Microelements and regional incidence of autoimmune thyroid disease in children in Russia

Л.А. Сопрун, И.М. Акулин, А.Н. Гвоздецкий, Ю.И. Строев, В.И. Утехин, Л.П. Чурилов

Abstract


The paper presents data on relationships between the regional incidence of the autoimmune pathology of the thyroid gland among children in Russia and the contents of some microelements in their hair, namely those known to have an adjuvant effect on the immune system. The results relate to all Federal Districts of Russia in 2008-2017. А regression model of these relationships is proposed. It has been shown that the region-specific contents of iodine and mercury but not aluminium in the hair of children positively correlate with the regional incidence of Graves’ disease. Thus, an increase in the exposure to an essential microelement in excess of need, as well as an increase in the exposure of toxic trace elements, can adversely affect autoimmunity. The data are discussed in comparison with literature on this topic and in the context of predicting and preventing the risk of autoimmune thyroid disease in pediatrics, especially with regard to the optimal choice of vaccines. The issues related to the permissive effect of the various factors that form the mosaic of autoimmunity, on the resulting changes in reactivity are addressed. The bill for obligatory iodization of cooking salt in the Russian Federation is criticized because it does not take into account regional differences in the availability of trace elements.


Keywords


microelements, mercury, iodine, aluminum, adjuvant, autoimmunity, von Basedow-Graves' disease, thyrotoxicosis, hair

References


1. Бонитенко ЕЮ. Элементный статус населения России. Часть 1. Общие вопросы и современные методические подходы к оценке элементного статуса индивидуума и популяции. СПб.: ЭЛБИ-СПб; 2010.

2. Виноградов АП. Изучение биогеохимических провинций в связи с их народнохозяйственным значением. Вестник АН СССР 1939; 1:109

3. Вернадский ВИ. Биосфера. М.: Издательский дом Ноосфера; 2001.

4. Волосникова ТВ. Физическая культура в системе управления оздоровлением дошкольников в экологических условиях мегаполиса. Автореф. дисс…. докт. пед. наук. СПб; 2011.

5. Государственный доклад. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2016 году. Москва; 2017.

6. Государственный доклад. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Ленинградской области в 2009 году. Роспотребнадзор, СПб; 2009.

7. Зайчик АШ, Чурилов ЛП. Патохимия. Эндокринно-метаболические нарушения. СПб.: ЭЛБИ-СПб; 2007 с.

8. Скальный АВ, Киселева МФ. Элементный статус населения России. Тт. 1-5. СПб.: ЭЛБИ-СПб; 2011-2014 .

9. Скальный АВ. Развитие концепции биоэлементов и перспективы биоэлементологии. Микроэлементы в медицине. 2009:10(3-4):1-6.

10. Скальный АВ. Референтные значения концентрации химических элементов в волосах, полученные методом ИСП-АЭС (АНО «Центр биотической медицины»). Микроэлементы в медицине. 2003;1(4):55-6.

11. Скальный АВ, Грабеклис АР, Демидов ВА. Связь элементного статуса населения Центрального федерального округа с заболеваемостью. Часть 2. Эссенциальные и условно эссенциальные химические элементы. Микроэлементы в медицине. 2012;2 (13):1-7.

12. Скальный АВ, Быков АТ. Эколого-физиологические аспекты применения макро- и микроэлементов в восстановительной медицине. Оренбург: РИК ГОУОГУ; 2003.

13. Сопрун ЛА, Чурилов ЛП, Мироненко ОВ, Юрчишина КС, Тихонова ОА. Предпосылки развития аутоиммунно-воспалительного синдрома, вызванного адъювантами (ASIA), в стоматологической практике. Клиническая патофизиология. 2017;4:40-8.

14. Строев ЮИ, Чурилов ЛП. Осторожно: «йодниковый период»! (К законопроекту об обязательном йодировании поваренной соли). Здоровье – основа человеческого потенциала. Проблемы и пути их решения. 2016;11(1):135-48.

15. Строев ЮИ, Чурилов ЛП. Самый тяжелый элемент жизни (к 200-летию со дня открытия йода). Биосфера. 2012; 4(3): 313-42.

16. Федеральная служба государственной статистики (Росстат). Статистический сборник «Регионы России. Социально-экономические показатели». Москва: Росстат; 2009, 2012, 2014, 2016..

17. Центральный научно-исследовательский институт организации и информатизации здравоохранения Министерства Здравоохранения Российской Федерации. Статистический материал. В 65 томах. Москва: Изд-во ЦНИИ ОИЗ; 2008–2016.

18. Федеральная служба государственной статистики. Информационные материалы о предварительных итогах Всероссийской переписи населения 2010 года. Численность населения районов и городских населенных пунктов субъектов Российской Федерации. М.: Росстат, 2010.

1. Bonitenko YeYu. Elementnyi Status Naseleniya Rossii. Chast 1. Obschiye Voprosy i Metodologicheskiye Podhody k Otsenke Elementnogo Statusa Individuuma i Populyatsii [Elemental Status of the Russian Population. Part 1. General Issues and Modern Methodological Approaches to the Assessment of the Elemental Status of an Individual and a Population]. Saint Petersburg: ELBI; 2010. (In Russ.)

2. Vinogradov AР. [Studies of the biogeochemical provinces in relation to their significance for economy]. Vestnik AN SSSR 1939;1:109 (In Russ.)

3. Vernadsky VI. Biosfera [The Biosphere]. Moscow: Noosfera Publishers; 2001. (In Russ.)

4. Volosnikova TV. Fizicheskaya Kultura v Sisteme Upravleniya Ozdorovleniem Doshkolnikov v Ekologicheskikh Usloviyah Megapolisa [Physical Culture in the System of Preschool Health Care under Megalopolis Ecological Conditions]. PhD Theses. Saint Petersburg, 2011 (In Russ.)

5. Gosudarstvennyi Doklad. O Sostoyanii i Ob okhrane Okruzhayuschey Sredy v Rossijskoy Federatsii v 2016 Godu [State Report, On the Status and Protection of Environment in the Russian Federation in 2016". Moscow; 2017) (In Russ.)

6. Gosudarstvennyi Doklad. O Sanitarno-Epidemiologicheskom Sostoyanii v Leningradskoj oblasti v 2009 Godu” [State Report. On the Sanitary and Epidemiological Conditions in Leningradskaya Oblast in 2009]. Saint Petersburg: Rospotrebnadzor; 2009. (In Russ.)

7. Zaychik ASh, Churilov LP. Patokhimiya. Endokrinno-Metabolicheskiye Narusheniya [Pathochemistry. Endocrine and Metabolic Disorders]. Saint Petersburg: ELBI-SPb; 2007. (In Russ.)

8. Skalny A, Berezkina E. Elementnyi Status Naseleniya Rossii TT 1-5 [Elemental Status of the Population of Russia Vol. 1-5]. Saint Petersburg: Medkniga ELBI-SPb. 2011-2014 (In Russ.)

9. Skalny AV. [Development of the concept of bioelements and prospects of bioelementology]. Mikroelementy v Meditsine. 2009:10(3-4):1-6. (In Russ.)

10. Skalny AV. [Reference values of the concentrations of chemical elements in hair obtained with the ISP-NPP method (ANO Center of Biotic Medicine)]. Mikroelementy v Meditsine. 2003;1(4):55-56. (In Russ.)

11. Skalny AV, Grabeklis AR, Demidov VA. [Connection of the elemental status of the population of the Central Federal district with morbidity. Part 2. Essential and conditionally essential chemical elements]. Mikroelementy v Meditsine. 2012;2(13):1-7. (In Russ.)

12. Skalny AV, Bykov AT. Ekologicheskiye i Fiziologicheskiye Aspekty Ispol’zovaniya Makro- i Mikroelementov v Vosstanovitelnoy Meditsine [Ecological and Physiological Aspects of the Use of Macro-and Microelements in Restorative Medicine]. Orenburg: RIK GOUOGU; 2003. (In Russ.)

13. Soprun LA, Churilov LP, Mironenko OV. [Prerequisites for the development of autoimmune-inflammatory syndrome induced by adjuvants (ASIA) in dental practice]. Klinicheskaya Patofiziologiya. 2017;4:40-8. (In Russ.)

14. Stroyev YuI, Churilov LP. [Caution: "Iodize Age"! (Concerning the bill on mandatory iodization of cooking salt)]. Zdorovye Osnova Chelovecheskogo Potentsiala Problemy i Puti Ikhh Resheniya 2016;11(1):135-48. (in Russ.)

15. Stroyev YuI, Churilov L P.) [The heaviest bioelement (to the 200th anniversary of the discovery of iodine) Biosphera 2012;4(3):313-42. (in Russ.)

16. Federalnaya Gosudarstvennaya Statisticheskaya Sluzhba (Rosstat). Statisticheskiy Sbornik Regiony Rossii. Sotsialno-Ekonomicheskiye Pokazateli [Federal State Statistics Service (Rosstat). Statistical Collection Regions of Russia. Socio-economic Indicators]. Moscow: Rosstat; 2009, 2012, 2014, 2016. (In Russ.)

17. Tsentralnyi Nauchno-Issledovatelskiy Institut Organizatsii i Informatizatsii Zdravookhraneniya Minzdrava RF. Statisticheskiy Material. [Central Research Institute of Organization and Informatization of Health Care of the Ministry of Health of the Russian Federation. Statistical Materials. Vol. 1-65]. Moscow: CNIIOIZ; 2008–2016. (In Russ.)

18. Federalnaya Gosudarstvennaya Statisticheskaya Sluzhba. Informatsionnye Materialy o Predvaritelnykh Rezultatakh Vserossiyskoy Perepisi Naseleniya 2010 Goda. Chislennost Naseleniya Rayonov i Gorodskikh Poselenih Subyektov Rossijskoy Federatsii [Federal State Statistics Service. Information Materials on the Preliminary Results of the all-Russian Census of 2010. The Population of Districts and Urban Settlements of the Subjects of the Russian Federation]. Moscow: Rosstat; 2010. (In Russ.)

19. Crowe W, Allsopp PJ, Watson GE, Magee PJ, Strain JJ, Armstrong DJ, Ball E, McSorley M. Mercury as an environmental stimulus in development of autoimmunity – A systematic review. Autoimmun Rev. 2017;16;72-80.

20. Gallaher CM, Melliker JR., Mercury and thyroid autoantibodies in US women: NHANES 2007-2008. Environ Internat 2012;49:39-43.

21. Lidsky TI. Is the Aluminum Hypothesis dead? J Occup Environ Med. 2014;(Suppl 5):S73-9. DOI:1097/DOM.0000000000000063.

22. Llop S, Lopez-Espinosa M-J, Murcia M, Alvarez-Pedrerol M, Vioque J, Aguinagalde X, Julvez J, Aurrekoetxea JJ, Espada M, Santa-Marina L, Rebagliato M, Ballester F. Synergism between exposure to mercury and use of iodine supplements on thyroid hormones in pregnant women. Environ Res. 2015;138:298-305. DOI: 10.1016/j.envres.2015.02.02

23. Henkin RI. Trace metals in endocrinology. Med Clin North Am 1976;60(4):779-97.

24. Orihuela D. Aluminium effects on thyroid gland function: Iodide uptake, hormone biosynthesis and secretion. J Inorgan Biochem. 2011;105(11):1454-68.

25. Pollard KM, Cauvi DM, Toomey CB, Hultman P, Kono DH. Mercury-induced inflammation and autoimmunity. Biochim Biophys Acta Gen Subjects. 2019; 1863:129299. DOI:10.1016/j.bbagen.2019.02.001

26. Ragusa F, Fallahi P, Elia G, Gonnella D, Paparo SR, Giusti C, Churilov LP, Ferrari SM, Antonelli A. Hashimotos' thyroiditis: Epidemiology, pathogenesis, clinic and therapy. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 2019;26:101367. DOI: 10.1016/j.beem.2019.101367

27. Silbergeld EK, Silva IA, Nyland JF. Mercury and autoimmunity: implications for occupational and environmental health. Toxicol Appl Pharmacol. 2005;207:S282-S292

28. Sinkkonen A, Ollila S, Romantschuk M. Changes in TcpA gene frequency explain 2,4,6-trichlorophenol degradation in mesocosms. J Environ Sci Health Pt B. 2014;49(10):756-9.

29. Schloss PD, Gevers D, Westcott SL. Reducing the effects of PCR amplification and sequencing artifacts on 16S rRNA-based studies. PLoS One. 2011;6(12):e27310. DOI: 10.1371/journal.pone.0027310

30. Vernadsky VI. Problems of biogeochemistry. The fundamental matter-energy difference between the living and inert natural bodies of the Biosphere. Trans Conn Acad Arts Sci. 1944; 35:483-517

31. Wong JY. Cumulative PM (2.5) exposure and telomere length in workers exposed to welding fumes. Toxicol Environ Health A. 2014;77(8):441-55. DOI: 10.1080/15287394.2013.875497.

32. WHO. Theomersal Questions and Answers. 2011. URL https://www.who.int/immunization/newsroom/thiomersal_questions_and_answers/ru/ (in Russ.)

33. Yang M. Dietary exposure to aluminium and health risk assessment in the residents of Shenzhen, China. PLoS One. 2014; 9(3):e89715. DOI: 10.1371/journal.pone.0089715.

34. Zhang T. Cytotoxic potential of silver nanoparticles. Yonsei Med. J. 2014;55(2):283-91. DOI: 10.3349/ymj.2014.55.2.283.206




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v11i4.503

Refbacks

  • There are currently no refbacks.