Миллионы людей во всем мире потребляют питьевую воду, содержащую потенциально небезопасный уровень мышьяка. Выявление лиц, подвергающихся наибольшему риску, может быть сложной задачей, особенно в отдаленных регионах, где тестирование качества воды и оценка состояния здоровья затруднены.
Но новое исследование, проведенное в Рифт-Валли в Эфиопии исследователями из Университета Дьюка, может предоставить простой способ оценить риски для здоровья от воздействия мышьяка до того, как побочные эффекты станут очевидными.
"Мы обнаружили, что, измеряя уровни мышьяка в кератине ногтей на пальцах ног, мы можем надежно обнаружить воздействие мышьяка в питьевой воде на человека – до того, как длительное воздействие приведет к болезни," сказал Авнер Венгош, профессор геохимии и качества воды в Школе окружающей среды Герцога Николая.
"Это простой ненавязчивый тест, который может определить путь и степень воздействия мышьяка," он сказал.
Венгош и его команда опубликовали свои выводы на этой неделе в рецензируемом журнале «Наука о воздействии и эпидемиологии окружающей среды».
Для проведения исследования они собрали пробы подземных вод из 34 коммунальных колодцев, расположенных в 210-километровом районе центральной Рифт-Валли в Эфиопии. Они выбрали это место, потому что прошлые исследования показали, что средний уровень мышьяка в грунтовых водах превышает рекомендованный Всемирной организацией здравоохранения уровень 10 частей на миллиард для безопасного потребления, а также потому, что морепродукты – еще один распространенный источник воздействия мышьяка – не являются частью местного диета.
Обрезки ногтей на ногах были собраны у 58 добровольцев, все из которых жили в долине и полагались на ее колодцы как на единственный источник питьевой воды. Образцы ногтей были собраны как у женщин, так и у мужчин всех возрастов. Участники заполнили анкету, чтобы помочь исследователям определить любые смешивающие факторы, такие как курение или неправильное питание, которые могут повлиять на их здоровье или указать дополнительные пути потенциального воздействия мышьяка.
"Мы обнаружили, что в 53 процентах колодцев концентрация мышьяка превышала рекомендованные ВОЗ, и что уровни мышьяка в пробах воды положительно соответствовали почти во всем спектре, с концентрациями мышьяка в кератине ногтей как мужчин, так и женщин, потреблявших колодезную воду. Это был сильный матч," Венгош сказал.
В то время как пол не казался фактором, определяющим накопление мышьяка в организме, возраст и диета, похоже, играли роль.
"Мы обнаружили, что у мужчин в возрасте до 18 лет концентрация мышьяка в ногтях в среднем выше, чем у взрослых мужчин, которые потребляли такое же количество загрязненной воды," Венгош сказал. "Мы также обнаружили, что у жителей, которые едят мясо чаще, концентрация была ниже, чем у тех, кто ест мясо реже одного раза в месяц."
р. Бриттани Мерола, доктор наук.D. студентка Vengosh’s в Duke, является ведущим автором нового исследования, которое будет частью ее докторской диссертации.
Воздействие высоких уровней мышьяка может вызвать тошноту, рвоту, боль в животе, диарею, почечную недостаточность и шок. Длительное воздействие более низких уровней – типично для питьевой воды, загрязненной естественным мышьяком – может увеличить риск диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, а также рака легких, кожи, почек, мочевыводящих путей и мочевого пузыря, а также других заболеваний.
Мерола объяснила, что обнаружение долгосрочного воздействия является особенно сложной задачей, поскольку человек может потреблять мышьяк в небольших или умеренных количествах ежедневно в течение многих лет, прежде чем появятся симптомы болезни.
"Также может быть несколько смешивающих факторов, которые затрудняют определение того, происходит ли воздействие от питьевой воды," она добавила. "Человек может подвергаться воздействию мышьяка из других источников, таких как потребление морепродуктов, или его симптомы могут быть, по крайней мере, частично связаны с другими факторами, такими как курение, генетика, плохое питание или пребывание на солнце. Это исследование помогает устранить эти факторы."
Венгош сказал, что если мышьяк присутствует в колодезной воде, существует несколько технологий удаления. "Мы надеемся, что как только мы покажем фактическое биоаккумулирование мышьяка в организме человека, уровень осведомленности изменится," он сказал.
Соавторами Меролы и Венгоша являются Юлия Кравченко, научный сотрудник Института клинических исследований Медицинского центра Университета Дьюка, и Теодрос Ранго, научный сотрудник лаборатории Венгоша.
Поддержка исследования была оказана Институтом глобального здравоохранения Дьюка, Школой окружающей среды Николаса и программой Герцога, специализирующейся на междисциплинарных исследованиях и стипендиях (PFIRST).