CC BY
114
УДК 613.31+612.126+141.
С.О. Абдулкадырова
E-mail.anndgma@mail.ru
ПИТЬЕВАЯ ВОДА, ЭЛЕКТРОЛИТЫ КРОВИ И АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Дагестанская медицинская академия, г. Махачкала
Заболеваемость артериальной гипертонией (АГ) в различных регионах мира неодинакова. Для населения горных регионов характерны более низкие уровни артериального давления (АД) и более низкая распространенность АГ [8]. Это обстоятельство принято объяснять благоприятным влиянием горной гипоксии на некоторые нейрогуморальные механизмы регуляции АД [5, 12]. Возможно участие и других факторов, в том числе алиментарных [10, 15]. Известно прессорное влияние избыточного поступления в организм натрия (пищевой соли) [2, 4, 14, 18, 19]. Имеются также данные о влиянии калия, кальция и магния на регуляцию АД и развитие АГ [2, 6, 13, 16, 21].
Основным источником минеральных ресурсов для человека и животных являются продукты питания [2, 6, 10, 14, 15]. С водой в организм человека поступает значительно меньшее количество химических элементов. Чрезмерно соленая питьевая вода оказывает несомненный эффект на распространенность АГ [20]. Однако значение натрия и других ионов, содержание которых не выходит за пределы допустимых нормативов, изучено недостаточно [5, 11]. Неясно, может ли химический состав питьевых вод вызвать существенные изменения в содержании в организме челове-
ка и животных минеральных элементов, участвующих в регуляции АД.
Целью настоящего исследования было изучение распространенности АГ, химического состава питьевой воды и содержания натрия, калия, кальция и магния в крови у людей и животных в условиях ЮгоВосточного Кавказа (Республика Дагестан, РФ).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследование проводилось в трех сельских районах Высокогорного Дагестана: Кулинском, Тляра-тинском и Цунтинском. Контрольные исследования были проведены на Прикаспийской низменности в Ногайском районе.
Сведения о генезе водных источников и их химическом составе получены путем изучения архивного материала ОАО «Дагестан-геология», а также опубликованных источников по водным ресурсам Дагестана [1, 9]. Определение макроэлементов проводилось методом пламенной фотометрии на аппарате Flapho-Carl Zeiss, а также обычными химическими методами. Определение макроэлементов в питьевых водах проведено также обычными химическими методами, а микроэлементов - атомно-абсорбционной спект-рофотометрией на аппарате Hittachi 170-70.
Обследование населения для определения уровня АД и распространенности АГ проводилось согласно рекомендациям ВОЗ по организации эпидемиологических исследований по сердечно-сосудистым заболеваниям [22]. В данной статье сравниваются результаты измерения АД, полученные в двух районах: Кулинском и Ногайском, которые являются наиболее типичными для своих регионов. В Кулин-ском районе обследованы 2298 человек, в Ногайском районе - 5117 (58,7% и 76,3% взрослого населения соответственно).
Статистическую обработку полученных данных проводили по программам Microsoft Excel с использованием двувыборочного t-критерия для независимых выборок.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Исследование показало, что у населения Высокогорного Дагестана наблюдается чрезвычайно слабое возрастное повышение систолического АД. Эта особенность была наиболее выражена у женщин Ку-линского района. Определенный скачок уровня АД появляется в возрасте 20-29 лет. Достигнутый к этому возрасту уровень АД практически не меняется до 60 лет.
Обследование населения также показало, что в горных районах АГ (АД> 140/90 мм рт. ст.) встречается значительно реже. В Кулинском районе АГ обнаружено у 5,68±0,48% населения старше 14 лет, в Тля-ратинском районе - у 4,21±0,92%, в Цунтинском -у 7,23±0,73%. На Прикаспийской низменности, в Ногайском районе АГ наблюдалась значительно чаще. Она обнаружена у 26,90±0,38% населения.
Полученные нами данные подтверждают известное положение о сравнительно низкой распространенности АГ в горных регионах. С чем это связано? Имеются ли существенные различия в химическом составе питьевых вод в двух регионах?
В горных районах источниками питьевой воды служат родники и небольшие речки, которые сливаются и образуют общий речной сток. Таких речных стоков в обследованных горных районах было четыре: Кулинское Койсу (в Кулинском районе), Кила и Андийское Койсу (в Цунтинском районе), Джурмут (в Тляратинском районе). Пробы воды для анализа брались у места выхода этих рек из указанных трех горных районов. Причем исследования проводились не менее четырех раз в различные сезоны года, т.к. химический состав горных рек подвержен значительным сезонным колебаниям в зависимости от количества осадков и других факторов. Всего проведен анализ в 23 пробах (4 пробы из Кулинского Койсу, 6 из Кила, 7 из Андийского Койсу, 6 из Джурмута). Содержание основных макроэлементов представлено в табл. 1.
Речные воды Горного Дагестана отличаются слабой минерализацией. Сумма ионов в водах р. Кули равна 164,90 мг/л, р. Джурмут - 113,50 мг/л, р. Кила
- 116,00 мг/л. Общая жесткость равна соответственно 4,47 мэкв/л, 3,32 мэкв/л и 3,55 мэкв/л, pH колеблется в пределах 7,0-8,3. По химическому составу они являются гидрокарбонатно-сульфатными-кальциево-магниево-натриевыми. Соотношение ионов: для анионов HCO3 > SO4 > CL и для катионов Сa > Mg > Na. Характерно отсутствие ионов хлора. Он появляется ниже по течению.
Спектральный анализ сухих остатков вод показал наличие (% сухого остатка): алюминия (0,007-0,62), стронция (0,0012-0,006), титана (0,0012-0,008),
Таблица 1
Основные показатели питьевой воды в горных и плоскостных регионах, мг/л
Показатели В Кулинском районе В Ногайском районе
Ca 19,44±1,66 (14,10%) 43,99±4,09 (8,28%)
Mg 7,06±0,56 (5,12%) 15,24±2,12 (2,81%)
Na+K 8,14±1,29 (5,96%) 96,37±5,45 (47,74%)
HCO3 77,16±5,53 (55,99%) 189,97±8,71 (34,97%)
SO4 24,77±3,28 (17,97%) 149,28±9,93 (24,49%)
Cl 4,31±0,81 (3,17%) 40,34±3,73 (7,43%)
Сумма ионов 137,81±7,41 (100%) 543,21±22,56 (100%)
Общая жесткость, мг/экв 4,36±0,32 4,07±0,63
марганца (0,0018-0,009), хрома (от следов до 0,008), никеля (следы), меди (0,0035-0,0051), молибдена (0,0011-0,0025).
Большая часть населения Прикаспийской низменности пользуется питьевой водой из подземных источников, получаемой бурением артезианских скважин. Мы анализировали химический состав вод 37 скважин Ногайского района. Общей особенностью вод артезианских скважин этого региона является их повышенная минерализация и преобладание натрия среди других катионов. По химическому составу они являются гидрокарбонатно-сульфатно-натриево-хлоридными. Соотношение основных ионов в водах Ногайского района НС03 > Б04 > С1 для анионов и № > Са > К > Mg - для катионов.
Содержание редких элементов в артезианских водах Прикаспийской низменности было следующим: гп = 0,077±0,035; Си = 0,006±0,004; РЬ = 0,005±0,0006; Са = 0,0005±0,0185; As = 0,088±0,0185; ] = 0,75±0,38; Вг = 1,118±0,4467; Мп = 0,121±0,024; Б = 0,296±0,056; Б4 = 0,643±0,176; Ra = 0,0083±0,0009; Щ = 0,001±0,0002; N1 = 0,0026+0,0014; Со = 0,0005±0,00012.
Общей особенностью вод артезианских скважин этого региона является их повышенная минерализация. Сумма ионов в водах Ногайского района равна 543,01±29,56 мг/л. По химическому составу воды этого региона классифицируются как гидрокарбонатно-сульфатно-натриево-хлоридные. Соотношение основных ионов в водах Ногайского района НС03 > Б04 > С1 для анионов и № > Са > К > Mg - для катионов.
Отличительной особенностью вод этого региона по сравнению с водами Высокогорного Дагестана является выраженное преобладание натрия над други-
ми катионами. Ситуация с содержанием кальция и магния в питьевых водах оказалась несколько иной. Относительное содержание кальция и магния в водах Высокогорного Дагестана также выше, чем в регионе Прикаспийской низменности. Однако в силу высокой минерализованности вод этого региона жители Прикаспийской низменности получают большее количество кальция и магния с водой, чем население Высокогорного Дагестана.
Принципиально важным является вопрос о возможности изменения минерального гомеостаза организма человека и животных соответственно химическому составу питьевой воды. Возможны ли, в частности, изменения в содержании тех элементов, которые имеют отношение к регуляции АД и развитию АГ? Такая постановка вопроса необходима, ибо вода - не единственный источник формирования минерального состава организма. Гораздо больше минеральных веществ в организм человека и животных поступает с продуктами питания, а пищевая соль служит главным источником натрия [11, 15]. Для получения ответа на этот вопрос проводилось исследование содержания натрия, калия, кальция и магния в плазме и в эритроцитах у здоровых молодых людей 18-35 лет в упомянутых регионах, полярных по распространенности АГ. Возраст обследованных лиц был ограничен 18-35 годами, чтобы исключить влияние возрастного фактора. В регионе Прикаспийской низменности был обследован 31 человек в Ногайском районе, 36 - в Кизляре, в высокогорном регионе - 19 человек.
Содержание натрия в плазме крови и в эритроцитах у жителей Кулинского района значительно ниже, чем в Ногайском районе (табл. 2). Ионы натрия обладают прессорным эффектом и поэтому кажется вполне естественным, что в регионе с низкой заболеваемостью АГ наблюдается низкое содержание этого элемента в крови.
В отношении калия, который способен тормозить развитие АГ [2, 10], полученные данные менее деТаблица 2
Электролиты крови у людей в регионах, полярных по распространенности АГ (ммоль/л)
Показатели Кулинский район Ногайский район
Число обследованных п=19 п=30
Натрий плазмы 134,23 ±1,59 159,71±1,12***
Натрий эритроцитов 20,82±0,61 23,32±0,80**
Калий плазмы 3,89±0,06 4,29±0,05***
Калий эритроцитов 73,76±0,82 73,55±0,111
Кальций плазмы 2,80±0,06 2,06±0,05***
Магний плазмы 0,83±0,04 0,81±0,06
* р<0,05; ** р<0,01; *** р<0,001.
48
монстративны. Его содержание в плазме крови в высокогорном регионе также ниже, чем в плоскостной зоне. Внутриклеточное содержание калия было одинаковым в обоих регионах. Коэффициент К/№ хотя и незначительно был выше у жителей высокогорья. Коэффициент К/Ка плазмы у населения высокогорного региона был равен 0,028, у населения Прикаспийской низменности в Ногайском районе - 0,026. Коэффициент К/Ка эритроцитов равнялся соответственно 3,54 и 3,19.
Содержание кальция в плазме крови в зоне малой распространенности АГ в Высокогорном Дагестане равнялось 2,80±0,06 ммоль/л, на Прикаспийской низменности в Ногайском районе - 2,06±0,05 ммоль/л (различие статистически значимо, р<0,001). Таким образом, в зоне малой распространенности АГ содержание кальция в плазме крови было выше. Содержание магния в плазме крови в Высокогорном Дагестане равнялось 0,78±0,05 ммоль/л, на Прикаспийской низменности в Ногайском районе - 0,80±0,05 ммоль/л (различие статистически незначимо, р>0,05). Причина низкого содержания кальция у населения Ногайского района не ясна. В этом районе население при одинаковом потреблении воды получают больше кальция и магния (табл. 1). Может быть, причина в разном минеральном составе пищевых продуктов?
Пища населения, даже сельского, не ограничивается продуктами местного происхождения. Люди пользуются продуктами питания, привезенными из других регионов, из других геохимических областей. Минеральный состав таких продуктов может существенно отличаться от состава продуктов местного происхождения. Уровень электролитов крови у человека может отражать минеральный состав продуктов как местного происхождения, так и привозных из других регионов. Животные питаются кормами местного происхождения. Следует полагать, что уровень электролитов крови у животных будет точнее отражать минеральный состав местной флоры и пить-
Таблица 3
Электролиты крови у коров в зонах, полярных по распространенности АГ (ммоль/л)
Показатели Кулинский район Ногайский район
Число обследованных 20 30
Натрий плазмы 143,35± 1,90 159,40±2,41***
Натрий эритроцитов 78,19±1,13 68,92±1,43***
Калий плазмы 4,64±0,09 4,23±0,06**
Калий эритроцитов 12,39±0,36 12,87±0,04
Кальций плазмы 3,14±0,06 1,98±0,05***
Магний плазмы 1,26±0,07 0,99±0,05**
* р<0,05; ** р<0,01; *** р<0,001.
евой воды (табл. 3), поэтому данные о содержании основных электролитов в крови у людей были дополнены их исследованием в крови у животных. Кровь для исследования, как и у людей, бралась рано утром перед выгоном животных на пастбища. В высокогорном регионе обследованы 20 коров (к-з Хосрех-ский), на Прикаспийской низменности в Ногайском 30 (с-з Терекли-Мектебский).
Содержание натрия в плазме крови у коров в высокогорном регионе оказалось значительно ниже, чем на Прикаспийской низменности. Содержание же натрия в эритроцитах, наоборот, оказалось значимо выше в высокогорном регионе - 78,19±3,54 ммоль/л против 68,92±1,43 ммоль/л на Прикаспийской низменности в Ногайском районе (р<0,001).
Содержание калия в плазме крови также оказалось выше у коров высокогорной зоны. В отношении содержания калия в эритроцитах различия оказались статистически незначимыми. Однако коэффициент К/Ка в плазме и в эритроцитах оказался выше в высокогорном регионе. Здесь он равнялся 0,032, а на Прикаспийской низменности в Ногайском районе - 0,026.
В содержании кальция и магния в плазме крови различия у коров в регионах, полярных по распространению АГ, оказались более демонстративными, чем у людей. Содержание кальция в плазме крови у коров в высокогорном регионе было равно 3,14±0,06 ммоль/л, на Прикаспийской низменности в Ногайском районе - 1,97±0,05 ммоль/л (различие статистически значимо, р<0,001). Содержание магния в плазме крови соответственно равнялось 1,25±0,06 ммоль/л и
0,98±0,05 ммоль/л (р<0,001). Эти данные убеждают, что минеральный состав питьевых вод и местной флоры отражаются на содержании биологически активных элементов в организме. Они показывают также, что соотношение катионов в воде имеет более существенное влияние на их концентрацию в крови, чем абсолютное содержание в питьевых водах. Концентрация кальция и магния в крови у людей и животных в высокогорном регионе была выше, несмотря на то, что их абсолютное содержание в водах этого региона была ниже (табл. 1). Определенную значимость, вероятно, имеют конкурентные взаимовлияния натрия и других катионов [17, 20, 23]. Избыточное поступление натрия в организм сопровождается вытеснением калия, кальция и магния из клетки их экскрецией с мочой.
Учитывая, что натрий обладает прессорным эффектом [2, 4, 6, 20, 21], наблюдаемые различия в уровнях АД и распространенности АГ в двух обследованных регионах можно связывать с содержанием этого элемента в питьевой воде. Более низкое содержание калия, кальция и магния в крови у жителей Прикаспийской низменности также может способствовать повышению АД, его возрастному повышению и развитию АГ.
ВЫВОДЫ
1. Химический состав питьевых вод отражается на содержании биологически активных элементов в организме человека и животных.
2. Химический состав питьевых вод и содержание основных катионов в крови у жителей Прикаспийской низменности благоприятствуют развитию АГ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Атаев Б.А., Атаев З.В., Гаджиев Б.С. и др. Физическая география Дагестана: Учебное пособие / ДГПУ. - М.: «Школа», 1996. - 381 с.
2. Бранчевский Л.Л., Гришина Т.Р. Влияние ионного состава пищи на развитие гипертонии.// Вопросы питания.
- 1988. - № 4. - С. 11-16.
3. Бубнова М.Г. современные рекомендации по профилактике и лечению артериальной гипертонии.// Профилактика заболеваний и укрепление здоровья. - 2006. - Т. 9.
- № 2. - С. 3-11.
4. Борьба с артериальной гипертонией. Доклад комитета экспертов ВОЗ. - М., - 1997.
5. Дульский В.А. Гигиеническая оценка влияния состава питьевой воды на распространенность артериальной гипертонии: Автореферат дисс...канд. мед. наук. - Иркутск, 1994. - 17с.
6. Мартынов А.И., Остроумова О.Д., Мамаев В.И. и др. Роль магния в патогенезе и лечении артериальной гипертонии // Тер. архив. - 1999. - Т. 71. - № 12. - С. 67-69.
7. Меерсон Ф.З., Барбараш Н.А., Двуреченская Г.Я. и др. Натрийуретический и антигипертензивный эффекты острой гипоксии у животных со спонтанной наследственной гипертонией// Бюлл. эксперим. биологии и медицины. - 1980. - Т. 90. - № 8. - С. 142-144.
8. Миррахимов М.М. Лечение внутренних болезней горным климатом. - Л.: Медицина, 1977.
9. Ресурсы поверхностных вод СССР. Том 9. Закавказье и Дагестан. Вып. 3. - Л., 1986. - 300 с.
10. Самсонов М.А., Медведева И.В., Покровская Г.Р., Мата-ев С.И. Питание в патогенезе, лечении и профилактике гипертонической болезни. - Екатеринбург, Сред.-Урал. кн. изд-во, - 1995.
11. Стокс И.Ю. Экологические факторы риска артериальной гипертонии. - Томск, 1997.
12. Хаджиева Г.Б. Солевые и водные нагрузки у здоровых и больных гипертонической болезнью жителей высокогорья.// Здравоохранение Таджикистана. - 1991. - № 5.
- С. 86-88.
13. Чурина С.К., Рыжов Д.В., Клюева Н.З. и др. К патогенезу артериальной гипертензии при дефиците кальция в питьевой воде (экспериментальное исследование) // Артериальная гипертензия. - 1995. - Т. 1. - № 1. - С. 25-30.
14. Alderman M.H. salt, blood pressure and human health. Hypertension. - 2000. - Vol. 36. - P. 890-897.
15. Chobanian A.V., Bacris G.L., Black H.P. et al. Seventh report of the joint national committee on prevention? Detected, evaluation and treatment of high blood pressure. Hypertension 2003. - Vol. 42. - P. 1206-1254.
16. Hajjar I.M., Grim C.E., Kotchen N.A. Dietary calcium lowers the age-related rise in blood pressure in the United States: the NHANES ||| survey. J Clin Hypertens. - 2000. - Vol. 5.
- P. 122-126.
17. Iwamoto T., Kita S. Hypertension, Na+/Ca2+ exchange and Na+, K+-ATPase. Kidney Int. - 2006. - Vol. 69. - P. 21482154.
18. Kaplan N.M. Evidence in favor of moderate dietary sodium reduction - cohort study// Am. J. Hypertens. - 2000. -Vol. 13. - P. 8-13.
19. Manunta P. and Giuseppe B. Low salt diet and diuretic effect on blood pressure and organ damage. - J Am soc Nephrol. -2004. - vol. 15. - P. 543-546.
20. Meneton O., Jerunemaitre H., Wardner H.E. and Macgregor4 G.A. Links between dietary salt intake, renal handling, blood pressure and cardiovascular diseases. Physiol. Rev. - 2005.
- Vol. 85. - P. 679-715.
21. Resnick L.M. The role of dietary calcium in hypertension. A hierarchical overview.// Am. J. Hypertens. - 1999. - Vol. 12.
- P. 99-112.
22. Rose G.A., Blackburn H.G., Gillum R.F., Prineas R.J. Эпидемиологические методы изучения сердечно-сосудистых заболеваний. Издание второе. ВОЗ. - Женева. 1984.
23. Tasic N., Nesovic M., Djuric D., Kanjuh V. Changes in calcium levels in blood and urine during various regimens of table salt intake in patients with essential arterial hypertension // Srp Arh celok Lek. - 2002. - Vol. 130. - P. 7-12.
DRINKING WATER, BLOOD ELECTROLYTES AND ARTERIAL PRESSURE
S.O. Abdoulkadyrova
SUMMARY
Mineral structure of drinking water, concentrations of Na, K, Ca and Mg in blood of both humans and animals in Alpine and plane regions of Dagestan republic were studied. Net blood pressure was measured in 7415 adult subjects in both regions aimed at studying blood pressure levels and prevalence of arterial hypertension. Comparative data received as a result of these measurements are presented in the article.
Key words: drinking water, arterial pressure, hypertension.
