CC BY
144
кации организма: Материалы 1-й республиканской научно-практической конференции 18-19 декабря 1997г. - Уфа, 1997. - С. 154-156.
4. Чучалин, А.Г. Белая книга. Пульмонология. - М., 2003. - 68с.
5. Чучалин, А.Г. Хронические обструктивные болезни легких // Хронические обструктивные болезни легких / под ред. Чучалина А.Г. - М.: Изд-во «Бином», 1999. - 512с.
УДК 616.379 - 008.64 - 036.2: [577.118:551] (470.57)
© Л.М. Фархутдинова, Г.Г. Байбурина, И.М. Фархутдинов, 2010
Л.М. Фархутдинова1, Г.Г. Байбурина2, И.М. Фархутдинов3 САХАРНЫЙ ДИАБЕТ: НА СТЫКЕ МЕДИЦИНЫ И ГЕОЭКОЛОГИИ
!ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава», г. Уфа 2ГУЗ Медицинский информационно-аналитический центр МЗ РБ, г. Уфа 3ГОУ ВПО «Башкирский государственный университет», г. Уфа
Сахарный диабет - одна из наиболее острых медико-социальных проблем во всем мире. Согласно современным представлениям, развитие заболевания инициирует внешняя среда на фоне генетической предрасположенности. Исследование проблемы сахарного диабета в Республике Башкортостан обнаружило влияние геолого-геоморфологических условий местности на распространенность заболевания, что обусловлено региональными особенностями микроэлементного статуса. Зоны развития пород морского генезиса (карбонатные и терригенные морские отложения) ассоциируются с меньшим риском развития сахарного диабета.
Ключевые слова: сахарный диабет, микроэлементы, геоэкология.
L.M. Farkhutdinova, G.G. Bayburina, I.M. Farkhutdinov DIABETES MELLITUS. ON THE VERGE OF MEDCINE AND GEOECOLOGY
Diabetes mellitus is one of the most critical medical and social problems in the world. According to the modern concepts, environment initiates development of the disease against the background of genetic predisposition. The study of diabetes in the Republic of Bashkortostan has shown that the geological and geomorphological conditions of the terrain influence on the prevalence of the disease, which is due to regional characteristics of trace-element status. Zones of disposition of marine origin rocks (carbonaceous sediments, terrigenous marine deposits) are associated with lower risks of diabetes development.
Key words: diabetes mellitus, trace elements, geoecology.
Сахарный диабет на сегодняшний день
- одна из наиболее острых медикосоциальных проблем во всем мире. Этим заболеванием страдает около 5 % населения, а после 60 лет - более 10 %. При этом рост распространенности сахарного диабета носит характер эпидемии. Каждые 20-25 лет число больных сахарным диабетом удваивается: в 2000г. их насчитывалось около 150 млн во всех странах мира, а к 2025 г. прогнозируется увеличение этого показателя до 300 млн. В России зарегистрировано около 8 миллионов больных сахарным диабетом, в Башкортостане, по данным Медицинского информационно-аналитического центра МЗ Республики, -75 тысяч.
На фоне сахарного диабета в 5-10 раз повышается риск развития атеросклероза, гипертонической болезни и ишемической болезни сердца, в 20 раз чаще развивается
патология почек и зрения. Это заболевание является основной причиной хронической почечной недостаточности, нетравматических ампутаций конечностей, слепоты [6,9,14].
Из истории вопроса
До второй половины 20-го века сахарный диабет рассматривался как единое заболевание с различной степенью дефицита инсулина. В 1934г. Р.! Cammidge, исследовав родословные 1000 больных, впервые разделил диабет на ювенильную и взрослую формы, связав их с различной наследственностью. Французские клиницисты также предложили выделять «тощий» и «жирный» диабет как два варианта этой патологии. Новые представления нашли подтверждение в последующих исследованиях, показавших, что выделенные формы диабета имеют различные генетические факторы и механизмы развития, в результате чего в 1980-е годы они были класси-
фицированы как сахарный диабет (СД) 1 и 2 типа.
Среди всех больных СД подавляющее большинство (90 %) - больные диабетом 2 типа. В основе его развития - инсулинорези-стентность, снижение продукции инсулина или сочетание факторов. Этот тип диабета дебютирует чаще после 40 лет, в 90 % случаев -на фоне избыточного веса, и длительно, в течение нескольких лет, протекает бессимптомно. Для лечения применяются препараты, повышающие эффективность эндогенного инсулина и стимулирующие его продукцию в поджелудочной железе. Соблюдение диеты, снижение веса и физическая активность позволяют снизить риск развития диабета на 60 %.
Сахарный диабет 1 типа, на долю которого приходится 10-20 % случаев, - результат аутоиммунного разрушения в - клеток поджелудочной железы и замещения их соединительной тканью. Сахарный диабет 1 типа развивается преимущественно в детском и юношеском возрасте и характеризуется острым началом с выраженным похуданием, жаждой, полиурией, слабостью. Единственный способ лечения - заместительная инсулинотерапия, в отсутствие которой больные погибают. Причины аутоиммунной деструкции инсулярного аппарата поджелудочной железы с развитием сахарного диабета 1 типа неизвестны. Имеются сведения о провоцирующей роли вирусов, белка коровьего молока, химических веществ [1, 6, 9, 14].
О роли микроэлементов в функционировании поджелудочной железы
За последние десятилетия накопились многочисленные сведения о роли микро- и макроэлементов в функционировании поджелудочной железы. Известно, что один из ключевых минералов, влияющих на углеводный обмен, - кальций. От присутствия ионов кальция в клетке зависит активность эндопептидазы - фермента, под действием которого проинсулин преобразуется в инсулин.
Выход инсулина в кровь также зависит от кальция. Установлено, что инсулин в клетке содержится в секреторных гранулах, расположенных в микротрубочках. С участием ионов кальция происходит сокращение мик-рофиламентов и перемещение секреторных гранул по микротрубочкам к клеточной мембране с последующим выбросом содержимого гранул в межклеточное пространство и диффузией в капиллярную кровь.
Кроме того, кальцию принадлежит ключевая роль в регуляции минерального об-
мена организма в целом, поскольку он препятствует избытку других химических элементов (конкуренция за транспортные системы). О благоприятном влиянии кальциевых ландшафтов на растительность, животный мир и состояние здоровья населения свидетельствуют работы О.В. Николаева (1958), А.А. Шварца (1996).
Для продукции инсулина ß-клетками поджелудочной железы необходимы ионы цинка, которые являются составной частью (0,4-0,5 %) инсулинового комплекса, содержащегося в секреторных гранулах.
Целый комплекс микроэлементов, являясь кофакторами различных ферментных систем, влияют на углеводный обмен: медь участвует в процессах окисления глюкозы, хром способствует метаболизму глюкозы в периферических тканях и синтезу гликогена, марганец, никель и литий потенцируют действие инсулина [2,9,10,12-16,21].
Сведения о влиянии факторов внешней среды на развитие СД появились в 50-е годы прошлого века благодаря проведению эпидемиологических исследований, показавших крайнюю неравномерность (почти 100-
кратную) выявления заболевания в различных группах населения. Например, в Японии данный показатель для СД 1 типа составил менее
0,03 %, а в Германии и Великобритании -около 2 %. Подтверждением роли среды проживания в развитии СД является изменение распространенности заболевания среди популяции при ее миграции. Например, в Индии распространенность диабета составляет около 2 %, а у индийцев, проживающих в Сингапуре
- около 10 %. У японцев, проживающих в Токио, этот показатель не превышает 5 %, а среди японцев в Сиэтле (штат Вашингтон, США) достигает 20 % [1, 9, 14].
Что касается роли геологогеоморфологических условий - рельефа, состава, структуры горных пород и их генезиса
- в развитии СД, то эти данные в доступной печати отсутствуют. Вместе с тем, это направление представляет большой научнопрактический интерес, открывая перспективы новых подходов в решении медицинских проблем. Следует отметить, например, что в Японии, где распространенность СД 1 типа, как указывалось выше, минимальна, преобладает горный рельеф, а Германии и Великобритании - равнинный. Обращает на себя внимание характер распространенности СД 1 типа в европейских странах: там, где рельеф преимущественно горный (Болгария, Австрия, Чехия, Норвегия, Румыния, Португалия), за-
болевание регистрируется реже по сравнению территориями, расположенными большей частью на равнине (Бельгия, Польша, Нидерланды, Финляндия, Франция, Германия, Великобритания).
Распространенность СД 2 типа также широко варьирует. Чаще этим заболеванием страдают в США, странах Юго-Восточной Азии, за ними следуют Россия, Канада, Бразилия, Мексика, Турция, Иран, Пакистан. Заслуживают внимания закономерности распространения СД 2 типа в Европе: как и в случае с диабетом 1 типа, более высокие показатели отмечаются в странах с преимущественно равнинным рельефом (Франции, Великобритании, Германии, Бельгии, Нидерландах), в то время как в странах центральной Европы, на территории которых преобладают горные массивы, заболевание выявляется реже. Как оказалось, СД 2 типа практически не встречается в Микронезии, расположенной в Тихом Океане на коралловых островах (известковые массивы из скелетов морских организмов).
В настоящее время принято считать, что внешняя среда инициирует развитие СД на фоне генетической предрасположенности. Вместе с тем, механизмы влияния внешней среды на развитие диабета не раскрыты, и требуют дальнейшего изучения.
Одно из современных перспективных научных направлений - исследование связи микроэлементного состава среды проживания и состояния здоровья населения. В Башкортостане такие исследования проводятся с 60-х гг. прошлого столетия. Роли микроэлементно -го профиля местности проживания в развитии различных заболеваний посвящены труды Я.Н. Аскаровой (1969), Т. А. Байбуриной (1974), С.Г. Фаттахутдинова (1993), З.С. Тере-гуловой (1998), Н.А. Борисовой (2003), Н.В. Старовой (2003) и других [3, 4, 7, 17, 18, 20].
Ведущее значение в формировании особенностей микроэлементного статуса биосферы принадлежит геологической среде, поскольку, в отличие от белков, жиров и углеводов, минеральные вещества не синтезируются в организме, поступая из внешней среды, где их главным источником являются горные породы [11]. Исследование роли микроэлементов геологической среды в Башкортостане возможно благодаря уникальному расположению республики, на территории которой представлено самое широкое разнообразие хорошо изученных геолого-
геоморфологических условий.
По результатам научной работы, проводимой в Башкортостане под эгидой Академии
наук РБ с 2000г., выявлена тесная взаимосвязь между микроэлементным статусом зоны проживания и содержанием микроэлементов в организме жителей. Установлена значимость региональных особенностей микроэлементно-го состава природной среды в развитии эндемического и диффузного токсического зоба, аутоиммунного тиреоидита, рассеянного
склероза. Выяснилось, что не только дефицит, но и избыток микроэлементов как в местности проживания, так и в организме человека ассоциируется с повышением частоты встречаемости узлового зоба и аутоиммунного тирео-идита [5, 19].
Сахарный диабет в Башкортостане с точки зрения геоэкологии
Нами проанализирована распространенность сахарного диабета в районах Республики Башкортостан (по данным Медицинского информационно-аналитического центра МЗ РБ за 2007-2009гг.) в зависимости от гео-лого-геоморфологических условий местности [8].
Анализ распространенности сахарного диабета в РБ продемонстрировал значительный диапазон разброса этого показателя (почти в 20 раз). Так, распространенность СД 1 типа в Мишкинском, Краснокамском, Зилаир-ском районах составила 30-40 на 100 000 населения, а в Белебеевском и Белорецком - более 600 на 100 000. Минимальные показатели распространенности СД 2 типа зарегистрированы в Зилаирском и Бурзянском районах -540 на 100 000, а максимальные - в Туйма-зинском и Белебеевском - 6500 и 8600 на 100 000 жителей, соответственно.
На наш взгляд, особый интерес представляют сходные закономерности распространения СД 1 и 2 типов: в обоих случаях наиболее неблагоприятными районами оказались Белорецкий, Ишимбайский, Мелеузов-ский, и наиболее благополучными - Абзели-ловский, Бурзянский, Зилаирский. Принимая во внимание, что частота развития СД определяется двумя основными факторами - генетическими особенностями и внешней средой, выявленное сходство убедительно свидетельствует о влиянии факторов внешней среды, поскольку генетически эти формы заболевания различны (рис. 1 и 2).
1 І I 2 ■ ^^1 5
Рис. 1. Распространенность сахарного диабета 1 типа в Башкортостане.
Количество случаев СД 1 типа на 100 000 населения: 1 - менее 60; 2 - 61 - 80; 3
- 81 - 100; 4 - 101 - 150; 5 - более 151.
I I 1 I I 2 Из ^^1 5
Рис. 2. Распространенность сахарного диабета 2 типа в Башкортостане. Количество случаев СД 2 типа на 100 000 населения: 1 - менее 800; 2 - 801 - 1000;
3 - 1001 - 1200; 4 - 1201 - 2000; 5 - более 2000.
Разница в распространенности СД на территории республики обнаруживают чет-
кую зависимость от геолого-
геоморфологических условий. Обращает на себя внимание низкая распространенность заболевания в южной части республики (в Бур-зянском, Зилаирском, Абзелиловском, Хай-буллинском районах), что ассоциируется с выходами здесь карбонатных и морских тер-ригенных пород, характеризующихся наиболее оптимальным микроэлементным составом. Зоной высокого риска развития СД оказались Белорецкий, Ишимбайский, Мелеузов-ский, Учалинский районы, расположенные на западных склонах Урала и в Зауралье, однако имеющиеся здесь промышленные предприятия (Белорецкий металлургический и Учалинский горнообогатительный комбинаты) и радиационный фон не позволяют надежно интерпретировать полученные результаты с точки зрения влияния природных факторов.
На северо-востоке республики, в Уфим-ско-Айской зоне, наблюдается относительно равномерно низкая распространенность СД 2 типа, что согласуется с развитием здесь тер-ригенных пород морского происхождения, характеризующихся равномерным распределением элементов-примесей по площади.
В платформенной части Башкортостана (в Уфимско-Уршакской зоне) распространенность заболевания варьирует от минимальной до максимальной, что соответствует мозаичной картине распределения микроэлементов, обусловленной залегающими здесь породами континентального происхождения.
Заключение
Полученные нами результаты свидетельствуют о несомненной перспективности исследования роли геоэкологических факторов в развитии сахарного диабета, необходимости проведения масштабных популяционных исследований в рамках государственной научной программы, объединяющей усилия медиков, биологов, геологов, химиков, экологов. Неуклонный рост заболеваемости сахарным диабетом, глобальный масштаб проблемы требуют новых подходов к ее решению. Исследование роли микроэлементов природной среды в развитии сахарного диабета позволит расширить представления о патогенетических механизмах формирования патологии поджелудочной железы, пролить свет на причины деструктивного аутоиммунного процесса и инсулинорезистентности, лежащих в основе нарушений углеводного обмена при сахарном диабете, выделить группы риска среди населения, оптимизировать профилактику и лечение.
Сведения об авторах статьи
Фархутдинова Лейла Муратовна
д.м.н., профессор кафедры терапии и общей врачебной практики ИПО БГМУ, e-mail [email protected] Байбурина Гульгена Галемзяновна
руководитель Государственного регистра больных сахарным диабетом Медицинского информационно-аналитического центра МЗ РБ
Фархутдинов Исхак Мансурович
аспирант кафедры геологии и геоморфологии Башкирского государственного университета
ЛИТЕРАТУРА
1. Авзалетдинова, Д.Ш. Генетические аспекты сахарного диабета/ Д.Ш. Авзалетдинова, Т.В. Моругова, Ж.Р.Балхиярова, О.Е. Мустафина. - Уфа: Башгосмедуниверситет, 200S. - S0 с.
2. Авцын, А.П. Микроэлементозы человека/ А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова. - М.: Мир, 1991.- 495 с.
3. Аскарова, Я.Н. Региональные особенности содержания и соотношения некоторых микроэлементов (йода, меди, свинца и марганца) во внешней среде и их значение в развитии зобной эндемии в Башкирии: дис.... д-ра мед. наук.- Л., 1969.
4. Байбурина, Т.А. Роль некоторых геохимических факторов внешней среды в распространенности кариеса зубов на территории БАССР: дис.. канд. мед. наук.- Уфа, 1974.
5. Бахтиярова, К.З. Геоэкологические аспекты рассеянного склероза в Республике Башкортостан / К.З. Бахтиярова, Л.М. Фархутдинова, Р.В. Магжанов // Экология. - 2007. - № 9. - С. 3-7.
6. Благосклонная, Я.В. / Я.В. Благосклонная, Е.В. Шляхто, А.Ю. Бабенко. Эндокринология. -СПб.: СпецЛит, 2007. - 400 с.
7. Борисова, Н.А. Неврологическая болезненность // Проблемы экологии. Принципы их решения на примере Южного Урала / Н.А. Борисова, Р.Х. Нигматуллин. - М.: Наука, 2003. - С. 117136.
S. Геологическая карта Башкирской АССР. Масштаб 1:600000/ под. ред. М.А. Камалетдинова.
- Уфа, 19S0.
9. Дедов, И.И. Сахарный диабет: руководство для врачей / И.И. Дедов, М.В.Шестакова. - М.: Универсум Паблишинг, 2003. - 455 с.
10. Кеттайл, В.М. Патофизиология эндокринной системы: пер. с англ./ В.М. Кеттайл, Р.А. Арки. - М.: Изд-во Бином, 2007. - 336 с.
11. Ковальский, В.В. Геохимическая среда и жизнь. - М.: Наука, 19S2. - 7S с.
12.Кудрин, А.В. Микроэлементы в иммунологии и онкологии/ А.В. Кудрин, О.А. Громова. - М.
: ГЭОТАР - Медиа, 2007. - 543 с.
13. Луценко, В.К. Молекулярная патофизиология. - М.: МАИК «Наука/ Интерпериодика», 2004.
- 270 с.
14. Мамедов, М.Н. Диагностика, профилактика и лечение сахарного диабета и его осложнений: по материалам 19 Всемирного конгресса Международной федерации диабета, - Москва, 2006. -46 с.
15.Николаев, О.В. Эндемический зоб и кретинизм // Руководство по клинической эндокринологии. - М.: Медгиз, 195S. - С. 57-7S.
16.Скальный, А.В. Биоэлементы в медицине / А.В. Скальный, И.А. Рудаков. - М.: Издательский дом «Оникс 21 век», Мир, 2004. - 272 с.
17.Старова, Н.В. Содержание химических элементов в волосах человека // Проблемы экологии: принципы их решения на примере Южного Урала. - М.: Наука, 2003. - С. 159-162. ^.Терегулова, З.С. Экогеохимическая характеристика горнорудного района и показатели состояния здоровья населения: Материалы республ. науч.-практ. конф. / З.С. Терегулова, В.Н. Крылатов, Л.Н. Белан. - Уфа, 199S. - С. 121-125.
19. Фархутдинова, Л.М. Зоб как медико-геологическая проблема. - Уфа: Изд-во Гилем, 2005. -230 с.
20.Фаттахутдинов, С.Г. Роль геологических формаций в формировании неблагополучной геоэкологической ситуации, обуславливающей повышенную заболеваемость населения раком// Ежегодник. - 1993. Информационные материалы УНЦ РАН. - Уфа, 1994. - С. S2-S5.
21.Шварц, А.А. Экологическая гидрогеология: учебное пособие. - СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 1996. - 60 с.
