Ассоциация содержания бора в волосах с показателями заболеваемости в борной геохимической провинции: поперечное исследование

Введение. В Актюбинской области (Западный Казахстан) сформировалась устойчивая природно-техногенная борная геохимическая провинция, характеризующаяся повышенным содержанием в среде микроэлемента бора. Основным источником поступления бора в окружающую среду являются шламонакопители борнокислотного производства ныне разрушенного химического завода, построенные без противофильтрационных экранов в бывших старицах реки Илек, а также в пойме реки на аллювиальных четвертичных песчано-гравийных отложениях, имеющих высокую проницаемость.

Цель исследования: составить карту содержания бора в волосах жителей Актюбинской области (Западный Казахстан) и изучить его связь с показателями заболеваемости взрослого населения.

Материалы и методы. В настоящее исследование вовлечены 340 человек в возрасте 18–60 лет, постоянно проживающие в Актюбинской области. Содержание бора в образцах волос оценивали с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на спектрометре Nexion 300D (PerkinElmer Inc., США), оборудованном пробоотборником ESI SC-2 DX4 (Elemental Scientific Inc., USA). Карта была составлена с помощью кроссплатформенной геоинформационной системы QGIS (QGIS 3.18).

Результаты. Карта борного статуса жителей региона визуально продемонстрировала неравномерное распределение содержания бора в волосах жителей области. Содержание бора в волосах значительно выше у мужчин, чем у женщин (p = 0,000). Установлена прямая сильная корреляционная связь содержания бора с показателями заболеваемости, связанной с врожденными аномалиями и хромосомными нарушениями (r = 0,886, p = 0,019), болезнями мочеполовой системы (r = 0,829, p = 0,042), болезнями органов дыхания (r = 0,943, p = 0,005), болезнями органов пищеварения (r = 0,878, p=0,021), болезнями крови, кроветворных органов и иммунной системы (r = 0,880, p = 0,017).

Заключение. Составлена карта содержания бора в волосах жителей Актюбинской области (Западный Казахстан), визуально демонстрирующая неравномерное распределение борного статуса на изучаемой территории. Выявленные ассоциации содержания бора в волосах жителей борной геохимической провинции с показателями заболеваемости в регионе подтверждают предположение о том, что экологические особенности среды могут оказывать влияние на здоровье населения, что требует дальнейших глубоких исследований.

1. Мамырбаев А.А., Умарова Г.А. Современные аспекты состояния общественного здоровья (обзор литературы) // Georgian Medical News. 2016. № 5 (254). С. 61-67. PMID: 27348170

2. Zemrani B, Bines JE. Recent insights into trace element deficiencies: causes, recognition and correction. Curr Opin Gastroenterol. 2020;36(2):110–117. doi: 10.1097/MOG.0000000000000612

3. Zhang Y. Trace elements and healthcare: A bioinformatics perspective. Adv Exp Med Biol. 2017;1005:63–98. doi: 10.1007/978-981-10-5717-5_4

4. Frazzoli C, Bocca B, Mantovani A. The one health perspective in trace elements biomonitoring. J Toxicol Environ Health B Crit Rev. 2015;18(7–8):344–370. doi: 10.1080/10937404.2015.1085473

5. Бекмухамбетов Е.Ж., Мамырбаев А.А., Джаркенов Т.А. Медико-экологические аспекты трансграничного сотрудничества в Уральском водном бассейне // Медицинский журнал Западного Казахстана. 2012. № 1 (33). С. 3-5.

6. Bekmukhambetov Y, Mamyrbayev A, Jarkenov T, et аl. Interdisciplinary approaches to assessing the health of people living in environmentally adverse conditions. Iran J Public Health. 2019;48(9):1627–1635.

7. Яковлева Н.А., Франковская Н.М., Лимешкина Е.С., Богомазова О.А.,, Альмурзаева С.И. Комплексная эколого-гигиеническая оценка территории промышленной площадки бывшего Актюбинского химического завода (г. Алга). 2016. Доступно 10 апреля, 2021. https://ecoservice.kz/publications/kompleksnaja_jekologo-gigienicheskaja_ocenka/

8. Скальный А.В., Грабеклис А.Р., Скальная М.Г., Тармаева И.Ю., Киричук А.А.; Ракитский В.Н., Рахманин Ю.А., ред. Химические элементы в гигиене и медицине окружающей среды. М.: РУДН, 2019. 339 с.

9. Abdelnour SA, Abd El-Hack ME, Swelum AA, Perillo A, Losacco C. The vital roles of boron in animal health and production: A comprehensive review. J Trace Elem Med Biol. 2018;50:296–304. doi: 10.1016/j.jtemb.2018.07.018

10. IPCS (International Programme on Chemical Safety). Environmental Health Criteria 204. Boron. Geneva, WHO. 1998. Accessed on April 10, 2021. https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/42046/9241572043_eng.pdf?sequence=1&isAllowed=y

11. Prejac J, Skalny AA, Grabeklis AR, Uzun S, Mimica N, Momčilović B. Assessing the boron nutritional status by analyzing its cumulative frequency distribution in the hair and whole blood. J Trace Elem Med Biol. 2018;45:50–56. doi: 10.1016/j.jtemb.2017.09.018

12. Nielsen FH. Update on human health effects of boron. J Trace Elem Med Biol. 2014;28(4):383–7. doi: 10.1016/j.jtemb.2014.06.023

13. Nielsen FH. Is boron nutritionally relevant? Nutr Rev. 2008;66(4):183–91. doi: 10.1111/j.1753-4887.2008.00023.x

14. Hadrup N, Frederiksen M, Sharma AK. Toxicity of boric acid, borax and other boron containing compounds: A review. Regul Toxicol Pharmacol. 2021;121:104873. doi: 16.1016/j.yrtph.2021.104873

15. Kudabayeva K, Batyrova G, Bazargaliyev Y, Agzamova R, Nuftieva A. Microelement status in children with enlarged thyroid gland in West Kazakhstan region. Georgian Medical News. 2017;(2(263)):64–71.

16. Kudabayeva KI, Batyrova GA, Bazargaliyev YSh, Baspakova AM, Sakhanova SK. Hair trace element composition in 6- to 12-year-old children with goiter in West Kazakhstan, a province of the Republic of Kazakhstan. J Elem. 2018;23(2):647–657. doi: 10.5601/jelem.2017.22.3.1369

17. Bolt HM, Başaran N, Duydu Y. Effects of boron compounds on human reproduction. Arch Toxicol. 2020;94(3):717–724. doi: 10.1007/s00204-020-02700-x

18. Fail PA, Chapin RE, Price CJ, Heindel JJ. General, reproductive, developmental, and endocrine toxicity of boronated compounds. Reprod Toxicol. 1998;12(1):1–18. doi: 10.1016/s0890-6238(97)00095-6

19. Khaliq H, Juming Z, Ke-Mei P. The physiological role of boron on health. Biol Trace Elem Res. 2018;186(1):31–51. doi: 10.1007/s12011-018-1284-3

20. Iztleuov M, Mamyrbayev A, Yeleuov G, Jarkenov T, Iztleuov Y, Yeleuov A. Impact of chromium and boron compounds on the reproductive function in rats. Toxicol Ind Health. 2018;34(6):365–374. doi: 10.1177/0748233718759162

21. Igra AM, Harari F, Lu Y, Casimiro E, Vahter M. Boron exposure through drinking water during pregnancy and birth size. Environ Int. 2016;95:54–60. doi: 10.1016/j.envint.2016.07.017

22. Hjelm C, Harari F, Vahter M. Pre- and postnatal environmental boron exposure and infant growth: Results from a mother-child cohort in northern Argentina. Environ Res. 2019;171:60–68. doi: 10.1016/j.envres.2019.01.012

23. Duydu Y, Başaran N, Aydin S, et аl. Evaluation of FSH, LH, testosterone levels and semen parameters in male boron workers under extreme exposure conditions. Arch Toxicol. 2018;92(10):3051–3059. doi: 10.1007/s00204-018-2296-7

24. Başaran N, Duydu Y, Üstündağ A, et аl. Environmental boron exposure does not induce DNA damage in lymphocytes and buccal cells of females: DNA damage in lymphocytes and buccal cells of boron exposed females. J Trace Elem Med Biol. 2019;53:150–153. doi: 10.1016/j.jtemb.2019.03.004

25. Xu H, Hashimoto K, Maeda M, et аl. High levels of boron promote anchorage-independent growth of nontumorigenic cells. Environ Pollut. 2020;266(Pt 3):115094. doi: 10.1016/j.envpol.2020.115094

26. Liu T, Wang C, Wu X, et аl. Effect of boron on microstructure, immune function, expression of tight junction protein, cell proliferation and apoptosis of duodenum in rats. Biol Trace Elem Res. 2021;199(1):205– 215. doi: 10.1007/s12011-020-02123-w

27. Başaran N, Duydu Y, Bacanli M, et аl. Evaluation of oxidative stress and immune parameters of boron exposed males and females. Food Chem Toxicol. 2020;142:111488. doi: 10.1016/j.fct.2020.111488