Подходы к идентификации маркеров воздействия окружающей среды и питания на организм дошкольников

Введение. Идентификация маркеров воздействия окружающей среды и питания на организм человека с учетом взаимных влияний остается актуальным направлением для оценки риска здоровью населения.
Цель исследования – идентификация маркеров воздействия на организм детей окружающей среды и питания с учетом взаимных влияний.
Материалы и методы. Для исследования выбраны дети дошкольного возраста двух территорий с различными условиями среды обитания Свердловской области (n = 197). В период с января 2022 по июнь 2024 г. у детей определялась массовая концентрация 19 металлов, цитогенетические показатели буккального эпителия, интерлейкины (IL-1, IL-4), глутатион-S-трансфераза, 60 органических кислот в моче. Оценивалось меню ДОУ и питание вне ДОУ, антропометрические показатели, заболеваемость по амбулаторным картам, состояние здоровья анкетным методом. Для статистической обработки данных использован пакет Microsoft Excel и программа IBM SPSS.
Результаты исследования. Выявлено, что у детей территории с высоким аэрогенным риском экспозиция 7 металлов превышает референтные значения, особенно по алюминию в 3,9 раза, марганцу в 2,5 раза. У них чаще встречаются цитогенетические повреждения клеток буккального эпителия (р < 0,001), более высокие показатели маркеров аллергических реакций (IL 4), выше значения глутатион-S-трансферы и органических кислот, маркеров детоксикации. Питание детей дефицитно по витаминам В1, С, кальцию, а по маркерам органических кислот – по незаменимым аминокислотам и витаминам В9, В12. У детей основной группы чаще выявляются пониженная масса тела. Дети территории сравнения отличаются от основной группы по высокой экспозиции к мышьяку, ртути, меди, большому количеству (85 %) детей, имеющих клетки с микроядрами и ядрами атипичной формы, высокими концентрациями воспалительных цитокинов (IL-1), дефицитом энергии, белка, избытком сахаров в питании, маркерами нарушения энергетического обмена.
Заключение: Идентифицированные маркеры двух неадаптивных метаболотипов на воздействие окружающей среды и фенотипов питания позволят дифференцированно подойти к разработке рационов питания.

1. Maitre L, Guimbaud JB, Warembourg C, et al., Exposome Data Challenge Participant Consortium. State-ofthe-art methods for exposure–health studies: Results from the exposome data challenge event. Environ Int. 2022;168:107422. doi: 10.1016/j.envint.2022.107422

2. Lucock MD. A brief introduction to the exposome and human health. ERHM. 2021;6(1):18–23. doi: 10.14218/ERHM.2020.00070

3. Zahedi A, Hassanvand MS, Jaafarzadeh N, Ghadiri A, Shamsipour M, Dehcheshmeh MG. Effect of ambient air PM2.5-bound heavy metals on blood metal(loid)s and children’s asthma and allergy pro-inflammatory (IgE, IL-4 and IL-13) biomarkers. J Trace Elem Med Biol. 2021;68:126826. doi: 10.1016/j.jtemb.2021.126826

4. Wang J, Yin J, Hong X, Liu R. Exposure to heavy metals and allergic outcomes in children: A systematic review and meta-analysis. Biol Trace Elem Res. 2022;200(11):4615–4631. doi: 10.1007/s12011-021-03070-w

5. Wu D, Lewis ED, Pae M, Meydani SN. Nutritional modulation of immune function: Analysis of evidence, mechanisms, and clinical relevance. Front Immunol. 2019;9:3160. doi: 10.3389/fimmu.2018.03160

6. Nakov R, Velikova T. Chemical metabolism of xenobiotics by gut microbiota. Curr Drug Metab. 2020;21(4):260–269. doi: 10.2174/1389200221666200303113830

7. Мажаева Т.В., Дубенко С.Э., Штин Т.Н., Ярушин С.В., Чеботарькова С.А. Признаки фенотипических изменений у детей, проживающих в условиях химического загрязнения окружающей среды // Здоровье населения и среда обитания. 2022. Т. 30. № 9. С. 77–83. doi: 10.35627/2219-5238/2022-30-9-77-83

8. Бушуева Т.В., Минигалиева И.А., Клинова С.В. и др. Иммунохимические, цитогенетические изменения и генетический полиморфизм у детей, проживающих в условиях воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды // Гигиена и санитария. 2022. Т. 101. №12. С. 1555–1561. doi: 10.47470/0016-9900-2022-101-12-1555-1561

9. Мирошина Т.А., Резниченко И.Ю. Значение нутригеномики и нутригенетики в пищевой науке // Индустрия питания. 2023. Т. 8. №2. С. 105–115. doi: 10.29141/2500-1922-2023-8-2-11

10. Карцова Л.А., Соловьёва С.А. Применение хроматографических и электрофоретических методов в метаболомных исследованиях // Журнал аналитической химии. 2019. Т. 74. № 4. С. 243–253. doi: 10.1134/S1061934819040051

11. Мамедов И.С., Сухоруков В.С., Золкина И.В., Савина М.И., Николаева Е.А. Оценка масс-спектрометрических показателей для дифференциальной диагностики наследственных нарушений обмена органическихкислот у детей // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2019. Т. 64. №1. С. 61-67. doi: 10.21508/1027-4065-2019-64-1-61-67. EDN: YZDVSP

12. Бауэр П.С., Бородина Г.Н., Требушинина Т.Г., Федина И.Ю., Субботин ЕА. Оценка физического развития школьников 7–8 лет, проживающих в республике Алтай // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. 2020. № 3 (75). С. 132- 137. doi: 10.19163/1994-9480-2020-3(75)-132-137. EDN OWEQJE.

13. Бицадзе В.О., Самбурова Н.В., Мацакария Н.А., Мищенко А.Л. Фолатдефицитные состояния в акушерской практике и проблема их коррекции // Акушерство, гинекология и репродукция. 2016. Т. 10. №1. С. 38-48. doi: 10.17749/2313-7347.2015.10.1.038-048. EDN: VZTTSH

14. Soleimani E. Benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene: Current analytical techniques and approaches for biological monitoring. Rev Anal Chem. 2020; 39(1):168–187. doi: 10.1515/revac-2020-0116

15. Botella J, Motanova ES, Bishop DJ. Muscle contraction and mitochondrial biogenesis – A brief historical reappraisal. Acta Physiol (Oxf.). 2022;235(1):e13813. doi: 10.1111/apha.13813

16. Старкова К.Г., Долгих О.В., Эйсфельд Д.А., Аликина И.Н., Никоношина Н.А., Челакова Ю.А. Индикаторные показатели особенностей иммунной регуляции у детей в условиях загрязнения среды обитания металлами // Гигиена и санитария. 2019. Т. 98. №2. С. 178–182. doi: 10.18821/0016-9900-2019-98-2-178-182

17. Rahbar MH, Samms-Vaughan M, Zhao Y, et al. Interactions between environmental factors and glutathione S-transferase (GST) genes with respect to detectable blood aluminum concentrations in Jamaican children. Genes (Basel). 2022;13(10):1907. doi: 10.3390/genes13101907

18. Dobritzsch D, Grancharov K, Hermsen C, Krauss GJ, Schaumlöffel D. Inhibitory effect of metals on animal and plant glutathione transferases. J Trace Elem Med Biol. 2020;57:48–56. doi: 10.1016/j.jtemb.2019.09.007

19. Антонович Н., Мануйлова А.А. Взаимосвязь рационального питания и экологии // Всемирный день охраны окружающей среды (экологические чтения - 2015) : Материалы Международной научно-практической конференции, Омск, 05 июня 2015 года / Под редакцией О.Ю. Мельниковой. Омск: Омский экономический институт, 2015. С. 120–130. EDN VRJPMP.

20. da Rosa MS, da Rosa-Junior NT, Parmeggiani B, et al. 3-hydroxy-3-methylglutaric acid impairs redox and energy homeostasis, mitochondrial dynamics, and endoplasmic reticulum–mitochondria crosstalk in rat brain. Neurotox Res. 2020;37(2):314–325. doi: 10.1007/s12640-019-00122-x

21. Thompson S, Hertzog A, Selvanathan A, et al. Treatment of HMG-CoA lyase deficiency–Longitudinal data on clinical and nutritional management of 10 Australian cases. Nutrients. 2023;15(3):531. doi: 10.3390/nu15030531

22. Du Q, Chen H, Shi Z, Zhou H. Case report: Long segmental lesions of the spinal cord caused by exposure to xylene. Front Neurol. 2023;14:1121421. doi: 10.3389/fneur.2023.1121421

23. Duncan A, McDermott H, Corcoran S, Devine C, Barry C. Pyroglutamic acidosis caused by the combination of two common medicines prescribed in everyday practice. Oxf Med Case Rep. 2023;2023(5):omad048. doi: 10.1093/omcr/omad048

24. Eom S, Lee S, Lee J, et al. Molecular mechanism of L-pyroglutamic acid interaction with the human sour receptor. J Microbiol Biotechnol. 2023;33(2):203-210. doi: 10.4014/jmb.2212.12007

25. Aiello A, Pepe E, de Luca L, Pizzolongo F, Romano R. Preliminary study on kinetics of pyroglutamic acid formation in fermented milk. Int Dairy J. 2022;126:105233. doi: 10.1016/j.idairyj.2021.105233

26. Mascarenhas R, Gouda H, Ruetz M, Banerjee R. Human B12-dependent enzymes: Methionine synthase and Methylmalonyl-CoA mutase. Methods Enzymol. 2022;668:309–326. doi: 10.1016/bs.mie.2021.12.012

27. Jamerson LE, Bradshaw PC. The roles of white adipose tissue and liver NADPH in dietary restriction-induced longevity. Antioxidants (Basel). 2024;13(7):820. doi: 10.3390/antiox13070820