Питьевые воды Дагестана и артериальная гипертония. Роль анионов Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК:504.75.05 (470.67)

ПИТЬЕВЫЕ ВОДЫ ДАГЕСТАНА И АРТЕРИАЛЬНАЯ ГИПЕРТОНИЯ. РОЛЬ АНИОНОВ

© 2010 г аджиев Г.Э., Омарова Х.Г.*

Дагестанская государственная медицинская академия Дагестанский государственный университет

Изучено содержание хлоридов, сульфатов и бикарбонатов, основных анионов питьевой воды в трех сельских районах высокогорного региона Дагестана (23 пробы речной воды) и на Прикаспийской низменности в Ногайском районе (37 артезианских колодцев). В высокогорном регионе артериальное давление (АД) измерено у 4461 человека старше 14 лет и у 5117 человек на Прикаспийской низменности.

Распространенность артериальной гипертонии была значительно выше у населения Прикаспийской низменности по сравнению с высокогорным регионом. Распространенность артериальной гипертонии имела положительную функциональную связь с концентрацией хлоридов (г<! = 0,854, p = 0,029) и сульфатов (rs = 0,750, p = 0,052) в питьевой воде и отрицательную функциональную связь с концентрацией бикарбонатов (rs = -0,857, p = 0,019).

The concentration of chlorides, sulphates and bicarbonates, the basic anions of drinking water were determined in three rural areas of high-mountainous region of Dagestan (23 tests of river water) and on Near-Caspian lowland in Nogaysky area (37 artesian wells). 4461 and 5117 persons'BPlpressure was measured in both regions respectively.

Prevalence of an arterial hypertension was significantly higher in population of Caspian lowland as compared to population of high-mountainous region (p <0,001). Prevalence of hypertension was positively associated with concentration of chlorides (rs = 0,854, p = 0,029)

and sulphates in potable water (rs = 0,750, p = 0,052) and negatively associated with concentration of bicarbonates (rs = -0,857, p = 0,019).

Ключевые слова: хлориды, сульфаты, бикарбонаты, питьевая вода, артериальное давление, артериальная гипертония.

Keywords: chlorides, sulphates, bicarbonates, drinking water, blood pressure, hypertension.

Изучение роли экологических факторов, в частности минерального состава питьевой воды и пищевых продуктов, в развитии и течении сердечно-сосудистых заболеваний имеет длительную историю. Установлено, что катионы натрия способствуют развитию артериальной гипертонии (АГ), а катионы калия, кальция, магния замедляют ее развитие. Воздействие на баланс этих катионов в организме рекомендуется для профилактики и лечения АГ [6, 9]. Анионы априорно рассматривались как биологически инертные компоненты минерального состава пищи и питьевой воды. Однако некоторые исследования, проведенные в последнее время, пошатнули такое представление.

Общепризнанно, что ионы натрия потенцируют развитие АГ, а ионы калия ослабляют такое влияние. У крыс генетической линии stroke prone SHR - SHRSP со спонтанным развитием АГ и мозговых инсультов введение с пищей KCl сопровождается развитием такой же гипертонии, как и при введении NaCl [14]. Это исследование показывает, что прессорный эффект связан с ионом хлора. В другом исследовании было отмечено, что прессорный эффект NaCl усиливается дополнительным введением KCl. У крыс, получавших вместе NaCl и KCl, было отмечено в два раза более выраженное повышение артериального давления (АД), чем в группе, получавшей только NaCl [13]. В то же время KCl тормозил развитие АГ у крыс SSR (Salt Sensitive rat), являющихся генетическим прототипом крыс SHR (spontaneously hypertensive rats) [12]. У крыс генетической линии Wistar, у которых АГ воспровоцировалась дезоксикортикостерона ацетататом, введение NaCl с питьевой водой ускоряло развитие АГ, а введение NaHCO3 тормозило ее развитие [10].

Оценивая результаты этих экспериментальных исследований, следует допустить наличие биологической активности анионов хлора и карбонатов. Однако обращает на себя внимание разная реакция различных генетических линий животных на воздействие анионов, что не позволяет экстраполировать результаты этих исследований на человеческий организм. Вопрос нуждается в изучении на клиническом и популяционном уровне. С этой целью нами было проведено изучение влияния хлора, бикарбонатов и сульфатов, являющихся основными анионами питьевой воды, на распространенность АГ у популяций, проживающих в регионах с различным составом питьевой воды.

Материал и методы

Исследование проводилось в трех сельских районах Высокогорного Дагестана (Кулинском, Тляратинском и Цунтинском), а также в Ногайском районе, на

Прикаспийской низменности. В обследованных нами двух полярных физикогеографических провинциях Дагестана источники питьевых вод имеют принципиально различный генез. Источниками питьевых вод в горном Дагестане являются речки и родники. Все они в пределах каждого района в конечном итоге сливаются в один или два речных стока. Такими стоками в Кулинском районе является р. Кули, в Тляратинском районе - р. Джурмут, в Цунтинском - р. Андийское Койсу и р. Хзан-ор (приток Аварского Койсу). Мы исходили из положения, что химический состав речных стоков на выходе из территории района отражает в среднем суммарный химический состав всех родников и речек, впадающих в эти речные стоки. Пробы воды для исследования брались повторно в различные сезоны года. Всего проведен анализ 23 проб. В Ногайском районе население пользуется питьевой водой из подземных источников, получаемой бурением артезианских скважин. Нами анализирован химический состав вод 37 артезианских скважин.

Изучение химического состава водных источников проведено в Институте геологии ДНЦ РАН и в лаборатории ОАО «Дагестан-геология» с использованием стандартных химических методов [5, 7] и атомно-абсорбционного спектрофотометра КйасЫ 170-70.

Обследование населения с целью определения возрастных уровней АД и распространенности АГ проводилось в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения [11]. В Ногайском районе обследовано 5117 человек, в Кулинском - 2298, в Тляратинском - 888, в Цунтинском - 1285. Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программы ВюбШ с вычислением средней арифметической величины (М), ошибки средней величины (т), критерия Стьюдента (1), критерия ранговой корреляции Спирмена (г8) [2].

Данные о распространении АГ среди различных групп населения представлены в виде стандартизированных показателей по отношению к стандарту населения РФ [6].

Результаты и обсуждение

Проведенный анализ химического состава питьевых вод показывает, что речные воды Высокогорного Дагестана слабо минерализованы и по химическому составу являются гидрокарбонатно-сульфатными-кальциево-магниево-натриевыми (табл. 1 и 2). Гидрокарбонаты и сульфаты являются основными анионными компонентами речных вод Высокогорного Дагестана. В них мало хлоридов (иногда вовсе отсутствуют). Эту особенность водных источников Высокогорного Дагестана принято объяснять отсутствием хлора или его ничтожным содержанием в песчаниках и глинистых сланцах Высокогорного Дагестана («промытые породы») [3, 8].

Таблица 1

Химический состав питьевых вод по районам (мг/л)

Ионы Ногайский р-н Цунтинский р-н Тляратинский р-н Кулинский р-н

Ш+ 85,88 5,03 5,83 11,06

К+ 10,45 1,48 1,76 2,5

Са2+ 47,51 21,84 16,7 15,75

Мй2+ 15,27 7,86 4,31 8,6

НСОз- 185,92 74,51 61,1 109,85

8О42- 147,78 31,60 18,95 11,32

С1- 40,34 5,43 2,13 3,95

Сумма 533,21 140,74 113,41 162,9

Анализ вод Низменного Дагестана показывает наличие значительных различий в общей минерализации и содержании основных ионов по отношению к водным источникам Высокогорного Дагестана (табл. 1-2). Общей особенностью вод артезианских скважин этого региона является их повышенная минерализация и резкое преобладание ионов натрия над другими катионами. По химическому составу воды этого района классифицируются как гидрокарбонатно-сульфатно-натриево-хлоридные. Соотношение основных ионов НСОз- >Б04 2-> С1- для анионов и №+ > Са2+ > К+ > М£2+ для катионов.

Таблица 2

Соотношение ионов в питьевых

водах по районам (%)

Ионы Ногайский р-н Цунтинский р-н Тляратинский р-н Кулинский р-н

Ш+ 16,1 3,57 5,14 6,79

К+ 1,96 1,05 1,55 1,53

Са2+ 8,91 15,56 14,72 9,66

Мй2+ 2,86 5,59 3,80 5,27

НСО3- 34,86 52,94 53,84 67,43

БО42- 27,71 22,45 16,70 6,95

С1- 7,56 3,86 1,88 2,42

В силу высокой минерализации артезианских вод Ногайского района, абсолютное содержание (мг/л) основных ионов в них значительно выше, чем в слабо минерализованных водах Высокогорного Дагестана. Однако имеются принципиальные различия в соотношении ионов. Относительное содержание сульфатов и хлора выше в артезианских водах Ногайского района, чем в высокогорных районах. Для речных вод Высокогорного Дагестана характерно относительное преобладание гидрокарбонатов.

АГ занимает центральное место в эпидемиологии сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Повышение АД связано с нарастанием частоты ССЗ. Согласно современной классификации АД, его уровень выше 139/89 мм рт.ст. рассматривается как АГ. Число таких лиц в Ногайском районе равнялось 26,90±0,38%. Разница в распространенности АГ между мужчинами и женщинами была незначительной (р<0,05). Распространенность АГ у женщин была равна 24,01±0,65%, у мужчин 27,92±0,69%. АГ 1 степени (АД>159/99 мм рт.ст.) была обнаружена у 14,08±0,79% мужчин и у 9,93±0,52% женщин. АГ 2-3 степени (АД 179/109 мм рт.ст.) наблюдалась у 13,83±0,79% мужчин и 14,08±0,79% женщин.

В Высокогорной физико-географической провинции Дагестана АГ во всех районах встречалась заметно реже как у мужчин, так и у женщин. Причем каких-либо серьезных различий между этими районами в распространенности АГ нет (табл. 3). Приведенные данные показывают близость возрастных уровней АД во всех этих трех высокогорных районах. АД здесь характеризуется сравнительно низким уровнем в возрастной группе 1519 лет и низкими темпами его возрастного повышения. Можно говорить, что для жителей высокогорья характерны низкие повозрастные уровни АД. К этому следует добавить, что у горцев весьма часто встречались случаи гипотонии (<100/60 мм рт.ст.). У молодых женщин гипотония встречалась чаще, чем у юношей.

Таблица 3

Распространенность (%) АГ

у населения различных физико-географических провинций Дагестана (стандартизированные показатели)

Регионы Число обследованных АГ АГ 1 степени АГ 2-3 степени

Низменный Дагестан, Ногайский район 5117 26.90± 0.38*** 12.05± 0.45*** 14.85± 0 49***

Высокогорный

Дагестан 2298 5.68±0.48 2.95±0.35 2.73±0.34

Кулинский район 888 4.21±0.92 2.90±0.56 1.31±0.38°°

Тляратинский район 1285 7.23±0.72 4.30±0.56 2.93±0.47

Цунтинский район

*р < 0,05, **р < 0,01, ***р < 0,001 (относительно показателей в горных районах), оор <

0,01 (относительно показателей в других горных районах)

Таким образом, результаты исследования показывают, что в полярных физикогеографических провинциях имеются существенные различия в распространенности АГ. Существенными оказались и различия в соотношении различных ионов в питьевых водах. Имеется ли между этими явлениями какая-либо функциональная связь? Чтобы ответить на этот вопрос, мы проверяли наличие функциональной связи между относительным содержанием основных ионов питьевых вод и распространенностью АГ в указанных полярных физико-географических провинциях путем определения коэффициента ранговой корреляции Спирмена (г8). Для придания большей достоверности расчетам, территория Ногайского района была подразделена на 4 зоны.

В прошлом нашем сообщении отмечалось наличие функциональной связи между катионами и распространенностью АГ [1]. Между содержанием катионов натрия в питьевых водах и распространенностью АГ была отмечена положительная корреляционная связь. Катионы кальция и магния имели отрицательную связь с распространенностью АГ.

Значение анионов в эпидемиологии ССЗ практически не изучалось. Тем более представляется интересным обнаружение отрицательной функциональной связи высокой

степени (г8=-0,857; р=0,019) между относительной концентрацией гидрокарбонатных ионов в питьевой воде и распространенностью АГ. Такой же высокой была отрицательная корреляция между относительным содержанием гидрокарбонатов и распространенностью АГ 1 степени (г8=-0,857; р=0,019), а также АГ 2-3 степени (г8=-0,857; р=0,019).

Содержание сульфатов в питьевых водах показало наличие высокой положительной корреляции (г8=0,750; р=0,052) с распространенностью АГ. Корреляционная связь высокой степени оказалась также в отдельности с АГ 1 степени (г8=0,821; р=0,028) и 2-3 степени (г8=0,786; р=0,029). Такая же высокая положительная корреляция наблюдается между содержанием хлора в питьевых водах и распространенностью АГ (г8=0,854; р=0,029). Относительное содержание хлора в питьевой воде также имело положительную корреляцию с АГ 1 степени (г8=0,,786; р=0,029) и 2-3 степени (г8=0854; р=0,019)

Таким образом, проведенные исследования показали, что превалирование ионов хлора и сульфатов в питьевых водах ассоциировано с более высокой распространенностью АГ. В регионе с преобладанием в питьевых водах гидрокарбонатов наблюдается низкая распространенность АГ. Механизм влияния анионов на уровень АД остается неясным и нуждается в дополнительных исследованиях.

Примечания

1. Абдулкадырова С. О., Гаджиев Г. Э., Омарова Х. Г. Питьевая вода и артериальное давление: некоторые аспекты проблемы в Республике Дагестан // Юг России: Экология. Развитие. 2008. № 2. С. 102-106. 2. Гланц С. Медико-биологическая статистика. M. : Практика, 1999. 3. Гюль К. К., Власова С. В., Кисин И. М., Тертеров Ф. Ф. Реки Дагестанской АССР. Махачкала : Дагкнигоиздат, 1961. 370 с. 4. Демографический ежегодник России: статистический сборник. Госкомстат России. М., 1997. 580 с. 5.

Методы анализа природных вод. М. : Недра, 1970. 486 с. 6. Рекомендации Российского медицинского общества по артериальной гипертонии и Всероссийского научного общества кардиологов по диагностике и лечению артериальной гипертонии // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2008. Т. 5. № 7 (приложение). 7. Унифицированные методы исследования качества воды. Ч. 1. Методы химического анализа вод. М. : Изд-во СЭВ, 1977. 831 с. 8. Физическая география Дагестана / Учебное пособие. М. : Школа, 1996. 381 с. 9. Chobanian AV, Bakris GL, Black HR, et al. The Joint National Committee on Prevention, Detection, Evaluation, and Treatment of High Blood Pressure, National Heart, Lung, and Blood Institute. National High Blood Pressure Education Program Coordinating Committee. Seventh report of the Joint National Committee on Prevention, Detection, Evaluation and Treatment of High Blood Pressure // Hypertension. 2003. Р. 1206-1252. 10. Kunes J., Zicha J., Jrlinek J. The role of chloride in deoxicorticosterone hypertention: selective sodium loading by diet or drinking water // Physiol. Res. 2004. V.53. N 2. P. 149-154. 11. Rose G. A., Blackburn H. G., Gillum R. F., Prineas R. J. Эпидемиологические методы изучения сердечно-сосудистых заболеваний. Изд. 2. ВОЗ. Женева, 1984. 12. Sudhir K., Kurtz T. W., Yock P. G., Connolly A., Morris R. C., Jr. Potassium preserves endothelial function and enhances aortic compliance in Dahl rats // Hypertension. 1993. Р. 315-322. 13. Schmidlin O., Tanaka V., Bollen A. W., Yi Sai-Li, Morris R.

C. Chloride-Dominant Salt Sensitivity in the Stroke-Prone Spontaneously Hypertensive Rat. // Hypertension. 2005. V. 45. P. 867-873. 14. Tanaka M., Schmidlin O, Olson J. L., Yi Sai-Li, Morris R. C, Jr. Chloride-sensitive renal microangiopathy in the stroke-prone spontaneously hypertensive rat. // Kidney Int. 2001. V. 59. P. 1066-1076.

Статья поступила в редакцию 23.02.2010 г.

••• Известия ДГПУ, №1, 2010

••• Известия ДГПУ, №1, 2010