ИЗУЧЕНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТНЫХ АСПЕКТОВ АГРЕССИВНЫХ ТЕНДЕНЦИЙ В ПОВЕДЕНИИ

Черемушникова Ирина Ивановна

канд. мед. наук, заведующий лабораторией психопрофилактики, психокоррекции и психодиагностики кафедры профилактической медицины химико-биологического факультета Оренбургского государственного университета, г. Оренбург

Е-mail: i.i.cheremushnikova56@mail.ru

Данное исследование осуществлено при финансовой поддержке РГНФ и администрации Оренбургской области. Региональный конкурс РК 2012 Урал: Оренбургская область, проект № 12-16-56002 а/У: «Разработка новой интерактивно-аналитической системы мониторинга социально значимых заболеваний и коррекции психосоматических осложнений, обусловленных дезадаптивным поведением в новой образовательной среде студенческой молодёжи Оренбургской области».

Введение.

Агрессивное поведение человека, в особенности молодого, в последнее время, к сожалению, стало частым и неприятным социальным явлением. Многое из негативных последствий можно было бы избежать при условии разработки простых методов диагностики и профилактики девиантных форм поведения со склонностью к агрессии.

Сегодня считается официально доказанным, что допамин принимает участие во взаимосвязи таких гормонов, как серотонин и других нейромидиаторов агрессивного поведения [2]. Корни склонности к агрессии кроются на биологическом, нейрофизиологическом и генетическом уровне. Обнаружены повторяющиеся отличия в некоторых областях коры и подкорки головного мозга по данным МРТ, которые определяют агрессивность, выявлен патологически быстрый обмен веществ, особенно интенсивно «работающих» около 20 гормонов, и пониженный уровень содержания в организме фермента моноаминоксидазы у лиц склонных к агрессии [4].

Многочисленными исследователями доказана важность элементного гомеостаза для нормального функционирования организма: у большинства агрессоров, как взрослых, так и подростков в волосах обнаруживается повышенное содержание свинца, железа, кадмия, кальция и меди и пониженное — цинка, лития и кобальта [11, 12, 13]. В качестве примера можно привести интереснейшие наблюдения американского химика-аналитика У. Уолча, изучавшего методом масс-спектрометрии содержание микроэлементов в волосах человека сравнив химический состав волос убийц и законопослушных граждан [2, 4].Оказалось, что организм агрессоров содержит ненормальное количество химических элементов. Сниженный уровень лития, недостаток кобальта и повышенное содержание свинца и кадмия в организме преступников расстраивает психику и служит причиной неуправляемого агрессивного поведения.

Основным условием нормального роста и развития живых организмов является сбалансированность их химического состава [9, 10]. По данным ряда исследований, в т. ч. зарубежных авторов существует связь между элементным статусом и личностными особенностями человека [15, 16, 17]. В тоже время недостаточно данных об особенностях элементного статуса лиц с различным уровнем агрессии. Поскольку лучшим биомаркером является внутренняя доза элемента, то есть его содержание в организме, то целью работы было изучение содержания макро- и микроэлементов в биологически стабильных тканях студентов с различным уровнем агрессивности.

Материалы и методы исследования.

В обследовании приняли участие студенты первого курса различных факультетов Оренбургского государственного университета (n=192) в возрасте от 17 до 20 лет (средний возраст 18,7±0,25 лет). Данная возрастная группы (17—20 лет) характеризуется выраженной активностью познавательных процессов при профессиональном обучении и склонностью к девиантным формам поведения с элементами агрессии [10]. Предварительное анкетирование и клиническое обследование позволило выделить группу студентов, идентичных по социальным характеристикам, проживающих в городе Оренбурге в течение последних 5 лет и без хронических заболеваний. Дляопределения уровня агрессивности использовался опросник американских психологов А. Басса, А. Дарки, адаптированный А.К. Осницким, который позволяет выделить два вида враждебности (обида и подозрительность) и пять видов агрессии (физическая агрессия, косвенная агрессия, раздражение, негативизм и вербальная агрессия), которые диагностируются в результате тестирования. В результате тестирования были сформированы две группы студентов: Iгруппа — агрессивные (А), у которых индекс враждебности был более 70 баллов и индекс агрессивности более 74 баллов, и IIгруппа — неагрессивные (НА), индекс враждебности которых был менее 34 баллов и индекс агрессивности менее 36 баллов. Обследуемые с промежуточными значениями индексов, т. е. со средними показателями агрессивности, из дальнейшего наблюдения исключались. Психологическое исследование выполнялось на аппаратно-программном комплексе (АПК) «НС-ПсихоТест» (ООО «Нейрософт», Россия, Иваново).

В ходе работы было изучено содержание в волосах 25 химических элементов (Al, As, B, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, I, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pb, Se, Si, Sn, Sr, V, Zn) в лаборатории АНО «Центра биотической медицины» (г. Москва, аттестат аккредитации ГСЭН.RU.ЦОА.311, регистрационный номер в Государственном реестре РОСС RU.0001.513118) с использованием методов атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной аргоновой плазмой (АЭС-ИСП и МС-ИСП на приборах ICAP-9000 «ThermoJarrellAsh», США, PerkinElmerOptima2000DV, США), согласно методическим указаниям (МУК 4.1.1482-03, МУК 4.1.1483-03). Собственные результаты по содержанию химических элементов в волосах сравнивали со средними значениями содержания данных химических элементов в волосах (25—75 центильный интервал), полученными при проведении популяционных исследований в различных регионах России [9].

Статистическую обработку результатов проводили c помощью пакета прикладных программ: «Биостат»(Стентон А. Гланц, версия 3,03«Практика» 1999 год); StatSoftSTATISTICA6.1.478 Russian, EnterpriseSingleUser.Проверку различий средних показателей проводили по критерию Стьюдента, Манн-Уитни, Колмогорова-Смирнова, Вальда-Волфовица.

Результаты исследования и обсуждение.

В группу студентов с агрессивными тенденциями в поведении вошло 87 юношей, во вторую группу студентов без агрессивных тенденций в поведении вошло 79 человек. Различия показателей уровня агрессивных тенденций в поведении в исследуемых группах по U-критерию Манна‒Уитни, тесту Колмогорова-Смирнова, Вальда-Волфовица (p<0,0001) дало нам право утверждать об адекватности разделения респондентов для исследования

В результате психологического тестирования было выявлено, что доля агрессивных студентов составляла 30 %, доля студентов с низкими показателями агрессивности — 25 %, и большую часть составляли студенты со средним уровнем агрессии — 45 %. В последнее время в России неуклонно растет число агрессивно настроенной молодежи. Многочисленные социологические исследования показали увеличение агрессивных проявлений в молодежной среде, так 2009 году на долю групповых преступлений среди молодежи приходилось свыше 20 % от всех зарегистрированных преступлений. Настораживает, что и в нашем исследовании доля агрессивных студентов составляла 30% и это достаточно высокий процент в студенческой среде.

Из многочисленных литературных источников известно, что магний один из важнейших элементов, недостаток которого может привести к развитию гиперактивности и агрессии. При сравнении содержания макроэлементов в волосах студентов университета с оптимальными центильными интервалами было выявлено, что среднее содержание в волосах уровень магния (Mg) превышал средние рекомендованные значения во всех исследованных группах, а в группе студентов с агрессивными тенденциями в поведении 1,6 раз (р<0,05), у неагрессивных студентов почти в два раза. Однако, в группе студентов с агрессивными тенденциями в поведении содержание данного элемента достоверно ниже (р<0,05), по сравнению с неагрессивными молодыми людьми.

Магний отвечает за работу нервной системы, помогает бороться со стрессами, гасит излишнюю возбудимость. Установлено, что дефицит магния создает благоприятные условия для скопления свинца в организме, а свинец чрезвычайно вреден для центральной нервной системы. Как только недостаток магния возмещается, свинец выводится естественным путем. Эти результаты исследования согласуется с многочисленными литературными данными о дисбалансе содержания магния в волосах при гиперактивности и гипервозбудимости, а также при агрессивных тенденциях в поведении человека и животных [7].

Уровень натрия (Na) в волосах студентов группы I достоверно превышало рекомендованные значения (р<0,05) мг/кг, а в группе II был на верхней границе рекомендованных значений. Избыточное содержание в организме агрессивных студентов натрия, вероятно, является причиной выраженного сдвига в соотношении Na/K(содержание натрия в 3 раза превышает содержание калия). Эти сдвиги, согласно данным K. Akerberg, Р. Hoffman [14], отражают перенапряжение симпатоадреналовой системы у студентов с агрессивными тенденциями в поведении, и в меньшей степени, у студентов без агрессивных тенденций в поведении, что следует отнести к дополнительным факторам риска для состояния мочевыделительной, сердечнососудистой и эндокринной систем людей со склонностью к девиантным формам поведения и агрессии.

Средние значения содержания кальция, калия и фосфора соответствовали физиологической норме (рис. 1). Однако следует отметить существенный дисбаланс Ca/Pза счёт повышенного уровня кальция в волосах. У агрессивных лиц содержание кальция практически в 7 раз превышало содержание фосфора, а в группе молодых людей без агрессивных тенденций в поведении соотношение составило Сa/P=2,7.

Рисунок 1. Сравнение относительного содержания химических элементов в волосах юношей с разным уровнем агрессии. Здесь и далее: «1» — содержание химических элементов в волосах у агрессивных студентов.

Несмотря на то, что средние значения содержания кальция и фосфора в обеих группах студентов соответствовали рекомендованным показателям, при рассмотрении индивидуальных показателей выявлена некоторая неравномерность в их содержании (рис. 2).

Рисунок 2. Распространенность отклонений содержания макроэлементов в волосах юношей с разным уровнем агрессивности, %.

В Iгруппе студентов чаще встречался избыток по содержанию калия (в 1,3 раза) и натрия (в 1,5 раза). Во IIгруппе студентов достоверно (р<0,05) в 1,4 раза чаще встречалось повышенное содержание магния, которое отмечалось у половины обследуемых. Также для второй группы студентов было характерно повышенное содержание фосфора (в 3 раза, р<0,01), характерное для трети обследуемых.

Анализ уровня содержания эссенциальных и условно эссенциальных микроэлементов в волосах обследуемых групп показал, что независимо от уровня агрессии для всех юношей характерен дефицит селена и кобальта, а также повышенное содержание лития и цинка. Несмотря на то, что уровень цинка был выше рекомендованных значений в обеих группах, у студентов с агрессивными тенденциями в поведении дефицит данного элемента встречался в 2 раз чаще, по сравнению с группой студентов без агрессивных тенденций в поведении.

В Iгруппе наблюдался избыток железа, во IIгруппе избыток марганца (рис. 3).

Рисунок 3. Сравнение относительного содержания химических элементов в волосах юношей с разным уровнем агрессии.

Изменение уровня лития в организме людей может быть отражением патологических сбоев в работе серотониновой антиагрессивной системы: хорошо известно, что литий активирует обмен серотонина в мозге и часто используется врачами для снятия агрессивных тенденций в поведении. Недостаток кобальта может быть связан с нарушением обмена витамина В12, что, в свою очередь, вызывает поведенческие нарушения.

При сравнении содержания микроэлементов в группах с разным уровнем агрессии выявлено, что для агрессивных студентов характерна тенденция к более высоким средним значениям мышьяка (в 1,9 раз), хрома и ванадия (в 1,2 раза), а также железа. Слишком высокое содержание железа приводит к агрессивному или гиперактивному поведению, то есть опять-таки к симптомам девиантного поведения [13].Для студентов IIгруппы были характерны более высокие значения кремния (р<0,05), марганца (в 1,3 раза), никеля (в 1,4 раза), меди, бора, йода. Средние значения содержания лития, селена, кобальта и цинка практически не отличались.

Сравнительный анализ распространенности отклонений в содержании микроэлементов в волосах обследованных выявил дефицит селена у 100 % студентов обеих групп и кобальта у 91 % — в Iи у 81 % во IIгруппах (рис. 4). Что вероятно отражает биогеохимические особенности территории и подтверждается полученными ранее данными [6, 7, 8].

Рисунок 4. Распространенность отклонений содержания микроэлементов в волосах юношей с разным уровнем агрессивности, %.

Несмотря на то, что уровень цинка был выше рекомендованных норм в обеих группах, у студентов с высоким уровнем агрессии дефицит данного элемента встречался в 2 раз чаще, по сравнению с группой неагрессивных студентов.Наблюдалась такая же тенденция к более высоким средним значениям железа и кремния. Снижение содержания цинка и увеличение концентрации меди в организме согласуются с данными Уолча при обследовании агрессивных настроенных взрослых людей и подростков [4]. Во IIгруппе студентов дефицит марганца встречался в 11 % случаях, что достоверно чаще (р<0,05), чем в Iгруппе студентов. У трети агрессивных студентов отмечался избыток данного химического элемента, что в 1,4 раза чаще по сравнению с неагрессивными студентами. Определена цепь патологического влияния дефицита марганца — усиление процессов ферментативного окисления катехоломинов и других нейромедиаторов (дофамин-бета гидроксилаза, энкефалиназа, моноаминооксидаза, ГАМК-трансфераза и т. д.) приводит к снижению концентрации катехоломинов и нарушению дофаминового обмена [4].

Практически для всех обследованных был характерен избыток лития и для более половины обследуемых избыток железа. Высокие значения содержания меди в 1,5 раза чаще отмечались у студентов IIгруппы. В 14 % случаях студенты с низким уровнем агрессии характеризовались повышенным содержанием никеля (р<0,05). Примерно у 20 % студентов обеих групп отмечался избыток хрома и кремния.

Анализ распространенности отклонений содержания всех исследуемых элементов показал, что для большинства студентов (более 50 %), независимо от уровня агрессивности, был характерен избыток лития и дефицит селена и кобальта. У большинства студентов Iгруппы также отмечался избыток железа, а для большинства студентов IIгруппы было характерно повышенное содержание магния.

Анализ полученных данных по содержанию токсичных и потенциально токсичных химических элементов в волосах студентов университетаи сравнение их с оптимальным центильным интервалом показал, что средние значения содержания всех изучаемых элементов соответствовали физиологической норме (рис. 5). Однако наблюдалась тенденция к более высоким средним значениям алюминия и ртути в студентов с агрессивными тенденциями в поведении. Однако хорошо известно, что агрессия может быть спровоцирована дефицитом нутриентов и накоплением в организме некоторых токсических тяжелых металлов. Это связано с накоплением тяжелых металлов в организме и образованием дефицита макро- и микроэлементов, а взаимосвязь этих изменений с качеством питания населения и особенное возрастание гликемического индекса пищи создает очень благоприятное плато для сдвига биохимических процессов организма и возникновению девиантных форм поведения. У людей с агрессивными тенденциями в поведении чаще, чем у других возникает синдром мальабсорбции — нарушение всасывания, дисфункция поджелудочной железы, т. е. нарушается обмен.

Рисунок 5. Сравнение относительного содержания химических элементов в волосах юношей с разным уровнем агрессии.

Свинец — мощный токсин, часто связанный с развитием множества поведенческих проблем, включая агрессию, дефицит внимания и другие девиантных форм поведения. Ведущий эксперт в области интоксикации детей свинцом доктор H.L. Needlemen из Медицинского Университета Питтсбурга (США) суммировал результаты исследований за последние 20 лет и четко установил связь между уровнем свинца в организме и развитием гиперактивности [17, 18]. Более того, ученые обнаружили, что на самом деле для поражения центральной нервной системы достаточно значительно меньшего количества свинца, чем считалось ранее [19, 17].

Содержание кадмия было в 2,1 раза достоверно выше в группе агрессивных студентов (р<0,05). Отмечалась тенденция к более высоким значениям содержания алюминия, ртути и свинца, а содержание олова в волосах обследуемых без агрессивных тенденций в поведении было в два раза ниже чем в группе агрессивных студентов. Анализ распространенности отклонений содержания токсичных элементов в волосах обследуемых показал, что избыток алюминия в 1,6 раз чаще встречался в Iгруппе студентов с агрессивными тенденциями в поведении (рис. 6).

Рисунок 6. Распространенность отклонений содержания токсичных и потенциально токсичных микроэлементов в волосах юношей с разным уровнем агрессивности, %

Резюмируя полученные результаты можно отметить, что элементный портрет обследованных групп, аналогичных по полу, возрасту, месту проживания, социальному статусу и состоянию здоровья, но различающихся по уровню агрессивности имеет ряд отличий. Средние значения содержания химических элементов у юношей обеих групп, по сравнению со средними российскими значениями, характеризовались повышенными значениями содержания в волосах магния, лития, цинка и дефицитом селена и кобальта, что вероятно отражает биогеохимические особенности территории и подтверждается полученными ранее данными [4, 5]. Для большинства агрессивных студентов характерен избыток натрия и железа, а в группе неагрессивных студентовчаще фиксировалось избыточное содержание в волосах марганца. При сравнении средних значений содержания химических элементов выявлено, что для агрессивных студентов характерно более высокое содержание калия (р<0,05), натрия (р<0,01), кадмия (р<0,05). У студентов IIгруппы отмечалось более высокое содержание кремния (р<0,05).

Таким образом, в результате исследования было выявлено различие в содержании химических элементов у лиц с разным уровнем агрессии, что послужило разработке превентивных мер коррекции психофизиологического состояния студентов путём оптимизации микронутриентного состава водно-пищевых рационов и разработке психолого-педагогических мерразрядки гнева и агрессивности в студенческой среде.

 «Элементный портрет» группылиц с агрессивными тенденциями:

↑ К, Na, Fe, Cd Al Hg Sn

↓Mg, Cu

«Элементный портрет» группылиц без агрессивных тенденций:

↑ Mn, Mg

↓ Se

«Элементные портреты», полученные на основании анализа волос групп лиц отличающихся особенностями поведения, различны, что согласуется с ранее проведёнными исследованиями [9, 12, 13].

Учебно-научно-исследовательской лабораторией психопрофилактики, психокоррекции и психодиагностики кафедра профилактической медицины Оренбургского государственного университета, химико-биологического факультета разработаны мероприятия по коррекции микро- и макроэлементного статуса и профилактики агрессивного поведения, которые осуществляются в 2 этапа: первый этап — элиминация избыточных количеств микроэлементов способом энтеросорбционной терапии, восполнение дефицита макро- и микроэлементов методом пищевой коррекции; второй этап — освоение простых и доступных способов разрядки гнева и агрессивности включающий: анализ конфликтных ситуаций и способов выхода из них в индивидуальных и групповых занятиях с психологом, с проработкой агрессивных чувств и ощущений; разработка индивидуальных релаксационных упражнений, позволяющих научиться управлять своим эмоциональным и внутренними переживаниями. После завершения коррекционных мероприятий студентам выдаются рекомендации, направленные на профилактику развития отклонений элементного статуса (по организации рационального питания, привитию гигиенических навыков и пр.). Результаты наших профилактических мероприятий по коррекции микро- и макроэлементного статуса и профилактики агрессивного поведения будут оценены в дальнейших наших исследованиях.

Списоклитературы:

1. Войнар А.И. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека / А.И Войнар. — М.: Высшая школа, 1960. — 554 с.
2. Горизонты Колорадо. Медицинский калейдоскоп// Первая русская газета Колорадо. № 24/661 от 22 июня 2012 . — С. 24—25.
3. Катулин А.Н. Опыт применения дополнительного перорального питания для улучшения обмена макро- и микроэлементов у спортсменов / А.Н. Катулин. // Микроэлементы в медицине. — 2004. — Т. 5. — Вып. 1. — С. 16—20.
4. Клиника. Ген агрессии у преступников в крови? // Комсомольская правда//, 29 ноября 2002г.
5. Лобанова Ю.Н. Особенности элементного статуса детей различных регионов России: Автореф. дисс. к.б.н. — М., 2007. — 20 с.
6. Нотов О.С. Влияние питания и элементного статуса на психофизиологические показатели в экстремальных условиях жизнедеятельности: Автореф. дисс. к.м.н. — С-Пб., 2010. — 19 с.
7. Нотова С.В. Особенности элементного статуса жителей Оренбуржья // Вестник РУДН. Серия медицина и физиология. — 2005. — № 2. — С. 166—168.
8. Нотова С.В. Эколого-физиологическое обоснование методов коррекции элементного статуса и функциональных резервов организма человека: Автореф. дисс. д-ра м. н. — М., 2005. — 40 с.
9. Скальный А.В. Референтные значения концентрации химических элементов в волосах, полученные методом ИСП-АЭС / А.В. Скальный // Микроэлементы в медицине. — 2003. — Т. 4. — № 1. — С. 55—56.
10. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека / А.В. Скальный — М., Издательский дом «Оникс 21 век»: Мир, 2004. — 216 с.
11. Черемушникова И.И., Бибарцева Е.В., Петросиенко Е.С. Агрессия как показатель дезадаптации в студенческой среде // Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции «Гигиена детей и подростков: история и современность. Проблемы и пути решения». — Москва,2009. — С. 493—494.
12. Черемушникова И.И., Петросиенко Е.С., Нотова С.В. Межполушарная асимметрия и индивидуальные агрессивные стили эмоционального поведения // Технологии живых систем. — 2009. — Т. 6. — № 6. — С. 70—72.
13. Черемушникова И.И., Петросиенко Е.С., Нотова С.В. Технология диагностики склонности к девиантным формам поведения // Технологии живых систем. — 2010. — Т. 7. — № 6 — С. 62—65.
14. Akerberg R., Hoffmann КMoglichkeifen in Diagnostik und Therapie mit der Gewebe-Mineral-Analyse aus dem Haar.// Haaranalyze in Medizin und Um-welt./Herausgeb/ von C. Krause und V. Chutsch. Stuttgart - New York: Gustav Ficher Verlag.—1987. P. 171—190.
15. Arseneault L., Cannon M., Fisher H.L., Polanczyk G., Moffitt T.E., Caspi A. Childhood trauma and children's emerging psychotic symptoms: a genetically sensitive longitudinal cohort study. American Journal of Psychiatry. - 2011. -Vol. 168. — P. 65—72.
16. Belsky, D., Caspi, A., Arseneault, L., Bliedorn, W., Fonagy, P., Goodman, M., Houts, R, Moffitt, TE. Etiological features of Borderline Personality-related characteristics in a birth cohort of 12-year-old children. Development and Psychopathology. — 2012. — Vol. 24, P. 251—265.
17. Needleman H.L., Gunnoe C., Leviton A., Reed R., Peresie H., Maher C., Barrett P. Deficits in psychologic and classroom performance of children with elevated dentine lead levels. New Eng J Med . —1979. — Vol. 300 (130) — P. 689—695.
18. Needleman H.L., Schell A., Bellinger D., Leviton A., Allred E.N. The long-term effects of exposure to low doses of lead in childhood. An 11-year follow-up report. N Eng J Med . —1990. — Vol. 322(2). — P. 83—8.
19. Schoenthaler S.J. The effect of vitamin-mineral supplementation on violent and non-violent antisocial bela among in cerebrated juveniles / S.J. Schoenthaler // J. Nutr. Env. Med. — 1997. — Vol. 7. — P. 343—352.