CC BY
45
Г И Г И Е Н А
УДК 616. 441 - 006. 55 : 577. 4 (470. 57)
ВОЗМОЖНОСТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ЭНДЕМИЧЕСКОГО ЗОБА С ПОЗИЦИЙ МЕДИЦИНЫ И ГЕОЭКОЛОГИИ
Л.М. Фархутдинова
Кафедра терапии с курсом врача общей практики (зав. — проф. В.И. Никуличева) Института последипломного образования Башкирского государственного медицинского
университета
Пораженность населения эндемическим зобом в Башкортостане составляет 30%, что расценивается как тяжелая степень эндемии. Исследования последних лет показали, что в развитии данного заболевания, наряду с йодным дефицитом, которому принадлежит ведущая роль, патогенетическое значение имеет целый спектр микроэлементов, влияющих на синтез тиреоидных гормонов либо на обмен йода [1, 2, 4, 6, 7]. Последнее свидетельствует о необходимости исследования морфофункцио-нального состояния щитовидной железы (ЩЖ) у населения в зависимости от местных геохимических особенностей, поскольку именно геологические условия имеют определяющее значение в формировании микроэлементного состава биосферы.
Для изучения взаимосвязи патологии ЩЖ с микроэлементным статусом и геологическим строением местности проживания нами были проведены исследования в трех районах Башкортостана, существенно различающихся по своему геолого-геоморфологическому строению. Кугарчинский район расположен в предгорьях, зоне сочленения западного склона Урала с Предураль-ским прогибом, Шаранский - в равнинной части республики, а Бурзянс-кий - в пределах горного Урала [3].
Было обследовано 957 женщин, из них углубленно - 234. Критериями включения в исследование лиц женского пола были возраст от 15 лет и старше, постоянное проживание в данной местности с момента рождения либо не менее последних 10 лет, наличие патологии ЩЖ, клинические признаки эутиреоза, отсутствие тяжелой соматической патологии и беременности. Пальпаторно-визу-альная оценка размеров ЩЖ осуществлялась по классификации ВОЗ (1994). Тиреоидный статус оценивали по уровню общих и свободных фракций тирок-
сина и трийодтиронина (Т4, FT4, Т3, FT3) и тиреотропного гормона (ТТГ) иммунорадиометрическим методом с использованием тест-систем RIA-gnost (Франция). Радиоиммунометрически определялось также содержание тирео-глобулина (Тг) и антител к тиреогло-булину (а/т Тг) с помощью тест-набора ИРМА-ТГ-СТ (Республика Беларусь) и ANTI-hTg IRMA KIT (Чехия). Уровень антител к микросомальной фракции (а/т МФ) оценивался иммунофермент-ным методом с применением тест-систем АмерКард Анти-ТМsА К (Россия). Микроэлементный профиль в организме анализировался по содержанию железа, хрома, селена, марганца, кобальта, меди, цинка, мышьяка и никеля в волосах больных зобом атомно-абсорб-ционным методом. Статистическая обработка полученных данных осуществлялась в системе программ Exell-97 и Statistica.
Кугарчинский район, расположенный в южной части Башкортостана, на западе сложен пресноводными речными отложениями верхней перми, а на востоке - морскими осадками нижней перми, девона и карбона, принципиально различающимися как по составу, так и по происхождению. Первые сложены красноцветными речными (континентальными) осадками, вторые -сероцветными отложениями морского генезиса, что обусловливает своеобразие их микроэлементного состава. По результатам клинического обследования 335 жителей Кугарчинского района патология ЩЖ выявлена у 117 (35 %). Частота диффузного нетоксического зоба составила 68%, смешанного - 19%, узлового - 3 %, признаки аутоиммунного тиреоидита - у 10%. При сравнении удельного веса узловых форм зоба (узловой и смешанный) и аутоиммунного тиреоидита у жителей населенных пунктов, приуроченных к красноцветным
осадкам верхней перми речного генезиса с аналогичными показателями у жителей деревень, расположенных на породах нижней перми и карбона морского происхождения, оказалось, что в первой группе узловые формы зоба составили 34,8%, аутоиммунный тиреои-дит - 17,5%, во второй - соответственно 19,5% и 6,4%.
Исследование тиреоиммунного статуса у больных зобом, проживающих в зоне распространения красноцветных пород, выявило более высокий уровень антитиреоидных антител и иммуноглобулинов класса А, а также снижение тиреоглобулина (на границе значимости). Сравнительный анализ микроэлементного профиля волос у больных зобом показал, что среди проживающих в зоне распространения отложений верхней перми в 2 раза ниже содержание меди, в 1,5 раза - железа и хрома. Количество селена и марганца также оказалось меньше нормы на 25 % (на границе значимости).
Корреляционный анализ обнаружил положительную связь между уровнем железа в волосах больных зобом и концентрацией Т3 (г=0,29), а также отрицательную между содержанием железа и марганца в волосах больных зобом, с одной стороны, и уровнем а/т Тг - с другой (соответственно г= -0,26 и г= -0,33). Множественный регрессионный анализ также выявил взаимосвязь между спектром исследуемых микроэлементов и значениями антитиреоидных антител (а/ т МФ - R=0,46, а/т Тг - R=0,55), ТТГ ^=0,43) и Тг ^=0,52), при этом значимая статистическая зависимость установлена для железа, хрома и марганца. Результаты исследования свидетельствуют о взаимосвязи микроэлементного статуса и морфофункционального состояния ЩЖ и о негативном влиянии дефицита исследуемых микроэлементов на функциональную активность щитовидной железы и тиреоиммунный статус, проявляющемся усилением аутоиммунного компонента.
Выявленная относительная обеднен-ность содержания микроэлементов у пациентов, проживающих в зоне распространения верхнепермских континентальных отложений вполне согласуется с геологическими данными, по которым речные отложения формиру-
ются в процессе размывания горных пород пресными ледниковыми и дождевыми водами, что приводит к выщелачиванию растворимых химических соединений. Кроме того, в результате контакта с кислородом в условиях мелководья содержащиеся в породах химические элементы с переменной валентностью окисляются с образованием более прочных соединений. Так, железо окисляется из Fe2+ до Fe3+, соли которого менее растворимы. Растения, как известно, усваивают железо и марганец только в двухвалентной форме. Преимущественное содержание Fe3+ в породах речного происхождения обусловливает их красноватый оттенок, благодаря которому эти породы называются красно-цветами. Именно красноцветными песчаниками, аргиллитами и алевролитами представлены в Башкортостане толщи пород верхней перми.
Шаранский район расположен на Бугульминско-Белебеевской возвышенности Восточно-Европейской равнины и приурочен к зоне распространения континентальных отложений верхнепермского возраста. По результатам обследования 3 02 жителей Шаранского района патологические изменения ЩЖ выявлены у 84 (27,8%). Частота диффузного нетоксического зоба составила 9,5%, узлового - 28,5%, смешанного -1 9%, признаки аутоиммунного тирео-идита - 31% и кисты ЩЖ - 12%. При сравнении гормонального и микроэлементного спектров у больных зобом из данного района с аналогичными показателями у больных зобом из западной части Кугарчинского района, также расположенной на континентальных осадках верхней перми, обнаружен в 2 раза более высокий уровень ТТГ и а/т Тг наряду с относительно меньшим (в 1,2 раза) содержанием FT4 и FT3. Микроэлементный профиль волос характеризовался в 5 раз более высоким количеством марганца, в 4 раза - железа и в 2 раза - меди и хрома (табл. 1).
Корреляционный анализ выявил положительную связь между содержанием кобальта и Т4 (г= 0,34). В то же время обнаружена отрицательная статистическая взаимосвязь между содержанием железа и Т3 (г= -0,34) и близкая к значимости положительная связь между содержанием марганца и ТТГ (г= 0,34).
Таблица 1
Содержание микроэлементов (мг/кг) в волосах больных зобом из Шаранского (первая группа) и запада Кугарчинского (вторая группа) районов (М±т)
Первая группа (n=35)
Вторая группа
(n=26)
Критерий Стью-дента T
Критерий Манна-Уитни Z
Fe 40,1±6,89 10,18±2,05 4,16 4,65
Cr 0,78±0,15 0,39±0,04 2,51 1,14
Se 0,23±0,05 0,28±0,04 0,78 2,17
Mn 6,99±2,42 1,28±0,04 2,36 4,29
Co 0,07±0,02 0,04±0,01 1,34 0,23
Cu 6,47±0,92 2,43±0,43 3,98 3,76
Zn 263,5±32,69 206,53±39,42 1,11
1,59
Таблица 2
Содержание микроэлементов (мг/кг) в волосах больных зобом из Аскарово (первая группа) и
Старо-Субхангулово, Байназарово, Старо-Мунасипово (вторая группа) районов (М±т)
Первая группа (n=10)
Вторая группа (n=14)
Критерий Стью-дента T
Критерий Манна-Уитни Z
Жирным шрифтом выделены значимые величины (при р<0,05). То же в табл. 2.
По результатам регрессионного анализа наблюдалась взаимосвязь между спектром исследуемых микроэлементов, с одной стороны, и антитиреоидными антителами (г= 0,71 и г=0,76) - с другой, при этом значимая зависимость установлена для селена и никеля. Полученные результаты свидетельствуют о существовании причинно-следственной связи между избытком исследуемых микроэлементов в волосах больных зобом и преимущественно неблагоприятными сдвигами в морфофункциональ-ном состоянии ЩЖ.
На первый взгляд, избыток исследуемых микроэлементов в волосах больных зобом из Шаранского района по сравнению с одноименными показателями у больных зобом из западной части Кугарчинского района выглядит как парадокс, поскольку обе зоны территориально приурочены к верхнепермским красноцветным (континентальным) отложениям, однако это закономерно с геолого-геоморфологической точки зрения. Шаранский район расположен в пределах Белебеевской возвышенности, которая в верхнепермскую эпоху представляла обширную синклинальную (пониженную) зону, где аккумулировались осадки, принесенные с Уральских гор -области питания. В понижениях рельефа, где происходило скопление глинистых осадков, содержание элементов-примесей возрастало.
Бурзянский район расположен в горной части республики. Северо-западная часть района сложена породами рифея и венда, в центральной части развиты
Fe 7,64±1,57 8,46±0,89 0,46 0,61
Сг 0,14±0,04 0,15±0,03 0,4 0,67
Se 0,1±0,01 0,12±0,02 0,89 1,32
Мп 1,79±0,34 2,49±0,55 1,13 0,79
Со 0,03±0,01 0,04±0,01 0,7 0,73
Си 1,99±0,34 3,17±0,35 2,35 2,31
Ni 3,3± 1,17 3,65±0,82 0,30 1,14
Zn 108,7±15,46160,82±33,42 1,14 1,26
карбонатные толщи девона и карбона, а юго-восток представлен преимущественно палеозойскими отложениями силура, девона и карбона. По результатам обследования жителей Бурзянского района частота патологии ЩЖ оказалась наименьшей и составила 17,8% (из 320 обследованных) против 27,8% в Шаранском и 35% в Кугарчинском районах. Эти данные противоречат традиционным представлениям о максимальной пораженности зобом населения горных районов. Выяснилось, что важное значение имеет весь комплекс геолого-геоморфологических факторов, а не только горный рельеф и его высота над уровнем моря. При сравнении частоты патологии щитовидной железы в пределах Бурзянского района оказалось, что у жителей населенных пунктов, расположенных в полосе карбонатных пород палеозоя и рифейских толщ, она различна. В зоне развития известняков и доломитов (Старо-Субхангулово, Бай-назарово, Старо-Мунасипово), распространенность тиреоидной патологии составила 17,4%, а у жителей деревни Аскарово, территориально приуроченной к рифейским терригенным породам, - 30%. Анализ содержания спектра микроэлементов в волосах больных зобом из деревни Аскарово обнаружил в 1,5 раза меньшее содержание меди. Кроме того, обращает на себя внимание однонаправленный характер различий в количестве других анализируемых элементов, хотя и не достигающих статистической значимости (табл. 2).
Результаты исследования микроэлементного спектра волос у больных зо-
МЭ
МЭ
Карта микроэлементного районирования Башкортостана: 1 - районы (I - Кугарчинский, II Шаранский, III - Бурзянский), 2 - горы Крака, 3 - зона карбонатных пород палеозоя (С^).
бом из Бурзянского района хорошо согласуются с геологическим данными. Деревня Аскарово расположена в зоне распространения наиболее древних ри-фейских отложений, имеющих возраст около 1 млрд лет и образовавшихся за счет размыва гранитоидных пород фундамента Восточно-Европейской платформы, что обусловливает их первичную относительную обедненность микроэлементами. Кроме того, терригенные отложения рифея отличаются повышенной плотностью за счет дислокационного метаморфизма. Механическая энергия при складчатых движениях частично переходит в тепловую, благодаря чему пластовые воды приобретают способность растворять кварцевые зерна песчаников и переосаждать кварц в пористом пространстве при своем остывании. В результате образуются очень крепкие сливные песчаники, чрезвычайно стойкие к процессам выветривания, а биодоступность химических элементов существенно снижается. Рифей-ские кварцевые песчаники слагают наиболее высокие хребты Уральских гор. Выявленная минимальная частота тире-оидной патологии у жителей Бурзян-ского района в населенных пунктах, рас-
положенных в районе распространения карбонатных пород морского происхождения, дает основание расценивать микроэлементный профиль таких регионов как оптимальный для морфофункцио-нального состояния ЩЖ.
Итак, геолого-геоморфологическое строение местности имеет решающее значение в формировании микроэлементного статуса биосферы и определяется литологией, тектонической структурой, степенью метаморфизма пород, историей их накопления, составом формаций областей сноса (питания), рельефом и палеорельефом. Особенности микроэлементного и тиреоим-мунного профиля больных зобом носят зональный характер, обусловленный геолого-геоморфологическим строением местности проживания. Микроэлементы железо, хром, селен, марганец, кобальт, медь играют патогенетическую роль в развитии тиреопатий. Как дефицит, так и избыток этих микроэлементов ведет к зобной трансформации щитовидной железы. Микроэлементный состав зоны развития карбонатных пород является наиболее благоприятным для морфофункционального состояния ЩЖ. Микроэлементный состав волос
человека достаточно информативно отражает закономерности распределения элементов-примесей в горных породах. Комплексное исследование элементного состава волос человека и геолого-геоморфологического строения местности позволяет осуществлять микроэлементное районирование территорий. На основе разработанной методики нами составлена первая карта биогеохимического районирования Башкортостана (см. рис.).
• Уфимско-Уршакская зона развития терригенных красноцветных пород верхней перми речного генезиса, характеризующаяся мозаичной картиной распределения микроэлементов.
• Уфимско-Айская зона распространения карбонатно-терригенных пород нижней перми морского генезиса с относительно равномерным распределением микроэлементов по площади.
• Зона Предуральского прогиба с лоскутным распространением палеозойских и более молодых осадков речного и морского происхождения вследствие чешуй-чато-надвиговой тектоники, обусловливающей пеструю картину распределения элементов-примесей.
• Зона Башкирского антиклинория, приуроченная к области развития обломочных толщ рифейского возраста, характеризующихся микроэлементной обедненностью.
• Зона карбонатных пород палеозоя с оптимальным соотношением элементов-примесей, прослеживающаяся вдоль крыльев Башкирского антиклинория и в осевой зоне Магнитогорского синк-линория.
• Зона Зилаирского синклинория, тер-ригенные отложения девона которой отличаются уплотненностью и окреме-ненностью, снижающими биодоступность элементов-примесей.
• Зона гор Крака, представленная мантийными гипербазитами и серпентинитами с богатым микроэлементным составом и относительно легко разрушающимися агентами выветривания.
• Зона хребта Уралтау с хаотичным распределением микроэлементов вследствие сложной тектоники и метаморфизма пород палеозоя и докембрия.
• Зона Магнитогорского синклинория, сложенная вулканогенно-осадочными породами палеозоя, богатыми микроэлементами.
Полученные результаты свидетельствуют о перспективности научного поиска на стыке медицины, геологии и экологии, нацеленного на изучение всего спектра струмогенных факторов окружающей среды. Детальное биогеохимическое картирование открывает возможности поиска новых путей микроэлементной коррекции, прогнозирования развития тиреопатий, что позволит оптимизировать методы профилактики и лечения патологии ЩЖ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строч-кова Л.С. Микроэлементозы человека. - М., 1991.
2. Велданова М.В. // Клин. тиреодол. - 2003. -№ 1. - С. 14 - 17.
3. Геологическая карта Башкирской АССР, масштаб 1:600000. Под ред. М.А. Камалетдинова. -Уфа, 1980.
4. Касаткина Э.П. // Пробл. эндокринол. - 2002. -№ 2. - С. 3 - 6.
5. Ковальский В.В. Геохимическая среда и жизнь.— М., 1982.
6. Терещенко И.В., Голдырева Т.П., Бронников В.И. // Клин. мед. - 2004. - № 1. - С. 62-68.
7. Gaitan E. Зобогенные факторы окружающей среды/ Болезни щитовидной железы. —М., 2000. -С. 359 - 377.
Поступила 16.05.05.
POSSIBILITIES OF SOLVING THE PROBLEM OF ENDEMIC GOITER IN THE CONTEXT OF MEDICINE AND GEO-ECOLOGY
L.M. Farkhutdinova
S u m m a r y
The connection of thyroid pathology and geology with microelement content was studied. With this aim the observational study of population of regions of the Republic of Bashkortostan significantly different in geology and geomorphology was carried out. The role of geology and geomorphology factors such as geology formation, tectonics, history of geology development, relief and paleo-relief in formation of microelement status of biosphere was established. The map of microelement regions of Bashkortostan was developed.
