EWA STEFAÑSKA, LUCYNA OSTROWSKA, DANUTA CZAPSKA, JAN KARCZEWSKI, MARIA BORAWSKA*
ZAWARTOÆ WANADU WE W£OSACH A STAN OD¯YWIENIA
STUDENTÓW AKADEMII MEDYCZNEJ W BIA£YMSTOKU
HAIR VANADIUM CONTENT AND NUTRITIONAL STATUS OF STUDENTS
OF THE MEDICAL UNIVERSITY OF BIA£YSTOK
Zak³ad Higieny i Epidemiologii Akademia Medyczna 15-089 Bia³ystok, ul. Mickiewicza 2c Kierownik: prof. dr hab. J. Karczewski
*Zak³ad Bromatologii
Akademia Medyczna w Bia³ymstoku Kierownik: prof. dr hab. M. Borawska
Oznaczono zawartoæ wanadu we w³osach studentów Akademii Medycznej w Bia³ymstoku. Dokonano próby oceny zwi¹zku pomiêdzy poziomem wanadu we w³osach a stanem od¿ywienia badanych ocenianym na podstawie wskanika masy cia³a BMI. Wykazano wy¿sz¹ zawartoæ wanadu we w³osach studentek ni¿ studentów oraz ujemn¹ istotn¹ statystycznie korelacje pomiêdzy zawartoci¹ wa-nadu we w³osach studentek a stanem od¿ywienia ocenianym na podstawie BMI.
S³owa kluczowe: wanad, stan od¿ywienia, wskanik masy cia³a (BMI)
Key words: vanadium, nutritional status, body mass index (BMI)
WSTÊP
Wanad zaliczany jest do mikroelementów o niewyjanionej do koñca roli biologicznej.
Wyniki badañ ostatnich lat wskazuj¹ na jego udzia³ w prawid³owym przebiegu przemian
lipidów, fosfolipidów i cholesterolu, gospodarki wêglowodanowej oraz procesach
minera-lizacji koci [12]. Badania przeprowadzone na zwierzêtach wykaza³y hamuj¹cy jego wp³yw
na odk³adanie siê tkanki t³uszczowej i rozwój oty³oci [4].
Celem pracy by³o okrelenie zawartoci wanadu we w³osach studentów AMB oraz
zba-danie czy jego poziom w organizmie, oceniany na podstawie zawartoci we w³osach, ma
zwi¹zek ze stanem od¿ywienia badanych studentów oraz ich gospodark¹ lipidow¹.
MATERIA£ I METODY
Badaniem objêto kohortê studentów, którzy rozpoczêli studia w AM w Bia³ymstoku w 2000 r. Wiek badanych 19-26 lat. Kohorta liczy³a 134 osoby (87 kobiet i 47 mê¿czyzn) w roku 2001 i 127 (82 kobiety i 45 mê¿czyzn) w roku 2002 oraz 125 osób (80 studentek i 45 studentów) w roku 2003.
Zawartoæ wanadu we w³osach oznaczono metod¹ atomowej spektrometrii absorpcyjnej z atomi-zacj¹ w kuwecie grafitowej (ET AAS) z korekcj¹ t³a Zeemana na aparacie firmy Hitachi Z-5000. Zastosowano nastêpuj¹ce parametry: d³ugoæ fali l=318,4 nm, szerokoæ szczeliny 0,4 nm, pr¹d lampy 12mA. U¿yto nastêpuj¹cego programu temperaturowego: suszenie 70/110°C, spopielanie 900/ 900°C, atomizacja 2800/2800°C, czyszczenie kuwety 2800/2800°C. Kontrolê dok³adnoci metody przeprowadzono na certyfikowanym materiale odniesienia GBW 09101 Human Hair produkcji Shanghai Institute of Nuclear Research. Oznaczenia zawartoci wanadu we w³osach wykonano w Zak³adzie Bromatologii AMB.
Analizê stanu od¿ywienia m³odzie¿y akademickiej przeprowadzono w oparciu o ocenê masy cia-³a i wzrostu badanych (u¿yto wagi lekarskiej typu RADWAG WPT 200.0 C). Na podstawie wskani-ka masy cia³a BMI (Body Mass Index, wyra¿onego przez iloraz masy cia³a w kilogramach do kwa-dratu wzrostu wyra¿onego w metrach) analizowano wystêpowanie niedowagi (BMI<18,5 kg/m2
u kobiet i <19,9 kg/m2 u mê¿czyzn), nale¿nej masy cia³a (BMI do 24,9 kg/m2), nadwagi (BMI
25,0-29,9 kg/m2) lub oty³oci (BMI 30 kg/m2). Ca³kowit¹ zawartoæ tkanki t³uszczowej w organizmie
wyznaczono przy u¿yciu metody bioelektroimpedancji (BIA) aparatem typu Maltron BF-905 firmy Intimex. Wykonano równie¿ lipidogramy krwi wg przyjêtych standardów analitycznych metod¹ re-flektrometryczn¹ (such¹-paskow¹) z u¿yciem aparatu Reflotron IV (firmy Roche). Przyjêto nastêpu-j¹ce wartoci norm dla poszczególnych parametrów: cholesterol ca³kowity <200mg/dl, HDL-chole-sterol ³ 40 mg/dl, LDL choleHDL-chole-sterol <160 mg/dl, triglicerydy TG 70-200 mg/dl.
W analizie statystycznej otrzymanych wyników wykorzystano test U Manna-Whitneya. Wyliczo-no tak¿e wspó³czynniki korelacji miêdzy poszczególnymi cechami w analizowanych grupach. Za poziom istotnoci we wszystkich obliczeniach przyjêto p<0,05.
WYNIKI I ICH OMÓWIENIE
Badania przeprowadzono w latach 2000-2003 wród studentów AM w Bia³ymstoku
w wieku 19-26 lat (redni wiek 19,8 ± 1,2 lat). Studentki stanowi³y 65% (n=87) badanych,
a studenci 35% (n=47). Wiêkszoæ osób pochodzi³a z miast województwa podlaskiego.
rednia wartoæ wskanika BMI dla kobiet wynosi³a 22,1±3,0 kg/m
2(zakres 17,0-34,4
kg/m
2), a dla mê¿czyzn 24,8±3,3 kg/m
2(zakres 19,6-33,6 kg/m
2). rednia procentowa
za-wartoæ tkanki t³uszczowej w organizmie kobiet wynosi³a 25,9±7,3%, a mê¿czyzn
21,2±9,4%.
Pomimo wystêpowania prawid³owej masy cia³a u wiêkszoci badanych (ok. 80% kobiet
i ok. 60% mê¿czyzn) wykazano wyrane zró¿nicowanie stanu od¿ywienia ocenianego na
podstawie BMI w zale¿noci od p³ci (rycina 1). Niedowagê wykazywa³o 10% studentek
i sytuacja ta nie uleg³a zmianie w ci¹gu analizowanego okresu. Zaobserwowano
zmniejsze-nie siê odsetka kobiet posiadaj¹cych nadwagê z ok. 15% w I roku badania do ok. 10% w III
roku. Niepokoj¹cym zjawiskiem by³ wzrost odsetka mê¿czyzn z nadwag¹ i oty³oci¹ z 38,3%
w I roku do 46,7% w III roku badania. W badaniach Olêdzkiej i wsp. stwierdzono
wystêpo-wanie niedowagi a¿ u 40% studentek, podczas gdy nadwagê wykazano u 27,5% mê¿czyzn
[8]. Znacznie korzystniejszym stanem od¿ywienia charakteryzowali siê studenci Collegium
Medicum Uniwersytetu Jagielloñskiego, u których BMI>25 stwierdzono jedynie u 11,2%
badanych [3].
Oceniaj¹c gospodarkê lipidow¹ badanych studentów wykazano, i¿ stê¿enia lipidów
w surowicy krwi by³y w granicach przyjêtych norm (tabela I). Jedynie u 6% kobiet i 2%
mê¿czyzn wartoæ cholesterolu ca³kowitego przekracza³a górn¹ granicê normy.
w³o-sach (tabela II). rednie stê¿enie tego mikroelementu we w³ow³o-sach kobiet w kolejnych latach
badañ wynosi³o odpowiednio 0,034 ± 0,028µg/g, 0,038± 0,029µg/g, 0,040± 0,023µg/g
i by³o wy¿sze ni¿ we w³osach mê¿czyzn (0,024±0,024µg/g, 0,039±0,033µg/g,
0,037±0,026µg/g), jednak¿e ró¿nica miêdzy p³ci¹ by³a istotnie statystyczna jedynie w I
roku badania.
W badaniach miêdzynarodowych stwierdzono, ¿e zawartoæ wanadu we w³osach
Pola-ków by³a najni¿sza sporód badanych populacji i wynosi³a rednio 0,056mg/g [11].
Naj-wy¿sze rednie stê¿enia tego pierwiastka we w³osach oznaczono u badanych z USA (0,17mg/
g), Kanady (0,16mg/g), Indii (0,14mg/g) i Japonii (0,081mg/g) [11]. W badaniach Miekeley
i wsp. [7] przeprowadzonych wród 1091 mieszkañców Rio de Janeiro oznaczona rednia
zawartoæ wanadu we w³osach wynosi³a 0,07±0,02mg/g i by³a prawie dwukrotnie wy¿sza
w porównaniu do zawartoci wanadu we w³osach badanych studentów AMB. Podobnie
wy¿sz¹ zawartoæ wanadu we w³osach (0,083±0,44mg/g) stwierdzono u m³odych osób
w wieku 20-29 lat przebadanych przez Mana i wsp. [6]. Kaniewski i wsp. badali poziom
wybranych pierwiastków we w³osach u 46 mieszkañców Poznania (24 mê¿czyzn i 22
ko-biet) w wieku od 24 do 61 lat. rednia zawartoæ wanadu w tej grupie wynosi³a
0,055±0,021mg/g i by³a równie¿ wy¿sza od wyników uzyskanych w niniejszej pracy [2].
Z kolei zawartoæ wanadu we w³osach bardzo zbli¿on¹ do redniej jego zawartoci
otrzy-manej dla badanych studentów obu p³ci otrzymali Byrne i wsp. [1]. Wg tych autorów
red-nia zawartoæ wanadu we w³osach zdrowych doros³ych mieszkañców by³ej Jugos³awii
wy-nosi³a 0,040±0,020mg/g [1].
Analizuj¹c zawartoæ wanadu we w³osach badanych w zale¿noci od ich stanu
od¿ywie-nia wykazano najwy¿szy poziom tego pierwiastka we w³osach kobiet posiadaj¹cych
niedo-Ryc. 1. Ocena stanu od¿ywienia studentów AMB w latach 2001-2003 (na podstawie BMI). Nutritional status of students of the Medical University of Bia³ystok in the years 2001-2003 evaluated based on BMI.
NRELHW\] QLHGRZ DJ NRELHW\] QDOH Q PDV FLDáD NRELHW\] QDGZ DJ L RW\áR FL P F]\ QL] QDOH Q PDV FLDáD P F]\ QL] QDGZ DJ L RW\áR FL URN URN URN
5RN
.RELHW\Q 0 F]\ QLQ
)UDNFMD OLSLGRZD
UHGQLD ]DNUHV 6' UHGQLD ]DNUHV 6'
S &KROFDáN PJGO +'/FKRO PJGO /'/FKRO PJGO 16 7* PJGO 16 5RN .RELHW\Q 0 F]\ QLQ &KROFDáN PJGO 16 +'/FKRO PJGO /'/FKRO PJGO 16 7* PJGO 16 5RN .RELHW\Q 0 F]\ QLQ &KROFDáN PJGO 16 +'/FKRO PJGO /'/FKRO PJGO 16 7* PJGO Ta b e l a I . rednia zawartoæ lipidów w surowicy krwi studentów AMB w latach 2001-2003
The mean serum lipid content in the students of the Medical University of Bia³ystok in the years 2001-2003
*ró¿nice miêdzy p³ci¹ istotne statystycznie
NS ró¿nice nieistotne statystycznie p poziom istotnoci
wagê oraz mê¿czyzn z nale¿n¹ mas¹ cia³a. Sytuacja ta mog³a byæ spowodowana tym, i¿
wanad wykazuje zwi¹zek z gospodark¹ lipidow¹ organizmu, wp³ywaj¹c na przebieg
prze-mian lipidów [5, 9]. W niniejszej pracy stwierdzono wystêpowanie ujemnej istotnej
staty-stycznie korelacji pomiêdzy zawartoci¹ wanadu we w³osach mê¿czyzn w III roku badania
a stê¿eniem cholesterolu ca³kowitego oraz LDL-cholesterolu w surowicy krwi (tabela III).
Mog³oby to oznaczaæ, i¿ spadek zawartoci wanadu we w³osach mo¿e towarzyszyæ
wzro-stowi stê¿enia cholesterolu ca³kowitego oraz frakcji LDL w surowicy krwi. Badania
prze-Ta b e l a I I . Zawartoæ wanadu we w³osach w zale¿noci od stanu od¿ywienia studentów AMB Hair vanadium content according to the nutritional status of students of the Medical University of Bia³ystok 5RN 5RN 5RN =DZDUWR ü9PJJ ZHZáRVDFK . 0 . 0 . 0 UHGQLD 6' %' %' %' 1LHGRZDJD ]DNUHV %' %' %' UHGQLD 6' QDOH QD PF ]DNUHV UHGQLD 6' QDGZDJD LRW\áR ü ]DNUHV UHGQLD 6' 5D]HP ]DNUHV * ró¿nice miêdzy p³ci¹ istotne statystycznie przy p<0,05
** ró¿nice miêdzy grupami w obrêbie p³ci istotne statystycznie przy p<0,05 BD brak danych 5RN 5RN 5RN 9 9 9 )UDNFMH OLSLGRZH . Q Q 0 Q . Q 0 Q . Q 0 &KROHVWHURO FDáNRZLW\ PJGO U 16 U 16 U 16 U 16 U 16 U S +'/FKRO 0JGO U 16 U 16 U 16 U 16 U 16 U 16 /'/FKRO 0JGO U 16 U 16 U 16 U 16 U 16 U S 7* PJGO U 16 U 16 U 16 U 16 U 16 U 16 Ta b e l a I I I . Wspó³czynniki korelacji pomiêdzy wybranymi frakcjami lipidowymi krwi a zawartoci¹
wanadu we w³osach badanych studentów
Coefficients of correlation between chosen blood lipid fractions and vanadium con-tent in the hair of students
prowadzone na zwierzêtach wykaza³y, ¿e deficyt wanadu w diecie powoduje wzrost
zarów-no cholesterolu jak i triglicerydów w surowicy krwi [4]. Mo¿e to byæ zwi¹zane z wp³ywem
wanadu na hamowanie syntezy jak te¿ i przyspieszanie katabolizmu cholesterolu. W
niniej-szej pracy wykazano równie¿ istotn¹ statystycznie ujemn¹ korelacjê pomiêdzy zawartoci¹
wanadu we w³osach kobiet a wskanikiem masy cia³a BMI (tabela IV), co wskazywa³oby
na towarzysz¹cy wzrastaj¹cej nadwadze i oty³oci spadek zawartoci wanadu we w³osach.
Takiej korelacji nie stwierdzono w grupie badanych mê¿czyzn.
WNIOSKI
1. Stê¿enie wanadu we w³osach studentek by³o wy¿sze w porównaniu do wartoci
uzy-skanych dla studentów (ró¿nica ta by³a istotna statystycznie tylko w I roku badania).
2. Stwierdzono wystêpowanie istotnej statystycznie korelacji pomiêdzy niskim
stê¿e-niem wanadu we w³osach studentek a wystêpowastê¿e-niem u nich nadwagi i oty³oci.
3. U badanych studentów nie wykazano istotnej zale¿noci pomiêdzy zawartoci¹
wana-du we w³osach a poziomem wybranych frakcji lipidowych w surowicy krwi.
Ta b e l a I V. Wspó³czynniki korelacji pomiêdzy zawartoci¹ wanadu we w³osach a stanem od¿ywienia okrelanym na podstawie BMI
Coefficients of correlation between hair vanadium content and BMI based nutritional status 5RN 5RN 5RN 9 9 9 *UXS\ . 0 . 0 . 0 QLHGRZDJD U 16 Q %' U 16 Q %' U 16 Q %' QDOH QD PF U 16 Q U 16 Q U 16 Q U 16 Q U 16 Q U 16 Q QDGZDJD LRW\áR ü U 16 Q U 16 Q U 16 Q U 16 Q U 16 Q U 16 Q %0, UD]HP U S Q U 16 Q U S Q U 16 Q U S Q U 16 Q BD brak danych
E . S t e f a ñ s k a , L . O s t r o w s k a , D . C z a p s k a , J . K a r c z e w s k i , M . B o r a w s k a HAIR VANADIUM CONTENT AND THE NUTRITIONAL STATUS OF STUDENTS OF THE
MEDICAL UNIVERSITY OF BIA£YSTOK Summary
The aim of the study was to determine the vanadium content in the hair of students of the Medical University of Bia³ystok and to find out whether its level in the organism measured basing on its hair content correlates with the nutritional status. The study involved 134, 127 and 125 students in the years 2000-2003, respectively. Hair vanadium content was determined using the atomic absorption spectrophometry method with atomization in a graphite cuvette (ET AAS) on a Hitachi Z-5000 apparatus. The nutritional status was evaluated based on the body mass index BMI. Higher vana-dium content was detected in the hair of female students compared to male students. Negative corre-lation was noted between vanadium content in the hair of female students and their nutritional status.
PIMIENNICTWO
1. Byrne A.R., Kosta L.: Vanadium in foods and in human body fluids and tissues. Sci. Total. Envi-ron. 1978, 10, 17-30.
2. Kaniewski A., Takagi Y., Marcinkowski J.T.: Zawartoæ 21 pierwiastków we w³osach mieszkañ-ców Poznania. Probl. Med. Spo³. 1997, 32, 391-396.
3. Kolarzyk E., Ostachowska-G¹sior A.: Eating disorders among students of Collegium Medicum of the Jagiellonian University in Cracow. ¯yw. Cz³ow. Metab. 2000, 27, 4, 356-362.
4. Komenda W.: Wp³yw wanadu na zachowanie niektórych lipidów i wagi cia³a szczurów karmio-nych dieta wysokot³uszczow¹. Rocz. AM Bia³yst. 1976, 21, 63-81.
5. Lapenna D. ,Ciofani G., Bruno C., Pierdomenico S.D., Giuliani L., Giamberardino M.A., Cuc-curullo F.: Vanadyl as a catalyst of human lipoprotein oxidation. Biochemical Pharmacology 2002, 63, 375-380.
6. Man A. C. K., Zheng Y.H., Mak P.K.: Structural and trace element changes in scalp hair of radio-graphers. Biol. Trace Elem. Res. 1998, 63, 11-18.
7. Miekeley N., Dias Carneiro M.T.W., Porto da Silveira C.L.: How reliable are human hair referen-ce intervals for trareferen-ce elements? Sci. Total Environ. 1998, 218, 9-17.
8. Olêdzka R., Moczyd³owska I., Rogalska-Niedwied M., Bobrowska B.: Ocena ilociowa sposo-bu ¿ywienia studentów Wydzia³u Chemicznego Politechniki Warszawskiej w roku akademickim 1999/2000. Bromat. Chem. Toksykol. 2002, 35, 4, 315-322.
9. Seaborn C.D., Mitchell E.D., Stoecker B. J.: Vanadium and ascorbate effects on 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase, cholesterol and tissue minerals in guinea pigs fed low chromium diets. Magnes. Trace Elem. 1991-92, 10, 327-338.
10. Somerville J.: Effect of vanadium on serum cholesterol. Am. Heart J. 1992, 64, 54-56. 11. Takagi Y., Matsuda S., Imai S., Ohmori Y., Masuda T., Vinson J.A., Mehra M.C., Puri B.K.,
Kaniewski A.: Trace Elements in Human Hair: An International Comparison. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1986, 36, 793-800.
12. Urban J., Antonowicz-Juchniewicz J., Andrzejak R.: Wanad zagro¿enia i nadzieje. Medycyna Pracy. 2001, 52, 2, 125-133.