные последствия для мозга, приводя к когнитивным нарушениям (Ortega et al., 2020).

В этом контексте актуально установление связи содержания жизненно важных и токсических элементов в составных частях природной среды (почвы, природные воды) с распространенностью неинфекционной патологии человека, в частности, распространенностью неврологических заболеваний на определенных территориях.

Актуальность исследований содержания тяжелых металлов в почвах и питьевых водах Дагестана обусловлена частой встречаемостью неинфекционных болезней животных и населения данного региона, обусловленных геохимическими факторами (Луганова и др., 2008; Абусуев и др., 2016; Яхияев и др., 2016).

Цель исследования – нахождение связи распространенности неврологических заболеваний населения Дагестана с содержанием марганца и свинца в почвах и природных водах территории. 

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследованы объекты окружающей среды (почва, питьевые воды) на различных территориях Дагестана. Источником данных по распространенности неврологических болезней среди населения служили показатели Министерства здравоохранения Дагестана. Исследованием было охвачено взрослое население (30–59 лет).

На территории, подлежащей исследованию, выбирали площади с однородным почвенным и растительным покровом (25 м2 ). С выбранной площадки отбирали смешанные образец почвы, состоящий из пяти точечных проб, взятых по методу конверта. Пробы отбирали лопатой или буром на глубину пахотного слоя. Каждую точечную пробу тщательно перемешивали и для составления смешанной пробы отбирали небольшой объем (около 50 г) почвы, высыпали в чистый мешочек. Из всех отдельных образцов в смешанную пробу должно попасть приблизительно одинаковое количество почвы. Все пять проб смешивали вместе, освобождали от камней, корней и других включений и тщательно перемешивали. Из общей массы методом квартования отбирали около 300 г почвы, упаковывали, маркировали, заполняли сопроводительный талон (МУ 2.1.7.730- 99). Отбор проб почв и их первичную подготовку к анализу осуществляли согласно ГОСТ 17.4.4.02- 84. Анализ природных вод проведён современными методами количественного химического анализа, регламентируемого нормативной документацией, утвержденной в установленном порядке для мониторинга и экологического контроля.

Содержание тяжелых металлов (марганца и свинца) в почвах и водах определено методом ААС в режиме электротермической атомизации (Крысанова и др., 2005) на спектрометре contrAA 700 («Analytik Jena AG», Германия) на кафедре аналитической и фармацевтической химии Дагестанского государственного университета.

Тип распределения данных установлен по критерию Шапиро–Уилка (W-критерий). Для оценки связи между показателями (неврологические заболевания, содержание марганца, свинца в почвах и питьевых водах), имеющими нормальное распределение, применяли коэффициент корреляции по Пирсону. За критический уровень значимости принято значение p<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Изучена взаимосвязь между содержанием в почвах и природных водах марганца и свинца и распространенностью неврологических заболеваний (общая заболеваемость нервными заболеваниями (ОЗНБ), периферическая нейропатия (ПН), транзиторная ишемическая атака (ТИА), ишемия головного мозга (ИГМ)).

Установлено, что распространенность ОЗНБ, ПН, ТИА, ИГМ зависела от принадлежности к территории. Больше всего пациентов с патологиями наблюдалось в Бабаюртовском районе, меньше – в Кизилюртовском (рис. 1 "Распространенность неврологических патологий в районах Дагестана" в приложенном pdf-файле). 

Выявлено, что средняя концентрация тяжелых металлов в почвах обследованных административных районов выше кларка по Виноградову: марганца и свинца в 1,5–4,5 и 1,5–2 раза соответственно. Предельно допустимая концентрация (ПДК) элементов в почвах составляет, мг/кг: свинец – 32, марганец – 140. В наших исследованиях установлено, что по марганцу показатели составили 0,45– 1,29 ПДК, по свинцу – 0,47–0,63 ПДК.

В ходе исследования установлено, что пациентов с патологиями больше на тех территориях, на которых выше содержание марганца и свинца в почве и водах, в частности в Бабаюртовском районе, меньше больных в Кизилюртовском районе, где ниже содержание марганца и свинца.

В процессе исследования показателей распространенности ОЗНБ, ПН, ТИА, ИГМ и содержания марганца и свинца на территориях различных районов Дагестана проведено их сравнение. При обработке данных Минздрава по патологиям и полученных показателей содержания марганца и свинца в окружающей среде, выявлена положительная заметная и высокая в почвах, высокая в природных водах корреляционная связь (таблица "Коэффициенты корреляции по Пирсону между патологией и содержанием тяжелых металлов в окружающей среде, p<0,05" в приложенном pdf-файле). 

Таким образом, выявлена закономерность: чем выше содержание марганца и свинца, тем выше показатели патологий (ОЗНБ, ПН, ТИА, ИГМ). Так, ОЗНБ положительно коррелировала с содержанием марганца (r = 0,52; 0,81), свинца (r = 0,53; 0,85) в почвах и водах; ПН положительно коррелировала с содержанием марганца и свинца (r = 0,54) в почвах, сильная положительная взаимосвязь отмечалась с марганцем (0,92) и свинцом (r = 0,93) в речных и артезианских водоисточниках; ТИА связана коррелятивно с марганцем (r = 0,71) и свинцом (r = 0,81) в почвах, в водоисточниках марганец и свинец имели значение r = 0,93.

Показано, что ИГМ коррелировала с марганцем (r = 0,57) и свинцом (r = 0,64) в почвах и марганцем (r = 0,74), свинцом (r = 0,81) в природных водах. Следовательно, содержание марганца и свинца в почвах и природных водоисточниках положительно коррелировали с изученными невропатологиями. 

Результаты представленного исследования согласуются с современными работами исследователей, отмечающих нейротоксичность марганца (Harischandra et al., 2019; Martins et al., 2020; Zheng et al., 2023) и свинца (Fang et al., 2021; Gundacker et al., 2021; Liu et al., 2023) поступающих из окружающей среды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты исследования продемонстрировали взаимосвязь количества пациентов с неврологическими расстройствами (ОЗНБ, ПН, ТИА, ИГМ) с содержанием марганца и свинца в окружающей среде. Люди и другие живые организмы могут подвергаться воздействию тяжелых металлов через пищевую цепь. Для борьбы с проблемой поступления тяжелых металлов в организм человека необходимо снижение их выбросов в окружающую среду, а также проведение комплекса лечебно-профилактических мероприятий среди населения на неблагополучных территориях.

ЛИТЕРАТУРА
Абусуев С.А., Яхияев М.А., Салихов Ш.К. и др. Содержание йода в почвах и питьевых водах Дагестана и распространенность эпидемического зоба. Проблемы женского здоровья. 2016; 11(1): 26–31.
Бикбулатова Л.Н. Элементный статус взрослого населения Ямало-Ненецкого автономного округа. Журнал медикобиологических исследований. 2021; 9(3): 248–257.
Евстафьева Е.В., Ясенева Е.В., Богданова А.М. и др. Биогеохимические аспекты локального взаимодействия в системе общество-природа при техногенезе биосферы. Geochemistry International. 2023; 61(10): 1087–1098.
Кривцов А.В., Вдовина Н.А., Пирогова Е.А. и др. Генетические особенности адаптивности иммунологического статуса у детей, экспонированных марганцем. Российский иммунологический журнал. 2015; 9(2): 562–564.
Крысанова Т.А., Котова Д.Л., Бабенко Н.К. Атомно-абсорбционная спектроскопия. Воронеж: Изд-во ВГУ. 2005. 31 с.
Луганова С.Г., Гиреев Г.И., Салихов Ш.К. Связь концентрации микроэлементов в пастбищных экосистемах Дагестана с заболеваемостью овец эндемическим зобом. Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2008; 3(4): 77–82.
Яхияев М.А., Салихов Ш.К., Абусуев С.А. и др. Артериальная гипертензия – следствие нарушения микроэлементного статуса объектов биосферы. Микроэлементы в медицине. 2016; 17(2): 10–14.
Cannas D., Loi E., Serra M., Firinu D., Valera P., Zavattari P. Relevance of Essential Trace Elements in Nutrition and Drinking Water for Human Health and Autoimmune Disease Risk. Nutrients. 2020; 12(7): 2074.
Duan W., Xu C., Liu Q. et al. Levels of a mixture of heavy metals in blood and urine and all-cause, cardiovascular disease and cancer mortality: A population-based cohort study. Environmental Pollution. 2020; 263: 114630.
Fang Y., Lu L., Liang Y. et al. Signal transduction associated with lead-induced neurological disorders: A review. Food and Chemical Toxicology. 2021; 150: 112063.
Feigin V.L., Vos T., Nichols E. et al. The global burden of neurological disorders: translating evidence into policy. The Lancet Neurology. 2020; 19(3): 255–265
Gundacker C., Forsthuber M., Szigeti T. et al. Lead (Pb) and neurodevelopment: A review on exposure and biomarkers of effect (BDNF, HDL) and susceptibility. International Journal of Hygiene and Environmental Health. 2021; 238: 113855.
Harischandra D.S., Ghaisas S., Zenitsky G. et al. Manganese-induced Neurotoxicity: New Insights into the Triad of Protein Misfolding, Mitochondrial Impairment, and Neuroinflammation. Frontiers in Neuroscience. 2019; 13: 654.
Liu M., Liu R., Wang R. et al. Lead‐induced neurodevelopmental lesion and epigenetic landscape: Implication in neurological disorders. Journal of Applied Toxicology. 2023; 43(9): 1256–1271.
Martins A.C., Krum B.N., Queirós L. et al. Manganese in the diet: bioaccessibility, adequate intake, and neurotoxicological effects. Journal of agricultural and food chemistry. 2020; 68(46): 12893–12903.
Ortega D.R., Rodríguez P.O., Pineda B. et al. Kynurenine Pathway as a New Target of Cognitive Impairment Induced by Lead Toxicity during the Lactation. Scientific Reports. 2020; 10(1): 1–14.
Zheng X wei, Fang Y yuan, Lin J jie et al. Signal Transduction Associated with Mn-induced Neurological Dysfunction. Biological Trace Element Research. 2023; https://doi.org/10.1007/s12011-023-03999-0