CC BY
120
УДК 652.6
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СЕВЕРА И СЕЛЕНОВЫЙ СТАТУС НЕКОРЕННОГО НАСЕЛЕНИЯ
©2007 г. Т. Я. Корчина
Сургутский государственный педагогический университет, г. Сургут
К Северным территориям относят около 64 % площади нашего государства. Этот факт уже сам по себе определяет положение России в современном мире как северной страны. Геополитическая стратегия развития передовых стран, в состав которых входят северные территории, богатые природными ресурсами, предусматривает их интенсивное промышленное освоение, в том числе дальнейшее развитие нефтегазодобывающих месторождений. Однако эти регионы, вносящие существенный вклад в мировой топливно-энергетический комплекс, отличаются особой экстремальностью окружающей среды, связанной с суровыми погодными условиями и высоким загрязнением целым комплексом вредных химических веществ [28, 29].
Сургут — крупнейший промышленно-административный центр нефтегазодобывающей отрасли Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО). Промышленность округа имеет многоотраслевую структуру: нефтегазодобывающие предприятия — основные товаропроизводители в регионе, но они же остаются и главными источниками негативного воздействия на окружающую среду [15]. Ухудшение экологической обстановки в стране, рост смертности от онкологических и кардиологических заболеваний являются причиной интенсивных исследований повышения антиоксидантной защиты организма. Установление биологической роли селена как мощного природного антиоксиданта определило приоритетность исследований селенового статуса населения различных регионов мира. Осуществление научно обоснованной коррекции селенового статуса населения России затруднено из-за отсутствия данных об истинном уровне обеспеченности селеном жителей нашей страны. Ханты-Мансийский автономный округ не составляет исключения в этом отношении [8, 10].
Целью настоящего исследования явилось установление величины накопления селена в волосах взрослых жителей г. Сургута, не занятых в производственной сфере. Волосы, как никакой другой биологический субстрат, отражают процессы, годами протекающие в нашем организме, и поэтому могут служить средством диагностики ряда заболеваний, связанных с нарушениями элементного обмена [1, 20, 23, 25, 37].
Материал и методы
Под наблюдением находилось 192 взрослых представителя некоренного населения Севера, среди которых мужчин 76 (39,6 %) и женщин 116 (60,4 %). Средний возраст (39,8 ± 10,7) года.
Образцы волос отбирали с 3—5 участков затылочной части головы ближе к шее, помещали их в специальные пакеты, затем в конверты с идентификационными записями. В волосах всех обследованных определено содержание селена в составе 25 химических элементов методами
Для диагностики различных заболеваний, связанных с нарушением минерального обмена, часто используют результаты элементного анализа волос. Представлены результаты изучения селенового статуса некоренного населения, проживающего на Северо-Западе России. Концентрация селена в волосах определена методом ИСП-АЭС. Установлен пониженный селеновый статус жителей г. Сургута.
Ключевые слова: селеновый статус, Север, волосы, некоренное население.
атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и масс-спектрометрии (ИСП-АЭС) [18]. Полученные результаты сопоставлялись с референтными величинами [22]. Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета программ Microsoft Excel 2003 и Statistica 6.0.
Результаты и обсуждение
По установленным показателям селенового статуса некоренных жителей г. Сургута ХМАО можно отнести к регионам с низкой обеспеченностью микроэлементом: содержание селена в волосах обследованных лиц составило (0,37 + 0,02) мкг/г при биологически допустимом уровне в волосах здоровых лиц (0,69
— 2,20) мкг/г [22] (рисунок).
мкг/г
2,2
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
Концентрация селена в волосах взрослых некоренных жителей г. Сургута
Дефицит эссенциального микроэлемента был обнаружен у 110 (57,3 %) обследованных лиц, из которых у 36 (18,6 %) выявлена глубокая недостаточность селена 3—4 степени.
Для сравнения, средние уровни селена в волосах жителей Москвы, Набережных Челнов, Магадана, Томска составляют 1,15; 1,28; 1,20 и 0,89 мкг/г соответственно [11, 24, 33].
Известно, что важнейшей биохимической функцией селена, лежащей в основе его эссенциальности для человека, является участие в построении и функционировании глутатионпероксидазы — одного их ключевых антиоксидантных ферментов, который предотвращает накопление в тканях свободных радикалов, инициирующих перекисное окисление липидов, белков, нуклеиновых кислот и других соединений, что приводит к болезням, преждевременному старению и, наконец, смерти [23].
Активизация процессов перекисного окисления липидов лежит в основе патогенеза более чем 100 заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых [17, 19, 21, 26, 27, 32].
Исследованиями В. П. Казначеева [14], В. П. Хрущева [29] и В. И. Хаснулина [28] убедительно доказано, что на первом месте среди северных патологий стоят сердечно-сосудистые заболевания, как причина не столько временной нетрудоспособности, сколько настоящей и будущей смертности. Доказано, что
Диапазон
оптимальных
колебаний
f
важнейшая роль в адаптационных перестройках организма к новым условиям существования принадлежит сердечно-сосудистой системе. Истощение ее резервов закономерно проявляется в той или иной ее патологии, в частности артериальной гипертонии и ишемической болезни сердца (ИБС). Для Севера характерным является развитие атеросклероза в трудоспособном и молодом возрасте, что связано с изменением обмена веществ в ответ на действие холодового фактора, особенно у лиц, работающих на открытом воздухе. Интенсивность этих изменений нарастает в широтном направлении. Тяжесть и степень выраженности атеросклероза возрастает пропорционально длительности северного стажа [13]. В 2001 году по сравнению с 2000-м рост заболеваемости сердечно-сосудистой патологией по г. Сургуту составил 22,1 % (по России 3,6 %), а сахарным диабетом — более чем 19 %. У руководителей здравоохранения города и медицинских работников вызывают большую тревогу быстрые темпы прироста смертности от ИБС, особенно среди трудоспособного населения. В 2001 году на фоне очень высокого как абсолютного, так и относительного прироста смертности вообще (более 66 %) наблюдался чрезвычайно высокий (в 2 раза) прирост смертности от ИБС среди трудоспособного населения [16]. Несомненно, не последнюю роль играет в этом повсеместно распространенный дефицит селена. Это важная эколого-медицинская проблема ХМАО [13].
Исследованиями показано, что наиболее часто из желез внутренней секреции на Севере поражается щитовидная железа [4, 14, 29]. Йоддефицитные состояния определяются не только экологическими условиями, но и природными, скорее даже климатическими. Здесь особо выделяется так называемый североспецифический фактор. Нарушения, связанные с дефицитом йода, особо остро проявляются в условиях Севера, где происходит наложение многих факторов. Щитовидная железа в этих условиях испытывает тройной пресс со стороны неблагоприятных климатических воздействий (холодовый фактор, нарушение светового режима), негативного влияния антропогенной среды и природного дефицита йода, что приводит к перенапряжению тиреоидной функции и развитию устойчивого изменения щитовидной железы [4].
Исключительно важную роль играет селен в гормональном балансе щитовидной железы, что связано с участием селенсодержащего фермента йодотиронинселендейодиназы в биотрансформации тетрайодтиронина (Т4) в трийодтиронин (Т3). Поскольку в гипофизе есть рецепторы лишь к Т3, то при дефиците селена начинает страдать обратная связь, регулирующая продукцию гипофизарного тиреотропного гормона (ТТГ) [2, 3, 4]. Гиперпродукция последнего становится причиной разрастания ткани щитовидной железы. Таким образом, прослеживается тесная связь между метаболизмом селена и йода
— дефициты обоих микроэлементов, а не только йода лежат в основе патологии щитовидной железы и соответствующих нарушений обмена [5, 19, 30,
31, 36, 38].
Селен выполняет важную роль в поддержании иммунной системы: его дефицит ассоциируется с самыми разнообразными иммунодефицитными состояниями — аутоиммунными и аллергическими заболеваниями [17, 27]. Эпидемиологические исследования, проведенные в 1997—1998 годах в Сургуте, показали рост распространения аллергических заболеваний (бронхиальная астма, поллинозы, аллергический ринит, аллергодерматозы) более чем в 3,2 раза по сравнению с 1980 годом [13].
Известно, что у людей с дефицитом селена отмечается низкая продолжительность жизни из-за преждевременного старения, что особенно актуально для северных высоких широт: продолжительность жизни пришлых жителей Севера на 10—15 лет меньше по сравнению с аналогичными показателями в средних широтах [28].
Итак, селен — один из эссенциальных микроэлементов, оказывающий многостороннее действие на обмен веществ и защиту организма от действия разнообразных повреждающих факторов, повышающий его сопротивляемость к неблагоприятным воздействиям и обеспечивающий повышение качества жизни.
Для выявления причин столь широко распространенного дефицита этого микроэлемента у жителей северного региона Сургутским государственным педагогическим университетом совместно с Институтом питания РАМН было проведено исследование содержания селена в почве, воде Сургутского района, а также местных и привозных продуктах питания [7].
Исследованиями установлено, что Сургутский район по содержанию селена в почве находится в одной группе с селендефицитными Брянской, Иркутской областями и Белоруссией [12]. Положение осложняется тем, что даже эти достаточно невысокие концентрации селена лишь частично доступны растениям. Известно, что в сильно заболоченных почвах биодоступность микроэлемента низка из-за образования нерастворимых комплексов селена с железом, алюминием и тяжелыми металлами [10, 27].
Между тем исследования показывают, что в условиях России связь между содержанием селена в почве и уровнем селенового статуса населения часто носит скрытый характер вследствие интенсивного импорта продуктов питания из-за рубежа и перевозок зерна внутри страны. Особенно это относится к регионам, для которых климатические условия определяют применение исключительно привозных продуктов питания из-за отсутствия условий для развития растениеводства. К таким регионам относится Ханты-Мансийский автономный округ.
Исследование факторов, влияющих на селеновый
статус населения России, показал, что определяющее значение имеет содержание микроэлемента в зерновых, особенно пшенице, как основного составляющего хлеба, макаронных изделий, значительного количества круп [9].
Для России показана прямая корреляция между величиной селенового статуса населения и уровнем селена в зерне пшеницы [6]. Сбор образцов пшеничной муки в ХМАО выявил существование сложных перевозок пшеницы, ввозимой в Сургут из Новосибирска, Алтайского края, Курганской, Саратовской, Томской областей, Урала и Казахстана. Все эти регионы отличаются дефицитом селена в почвах различной степени выраженности [10].
Соответственно невысоки уровни селена в пшеничном и ржаном хлебе, выпекаемом в Сургуте, — 67—77 % от значений, характерных для хлебобулочных изделий Москвы.
Если наблюдаемые различия для хлеба диктуются спецификой импорта муки, то более низкое содержание микроэлемента в мясе животных, выращенных в пригороде Сургута, по сравнению с соответствующим продуктом Московской области определяются невысоким поступлением селена из почвы в пастбищные растения [7].
Таким образом, содержание селена в импортируемых и местных продуктах питания указывает на наличие умеренного дефицита.
Среди продуктов питания только куриные яйца и рыба представляют собой источники питания, наиболее богатые селеном. Мы не наблюдали различий в содержании микроэлемента в куриных яйцах Сургута и Московской области, по-видимому, в связи с использованием в птицеводстве разных регионов сходных кормов.
Известно, что пресноводная рыба в гумидных условиях способна аккумулировать селен в количествах, соответствующих коэффициенту биологического накопления 1,4—1,9 [34]. Это явление определяет относительно высокие концентрации микроэлемента и небольшую зависимость уровня аккумулирования от географического положения.
Ожидаемая концентрация селена в сыворотке крови жителей Сургута, рассчитанная из данных среднего содержания микроэлемента в используемой пшеничной муке [6], составляет 94 мкг/л. Обследование доноров крови (51 человек) позволило выявить более низкие значения, соответствующие (84,2 + 14,3) мкг/л [7].
Обширность территории и невысокая плотность населения ХМАО затрудняют сравнительную оценку селенового статуса населения различных регионов. Действительно, расстояние до ближайших городов, для которых получены данные (Норильск, Пермь, Челябинск, Печора, Томск, Новосибирск) [35], составляет более 1 000 километров. Тем не менее в этом окружении Сургут характеризуется наименьшими показателями. Так, средний уровень селена в
сыворотке крови жителей Печоры и Норильска, использующих исключительно привозные продукты питания, составляет 96, Перми, Екатеринбурга и Челябинска — 101 — 103, Новосибирска — 98 мкг/л.
Несовпадение найденного и расчетного значений для жителей Сургута (84 и 94 мкг/л) свидетельствует о наличии дополнительных факторов, оказывающих существенное влияние на селеновый статус населения. Во-первых, это климатоэкологическое воздействие северного региона. Известно, что Север предъявляет к организму человека повышенные требования, вынуждая его использовать дополнительные социальные и биологические возможности защиты от неблагоприятного воздействия экстремальных факторов. Адаптация в этих условиях достигается путем напряжения и сложной перестройки гомеостаза организма. При нарушении процесса адаптации к северным высоким широтам развиваются экологически обусловленные общепатологические дизадаптивные реакции, носящие название полисиндрома полярного напряжения, одним из самых важных составляющих которого является синдром липидной гиперпероксидации (окислительный стресс) [28]. Липидная гиперпероксидация имеет место только при истощении запасов эндогенных антиоксидантов в организме человека, приспосабливающегося к экстремальным условиям Севера. Известно, что селен играет важную роль в процессах адаптации к условиям низких температур [10].
Вероятно, выявленный нами дефицит селена, входящего в состав главного фермента антиоксидантной защиты организма человека, у людей, длительно проживающих в северном регионе, связан с высоким его расходованием в состоянии хронического климатоантропогенного стресса.
В Ханты-Мансийском автономном округе к возможному антропогенному воздействию следует отнести добычу и переработку нефти. Принимая во внимание известные литературные данные о том, что рабочие нефтеперерабатывающих предприятий имеют пониженный уровень селена в сыворотке крови [10], следует предположить, что именно добыча и переработка нефти оказываются экологически неблагоприятными факторами в отношении обеспеченности населения г. Сургута данным микроэлементом.
Является ли это влияние исключительным для работников нефтеперерабатывающих предприятий, или антропогенное влияние распространяется на все население ХМАО, может быть установлено лишь при более подробном обследовании различных возрастных групп коренного и некоренного населения нефтедобывающего региона России.
Список литературы
1. Агаджанян Н. А. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека / Н. А. Агаджанян, А. В. Скальный. — М. : Изд-во КМК, 2001. — 83 с.
2. Аникина Л. В. Роль селена в патогенезе и коррекции эндемического зоба / Л. В. Аникина. — НИИ региональной патологии и патоморфологии СО РАМН, 1998. — 37 с.
3. Браверман Л. И. Болезни щитовидной железы / Л. И. Браверман. — М. : Медицина, 2000. — 432 с.
4. Велданова М. В. Йод — знакомый и незнакомый / М. В. Велданова, А. В. Скальный. — М. : Изд-во КМК,
2001. - 112 с.
5. Гмошинский И. В. Микроэлемент селен: роль в процессах жизнедеятельности / И. В. Гмошинский, В. К. Мазо, В. А. Тутельян и др. // Экология моря : сб. науч. трудов.
— Севастополь, 2000. — Вып. 54. — С. 5-19.
6. Голубкина Н. А. Влияние геохимического фактора на накопление селена зерновыми культурами и сельскохозяйственными животными в условиях России, стран СНГ и Балтии / Н. А. Голубкина // Проблемы региональной экологии. — 1998. — № 4. — С. 94—101.
7. Голубкина Н. А. Обеспеченность селеном жителей г. Сургута Тюменской области / Н. А. Голубкина, Т. Я. Кор-чина, Н. Н. Меркулова и др. // Экологические системы и приборы. — 2004. — № 3.— С. 48—51.
8. Голубкина Н. А. Потребление селена населением Иркутской области / Н. А. Голубкина, Е. О. Парфенова, Л. А. Решетник // Вопросы питания. — 1998. — № 4.
— С. 24—26.
9. Голубкина Н. А. Прогнозирование обеспеченности селеном населения России и Украины по содержанию микроэлемента в зерне пшеницы / Н. А. Голубкина // Экология моря. — 2000. — Вып. 54. — С. 57—62.
10. Голубкина Н. А. Селен в медицине и экологии / Н. А. Голубкина, А. В. Скальный, Я. А. Соколов и др. — М. : Изд-во КМК, 2002. — 136 с.
11. Голубкина Н. А. Селеновый статус Ханты-Мансийского автономного округа / Н. А. Голубкина, Т. Я. Корчина, Н. Н. Меркулова и др. // Микроэлементы в медицине.
— 2005. — Т. 6, вып. 1. — С. 3—7.
12. Ермаков В. В. Субрегионы и биогеохимические провинции СССР с различным содержанием селена / В. В. Ермаков // Труды биогеохимической лаборатории АН СССР. — 1987. — Т. 15. — С. 54—57.
13. Зуевский В. П. Окружающая среда и здоровье населения Ханты-Мансийского автономного округа / В. П. Зуевский, В. А. Карпин, В. Н. Катюхин и др. — Сургут : Изд-во СурГУ, 2001. — 70 с.
14. Казначеев В. П. Клинические аспекты полярной медицины / В. П. Казначеев. — М. : Медицина, 1986. — 208 с.
15. Карпин В. А. Медико-экологический мониторинг внутренних болезней на урбанизированном Севере : авто-реф. дис. ... д-ра мед. наук / Карпин В. А. — Архангельск,
2002. — 43 с.
16. Корчина Т. Я. Динамика функционального состояния миокарда и биохимических показателей у больных ишемической болезнью сердца с сопутствующим сахарным диабетом 2-го типа после операции афтокоронарного шунтирования : автореф. дис. ... канд. пед. наук / Корчина Татьяна Яковлевна. — Томск, 2002. — 30 с.
17. Кудрин А. В. Иммунофармакология микроэлементов / А. В. Кудрин, А. В. Скальный, А. М. Жаворонков и др.
— М. : Изд-во КМК, 2000. — 537 с.
18. Подунова Л. Г. Методика определения микроэлементов в диагностируемых биосубстратах атомной спектрометрией с индуктивно связанной аргоновой плазмой : методические рекомендации / Л. Г. Подунова, В. Б. Скачков,
А. В. Скальный и др. : Утв. ФЦГСЭН МЗ РФ 29.01.2003. / — М. : ФЦГСЭН МЗ РФ, 2003. — 17 с.
19. Решетник Л. А. Биогеохимическое и клиническое значение селена для здоровья человека / Л. А. Решетник, Е. О. Парфенова // Микроэлементы в медицине. — 2001.
— Т. 2, вып. 2. — С. 2—8.
20. Скальный А. В. Микроэлементы для вашего здоровья / А. В. Скальный. — М. : ОНИКС 21 век, 2004. — 239 с.
21. Скальный А. В. Радиация, микроэлементы, антиоксиданты и иммунитет / А. В. Скальный, А. В. Кудрин.
— М. : Мир Макет, 2000. - 421 с.
22. Скальный А. В. Референтные значения концентрации химических элементов в волосах, полученные методом ИСП-АЭС (АНО Центр биотической медицины) /
A. В. Скальный // Микроэлементы в медицине. — 2003.
— Т. 4, вып. 1. — С. 55—56.
23. Скальный А. В. Химические элементы в физиологии и экологии человека / А. В. Скальный. — М. : ОНИКС 21 век, 2004. — 215 с.
24. Скальная М. Г. Зависимость повышенной онкологической заболеваемости от избыточного содержания мышьяка и других токсичных химических элементов в окружающей среде / М. Г. Скальная, А. В. Скальный,
B. Н. Демидов // Микроэлементы в медицине. — 2000.
— Т. 2, вып. 1. — С. 32—35.
25. Скальная М. Г. Химические элементы-микронутри-енты как резерв восстановления здоровья жителей России / М. Г. Скальная, Р. М. Дубовой, А. В. Скальный. — Оренбург : РИК ГОУ ОГУ, 2004. — 239 с.
26. Скрипченко Н. Д. Влияние диеты, обогащенной селеном, на активность перекисного окисления липидов у больных сахарным диабетом 2 типа / Н. Д. Скрипченко, Х. Х. Шарафхетдинов, В. А. Плотникова и др. // Вопросы питания. — 2003. — № 1. — С. 14—17.
27. Тутельян В. А. Селен в организме человека: метаболизм, антиоксидантные свойства, роль в канцерогенезе / В. А. Тутельян, В. А. Княжев, С. А. Хотимченко и др.
— М. : Изд-во РАМН, 2002. — 219 с.
28. Хаснулин В. И. Введение в полярную медицину / В. И. Хаснулин. — Новосибирск : Наука. — 1998. — 337 с.
29. Хрущев В. А. Здоровье человека на Севере / В. А. Хрущев. — М. : Астра, 1994. — 508 с.
30. Beckett G. J. Effects of combined iodine and selenium deficiency on thyroid hormone metabolism in rats / G. J. Beckett, P. W Rae, S. Beech et al. // Am. J. Clin. Nutr.
— 1993. — Vol. 57. Suppl. 2. — P. 240—243.
31. Calomme M. Effects of selenium supplementation on thyroid hormone metabolism in phenylketonuria subjects on a phenylalanine restricted diet / M. Calomme, J. Vanderpas,
B. Francois et al. // Biol. Trace. Elem. Res. — 1995. — Vol. 47, N 1. — P. 349—353.
32. Clarh L. C. Selenium in forage crops and cancer mortality in US counties / L. C. Clarh, K. P. Cantor, W H. Allaway
// Arch. Environ. Health. — 1991. — Vol. 46. — P. 37—42.
33. Demidov V. A. Men’s and women’s hair trace еlement concentrations in Moscow region / V. A. Demidov, A. V. Skalny // Микроэлементы в медицине. — 2002. — Т. 3, вып. 3. — С. 48—51.
34. Ermakov V. V. Geochemical ecology of plants, animals and men // Biologiochemistry and geochemical ecology / V. V. Ermakov. — M., 2001. — С. 98—144.
35. Golubkina N. A. The human selenium status in 27 regions of Russia / N. A. Golubkina, G. V. Alfthan // J. Trace Elem. Med. Biol. — 1999. — Vol. 13. — P. 15—20.
36. Kvicala J. Correlations between parameters of body selenium status and peripheral thyroid parameters in the low selenium region / J. Kvicah, V. Zamrazil, M. Soutorova // Pap. 5th Nord. Symp. Trace Elem. Hum. Health and Disease, Locn, June 19—22, 1995 // Analyst. — Vol. 120, N 3. — P. 959 —965.
37. Ren Y. Diagnosis of lung cancer based on metal contents in serum and hair using multivariate statistical methods / Y. Ren, Z. Zhang et al. // Talonta. — 1997. — Vol. 44.
— P. 1823—1831.
38. Zagrodzki P. The role of selenium in iodine metabolism in children with goiter / P. Zagrodzki, H. Szmigiel, R. Ratajczak et al. // Environ. Health. Perspect. — 2000.
— Vol. 108, N 1. — P. 67—71.
ECOLOGICAL FACTORS OF THE NORTH
AND SELENIUM STATE OF UNNATIVE POPULATION
T. Ya. Korchina
Surgut State Teachers’ Training University, Surgut
The results of the element analysis of hair are often used for diagnostics of different diseases originating from mineral exchauge disturbance. The results of selenium status unnative population living in North-West of Russia were presented. Concentration of selenium in hair determined Ьу means of ICP-AES method. Low selenium status of Surgut’s inhabitants was established.
Key words: selenium status, North, hair, unnative population.
Контактная информация:
Корчина Татьяна Яковлевна — кандидат педагогических наук, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности Сургутского государственного педагогического университета Тел. (3462) 23-57-09; e-mail: ad [email protected]
Статья поступила 21.06.2006 г.
