Influence of individual and subpopulation factors on the concentration of major and trace elements in saliva

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: The determination of the major and trace element composition of saliva could be a promising approach for non-invasive health monitoring. Such investigations are constrained, nevertheless, by the potential impact of several variables on the concentration of the elements.

AIM: To study the influence of individual and subpopulation factors of donors on the concentration of some major and trace elements in saliva.

MATERIALS AND METHODS: The results of the determination of elements concentration (Ag, Al, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, P, Pb, Si, Ti, Zn) in the whole saliva of 60 donors by direct (without digestion) analysis by arc atomic emission spectrometry using the dry residue technique are presented.

RESULTS: Distribution of concentrations in the sample for Al, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Si, Ti, and Zn showed a lognormal law; thus, the geometric mean or median is preferable as an indicator reflecting the average value. The distribution of Ca and P concentrations obeys the normal law. The concentration of Si and Ti is lower in the saliva of young men compared with women; the opposite pattern is observed for Mn. The mean Ag concentration in saliva is higher in the group of smokers than in non-smokers. Increase in the number of teeth affected by caries was correlated with an increase in concentrations of Cu, Al, and Zn in the saliva. For several analytes, interelement correlations were revealed, in particular, between the concentrations of Ca and P.

CONCLUSION: The study of such factors of influence enables clinicians to determine the normal concentration ranges of major and trace elements in each specific clinical case with greater accuracy.

About the authors

Sergey S. Savinov

Saint Petersburg State University

Author for correspondence.
Email: s.s.savinov@spbu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7214-5917
SPIN-code: 2737-4140

Cand. Sci. (Chem.)

Russian Federation, Saint Petersburg

Anatoly I. Drobyshev

Saint Petersburg State University

Email: drobyshevai@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9174-2055
SPIN-code: 3394-5218

Dr. Sci. (Phys.-Math.), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Avcyn AP, Zhavoronkov AA, Rish MA, Strochkova LS. Mikrojelementozy cheloveka. Jetiologija, klassifikacija, organopatologija. Moscow: Medicina; 1991. 496 p. (In Russ).
  2. Jacobs N, Nicolson NA, Derom C, et al. Electronic monitoring of salivary cortisol sampling compliance in daily life. Life Sci. 2005;76(21):2431–2443. doi: 10.1016/j.lfs.2004.10.045
  3. Wang D, Du X, Zheng W. Alteration of saliva and serum concentrations of manganese, copper, zinc, cadmium and lead among career welders. Toxicol Lett. 2008;176(1):40–47. doi: 10.1016/j.toxlet.2007.10.003
  4. Gil F, Hernandez AF, Marquez C, et al. Biomonitorization of cadmium, chromium, manganese, nickel and lead in whole blood, urine, axillary hair and saliva in an occupationally exposed population. Sci Total Environ. 2011;409(6):1172–1180. doi: 10.1016/j.scitotenv.2010.11.033
  5. Fakour H, Esmaili-Sari A, Zayeri F. Scalp hair and saliva as biomarkers in determination of mercury levels in Iranian women: amalgam as a determinant of exposure. J Hazard Mater. 2010;177(1-3):109–113. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.12.002
  6. Zahir S, Sarkar S. Study of trace elements in mixed saliva of caries free and caries active children. J Indian Soc Pedod Prev Dent. 2006;24(1)27–29. doi: 10.4103/0970-4388.22832
  7. Watanabe K, Tanaka T, Shigemi T, et al. Mn and Cu concentrations in mixed saliva of elementary school children in relation to sex, age, and dental caries. J Trace Elem Med Biol. 2009;23(2):93–99. doi: 10.1016/j.jtemb.2009.01.003
  8. Monaci F, Bargagli E, Bravi F, Rottoli P. Concentrations of major elements and mercury in unstimulated human saliva. Biol Trace Elem Res. 2002;89(3):193–203. doi: 10.1385/BTER:89:3:193
  9. Watanabe M, Asatsuma M, Ikui A, et al. Measurements of several metallic elements and matrix metalloproteinases (MMPs) in saliva from patients with taste disorder. Chem Senses. 2005;30(2):121–125. doi: 10.1093/chemse/bji007
  10. Kostyuchek DF, Klyukovina AS, Lebedeva TV. Magnesium's contents in the saliva and hair of the cervix elongation's patients. Journal of Obstetrics and Womans Diseases. 2006;55(3):45–48. (In Russ).
  11. Costa de Almeida GR, de Freitas CU, Barbosa FJr, et al. Lead in saliva from lead-exposed and unexposed children. Sci Total Environ. 2009;407(5):1547–1550. doi: 10.1016/j.scitotenv.2008.10.058
  12. Notova SV, Ordzhonikidze GZ, Nigmatullina JuF. Soderzhanie himicheskih jelementov v sljune i volosah detej, prozhivajushhih v rajonnom centre Saraktash Orenburgskoj oblasti. Vestnik Orenburgskogo Gosudarstvennogo Universiteta. 2003;6:146–147. (In Russ).
  13. Esteban M, Castano A. Non-invasive matrices in human biomonitoring: a review. Environ Int. 2009;35(2):438–449. doi: 10.1016/j.envint.2008.09.003
  14. Drobyshev AI, Ryadchikova NA, Savinov SS. Atomic emission analysis of human hair for the presence of trace elements. Journal of Analytical Chemistry. 2016;71(7)717–722. (In Russ). doi: 10.1134/S1061934816070078
  15. Savinov SS, Sharypova RM, Drobyshev AI. Determination of the trace element composition of human nails. Journal of Analytical Chemistry. 2020;75(3):409–415. (In Russ). doi: 10.1134/S1061934820030168
  16. Savinov SS, Drobyshev AI. Determination of trace elements in biological fluids by arc atomic emission spectrometry. Journal of Analytical Chemistry. 2022;77(3):328–333. (In Russ). doi: 10.1134/S1061934822010129
  17. Drobyshev AI, Savinov SS. An experimental study of the luminosity of an mfc−maes-based digital spectrograph. Optics and Spectroscopy. 2016;120(2):335–338. (In Russ). doi: 10.1134/S0030400X16020077
  18. Drobyshev AI, Savinov SS. Experimental study of the spread function and resolving power of an optical digital spectrograph based on an MFS polychromator. Journal of Optical Technology. 2014;81(1):33–38. (In Russ). doi: 10.1364/JOT.81.000033
  19. Labusov VA, Garanin VG, Shelpakova IR. Multichannel analyzers of atomic emission spectra: current state and analytical potentials. Journal of Analytical Chemistry. 2012;67(7):632–641. (In Russ). doi: 10.1134/S1061934812070040
  20. Drobyshev AI, Savinov SS. On certain features of spectrum recording and photometric measurements of spectral lines using a MFS–MAES-based digital spectrograph. Instruments and Experimental Techniques. 2013;56(6):693–696. (In Russ). doi: 10.1134/S0020441213050138
  21. Savinov SS, Anisimov AA. Effect of conditions for sampling of human saliva on the results of determination of macro- and micronutrients. Journal of Analytical Chemistry. 2020;75(4):453–458. (In Russ). doi: 10.1134/S1061934820040139
  22. Rodinkov OV, Bokach NA, Bulatov AV. Osnovy fiziko-himicheskih izmerenij i himicheskogo analiza. Saint Petersburg: VVM; 2010. 132 p. (In Russ).
  23. Baranovskaya IA. The role of micro-elements in the inflammatory diseases of paradentium in chronic gastroduodenitis in children of school age. Kazan medical journal. 2009;90(1):87–89. (In Russ).
  24. Aizenbud D, Peri-Front Y, Nagler RM. Salivary analysis and antioxidants in cleft lip and palate children. Arch Oral Biol. 2008;53(6):517–522. doi: 10.1016/j.archoralbio.2007.12.006
  25. Garhammer P, Hiller KA, Reitinger T, Schmalz G. Metal content of saliva of patients with and without metal restorations. Clin Oral Investig. 2004;8(4):238–242. doi: 10.1007/s00784-004-0281-4
  26. Abraham JA, Sanchez HJ, Grenon MS, Perez CA. TXRF analysis of metals in oral fluids of patients with dental implants. X-Ray Spectrometry. 2014;43(4):193–197. doi: 10.1002/xrs.2538
  27. Sheibaninia A. The effect of social stress on salivary trace elements. Biol Trace Elem Res. 2014;162(1-3):58–63. doi: 10.1007/s12011-014-0119-0
  28. Wilhelm M, Pesch A, Rostek U, et al. Concentrations of lead in blood, hair and saliva of German children living in three different areas of traffic density. Sci Total Environ. 2002;297(1-3):109–118. doi: 10.1016/s0048-9697(02)00101-8
  29. Savinov SS, Anisimov AA, Drobyshev AI. Problems and optimization of sampling, storage, and sample preparation in the determination of the trace element composition of human saliva. Journal of Analytical Chemistry. 2016;71(10):1016–11021. (In Russ).
  30. Bulkina NV, Borodulin VB, Osipova YuL, et al. Biochemical changes in saliva of patients with chronic generalized parodontitis under combined action of alternating running magnetic field and laser radiation. Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2009;5(3):390–393. (In Russ).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Distribution of the logarithm of Si concentration in saliva in the general group of donors (n=60, a), in the subgroup of young men (n=25, b) and women (n=35, c).

Download (84KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Eco-Vector

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».