Determination of the macro- and microelement composition of the saliva of СHPP workers

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Chemical homeostasis is a necessary component for maintaining health, and an excessive or insufficient level of macro and microelements in the body is considered a risk factor for the development of pathological changes.

AIM: To determine the micro and macro-element composition of the saliva of СHPP workers by capillary electrophoresis.

MATERIALS AND METHODS: We used the saliva samples from Omsk СHPP personnel aged 25–45 years (main group; n=104) and healthy volunteers aged 23–45 years who were not related to the СHРP company (control group; n=195). Capillary electrophoresis was used to evaluate the potassium, sodium, magnesium, calcium, lithium, strontium, barium, and manganese content of all samples.

RESULTS: It has been established that potassium, sodium, magnesium, and calcium ions were present in all the samples investigated; however, their balance is considerably disrupted under conditions of technogenic pollution. It was observed that lithium, barium, strontium, and manganese were identified in a greater number of saliva samples from СHPP workers compared to the control group. Strontium was not identified in the saliva of volunteers in the control group; its appearance correlated with working conditions.

CONCLUSION: The proposed method allows estimating the degree of technogenic load on the body and identifying a risk group for which appropriate preventive measures and greater attention to the diagnosis of occupational diseases as part of a planned medical evaluation are required.

About the authors

Elena A. Sarf

Omsk State pedagogical university

Email: nemcha@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4918-6937
SPIN-code: 9161-0264
Russian Federation, 644099, Omsk, st. Tukhachevsky embankment, 14, room 126

Natal'ya A. Makarova

Omsk State pedagogical university

Email: makar_na@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0573-388X
SPIN-code: 4505-9380
Russian Federation, 644099, Omsk, st. Tukhachevsky embankment, 14, room 126

Lyudmila V. Bel'skaya

Omsk State pedagogical university

Author for correspondence.
Email: LudaB2005@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6147-4854
SPIN-code: 4189-7899

Cand. Sci. (Chem)

Russian Federation, 644099, Omsk, st. Tukhachevsky embankment, 14, room 126

References

  1. Gileva OV, Ulanova TS, Veykhman GA, Nedoshitova AV, Stenno YeV. Methodological support for the determination of toxic and essential elements in human biological environments for tasks of social and hygienic monitoring and biomedical research. Gigiyena i sanitariya. 2016;95(1):116-121. (In Russ). doi: 10.18821/0016- 9900-2016-95-1-116-121
  2. Gubareva LI, Solov’yev AG, Bicheva GV, Yermolova LS. The combined effect of hypo- and hypermicroelementoses on the functioning of the cardiovascular, endocrine systems and the level of anxiety in adolescents. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2017;24(8):29–36. (In Russ). doi: 10.33396/1728-0869-2017-8-29-36
  3. Voronkova IP, Mikhaylova IV, Boyev VM, Chesnokova LA, Kuz’micheva NA. Features of the content of toxic trace elements in the hair and blood of children living in various regions of the Orenburg region. MNIZH. 2021;107(5-2):12–16. (In Russ). doi: 10.23670/IRJ.2021.107.5.036
  4. Nikanov AN, Gudkov AB, Popova ON, Smolina VS, Chashchin VP. Mineral blood composition of inhabitants of the Arctic region with low water salinity in centralized water supply systems. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2021;3:42–47. (In Russ).
  5. doi: 10.33396/1728-0869-2021-3-42-47
  6. Khramov AV, Kontrosh LV, Pankratova MYu, Vezhenkova IV. Influence of the chemical composition of drinking water on the level of accumulation of toxic metals in the human body. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;6:11–16. (In Russ).
  7. doi: 10.33396/1728-0869-2019-6-11-16
  8. Zaytsev IV, Zurnadzh’yants VA, Kutukov VV, Kutukov VYe. Accumulation of trace elements in the blood with some pathology of the urinary system. Astrakhanskiy meditsinskiy zhurnal. 2015;10(2):47–51. (In Russ).
  9. Zemlyanova MA, Tarantin AV. Violations of the human protein profile under the influence of heavy metals. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2012;7:7–14. (In Russ). doi: 10.17816/humeco17439
  10. Chashchin VP, Ivanova OM, Ivanova M A. Medico-ecological aspects of the relationship between disorders of human functional systems and the content of barium and strontium trace elements in the body. Literature review. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;4:39–47. (In Russ). doi: 10.33396/1728-0869-2019-4-39-47
  11. Stopnitskiy AA, Akalayev RN, Khadzhibayev AM. Features of the clinical course, diagnosis and intensive care of acute barium poisoning (case reports). Zhurnal im. N.V. Sklifosovskogo Neotlozhnaya meditsinskaya pomoshch’. 2021;10(4):818–823. (In Russ). doi: 0.23934/2223- 9022-2021-10-4-818-823
  12. Praharaj SK. Metformin for lithium-induced weight gain: a case report. Clin. Psychopharmacol. Neurosci. 2016;14(1):101–103. doi: 10.9758/cpn. 2016.14.1.101
  13. Robinson MV, Kotlyarova AA, Shurlygina AV, Rachkovskaya LN, Letyagin AYu. Mechanisms of action of lithium compounds. Sibirskiy nauchnyy meditsinskiy zhurnal. 2019;39(5):19–28. (In Russ). doi: 10.15372/ SSMJ20190503
  14. Zakharova IN, Tvorogova TM, Solov’yeva YeA, Stepurina LL, Vorob’yeva AS. Connective tissue dysplasia: a risk factor for osteopenia in children and adolescents. Meditsinskiy sovet. 2020;1:30–40. (In Russ). doi: 10.21518/2079-701X-2020-1-30-40
  15. Komarova NV, Kamentsev YaS. Prakticheskoye rukovodstvo po ispol’zovaniyu sistem kapillyarnogo elektroforeza «KAPEL’» [Practical guide to the use of systems of capillary electrophoresis “DROPS”]. Saint Petersburg: Veda; 2006. 212 p. (In Russ).
  16. Minina VI, Nelyubova YuA, Savchenko YaA, Timofeeva AA, Astafieva EA, Bakanova ML, Meyer AV, Glushkov AN. Evaluation of chromosome damage in workers at a coal-fired thermal power plant. Med. truda i prom. ekol. 2019;59(3):149–154. (In Russ). doi: 10.31089/1026-9428-2019-59-3-149-154
  17. Pankov VA, Kuleshova MV. Evaluation of working conditions, health status and occupational risk of employees of thermal power plants. Gigiyena i sanitariya. 2019;98(7):766–770. (In Russ). doi: 10.18821/0016-9900-2019-98-7-766-770
  18. Malathi N, Mythili S, Vasanthi HR. Salivary Diagnostics: A Brief Review. ISRN Dentistry. 2014; 2014:158786. doi: 10.1155/2014/158786
  19. Miller CS, Foley JD, Bailey AL, Campell CL, Humphries RL, Christodoulides N, Floriano PN. Current developments in salivary diagnostics. Biomark Med. 2010;4(1):171–89.
  20. Nunes LA, Mussavira S, Bindhu OS. Clinical and diagnostic utility of saliva as a non-invasive diagnostic fluid: a systematic review. Biochem Med (Zagreb). 2015;25(2):177–192. doi: 10.11613/BM.2015.018
  21. Arunkumar S, Arunkumar JS, Krishna NB, Shakunthala GK. Developments in diagnostic applications of saliva in oral and systemic diseases — A comprehensive review. Journal of Scientific and Innovative Research. 2014;3(3):372–387.
  22. Liu J, Duan Y. Saliva: A potential media for disease diagnostics and monitoring. Oral Oncology. 2012;48(7):569–577. doi: 10.1016/j.oraloncology.2012.01.021
  23. Shipper RG, Silletti E, Vingerhoeds MH. Saliva as research material: Biochemical, physicochemical and practical aspects. Archives of oral biology. 2007;52(12):1114–1135. doi: 10.1016/j.archoralbio.2007.06.009.
  24. Sursyakova VV, Rubaylo AI. Study of the interfering effect of organic acids on the determination of fluoride ions by capillary electrophoresis using a chromate background electrolyte. Zhurnal Sibirskogo federal’nogo universiteta. 2017;4:573–579. (In Russ). doi: 10.17516/1998-2836-0049
  25. Guo L, Wang Y, Zheng Y, Huang Z, Cheng Y, Ye J, Chu Q, Huang D. Study on the potential application of salivary inorganic anions in clinical diagnosis by capillary electrophoresis coupled with contactless conductivity detection. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2016;1014:70–74. doi: 10.1016/j.jchromb.2016.01.052
  26. Mori M, Ishikawara F, Tomoda T, Yamada S, Okamoto M, Itabashi H, Seki Y, Matsumoto R, Shoho Y, Martha L, Sumino H, Murakami M. Use of capillary electrophoresis with dual-opposite end injection for simultaneous analysis of small ions in saliva samples from wrestlers undergoing a weight training program. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2016;1012-1013:178–185. doi: 10.1016/j.jchromb.2016.01.037
  27. Vitali L, Fávere VT, Micke GA. A new method to determine biological sample volume by short and multiple injection capillary electrophoresis: Application in determination of nitrate and thiocyanate in human saliva. Journal of Chromatography A. 2011;1218:2327–2333. doi: 10.1016/j.chroma.2011.02.035
  28. Belskaya LV, Sarf EA, Kosenok VK, Massard J. Chronophysiological features of the electrolyte composition of human saliva in normal conditions. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2018;5:28–32. (In Russ). doi: 10.33396/1728-0869-2018-5-28-32
  29. Bel’skaya LV, Kosenok VK, Sarf EA. Chronophysiological features of the normal mineral composition of human saliva. Archives of Oral Biology. 2017;82:286–292. doi: 10.1016/j.archoralbio.2017.06.024
  30. Trofimchuk AA, Kabirova MF, Gulyayeva OA, Larionova TK, Karimova LK, Salyakhova GA. The level of essential and toxic elements in the biomedia of the oral cavity in employees of a mining and processing plant engaged in the extraction and processing of copper-zinc ores. Problemy stomatologii. 2018;14(1):33–36. (In Russ). doi: 10.24411/2077-7566-2018-10006
  31. Osadchiy OYe. Hypokalemia — clinical significance and role in the mechanisms of cardiac arrhythmogenesis. Kubanskiy nauchnyy meditsinskiy vestnik. 2019;26(4):94–106. (In Russ). doi: 10.25207/1608-6228-2019-26-4-94-106
  32. Yermagambet BT, Nurgaliyev NU, Abylgazina LD, Kasenova ZhM, Kazankapova MK, Maslov NA. Study of the chemical composition of coal ash. Nauka, tekhnika i obrazovaniye. 2018;49(8):10–14. (In Russ).
  33. Sheibaninia A. The effect of social stress on salivary trace elements. Biological Trace Element Research. 2014;162:58–63. doi: 10.1007/s12011-014-0119-0
  34. Ministry of Natural Resources and Ecology of the Omsk Region. Report on the environmental situation in the Omsk region for 2020. Omsk: Omskblankizdat; 2021. 302 p. (In Russ).
  35. Gorbachev AL. Some problems of biogeochemistry of the northern territories of Russia. Mikroelementy v meditsine. 2018;19(4):3–9. (In Russ). doi: 10.19112/2413-6174-2018-19-4-3-9
  36. Petrov SB, Petrov BA. Assessment of the risk to public health under the influence of particulate matter as part of atmospheric emissions from multi-fuel combined heat and power plants. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;26(6):4–10. (In Russ). doi: 10.33396/1728-0869-2019-6-4-10.
  37. Petrov SB. Ecological and epidemiological assessment of the morbidity of the population with diseases of the circulatory system and respiratory organs in the zone of influence of atmospheric emissions from a multi-fuel combined heat and power plant. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2018;25(6):18–24. (In Russ). doi: 10.33396/1728-0869-2018-6-18-24

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Examples of saliva electropherograms in the control group (a) and the main group (b): 1 — ammonium, 2 — potassium, 3 — sodium, 4 — lithium, 5 — magnesium, 6 — strontium, 7 — barium, 8 — manganese, 9 — calcium. mAU — milliAdsorbent Unit — optical density.

Download (54KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Sarf E.A., Makarova N.A., Bel'skaya L.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».