WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

КОРЧИНА Татьяна Яковлевна

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ  ВЕКТОРА СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА, ПРОЖИВАЮЩЕГО В УСЛОВИЯХ УРБАНИЗИРОВАННОГО СЕВЕРА (НА ПРИМЕРЕ ЮГРЫ)

05.13.01 – системный анализ, управление

и обработка информации (медицинские науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание учёной степени

доктора медицинских наук

Сургут – 2009

Работа выполнена в бюджетном учреждении высшего профессионального образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Ханты-Мансийский  государственный медицинский институт»

Научные консультанты: ФИЛАТОВА Ольга Евгеньевна,

  доктор биологических наук, профессор

  ГОУ ВПО «Сургутский государственный

  университет ХМАО-Югры»;

ПЯТИН Василий Фёдорович,

доктор медицинских наук, профессор

ГОУ ВПО «Самарский государственный

медицинский университет».

Официальные оппоненты:  СУББОТИНА Татьяна Игоревна,

доктор медицинских наук, профессор

ГОУ ВПО «Тульский государственный

университет»;

ЯКУНИН Валерий Ефимович,

доктор медицинских наук, профессор

ГОУ ВПО «Тольяттинский государственный

университет»; 

ЖИВОГЛЯД Райсе Нурлыгаяновна,

  доктор медицинских наук, профессор

  ГОУ ВПО «Сургутский государственный

  университет ХМАО-Югры».

Ведущая организация:  ГУ «Научно – исследовательский институт

  нормальной физиологии им. П.К. Анохина

  РАМН»

Защита состоится «27 июня» в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 800.005.01  при Сургутском государственном университете по адресу: 628412, г. Сургут, ул. Ленина, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сургутского государственного университета по адресу: 628412, г. Сургут, ул. Ленина, 1.

Автореферат разослан «26 мая» 2009г.

Текст автореферата размещён на сайте 

Учёный секретарь диссертационного совета,

доктор медицинских наук, доцент  И.Ю.Добрынина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Обеспечение качества жизни человека в сложных условиях проживания на Севере РФ имеет большую социальную и практическую значимость. Северные  регионы, вносящие существенный вклад в мировой топливно-энергетический комплекс, отличаются особой экстремальностью окружающей среды, связанной с суровыми погодными условиями и высоким загрязнением урбанизированной среды обитания отходами нефтехимических производств и транспорта  (В.П. Казначеев, 1980, 2000, В.М. Еськов, О.Е. Филатова, 2004, А.А. Буганов и соавт., 2006). Неблагоприятное воздействие климато-техногенного прессинга на организм человека является на Севере значительным фактором ухудшения условий жизнедеятельности, повышения заболеваемости и смертности (В.И. Хаснулин, 1998, Г.С. Козупица и соавт., 2007). В этой связи охрана здоровья населения урбанизированного Севера приобретает приоритетное значение (Н.А. Агаджанян и соавт., 2002, Л.А. Зубов, 2004, П.И. Сидоров, А.Б. Гудков, 2004, М.В. Ярыгина и соавт., 2007). Рост негативных тенденций в состоянии здоровья северян  обусловлен в том числе и миграцией токсикантов, поступающих в организм человека по пищевой цепи.

Среди пищевых факторов, имеющих особое значение для поддержания здоровья человека, важнейшая роль принадлежит микронутриентам – витаминам и жизненно важным минеральным веществам. Они относятся к незаменимым компонентам пищи человека, которые необходимы  для протекания нормального обмена веществ, роста и развития, защиты от вредных воздействий окружающей среды, снижения риска заболеваемости, обеспечения всех жизненно важных функций, включая воспроизводство генома. Основные адаптационные возможности человека и поддержание высоких функциональных резервов организма являются следствием постоянства содержания и поступления витаминов и химических элементов в организм. Микронутриенты  обеспечивают функционирование около 200 ферментов, каталитическая активность которых зависит от адекватного поступления последних в организм человека (В.А. Тутельян  и соавт., 2001, 2002, А.В. Скальный, 2004, М.Г. Скальная, С.В. Нотова, 2004, В.Б. Спиричев, 2005, В.М. Коденцова, О.А. Вржесинская, 2005, Н.А. Борисова и соавт., 2008, L. Burgerstein , 2002,  E. Schmidt, 2004). В то время как в России из северных территорий в биогеохимическом отношении частично исследованы Красноярский край, Магаданская область, Чукотка, Республика Саха (Якутия), Ямало-Ненецкий автономный округ (Э.П. Петренко и соавт., 1998, А.Л. Горбачёв и соавт., 2003, Э.Я. Журавская, 2003,  С.В. Куркатов, 2004, А.Л. Жестяников, 2005, Ю.П. Никитин, А.П.Бульбан, 2005), Югра остаётся практически неизученным регионом. Более того, в подобных исследованиях крайне слабо представлен системный подход. Однако именно системный анализ и синтез, медико-кибернетические методы, разрабатываемые последние 20 лет школой проф. Еськова В.М. (В.М. Еськов, 1988 – 1996, В.М. Еськов, О.Е. Филатова, 1994 – 2006) могут существенно дополнить исследования влияния химических факторов среды обитания человека на состояние его функциональных систем в условиях урбанизированного Севера.

Комплексные исследования, в которых рассматривались бы связи между микронутриентным статусом населения, содержанием химических элементов в объектах окружающей среды и отдельными болезнями, встречаются редко (А.В. Скальный, 2000, М.В. Велданова, 2002, И.Г. Бакулин, 2004, Л.К. Туркебаева, 2004), а по ХМАО-Югре такие исследования вообще не производились: поэтому, проведение  многоэлементного анализа биосубстратов человека и объектов окружающей среды позволит выявить взаимодействия между данными биоэлементами  и может служить ранним индикатором нарушений обмена.

Формализация этой проблемы в рамках кибернетического подхода и её решение с позиций точных количественных методов системного анализа и синтеза представляется весьма актуальной (В.М. Еськов, А.А. Хадарцев, О.Е. Филатова, 1996 – 2008, Р.Н. Живогляд, 2002) . Изучение особенностей параметров вектора состояния организма человека (ВСОЧ) в условиях урбанизированного Севера (на примере Югры) может быть выполнено с позиций теории хаоса и синергетики с использованием компартментно-кластерного подхода и методов системного анализа, которые находят всё большее применение в биомедицинских науках. 

При этом особое значение имеет системный анализ микронутриентов (химических элементов и витаминов-антиоксидантов) в организме жителей ХМАО-Югры, так как выявление угрожающих здоровью факторов позволит принять рациональные управленческие решения по минимализации неблагоприятных эффектов и улучшению качества жизни северян.

Целью настоящей работы является сравнительный системный анализ поведения вектора состояния организма человека в условиях микронутриентного обеспечения организма коренного и некоренного населения ХМАО-Югры.

В соответствии с целью определены следующие задачи исследования:

1. Проанализировать заболеваемость населения ХМАО-Югры (на примере г.Сургута и Сургутского района) сравнительно с показателями округа  и Российской Федерации.

2. Проанализировать суточное поступление микронутриентов с фактическими рационами питания коренного и некоренного населения урбанизированного северного региона.

3. Осуществить сравнительный  анализ макро – и микроэлементов и витаминов- антиоксидантов (А, Е, С) у жителей ХМАО-Югры и выявить наиболее значимые для данного региона отклонения их показателей от референтных величин в рамках традиционного стохастического подхода и с помощью новых методов системного анализа параметров аттракторов ВСОЧ в многомерном фазовом пространстве состояний.

4. Оценить концентрацию селена в объектах окружающей среды, местных и привозных продуктах питания населения ХМАО-Югры и обосновать необходимость  коррекции селенодефицита.

5. Исследовать  химический состав  питьевой воды в источниках централизованного и децентрализованного водоснабжения г. Сургута и Сургутского района для анализа водного пути поступления  ряда эссенциальных и токсичных химических элементов  в организм населения, проживающего на данной территории.

6. Выявить наличие токсичных химических элементов (ртути, свинца, кадмия) в продуктах традиционного питания  и оценить их влияние на состояние здоровья аборигенов Югры, используя кластерный расчёт параметров аттракторов вектора состояния организма человека.

Работа выполнена в рамках грантов Губернатора ХМАО-Югры на создание, развитие и укрепление научно-педагогических школ «Современные подходы в формировании и оценке здорового образа жизни учащихся коренной национальности северного региона». Приказы Департамента образования и науки ХМАО-Югры от 12.09.06г. №1064 и от 03.07.2007г. №1088.

Научная новизна работы

Впервые проведено широкомасштабное популяционное исследование микронутриентного статуса коренного и некоренного населения  ХМАО-Югры и  на его основе выполнен системный анализ и синтез значимости отдельных биоэлементов и витаминов в экологической идентичности (коренное и пришлое население). Установлено наличие микроэлементозов и дисбаланс витаминов-антиоксидантов  (А, Е, С) у обследованных групп населения северного региона.

Анализ фактических рационов питания обследованных жителей г.Сургута и Сургутского района позволил выявить наиболее уязвимые по уровню обеспеченности микронутриентами  группы населения в зависимости от их возраста и этнической принадлежности.

Впервые на территории ХМАО-Югры с помощью современных инструментальных методов исследования проведено комплексное изучение элементного статуса населения  и создана информационная база данных по содержанию 25 химических элементов в биопробах (волосы) различных групп населения. В результате этих исследований в рамках теории хаоса и синергетики установлены региональные особенности элементного статуса, показана специфика количественного содержания химических элементов у обследуемых лиц в зависимости от экологических и алиментарных факторов на основе анализа параметров квазиаттракторов движения вектора состояния организма человека.

Впервые применён метод ранжирования абсолютных и относительных величин элементного состава волос, а также коэффициента соотношения токсичных / эссенциальных химических элементов, которые позволяют оценить риск развития гипо – и  гиперэлементозов у жителей урбанизированного Севера.

Выявлена взаимосвязь между частотой заболеваемости жителей ХМАО-Югры и показателями их микронутриентного статуса в рамках истинного анализа.

Теоретическая и практическая значимость работы. Разработаны и внедрены новые методы системного анализа и синтеза в исследованиях биоэлементного и витаминного статуса жителя ХМАО-Югры  и на этой основе разработаны научно – обоснованные  рекомендации для планирования оздоровительных и профилактических мероприятий, направленных на повышение резистентности организма, снижение уровня заболеваемости и её хронизации у всех групп населения северного региона.

Применение единых методов выявления экологически обусловленных расстройств здоровья, наличие полной информации о содержании вредных веществ в объектах окружающей среды позволят своевременно и в полном объёме обеспечить охрану здоровья и организовать необходимую медико-социальную помощь населению, проживающему в условиях негативного экологического и техногенного воздействия.

Основные положения, выносимые на защиту:

- Новые методы системного анализа и синтеза на базе нейросетевых технологий и анализа параметров аттракторов движения ВСОЧ в многомерном фазовом пространстве состояний обеспечивают идентификацию параметров порядка (наиболее значимых биохимических параметров), существенно влияющих на здоровье населения округа.

- Выявление параметров порядка в анализируемых микронутриентах обеспечивает их своевременную коррекцию для разных этнических групп населения Югры.

- Влияние различных экологических и алиментарных факторов на здоровье жителей ХМАО-Югры можно оценить наиболее полно и достоверно только при использовании комплексного подхода, включающего в себя как определение показателей микронутриентного статуса организма человека в зависимости от возраста и этнической принадлежности, так  и использование системного анализа на базе теории хаоса и синергетики.

- Сравнительный анализ поступления с пищей микронутриентов с фактическими рационами питания различных групп населения северного региона позволил выявить несбалансированность их как по уровню потребления ряда жизненно важных химических элементов, так  и витаминов – антиоксидантов.

- Существует достоверная зависимость между концентрацией макро – и микроэлементов в питьевой воде и местных, традиционных продуктах питания и их содержанием в волосах у представителей аборигенного населения ХМАО-Югры, являющихся наиболее уязвимой социальной группой.

- Установлена взаимосвязь между частотой заболеваемости жителей ХМАО-Югры и показателями их микронутриентного статуса. Проведение многоэлементного анализа биосубстратов человека и объектов окружающей среды позволило выявить взаимодействия между биоэлементами у различных групп взрослого и детского населения, что может служить наиболее ранним индикатором нарушений обмена.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены на:

- Всероссийском конгрессе «Здоровое питание населения России» (Москва, октябрь 2003); Международном научном симпозиуме «Югра-гемо» (Ханты-Мансийск, октябрь 2003);  Международной научно – практической конференции «Актуальные проблемы экологии» (Караганда, декабрь 2004); Международной научно – практической конференции «Оздоровление средствами образования и экологии» (Челябинск, апрель 2006, сентябрь 2008);  Республиканской научно – практической конференции «Вопросы профилактической медицины в регионах Крайнего Севера» (Надым, сентябрь 2006); Международной научно – практической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, ноябрь 2006); Всероссийской научно – практической конференции «Современные технологии сбережения здоровья учащихся в условиях интеграционных процессов» (Тюмень, май 2007); Международной научно – практической конференции «Биоэлементы» (Оренбург, январь 2007); Международной научно – практической конференции «Современные наукоёмкие технологии» (Доминиканская Республика, апрель 2007); съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Москва, июнь 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы сохранения здоровья в Сибири и в условиях Крайнего Севера» (Омск, октябрь 2007); Международной конференции «Современные проблемы экологической физиологии» (Алматы, май 2008); II Съезде Российского общества медицинской элементологии (Тверь, ноябрь 2008); Х Всероссийском Конгрессе диетологов и нутрициологов (Москва, декабрь 2008).

Декларация личного участия автора. Автором лично получены первичные данные по содержанию микронутриентов в биосредах человека и объектах окружающей среды, подготовлены пробы волос, воды, пищевых продуктов и сыворотки крови, проанализирован пищевой рацион обследованных представителей коренного и некоренного населения ХМАО-Югры. Автором  самостоятельно осуществлена статистическая обработка данных, расчёт параметров аттракторов, их интерпретация с позиций теории хаоса и синергетики и написание текста диссертации. Доля личного участия автора в совместных публикациях составляет 70 – 85%.

Публикации: по теме диссертации опубликовано: 2 монографии, 1 учебное пособие для студентов вузов и 54 научных статьи, из которых 18 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для соискания  учёной степени доктора медицинских наук.

Объём и структура диссертации. Диссертационная работа содержит 356

страницы машинописного текста. Она выполнена в традиционном стиле и состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, трёх глав, содержащих результаты собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа содержит  45 таблиц и 52 рисунка. Список литературы включает в себя 560 источников, в том числе 414 на русском языке и 146 на иностранном языке.

ОБЪЁМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения поставленных задач проведено обследование нескольких репрезентативных групп местного населения г. Сургута и Сургутского района ХМАО-Югры (коренное и пришлое население).

Обследовано  515 человек, проживающих в самом большом городе округа – Сургуте и крупнейшем  нефтегазодобывающем регионе ХМАО – Сургутском районе: представителей некоренного населения – 319(61,9%), аборигенного населения – 196(38,1%). Под наблюдением находилось 303(58,8%) взрослых жителей, среди которых некоренных – 207(68,3%), ханты – 96(31,7%). Из 207 пришлых жителей – 77(37,2%) мужчин и 130(62,8%) женщин. Среди 96 ханты мужчин было обследовано 35(36,5%) и 61(63,5%) женщин. Средний возраст ханты составил 39,8±10,7г.  Из 96 обследованных взрослых ханты 71(74,0%) постоянно проживали в лесных родовых поселениях и только 25(26,0%) – в деревне Русскинской, посёлках Лямино и Угут.

Детей  обследовано 212(41,6%), среди которых представителей пришлого населения – 112(52,8%), детей ханты – 100(47,2%). Среди детей некоренного населения мальчики составили 55(49,1%) и девочки – 57(50,9%). Из 100 детей ханты – 40(40,0%) мальчиков и 60(60,0%) девочек. Средний возраст детей – 11,2±4,3г. Из 112 детей пришлого населения городскими жителями являлись 102(91,1%) человека, остальные проживали в сельской местности. Из 100 детей ханты 86(86,0%) являлись учащимися школ – интернатов Сургутского района и в течение учебного года соответственно проживали в деревне Русскинской, посёлках Лямино и Угут. Во время каникул школьники  возвращались домой в тайгу, а 14(14,0%) детей ханты постоянно проживали с родителями в лесных поселениях.

Производилась сравнительная оценка первичной заболеваемости и болезненности населения г. Сургута и Сургутского района с окружными и общероссийскими показателями (на 1000 населения) по материалам аналитических отчётов комитета по здравоохранению  г. Сургута и Сургутского района ХМАО-Югры за 2002 – 2006 гг.

Для оценки суточного поступления микронутриентов с фактическими рационами был проведен анализ  фактических рационов (трёхдневного рациона питания, из которых один день приходился на выходные) с использованием программы «АСПОН-питание», разработанной проф. И.М. Воронцовым (утв. ЦГСЭН РФ в 1996 г.). Полученные данные сравнивали с адекватными уровнями потребления (АУП) пищевых и биологически активных веществ – МР 2.3.1.1915 – 04 (Москва, 2004). Устанавливалась частота дефицита или избытка поступления микронутриентов (витаминов А, Е, С и химических элементов: железа, марганца, кальция, магния, йода, селена и цинка)  с фактическими рационами по сравнению с рекомендуемыми величинами.

В волосах всех обследованных лиц  определяли содержание 25 химических элементов: «жизненно необходимых» (J, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, Se, Si, Zn) и «условно эссенциальных и токсичных элементов» (Al, As, Be, Cd, Hg, Li, Ni, Pb, Sn, Ti, V). Определение элементного состава волос производили методами атомно – эмиссионной  и масс – спектрометрии  с индуктивно связанной аргоновой плазмой (АЭС – ИС и МС – ИС) 2000 (PerkinElmer Corp., США). Пробоподготовка осуществлялась методом микроволнового разложения  на приборе Multiwave 3000,  A. Paar (Австрия). Анализ образцов волос осуществлялся в лаборатории АНО «Центра биотической медицины» г.Москвы (аттестат аккредитации ГСЭН.RU.ЦОА.311, регистрационный номер в Государственном реестре РОСС  RU.0001.513118 от 29 мая 2003г.) по стандартной методике в соответствии с требованиями МАГАТЭ, методическими рекомендациями МЗ СССР и ФЦГСЭН МЗ РФ (Л.Г. Подунова и соавт., 2003).

Собственные результаты по содержанию химических элементов в волосах сравнивали с референтными значениями (А.В. Скальный, 2003, Р. Bertram, 1992).

Обеспеченность витаминами-антиоксидантами оценивали биохимическими методами  в лаборатории муниципального учреждения социального обслуживания ХМАО-Югры «Центр социальной помощи семье и детям «Юнона» г.Сургута. У  обследованных  лиц утром натощак осуществляли забор крови из локтевой вены  в количестве 2 мл в специализированных процедурных  кабинетах поликлиник и медицинских пунктов посёлков  и образовательных учреждений. Кровь центрифугировалась и полученная сыворотка хранилась в замороженном  состоянии при t-30С  до проведения лабораторного анализа. Витамин С выявляли в крови по методу C.V.Farmer и A.F.Abt; жирорастворимые витамины А и Е определяли с помощью коммерческих тест-наборов фирмы «Люмекс» (Россия) на люминесцентно-фотометрическом приборе – анализаторе биожидкостей: «Флюорат – 02 – АБЛФ» (г. Санкт – Петербург). Полученные результаты концентрации витаминов А, Е, С в крови сравнивали с таковыми референтными величинами (В.Б. Спиричев  и соавт., 2001).

Содержание селена в объектах окружающей среды, местных и привозных продуктах питания исследовали микрофлуориметрическим методом (Н.А. Голубкина и соавт., 2002) в лаборатории пищевой токсикологии ГУ НИИ питания РАМН (г. Москва): в пробах объектов окружающей среды ХМАО-Югры: 20 – почвы, 18 – укоса и  9 – питьевой  воды;  в пробах привозных продуктах питания: 12 – муки пшеничной, 11 – хлеба, 8 – куриных яиц, 5 – сухого молока и 29 – мяса домашних животных: свинина, говядина и конина;  в пробах местных продуктах питания: 18 – рыбы и 17 – мяса северных животных (олень, лось).

Проведено исследование содержания химических элементов в 328 образцах питьевой воды г. Сургута и Сургутского района ХМАО-Югры: 128 проб водопроводной воды г. Сургута, 97 – подземных вод (колодцы, скважины, каптажи родников) и 103 – поверхностных вод (реки, озёра, протоки, заводи и т.д.) Сургутского района. Отбор проб питьевой воды проводили в местах компактного проживания обследованных лиц из числа некоренного и коренного населения ХМАО-Югры. Определение химических элементов в пробах воды проводили методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой и масс-спектрометрии в лаборатории экоаналитических и технологических исследований ОАО «Сургутнефтегаз», которые имели аттестат аккредитации №РОСС.0001.511426 от 30.11.2001г. При сравнении содержания химических элементов в пробах воды  с ПДК были использованы соответствующие данные СанПин 2.1.4.1074 – 01.

Исследование местных продуктов питания на содержание токсичных элементов: ртути, свинца, кадмия осуществляли в Сургутской межрайонной  ветеринарной  лаборатории (аттестат аккредитации №РОСС  RU. 0001.21ПЧ20 от 28.09.08г.) инверсионно-вольтамперометрическим методом  (ГОСТ Р 51301 – 99): в 28 пробах местной рыбы, обитающей в реках (стерлядь, сырок, налим, муксун, щука) и озёрах (карась, плотва, карп, язь, судак, окунь), в 21 пробах мяса северных животных (лось, олень) и в 19 пробах лесных дикоросов (клюква, брусника, черника). Полученные результаты сравнивались с показателями ПДК токсичных химических элементов в продуктах питания согласно СанПин 2.3.2. 1078 – 01.

Исследование параметров движения вектора x=x(t)=( x1, x2,…, xm) состояния организма человека в фазовом пространстве состояний (ФПС) производилось в рамках традиционной статистики и методами теории хаоса и синергетики (ТХС). В рамках ТХС нами идентифицировались параметры аттракторов, в частности, объёмы гиперпараллелепипедов V6, внутри которых наблюдалось движение ВСОЧ, показатели асимметрии Rх и расстояние Z между центрами аттракторов в ФПС для разных возрастных групп коренного и некоренного населения ХМАО-Югры. Использовалась запатентованная программа «Хаос» и ряд других программ ЭВМ, разработанных в НИИ БМК при Сургутском государственном университете ХМАО-Югры, а также применялись нейросетевые технологии для идентификации параметров порядка, т.е. наиболее значимых химических и  биохимических параметра ВСОЧ (компонент хi) Использование нейро-ЭВМ и компьютерных программ для идентификации параметров аттракторов и параметра порядка для ВСОЧ обеспечило сравнение разных групп населения ХМАО-Югры  (разные возрастные группы коренного и пришлого населения округа). 

Полученные данные подвергли также математической обработке методом вариационной статистики с помощью пакета прикладных программ по статистической обработке информации Statistica 6.0., а также пакета анализа MICROSOFT EXSEL. Вычисляли среднюю величину вариационного ряда (<x>), среднее квадратичное отклонение вариационного ряда (), ошибку средней арифметической (*<x>), дисперсию (D*(x)), доверительный интервал (dx), медиану (Ме). Достоверность выявляемых различий определяли по методу Фишера-Стьюдента: за достоверные принимали различия при значениях  P0,05. Для получения характера взаимосвязи между изученными показателями вычисляли также коэффициенты корреляции (r). Цифровой материал обрабатывали на IBM PC/ Pentium IV.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ  ОБСУЖДЕНИЕ

Сравнительный анализ заболеваемости населения г. Сургута и Сургутского района  с окружными и общероссийскими показателями

ХМАО-Югра  является исконным местом проживания коренных малочисленных народов Севера – ханты, манси, ненцев и др. Широкомасштабное индустриальное освоение северных регионов вызвало приток населения из других регионов страны и остро поставило перед медицинской наукой вопросы сохранения здоровья пришлого населения, физиологические функции которого сформировались в иных условиях среды обитания. Обследованные нами представители коренного и некоренного населения северного региона (515 человек) являлись жителями г. Сургута (294 – 57,1%) и Сургутского района (221 – 42,9%). Население г. Сургута на 01.01.07г. составляло 289823, из них представителей аборигенного населения 1050(0,4%). Население Сургутского района на 01.01.2007г.- 113019 человек, из них ханты – 2853(2,5%). Из 402842 жителей г. Сургута и Сургутского района представителей коренного населения ХМАО-Югры  насчитывалось  3903 человек  (менее 1%).

Сургутский район является самым большим на территории ХМАО-Югры (105 тыс. кв. км), в нём сосредоточены основные объёмы бурения  (60%). Сургут, на территории которого находится целый ряд крупнейших предприятий (газоперерабатывающий завод, завод стабилизации конденсата,  крупнейшие в Европе ГРЭС-1 и ГРЭС-2), относится к городам регионов, где индекс загрязнения превышает среднероссийский. Одним из общих методов оценки влияния факторов окружающей среды на население является оценка состояния здоровья населения, проживающего на этих территориях (Л.В. Зеленина и соавт., 2006). Крупнейший промышленно-административный центр округа и самый крупный промышленный район Югры испытывает мощнейшую антропогенную нагрузку и по заболеваемости населения занимают лидирующее положение в округе. Суммарные показатели первичной заболеваемости и болезненности по г. Сургуту и Сургутскому району превышали также как по округу, так и по России (табл. 1).

Таблица 1

Первичная заболеваемость и болезненность на 1000  населения

по всем классам  заболеваний (первичная заболеваемость/ болезненность)

         

население

Сургут и Сургутский р-н*

ХМАО – Югра

Россия

2005 г.

2006 г.

2002 г.

2003 г.

2004 г.

2005 г.

2006 г.

2005 г.

всего

933,4

1579,4

991,0

1711,3

904,9

1478,1

933,1

1530,0

896,7

1477,9

886,4

1485,0

927,7

1554,1

743,9

1459,7

взрослые

655,4

1316,4

676,7

1439,1

625,6

1221,8

647,2

1267,8

621,2

1223,9

598,1

1218,9

629,4

1290,1

612,8

1201,3

дети

1787,3

2389,0

1960,4

2580,9

1664,2

2174,6

1728,3

2259,0

1704,2

2222,3

1775,7

2306,0

1879,7

2396,5

*Комитет по здравоохранению Сургутского района был организован в 2005г.

Болезненность по классам заболеваний также неуклонно росла из года в год в ХМАО-Югре и, соответственно,  в г. Сургуте и Сургутском районе. Установлено, что среди взрослого пришлого населения округа преобладали заболевания  системы органов дыхания, сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) (с явной тенденцией к росту), болезни мочеполовой и костно-мышечной систем. У взрослых ханты на первом месте стояли инфекционные и паразитарные заболевания, за ними по частоте встречаемости следовали болезни ЖКТ, примерно с одинаковой частотой наблюдались болезни дыхательной, мочеполовой и сердечно-сосудистой систем. Настораживал выраженный рост болезней системы крови и кроветворных органов, а также врождённых аномалий среди взрослых ханты.

Среди детей и подростков некоренного населения ХМАО-Югры наибольшую распространённость имели болезни органов дыхания, достаточно широко были распространены заболевания нервной системы, ЖКТ, костно-мышечной и мочеполовой систем. У детей ханты  на первом месте стояли заболевания дыхательной системы, а за ними по частоте встречаемости – инфекционные и паразитарные заболевания. У детей ханты чаще сравнительно с детьми пришлого населения наблюдались врождённые аномалии, болезни нервной системы и системы крови и кроветворных органов (в 2,5, 1,5 и 3 раза соответственно). Кроме того, отмечен рост болезней органов пищеварения среди детей коренного населения ХМАО-Югры.

Оценка поступления  с пищей микронутриентов с фактическими рационами питания некоренного и коренного населения северного региона

Нами были проведены исследования по изучению влияния алиментарного фактора на микронутриентный гомеостаз населения, который позволит установить, что потребляемые пищевые продукты не дали возможность взрослому и детскому населению ХМАО-Югры адекватно сбалансировать рацион по уровню потребления значительного количества микронутриентов (рис. 1, 2).

Рис. 1. Процентное соотношение суточного поступления микронутриентов (к адекватным уровням потребления) у взрослого населения ХМАО-Югры

Рис. 2. Процентное соотношение суточного поступления микронутриентов (к адекватным уровням поступления) у детского населения ХМАО-Югры

Установлено, что для взрослого пришлого населения ХМАО-Югры характерен значительный избыток потребления  витамина А и марганца, а также умеренный избыток – магния; дефицит потребления витаминов Е, С и химических элементов: цинка, кальция, йода и особенно селена. Взрослых ханты отличало избыточное потребление витамина Е и марганца, адекватное железа, селена, цинка и выраженный дефицит в рационе витаминов А, С и жизненно важных элементов: кальция, марганца и особенно йода.

В пищевых рационах обеих групп детей также было превышено содержание магния, а у детей ханты ещё и железа. Дети обеих групп с ежедневными рационами питания явно недополучали кальций, магний, йод и цинк. Настораживает выраженный дефицит потребления йода в обеих обследуемых группах детей, а селена преимущественно у детей  пришлого населения Югры.

Изучение элементного статуса жителей ХМАО-Югры

В последние годы в работах многих отечественных (А.В.Скальный, 1990-2008, Б.А. Ревич, 1990-2004, А.Л. Горбачёв, 2000-2007,  В.Л. Сусликов, 2002-2004, М.Г. Скальная, С.В. Нотова, 2004 и др.) и зарубежных (M. Anke, 1979-2004, R.A. Passwater, E.M. Cranton, 1983, M. Zimmermann, 2003) учёных показано, что исследование биосубстратов при скрининговой оценке элементного статуса на индивидуальном и, особенно, популяционном уровнях вполне обеспечивает получение необходимой информации для изучения функционального состояния организма человека в связи с действием внешних и внутренних факторов. Как следует из полученных нами данных, для жителей ХМАО-Югры  характерны региональные особенности элементного статуса, связанные не только с общефизиологическими изменениями в процессе онтогенеза, но и экологическими условиями и биогеохимическими особенностями местности. Выявление такого рода изменений стало возможно путём исследования состава волос и сопоставление полученных данных с рекомендованным в качестве верхней и нижней границ физиологической нормы центильным интервалом (от 25 до 75). Известно, что волосы, как никакой другой биологический субстрат, отражают процессы, годами протекающие в организме человека, и поэтому могут служить в качестве интегрального показателя для  диагностики ряда заболеваний, связанных с нарушениями элементного обмена (Н.А. Агаджанян, А.В. Скальный, 2001, М.Г.Скальная и соавт., 2004, Y. Ren, 1997, A.R. Grabeclis, 2003).

Существуют огромные различия в образе жизни, характере питания и трудовой деятельности между представителями коренного и некоренного населения ХМАО-Югры. В этой связи несомненный интерес представлял  сравнительный анализ обеспеченности макро и – микроэлементами населения северного урбанизированного региона в зависимости от возраста и этнической принадлежности.

Установлено, что элементный статус обследованных лиц некоренного населения ХМАО-Югры, независимо от их возраста, оказался сходным по динамике содержания марганца, магния, селена и кобальта. При этом среднестатистические концентрации марганца и магния  в волосах пришлых жителей оказались выше физиологической нормы, а селена и кобальта – ниже, а именно: двукратным превышением верхней границы нормы по марганцу и магнию, а также снижением содержания селена и кобальта более чем в 2 раза.

  В отличие от этого, практически у всего взрослого населения ханты было обнаружено нарастающее увеличение следующих химических элементов: натрия в 1,5 раза, магния – более чем в 2 раза, железа – в 3 раза относительно допустимых физиологических отклонений (рис. 3). Особо следует отметить превышение содержания в волосах ряда токсичных элементов, в частности, четырёхкратный подъём уровня рути и почти двукратный свинца и кадмия  соответственно  у 96%, 50% и 36% обследованных лиц.

 

дефицит избыток

Рис.3. Распространённость дефицитов и избытков химических элементов в волосах

  взрослого некоренного и коренного населения ХМАО-Югры (%) 

Практически у всего взрослого населения ханты было обнаружено нарастающее увеличение следующих химических элементов: натрия в 1,5 раза, магния – более чем в 2 раза, железа – в 3 раза относительно допустимых физиологических отклонений (рис. 3). Особо следует отметить превышение содержания в волосах ряда токсичных элементов, в частности, четырёхкратный подъем уровня ртути и почти двукратный свинца и кадмия соответственно у 96%, 50% и 36% обследованных лиц.

Дефицит эссенциального микроэлемента йода (разной степени выраженности) наблюдался в 2 раза чаще среди детей аборигенов. Недостаточная обеспеченность йода была выявлена почти у 30% детей пришлого населения и у половины детей ханты. Последним было также свойственно увеличение содержания Fe – в 2,3, а магния и ртути – в 2,4 раза сравнительно с таковыми референтными значениями. Наряду с этим отмечали у них превышение концентрации  свинца и кадмия соответственно в 1,8 и 1,5 раза относительно аналогичных показателей у группы детей некоренного населения.

Достоин внимания тот факт, что дефицит селена обнаруживался лишь у детей пришлого населения и его концентрация была в 1,7 раза меньше сравнительно с таковой, свойственной физиологическим возрастным колебаниям.

Элементный гомеостаз исследовался и в рамках анализа параметров аттракторов ВСОЧ. Было установлено, что общий показатель асимметрии и объем трехмерного параллелепипеда, гранями которого являются концентрации токсических химических элементов (кадмия, ртути, свинца) составляет: для детей ханты:  General asymmetry value rX = 29.92 General; V value: 1.65e+004; для некоренных - General asymmetry value rX = 2.19 General; V value: 8.28e+000 (рис. 4).

Значения интервалов концентраций токсических химических элементов (ртути, свинца, кадмия) в волосах в группе детей ханты значительно больше (в 7-18 раз) по сравнению с некоренными жителями: кадмия – у детей ханты - IntervalX5= 6.26; у некоренных -  IntervalX5= 0.44; ртути – у детей аборигенов -  IntervalX10= 49.36; у некоренных - IntervalX10= 2.68; свинца – у детей ханты - IntervalX19= 53.39; у некоренных - IntervalX19= 7.01. Увеличение показателей асимметрии и объема по каждому признаку (концентрации токсических химических элементов) и интегральных параметров в группе детей ханты указывает на появление неоднородности в выборке, связанной с накоплением токсикантов в организме у части обследуемых лиц.

  а  б

Рис. 4. Положение ВСОЧ детского некоренного (а) и коренного (б) населения ХМАО-Югры  в фазовом пространстве состояний по токсичным химическим элементам (ртути, свинца, кадмия)

Однотипная картина элементных отклонений указывает на общие механизмы биохимической адаптации человека в условиях Севера. Установленный дисбаланс эссенциальных и избыток токсичных элементов в волосах населения, проживающего на территории ХМАО-Югры, может провоцировать нарушения минерального обмена, способствовать снижению резистентности организма к экопатогенным воздействиям и быть основой для развития различных заболеваний. 

Изучение микроэлементных маркёров патологических клинических синдромов у некоренного и коренного населения ХМАО-Югры

Проведенный мультиэлементный анализ образцов волос жителей региона выявил сопряжённость заболеваемости  населения с наличием выявленного дисбаланса в содержании  химических элементов в биосубстрате человека. Исследуя пропорции определённых жизненно важных химических элементов (Na/K, Ca/K, Na/Mg, Fe/Cu,  Fe/Cо) и токсичных металлов по отношению к их эссенциальным микроэлементам – антагонистам (Ca/Pb, Zn/Cd), можно своевременно определить риск развития АГ, функциональную активность антиоксидантной системы защиты, иммунной системы и щитовидной железы, а также в какой степени токсичные металлы оказывают влияние на течение биохимических процессов, контролируемых соответствующим эссенциальным микроэлементом (картину этой зависимости объективно отражает показатель их  соотношений)  (К. Krupka, 2004).

При помощи микроэлементных маркёров патологических клинических синдромов было выявлено: значительное влияние токсичных химических элементов на мужское и детское население ХМАО-Югры  с явным преобладанием антропогенной нагрузки на организм коренных жителей региона;  высокий риск развития АГ у всех обследованных групп  населения ХМАО-Югры;  предрасположенность к нарушению функции щитовидной железы преимущественно у женского и детского населения; истощение резервов антиоксидантной  системы защиты организма, характерное в большей степени  для некоренного населения; снижение функции иммунной  системы, наиболее выраженное у детей пришлого населения. 
 

Результаты  исследований обеспеченности витаминами антиоксидантами жителей урбанизированного северного региона

Учитывая важность адекватной  активности антиоксидантной системы (АОС), именно для жителей северного региона, представляло несомненный интерес изучение  их обеспеченности  витаминами А, Е и С, результаты которой представлены в таблице  2.

Таблица 2

Содержание  витаминов А, Е, С в крови  у  взрослого и детского населения ХМАО Югры (мг/дл)

показа-

тели

население ХМАО-Югры  (n=515)

взрослое некоренное (n=207)

взрослые ханты (n=96)

А

Е

С

А

Е

С

<x>

0,054

0,307

0,357

0,021***

0,879***

0,362

D*(x)

0,0007

0,061

0,058

0,0004

0,079

0,038

*x

0,027

0,247

0,241

0,021

0,281

0,195

*<x>

0,002

0,017

0,017

0,002

0,028

0,020

dx

0,004

0,037

0,033

0,004

0,056

0,039

Ме

0,049

0,225

0,350

0,019

0,860

0,365

min

0,01

0,02

0,02

0,006

0,460

0,080

max

0,16

1,0

1,30

0,210

1,50

1,05

  Примечание: в этой и последующих таблицах - * - p<0,05, ** - p<0,01, *** -  p<0,001

детское некоренное (n=112)

дети ханты (n=100)

А

Е

С

А

Е

С

<x>

0,048

0,602

0,427

0,019***

1,135***

0,398

D*(x)

0,004

0,063

0,062

6,355

0,165

0,041

*x

0,064

0,252

0,249

0,008

0,406

0,203

*<x>

0,006

0,025

0,025

0,0008

0,041

0,020

dx

0,013

0,049

0,049

0,002

0,080

0,040

Ме

0,041

0,580

0,350

0,020

1,140

0,365

min

0,014

0,140

0,120

0,005

0,350

0,080

max

0,660

1,160

1,060

0,041

2,240

0,960

Противоположную картину мы наблюдали, изучая обеспеченность населения ХМАО-Югры витамином Е, а именно: средние значения токоферола  в крови у взрослых ханты соответствовали физиологическому уровню, а в группе пришлых жителей были ниже его – у  взрослых в 2,5 раза, а у детей – в 1,4 раза. Средние величины концентраций витамина С в обеих группах детей соответствовали минимальной границе допустимых физиологических величин, в то время как в обеих группах взрослого населения ХМАО-Югры  были незначительно ниже её. Распределение обследованных групп населения ХМАО-Югры по степени обеспеченности  их витаминами А, Е и С представлено в таблице 3. 

Таблица 3

Распределение населения ХМАО-Югры  по степени обеспеченности

витаминами  А, Е, С  (взрослые / дети) (%)

 

витамины

некоренное население

(n=207/112)

коренное население

(n=96/100)

норма

лёгкий дефицит

умерен-

ный  дефицит

тяжёлый

дефицит

избыток

норма

лёгкий дефицит

умерен -

ный

дефицит

тяжёлый

дефицит

избыток

А

82,6

75,3

6,3

8,0

2,4

13,4

2,7

8,7

17,7

19,0

12,5

16,0

39,6

33,0

30,2

32,0

Е

8,7

  20,5

10,2

26,8

11,1

25,9

70,0

26,8

60,4

67,0

24,0

14,0

9,4

10,0

0

2,0

6,2

7,0

С

35,7

  46,4

19,8

17,8

17,4

18,8

27,1

17,0

34,4

41,0

19,8

22,0

10,4

18,0

35,4

19,0

Ранжирование информационной значимости признаков с использованием нейросетевого имитатора Multineuron 2.0 (В.М. Еськов, 1994) показало, что наибольшие различия в группах коренного и некоренного населения имеют место при сравнении концентраций витаминов Е (информационная значимость 0,771 у взрослых и 0,683 у детей) и А (0,588 у взрослых и 0,547 у детей), а наименьшие по витамину С (0,542 у взрослых и 0,432 у детей), что согласуется с данными, полученными при сравнении средних концентраций витаминов в крови обследуемых в рамках ДСП.

Системный анализ состояния антиоксидантной активности организма человека, проживающего в ХМАО-Югре  показал, что наибольший объем квазиаттрактора General V value (VG) имеют коренные жители по сравнению с некоренными (у некоренных General V value: 1.92e – 001; у коренных General V value: 2.06e – 001) (табл. 4). Показатель асимметрии rX, напротив, был больше в группе некоренного населения (General asymmetry value rX = 0.34 и General asymmetry value rX = 0.24). Наибольший показатель асимметрии определен для витамина А в группе у коренного населения (AsymmetryX2= 0.43) при <x> = 0,021 мг/дл по сравнению с некоренным (AsymmetryX2= 0.21) при  <x> = 0,054 мг/дл.

Для витамина Е имеет место обратное соотношение: в группе некоренного населения показатель асимметрии больше (AsymmetryX3= 0.19) при <x> = 0,307 мг/дл по сравнению с показателем асимметрии у ханты (AsymmetryX3= 0.10) при <x> =0,879 мг/дл.

Таблица 4

Параметры аттракторов вектора состояния организма человека, проживающего в Югре (компоненты вектора концентрация витаминов в крови)

Параметры (кон-

центрации вита-

минов в крови)

некоренное население

ханты

С

А

Е

IntervalX1= 1.28 AsymmetryX1= 0.22

IntervalX2= 0.15 AsymmetryX2= 0.21

IntervalX3= 1.00 AsymmetryX3= 0.19

IntervalX1= 0.97 AsymmetryX1= 0.21

IntervalX2= 0.20 AsymmetryX2= 0.43

IntervalX3= 1.04 AsymmetryX3= 0.10

Интегральные

параметры

General asymmetry value rX = 0.34

General V value : 1.92e-001

General asymmetry value rX = 0.24

General V value : 2.06e-001

Таким образом, выполненный  анализ содержания витаминов – антиоксидантов в крови у  населения ХМАО-Югры  свидетельствует о гиповитаминозе витамина А у коренного и витамина Е  у пришлого  населения, а также о дефицитной направленности в обеспеченности витамином С всех  жителей северного региона, что нашло отражение как в рамках традиционно применяемого детерминистско-стохастического подхода (ДСП), так и с позиций системного анализа в рамках теории хаоса и синергетики.

Среди витаминов – антиоксидантов токоферол  занимает особое положение благодаря тесной взаимосвязи с другими компонентами антиоксидантной защиты организма. Он является универсальным протектором клеточных мембран от окислительного повреждения, предохраняет от окисления SH – группы мембранных белков (А.В. Шабров и соавт., 2003, L.J. Machlin, 1984); защищает от окисления двойные связи в молекулах каротина и витамина А (Р. Rosen et al, 1999): в отсутствие токоферола витамин А не только теряет свои антиоксидантные свойства, но и очень быстро разрушается. В этой связи вопрос адекватной обеспеченности витамином А большей части некоренного населения ХМАО-Югры становится весьма сомнительным; совместно с витамином С он способствует включению селена в состав активного центра глутатионпероксидазы. Итак, при примерно одинаковой обеспеченности витамином С, дефиците витамина А у ханты и выраженной недостаточности витамина Е у пришлого населения ХМАО-Югры, представители последнего хуже обеспечено витаминами-антиоксидантами, так как витамин Е играет доминирующую роль в защите ретинола от разрушения.

Изучение селенового статуса у населения ХМАО-Югры

В ходе нашего исследования у 182(88,9%) взрослого  и 40(35,7%) детей некоренного населения Югры был обнаружен дефицит Se различной степени выраженности. Исследованиями, проведенными нами совместно с ГУ НИИ питания РАМН (Голубкина и соавт., 2004) выявлено, что по содержанию Se в объектах окружающей среды, а также местных и привозных продуктах питания, ХМАО – Югра  характеризуется умеренным дефицитом  его в пищевых цепях. Из  всех продуктов питания только рыба имеет неоспоримые преимущества, т.к. для неё характерна относительная стабильность концентрации Se независимо от геохимической характеристики местности, где произведён отлов (Н.А. Голубкина, Т.Т. Папазян, 2006). Как видно из рисунка 5, Сургут  характеризуется наименьшей концентрацией Se в волосах  населения среди других городов России, что, по-видимому, не может быть связано только с влиянием алиментарного фактора.

Принимая во внимание известные литературные данные о том, что рабочие нефтеперерабатывающих предприятий имеют пониженный уровень Se в сыворотке крови (Н.А. Голубкина и соавт., 2002), можно предположить, что наряду с  хроническим экологическим стрессом и алиментарным фактором, занятость населения добычей и переработкой нефти может служить дополнительным неблагоприятным фактором, влияющим на обеспеченность населения Югры селеном.

Рис. 5. Сравнительное содержание селена в волосах жителей  городов России

Доказано, что синдром липидной гипероксидации  развивается на Севере прежде всего у людей с низкими  резервными возможностями АОС значительно раньше, что приводит к неуклонному прогрессированию многих заболеваний, в первую очередь заболеваний сердечно-сосудистой системы, которая одной  из первых реагирует на неблагоприятные условия внешней среды и включающейся в процесс адаптации к экстремальным условиям (В.И. Хаснулин, 1998, Буганов, 2006). Исходя из предпосылки, что  в развитии ССЗ важнейшую роль играет дефицит витаминов-антиоксидантов и селена, нами были изучены корреляционные связи между частотой встречаемости данной патологии и концентрацией витаминов А, Е, С в крови и  Se в волосах у взрослого некоренного населения ХМАО-Югры  (табл. 5). Для проведения данного этапа работы были отобраны 23 человека обоего пола, имеющие в анамнезе ИБС. В ходе исследования были обнаружены следующие прямые корреляционные взаимосвязи  (в порядке возрастания коэффициента корреляции r):

между  уровнем витамина А в крови и частотой встречаемости ССЗ;

между концентрацией витамина С в крови и  частотой встречаемости ССЗ;

между содержанием селена в волосах и  частотой встречаемости ССЗ;

между уровнем витамина Е  в крови и  частотой встречаемости ССЗ;

между содержанием витамина Е в крови и концентрацией селена в волосах.

Так, значительная корреляционная связь (r=+0,538) была выявлена между содержанием Se в волосах  и частотой встречаемости ССЗ, которая оказалась ещё более тесной (сильная) при сопоставлении данной патологии  с уровнем витамина Е в крови (r=+0,712). Принимая во внимание известные  синергические  взаимоотношения витамина Е и селена, вполне логичным было зарегистрировать наличие сильной корреляционной связи (r=+0,801) между этими микронутриентами – антиоксидантами, дефицит которых, по-видимому, может влиять наряду с экопатогенными факторами на рост заболеваемости системы кровообращения.  Одновременно с этим было также выявлено наличие корреляционных взаимосвязей  между содержанием других витаминов-антиоксидантов (А и С) и  распространённостью ССЗ, что также подтверждает влияние их дефицита в организме на частоту встречаемости данной патологии.

Таблица 5

Коэффициенты корреляции (r) содержания витаминов - антиоксидантов и селена с частотой встречаемости сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) у  взрослого некоренного населения ХМАО-Югры

показатели

ССЗ

селен

витамин А

витамин Е

витамин С

ССЗ

1

селен

0,538

1

витамин А

0,276

0,074

1

витамин Е

0,712

0,801

0,058

1

витамин С

0,345

0,106

0,097

0,121

1

Таким образом, полученные нами результаты исследования дают основания утверждать, что для профилактики заболеваний, в основе патогенеза которых лежит окислительный стресс, обусловленный угнетением активности АОС  (избыточное расходование компонентов её неферментативного звена для связывания продуктов ПОЛ) необходима своевременная коррекция микронутриентного статуса жителей северного региона витаминами – антиоксидантами и селеном путём обогащения ими продуктов питания или поступления в виде  ВМК.

Сравнительный анализ содержания химических элементов в  питьевой воде на территории ХМАО-Югры

Наиболее распространенным и важным соединением в организме человека является вода. Химический  состав природных вод является уникальным для конкретной местности, а микроэлементный  статус человека зависит от содержания минералов в питьевой воде (А.Л. Горбачёв и соавт. 2003, А.П. Бульбан, 2005). Обследованные нами жители г. Сургута для питьевых целей использовали водопроводную воду, некоренные и коренные жители, проживающие в посёлках Сургутского района – подземную воду, а ханты, постоянно проживающие в лесных поселениях – поверхностную воду из рек, озёр и т.п. Результаты исследования питьевой воды из централизованных и децентрализованных источников водоснабжения ХМАО-Югры  представлены соответственно в таблицах 6 и 7.

Средняя арифметическая  концентрация железа в водопроводной воде г.Сургута  более чем в 2 раза превышала ПДК для питьевой воды (СанПин 2.1.4.1074), но по величине медианы  соответствовала верхней границе ПДК.

Обнаруженные случаи превышения концентрации железа в водопроводной воде вызваны высокой концентрацией железа в природных водах Обского бассейна. Превышение содержания железа и марганца относительно ПДК характеризует большинство проб подземных вод региона и почти половину – поверхностных. Средние  величины содержания кальция, магния и  селена во всех пробах питьевой воды ХМАО-Югры  оказались во много раз ниже  ПДК (в 7, 10 и почти 100 раз соответственно).  Концентрация цинка ни в одной из исследованных проб питьевой воды  Югры не превышала ПДК.

Таблица 7

Распределение проб питьевой воды на территории ХМАО-Югры

относительно ПДК (%)

исследуемые

показатели

пробы воды

водопроводная

n=(128)

подземная

(n=97)

поверхностная (n=103)

Fe

29,7

70,3

87,6

12,4

45,7

54,3

Mn

17,2

82,8

97,9

2,1

35,9

64,1

Ca

100

100

100

Mg

100

100

100

Se

100

100

100

Zn

100

100

100

нефть

100

4,1

95,9

73,8

26,2

Hg

100

3,1

96,9

2,9

97,1

Pb

100

3,1

96,9

4,9

95,1

Cd

100

5,2

94,8

8,7

91,3

Примечание: - - выше ПДК;  - ниже ПДК

Отмечено достоверное превышение (Р<0,001) концентрации цинка в водопроводной воде, связанное, вероятно, с прохождением воды по оцинкованным трубам. Наибольшие показатели загрязнения нефтью, свинцом и кадмием зарегистрированы в анализах поверхностных вод ХМАО-Югры, достоверно отличающими их от подземных (нефть и свинец – Р<0,001,  кадмий – Р<0,05) и тем более от водопроводной воды (Р<0,001), что несомненно связано с антропогенным загрязнением рек, озёр и т.п. Средние  значения концентрации нефти в поверхностных водах ХМАО-Югры превышали ПДК почти в 1,4 и 1,3  раза соответственно. Наибольшая концентрация ртути была выявлена в поземных водах региона, достоверно отличающаяся  от водопроводной воды (Р<0,01).

Таблица 6

Концентрация химических элементов в питьевой  воде ХМАО Югры (мг/л)

показатель

водопроводная вода (n=128)

Fe

Mn

Ca

Mg

Se

Zn

Hg

Pb

Сd

нефть

<x>

0,68^^^

0,17^^

9,13

3,87

0,11

***

0,37

***

0,08^^

1,25^^^

***

0,09^^^

***

0,07

***

D*(x)

1,30

0,18

5,80

5,83

0,10

0,26

0,009

0,30

0,0006

5,58

*x

1,14

0,42

2,41

2,42

0,14

0,51

0,095

0,55

0,025

0,007

*<x>

0,08

0,03

0,31

0,24

0,01

0,06

0,009

0,09

0,0042

0,001

dx

0,16

0,06

0,60

0,48

0,02

0,12

0,018

0,18

0,0083

0,002

Ме

0,27

0,05

8,65

3,65

0,10

0,17

0,063

1,0

0,1

0,07

min

0,026

0,01

3,3

1,22

0,09

0,005

0,01

0,7

0,012

0,06

max

6,9

4,0

14,2

15,81

0,12

2,5

0,62

3,4

0,1

0,09

ПДК

0,3

0,1

70

42

10

5,0

0,1

0,5

30,0

1,0

Прим.:    ¬ содержание в мкг/л

* ¬ сравнение водопроводной и поверхностной воды: * - Р<0,05, ** ¬Р<0,01, *** ¬ Р<0,001

¬ cравнение водопроводной и подземной воды: ^ - Р<0,05, ^^ ¬  Р<0,01, ^^^ ¬  Р<0,001

показатель 

подземная вода (n=97)

Fe

Mn

Ca

Mg

Se

Zn

Hg

Pb

Сd

нефть

<x>

3,17^^^

###

0,59^^

#

9,55

3,94

0,12

###

0,02

0,183^^

3,99^^^

0,22^^^

0,08

###

D*(x)

9,43

2,27

6,60

0,40

0,13

0,004

0,02

0,19

3,07

0,0001

*x

3,07

1,51

2,57

0,63

0,15

0,07

0,14

13,87

0,55

0,012

*<x>

0,31

0,15

0,26

0,096

0,015

0,007

0,014

1,40

0,10

0,001

dx

0,61

0,30

0,51

0,19

0,03

0,013

0,03

2,75

0,05

0,002

Ме

2,19

0,35

9,2

4,0

0,11

0,005

0,12

1,0

0,1

0,08

min

0,11

0,004

6,4

2,19

0,09

0,004

0,1

1,0

0,1

0,1

max

18,0

15,0

20,0

5,3

0,14

0,46

0,89

9,1

4,3

0,9

ПДК

0,3

0,1

70

42

10

5,0

0,1

0,5

30,0

1,0

Прим.: ^ ¬ cравнение подземной и водопроводной воды: ^ - Р<0,05, ^^ ¬Р<0,01, ^^^ ¬  Р<0,001

  # -  cравнение подземной и поверхностной воды:  # -  Р<0,05, ## ¬  Р<0,01, ### ¬  Р<0,001

показатель

поверхностные воды (n=103)

Fe

Mn

Ca

Mg

Se

Zn

Hg

Pb

Сd

нефть

<x>

0,89

###

0,20

#

10,16

4,24

0,14***

###

0,014***

0,132

9,47***

0,42***

0,14***

###

D*(x)

2,35

0,14

16,57

7,05

0,15

0,0004

0,004

4,03

8,58

0,02

*x

1,53

0,38

4,07

2,65

0,16

0,02

0,06

63,5

0,93

0,13

*<x>

0,15

0,04

0,39

0,26

0,04

0,002

0,011

0,62

0,09

0,012

dx

0,29

0,07

0,78

0,51

0,02

0.004

0,02

1,22

0,17

0,02

Ме

0,22

0,07

8,02

3,65

0,13

0,007

0,1

1,0

0,12

0,13

min

0,02

0,02

6,01

1,22

0,10

0,004

0,01

1,0

0,1

0,05

max

9,90

2,20

22,04

15,81

0,18

0,13

0,32

64,0

5,50

1,30

ПДК

0,3

0,1

70

42

10

5,0

0,1

0,5

30,0

1,0

Установлены различия параметров аттракторов по содержанию железа, ртути и нефти в водопроводной, поверхностной и подземной воде (рис. 6). Например, параметры аттракторов (объем, коэффициент асимметрии, координаты геометрического и стохастического центров) состояния химического состава водопроводной, поверхностной и подземной воды  различаются. Наибольший  показатель асимметрии характерен для аттрактора состояния подземной воды (General asymmetry value rX = 10.84 – для подземной; General asymmetry value rX = 7.14 – для поверхностной; General asymmetry value rX = 5.96 – для водопроводной воды). Наибольший объем имеет аттрактор состояния водопроводной воды (General V value: 5.00e – 001 – для водопроводной воды; General V value: 6.85e – 003 – для поверхностной воды, General V value: 7.25e – 004 – для подземной воды).

  Наибольшие объемы аттракторов  идентифицированы для состояния воды по химическому составу (координаты: железо, ртуть, нефть) из поверхностных и подземных источников. Так, для  водопроводной воды объем аттрактора и показатель асимметрии наименьший: (General asymmetry value rX = 2.78; General V value: 1.98e-001) по сравнению с подземной водой (General asymmetry value rX = 5.89; General V value: 7.07e-001) и поверхностной водой (General asymmetry value rX = 4.11; General V value: 7.53e+000).

В целом, наибольшая концентрация железа и марганца обнаружена в поземных водах ХМАО-Югры, низкая концентрация кальция, магния, цинка  и селена  свойственна всем видам питьевой воды, антропогенное загрязнение обусловливает повышенное содержание нефти, свинца и кадмия в поверхностных водах. Установлено, что  самая высокая концентрация ртути обнаружена лишь в подземных водах исследуемого региона.

  а б

 

 

  в  

Рис. 6  Параметры аттракторов содержания железа, ртути, нефти в питьевой  воде ХМАО-Югры (а – водопроводная вода, б – подземная, в – поверхностная)

Известно, что физиологический  гомеостаз кальция  и магния  является обязательным показателем для оценки состояния здоровья человека (О.А. Громова, 2002-2004, А.В. Скальный, 2004). При условии пониженной жёсткости питьевой воды, несбалансированного по наличию Ca и Mg пищевого рациона  и высокого расходования их при психоэмоциональном напряжении могут складываться  предпосылки для их недостаточного поступления в организм с последующим формированием функционально значимого состояния – первичного алиментарного калция – магния дефицита и, вследствие этого, повышенного риска  ССЗ (D. Stambuk, 2001). Питьевая вода с содержанием кальция – 50±3,0 мг/л признана оптимальной, что в 5 раза больше, чем в воде на территории ХМАО-Югры. Оптимальное содержание магния в воде признано – 24±2,0 мг/л, что в 6 раз больше, чем в исследуемых образцах воды. На усвоение кальция в организме человека влияет магний. Недостаточное поступление магния ведёт к усиленному отложению кальция в артериях, мышцах, почках, что является фактором риска возникновения атеросклероза, ИБС, мочекаменной болезни (Л.В. Воробьёва и соавт.,1997). Это нашло своё отражение в структуре заболеваемости населения ХМАО-Югры:  заболевания нервной системы (в том числе нейрососудистые) по г. Сургуту и Сургутскому району в 2005г. наблюдались почти в 1,5 раз чаще сравнительно с аналогичным показателем по России. Более того, за последние 5 лет было зафиксировано более чем двукратное увеличение болезненности АГ на 1000 населения ХМАО-Югры.

Известно, что АГ в северном регионе наблюдается достаточно часто  в трудоспособном и молодом возрасте, нередко протекает злокачественно и осложняется развитием сосудистых осложнений сердца (инфаркт миокарда) и головного мозга (мозговой инсульт) (В.И. Хаснулин, 1998, А.Н.Богданов, 2004, А.А. Буганов, 2006).

Основными компонентами подземных вод, отягощающими здоровье населения, являются не только дисбаланс кальция и магния, но и высокое содержание железа и марганца. Установлено, что как дефицит, так и избыток железа отрицательно влияет на состояние здоровья человека. Железо, поступающее в организм человека в комплексе с другими загрязнителями (избыток железа, поступающего с пищей в хелатированном состоянии не оказывает отрицательного действия), проявляет также свойства иммунодепрессанта. Повышенная насыщенность им организма может повлечь за собой снижение иммунной резистентности и способствовать росту общей заболеваемости у населения ХМАО-Югры (А.В. Кудрин, А.В.Скальный, 2000), что вполне согласуется с данными по заболеваемости и болезненности в нашем регионе (табл. 1). Столь же значимым было превышение ПДК по марганцу (в 2 раза по величине средней арифметической). Известно, что марганец относится к важнейшим из жизненно необходимых микроэлементов. Он участвует в регуляции многих биохимических процессов в организме: синтезе и обмене нейромедиаторов, костеобразовании, иммунном ответе, перекисном окислении липидов, углеводном и жировом обменах. Однако избыточное накопление  его может приводить к изменениям со стороны ЦНС: наблюдаются повышенная утомляемость, сонливость, ухудшение памяти, снижение активности, сужение круга интересов у человека (А.В.Скальный, 2002-2004).

Особую тревогу вызывает загрязнение нефтью, в состав которой входят также токсичные химические элементы, поверхностных  вод ХМАО-Югры (табл. 6, 7). Токсические свойства нефти исчезают только через 10-25 лет, а процесс полного разрушения нефти завершается не менее чем через 25 лет. Загрязнение поверхностных вод территории ХМАО-Югры представляется одной из важнейших экологических проблем региона, так как, во-первых – это место обитания ценнейших промысловых рыб, от состояния популяции которых во многом зависит традиционный уклад жизни коренных народов Севера, во-вторых, загрязнение пресных вод создаёт прямую угрозу здоровью людей. Низкая температура воды северных рек (во многом определяющая их малую способность к самоочищению), недостаточная минерализация, слабо-кислая реакция воды определяют незначительные буферные свойства и высокую чувствительность вод к различного рода загрязнителям (В.В. Крючков, 1994).

Болота Западно-Сибирской равнины богаты гумусом, состоящим из гуминовых кислот и фульвокислот. Металлы образуют с фульвокислотами комплексные соединения: кислая реакция болот ХМАО-Югры  обусловлена тем, что в них большая часть кальция связана с гуминовыми кислотами. Известно,  что наиболее интенсивная миграция тяжёлых металлов и токсичных химических элементов наблюдается в кислых средах с повышенным содержанием фульвокислот: наиболее прочно закрепляется ртуть, прочно связывается свинец, менее прочно кадмий. Так, при концентрации ртути в воде 0,1 – 3,6 мкг/л, концентрация её в осадке достигает 80-800 мкг/л (Д.С. Орлов, 1993). В наших исследованиях средние величины содержания Hg в поверхностных водах северного региона не превышали ПДК. Однако в 3(2,9%) пробах поверхностных вод и в 3(3,1%) пробах подземных вод ХМАО-Югры  было обнаружено превышение концентрации ртути. Заслуживает внимания тот факт, что содержание ртути у верхнего предела ПДК оказалось характерным для 9(9,3%) проб подземных вод исследуемого нами региона. Известно, что ртуть занимает одно из первых мест по своей опасности для здоровья и обладает способностью накапливаться в организме человека: выведение этого токсичного химического элемента занимает от 12 месяцев до 10 лет (В.Г.Артамонова и соавт., 1999, Т.К. Ларионова, 2000, Т.В. Юдина и соавт., 2002). Доказано, что постоянное поступление даже небольших количеств ртути  ведёт к постепенному её накоплению в организме человека и обусловливает такие проявления как нейро – и иммунотоксичность, канцерогенность, тератогенность, гематотоксичность, нефротоксичность данного токсиканта (А.Г. Смирнов и соавт., 1998, Т.С. Морозкина,  2002, В.Г. Ребров, 2003, Р. Moszczynski, 1997). В небольших количествах ртуть беспрепятственно проникает через гемато-энцефалический барьер и накапливается в тканях мозга, обусловливая тяжёлые нервные поражения у людей. Постоянное употребление неочищенной воды из децентрализованных источников водоснабжения приводит к постепенному накоплению ртути в организме человека. По результатам нашего исследования превышение концентрации ртути в волосах было выявлено почти у всех взрослых ханты,  у 74%  детей аборигенов, 46,4% взрослых  и 2,7% детей некоренного населения ХМАО-Югры. В этой связи необходимо подчеркнуть, что заболевания нервной системы значительно чаще стали наблюдаться среди коренного населения (у детей ханты в 1,5 раза превышали таковой сравнительно с детьми некоренного населения), а болезни системы крови и кроветворных органов (особенно анемии) более чем в 3 раза чаще. Установлено, что ртуть даже в низких концентрациях усиливает процессы ПОЛ, снижая тем самым активность АОС защиты.

Рост негативных изменений в здоровье населения ХМАО-Югры за последние годы обусловлен крайне неблагоприятными тенденциями в изменении экологического состояния объектов окружающей среды региона. Основными геохимическими факторами риска  являются загрязнение тяжёлыми металлами и высокотоксичными химическими элементами (ртутью, свинцом, кадмием) атмосферного воздуха, почв, вод, биологических объектов. Существует несколько причин загрязнения окружающей среды и, в частности, природных вод токсикантами: ежегодно в Западной Сибири на факелах сгорает 19 млрд. м попутного газа. При его сжигании в образовавшейся саже присутствуют свинец и  кадмий, которые оседают на прилегающие земли и открытые водоёмы. В наших исследованиях выявлено достоверное превышение содержания свинца  и кадмия (Р<0,001) в поверхностных водах, сравнительно с концентрацией таковых элементов в водопроводной воде Югры (табл. 6); отсутствие в округе полигонов для размещения и утилизации высокотоксичных отходов – класса, в том числе ртутьсодержащих, также способствует накоплению последних  на промышленных площадках и вынуждает предприятия использовать недозволенные методы их утилизации (вывоз отходов – класса на полигоны и свалки ТБО, несанкционированные свалки); увеличение в последние годы количества автотранспортных средств способствует повышению уровня загрязнения окружающей среды; в теплоснабжении городов и посёлков ХМАО-Югры  доминирует газ, однако есть поселения, где на котельных используется уголь, нефть и дрова. В процессе эксплуатации такого вида котельных окружающая среда загрязняется сажей и токсичными химическими элементами. Для выявления корреляционных связей между главными загрязняющими компонентами поверхностных вод нами были использованы показатели содержания нефти, ртути, свинца и кадмия в поверхностных водах  ХМАО-Югры.

Выявлена значительная прямая корреляционная связь между загрязнением открытых водоёмов региона нефтью и свинцом (r=+0,568) и сильная прямая корреляционная связь (r=+0,723) между концентрацией нефти и кадмия в поверхностных водах.

Известно, что основными источниками поступления в организм биогенных элементов является пища и вода, которые способствуют усвоению организмом человека этих элементов. Для выявления наличия корреляционных связей у представителей взрослого и детского коренного населения  ХМАО-Югры  были использованы по 7 показателей концентрации химических элементов (кальция, магния, железа, марганца, ртути, свинца, кадмия) в  волосах и в природных водах региона  (поверхностных и подземных). Выявлены прямые значительные  корреляционные связи между концентрацией магния (r=+0,636) и кальция (r=+0,712)  в волосах  ханты и их содержанием  в природных водах Югры.  Известно, что один из показателей  полноценности воды – жёсткость, складывается из суммы концентрации катионов кальция и магния (прямая значительная корреляционная связь между концентрацией кальция и магния в воде – r=+0,524), что  нашло своё подтверждение в наших исследованиях

У ханты  отмечается выраженный дефицит этих  химических элементов и особенно кальция. Это обусловлено употреблением ультрапресной питьевой воды, очень малым содержанием доступного и усвояемого кальция в их рационе питания  и нарушением процессов его обмена в организме из-за дефицита  ультрафиолетового излучения  (витамина Д). Обнаружена обратная слабая корреляционная связь (r= – 0,289) между концентрацией кальция  и железа в волосах  ханты, что вполне закономерно, так как железо и кальций конкурируют между собой за всасывание в кишечнике (Т.С. Морозкина, 2002, А.В. Скальный, 2004). Также выявлена слабая  обратная корреляционная связь между содержанием железа в природных водах ХМАО-Югры  и кальция в волосах  ханты (r= – 0,252). Обращает на себя внимание наличие  сильной прямой (r=+0,896)  корреляционной связи между содержанием железа в волосах ханты и значительной концентрацией его в природных водах региона. Обнаружена прямая значительная (r=+0,641) взаимосвязь между концентрацией марганца в волосах ханты и содержанием его в природных водах ХМАО-Югры. Конкурентные взаимоотношения между кальцием и магнием, с одной стороны,  и марганцем, с другой стороны  (Л.И. Ширина, В.Л. Мазо, 2006), нашли отражение в слабых обратных корреляционных связях между данными химическими элементами.  Выявлены прямые  корреляционные связи между концентрацией ртути (r=+0,554), свинца (r=+0,408) и кадмия (r=+0,423) в природных водах региона и  их содержанием  в волосах ханты. Известные антагонистические отношения между свинцом и кальцием отражены в обратной умеренной (r= – 0,435) корреляционной связи между концентрацией свинца в природных водах ХМАО-Югры и содержанием кальция в волосах ханты. Прямые слабые корреляционные связи между концентрацией ртути, свинца и кадмия в природных водах региона отражают единую природу загрязнения окружающей среды Севера. Выявленные прямые слабые корреляционные связи  между содержанием этих токсикантов в волосах ханты и концентрацией их в поверхностных  и подземных водах ХМАО-Югры  подтверждают взаимосвязь данного вида  загрязнений.

Таким образом,  обнаруженные нами прямые достоверные корреляционные связи между концентрацией химических элементов в природных водах Югры  и содержанием таковых  в волосах  ханты  подтвердили избирательность поступления кальция, магния, железа и марганца именно  водным путём. Наличие прямых умеренных (кадмий – r=+0,423, свинец – r=+0,408) и более значительной  (ртуть – r=+0,554) корреляционных связей между концентрацией данных элементов в природных водах северного региона и содержанием  таковых в волосах ханты, проживающих на этой территории,  свидетельствует о том, что питьевая  вода является  одним из путей поступления в их организм токсичных химических элементов.

Анализ содержания ртути, свинца и кадмия в традиционных продуктах питания коренного населения  ХМАО-Югры

Питание должно удовлетворять не только физиологические потребности организма в пищевых веществах и энергии, но и  соответствовать требованиям санитарных норм и правил по допустимому содержанию химических, радиологических, биологических веществ, микроорганизмов, представляющих опасность для здоровья нынешнего и будущего поколений. Продукты питания являются зеркальным отражением окружающей и производственной  среды: чем выше загрязнённость окружающей среды, тем выше загрязнённость продуктов питания. Основной путь поступления вредных чужеродных химических веществ (ксенобиотиков) в организм человека – пищевой. Из металлов – загрязнителей  приоритетными признаны токсичные химические элементы: ртуть, свинец и кадмий, вносящие значительный вклад в формирование риска здоровью населения (В.Н. Дунаев и соавт., 2006). Опасность токсичных химических элементов обусловлена их способностью к биоаккумуляции и концентрированию при движении по пищевой цепи. Удаление токсичных химических элементов из организма представляет большую трудность, поскольку они прочно связываются с белками и другими компонентами клеточных структур. 

Основная часть обследованных нами ханты  проживали в лесных поселениях и, соответственно, питались согласно вековым традициям северного народа. Известно, что большую часть рациона питания у них занимает местная рыба, мясо оленя и, в меньшей степени, лося, а также ягоды: клюква, брусника, черника. Выявленное в нашем исследовании значительное превышение референтных величин содержания токсичных химических элементов в волосах подавляющего большинства ханты определило необходимость соответствующего изучения  содержания ртути, свинца и кадмия в традиционных продуктах питания аборигенного населения ХМАО-Югры.

Во  всех пробах местных продуктов нами были обнаружены токсичные химические элементы, концентрация которых, как правило, не превышала уровень ПДК (повышенная концентрация ртути была обнаружена в 8 (28,7%) пробах озёрной рыбы), но формировала  постоянный  путь поступления ртути, свинца и кадмия в организм потребляющих эти продукты питания людей по пищевой цепи. Установлено, что с продуктами питания в организм человека поступает 65-70% химических элементов, в том числе  токсичных (Н.В. Русакова, Т.Ю. Завистяева, 2006). Нами были изучены взаимосвязи между содержанием токсикантов в волосах ханты и в местных продуктах питания. Выявленная прямая значительная корреляционная связь (ртуть-волосы ртуть-рыба,  r=+0,638) между концентрацией  ртути в волосах ханты и  её содержанием в местной рыбе является свидетельством того, что одним из важнейших путей  поступления ртути в организм коренных жителей ХМАО-Югры  является именно пресноводная рыба (главный продукт питания аборигенов) из местных озёр и рек.

Кумулятивным свойством обладают также свинец и кадмий. Обнаруженные прямые слабые корреляционные связи между концентрацией свинца в волосах ханты и его содержанием в мясе северных животных (r=+0,113), а также между концентрацией кадмия в волосах аборигенов Севера и его содержанием в местных ягодах (r=+0,146) свидетельствует о поступлении этих токсикантов в организм человека с соответствующими продуктами питания. Выявленные прямые корреляционные связи между концентрацией токсических химических элементов в рыбе (ртуть свинец: r=+0,103; ртуть кадмий: r=+0,131;  свинец кадмий: r=+0,187), мясе (свинец кадмий: r=+0,154) и лесной ягоде (ртуть свинец: r=+0,102; кадмий свинец: r=+0,128) подтверждают общность путей поступления контаминантов в продукты питания.

Для современных урбанизированных территорий в условиях нарастающей техногенной нагрузки важным аспектом неблагоприятного влияния на здоровье населения являются именно алиментарные токсикологические факторы малой интенсивности. Подобного рода риски связаны, прежде всего, с поступлением в организм токсичных химических элементов. Неспецифические биологические эффекты контаминантов пищи связаны с системным нарушением гомеостаза вследствие постепенного повреждения метаболических, нейрогуморальных, иммунных, генетических и других механизмов. Развивающийся при этом синдром снижения резистентности организма приводит к повышению его чувствительности к воздействию экопатогенных факторов окружающей среды, увеличению числа и ухудшению течения многих заболеваний.

Итак, обнаруженные нами прямые корреляционные связи между содержанием токсичных химических элементов в местных продуктах питания и их концентрацией в волосах ханты указывает, с одной стороны, на важность пищевого пути поступления ртути, свинца, кадмия в организм человека, а с другой стороны – на тесную взаимосвязь с антропогенным загрязнением окружающей среды.

Таким образом, полученные нами результаты исследования показывают, что у населения ХМАО-Югры под влиянием геохимических особенностей местности, антропогенного загрязнения и алиментарных факторов нарушается баланс содержания микронутриентов, в основном, в сторону повышения содержания тяжёлых металлов и токсичных химических элементов и понижения содержания эссенциальных макро – и микроэлементов и витаминов – антиоксидантов. Это требует проведения комплекса мероприятий, направленного на снижение антропогенной нагрузки, рационализацию питания и использование препаратов, корригирующих микронутриентный статус у  населения урбанизированного северного региона.

ВЫВОДЫ:

  1. Доказано, что в условиях выраженного комплексного влияния природных и техногенных факторов установлена взаимосвязь между показателями заболеваемости жителей урбанизированного Севера и концентрацией химических элементов в их волосах по соответствующим микроэлементным маркерам патологических клинических синдромов. Выявлен высокий риск развития артериальной гипертензии у всех жителей северного региона, предрасположенность к нарушению функции щитовидной железы у женского и детского населения, угнетение антиоксидантной системы и иммунной защиты организма (преимущественно у некоренных жителей региона). Кроме того, установлено значительное увеличение абсолютной и относительной нагрузки токсичными химическими элементами на организм коренных жителей Югры.
  2. Наряду с патогенными факторами, влияющими на  микронутриентный статус населения ХМАО-Югры, не менее важным  является  и алиментарный. Системный анализ  макро – и микроэлементного статуса  населения Югры в зависимости от возраста и этнической принадлежности показал, что для коренного населения северного региона характерен выраженный  избыток элементов: марганца,  железа, и ртути (в 2,  3, и  3,8 раза соответственно), в то время как для некоренного – значительный дефицит селена (в 2 раза) сравнительно с  соответствующими референтными  величинами.
  3. Проведен сравнительный системный анализ идентификационных параметров организма по содержанию витаминов-антиоксидантов в крови у всех возрастных групп населения ХМАО-Югры  (аборигены, пришлое), который свидетельствует о наличии гиповитаминоза витамина А у аборигенов (82,3% у взрослых и  81,0% у детей), дефицита витамина Е  у пришлого  (91,3% у взрослых и 79,5%  у детей) населения, а также о недостаточной обеспеченности витамином С практически 65% всех жителей Югры.
  4. По содержанию селена в объектах окружающей среды, а также в местных и привозных продуктах питания ХМАО-Югра  относится к территориям  РФ с умеренным дефицитом селена в пищевых цепях.
  5. Изучен химический состав питьевой воды из источников централизованного и децентрализованного водоснабжения на территории ХМАО-Югры,  свидетельствующий о повышении сравнительно с ПДК содержания марганца и железа  (более чем в 2 и 3 раза соответственно) и снижении концентрации кальция и магния (более чем в 7 и 10 раз соответственно), что коррелирует с концентрацией этих химических элементов в биосубстратах коренного населения северного региона.
  6. Выявлена прямая зависимость  между концентрацией токсичных химических элементов (ртути, свинца, кадмия) в волосах ханты и их содержанием в местных продуктах питания. Установлена значительная корреляционная связь (r=+0,638) между концентрацией  ртути в волосах  ханты  и ее содержанием  в местной рыбе.
  7. Системный анализ параметров  вектора  состояния организма человека с использованием методов хаоса и синергетики, базирующихся на компартментно-кластерной теории биосистем, применим для идентификации параметров порядка показателей микронутриентного статуса. Комплексное использование методологической триады: синтез стохастического, детерминистского и хаотического подходов обеспечивает достоверность полученных критериев с определением как их количественной характеристики, так и их значимости.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

  1. Учет региональных особенностей микронутриентного статуса населения, проживающего на территории ХМАО-Югры и выявленный дисбаланс витаминов-антиоксидантов, а также макро – и микроэлементов нуждается в адекватной коррекции  с использованием  витаминно-минеральных комплексов (ВМК), которые необходимо специально разработать  для разных этнических групп с учетом возраста.
  2. Создание региональной информационной базы  данных  о содержании макро – и микроэлементов в биосубстратах человека, объектах окружающей среды и продуктах питания позволит рационально подойти к решению проблемы  прогнозирования, оценки и  управления  рисками, связанными с дефицитом или избытком  химических элементов у человека на индивидуальном и популяционном уровнях.
  3. В целях повышения информативности и эффективности проведения массового обследования населения, оценки химического состава среды обитания и пищевых продуктов необходимо шире внедрять современные инструментальные методы мультиэлементного исследования, обеспечивающие высокую чувствительность и производительность соответствующих лабораторий с использованием методов системного анализа и синтеза.

По теме диссертации были опубликованы следующие работы:

Монографии:

  1. Корчина Т.Я. Показатели обеспеченности витаминами-антиоксидантами здоровых лиц и больных ИБС с сопутствующим сахарным диабетом 2 – го типа, длительно проживающих на Севере / Т.Я Корчина в кн. «Ишемическая болезнь сердца при сахарном диабете». – Томск: STT, 2002. – 352с.
  2. Корчина Т.Я. Витамины и микроэлементы на страже здоровья / Т.Я. Корчина. – Сургут: РИО СурГПУ, 2006. – 211с.

Внедрение в практику

Корчина Т.Я. Витамины и микроэлементы: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений очной и заочной форм обучения / Т.Я. Корчина. – Сургут: РИО СурГПИ, 2004. – 147с.

Публикации в научных изданиях, рекомендованных ВАК при соискании учёной степени доктора медицинских наук:

  1. Корчина, Т.Я. О состоянии липидного обмена и обеспеченности витаминами-антиоксидантами у больных с ИБС и в сочетании ИБС с сахарным диабетом, длительно проживающих в северном регионе / Т.Я. Корчина, Н.П. Баранов, И.Н. Корж, И.В. Корчина // Сибирский медицинский журнал. – 2003. – Т.18, №1 – 2. – С.8 –11.
  2. Корчина, Т.Я. Обеспеченность селеном жителей г.Сургута Тюменской области / Н.А. Голубкина, Т.Я. Корчина, Н.Н. Меркулова и др. // Экологические системы и приборы. – 2004. – №3. – С.48 – 51.
  3. Корчина, Т.Я. Взаимосвязь химического состава природных вод и элементного статуса детей коренного населения Ханты-Мансийского автономного округа / Т.Я. Корчина // Вестник Южно – Уральского государственного университета. – 2005. – №4. – Т.2, Вып.5. – С.271 – 272.
  4. Корчина, Т.Я. Обеспеченность витаминами А, Е и С и химическими элементами детей ханты, проживающих на севере Тюменской области / Т. Я. Корчина, А.А. Говорухина, И.В. Сорокун и др. // Вестник  Тюменского государственного университета. – 2006. – №6. – С.144 – 149.
  5. Корчина, Т.Я. Содержание ртути и свинца в волосах детей севера Тюменской области / Т.Я. Корчина // Вестник Оренбургского государственного университета. Приложение: «Биоэлементы». – 2006. – №12. – С.123 – 124.
  6. Корчина, Т.Я. Эколого-биогеохимические факторы и микроэлементный статус некоренного населения, проживающего в Ханты – Мансийском автономном округе / Т.Я. Корчина // Экология человека.– 2006.– № 12. – С.3 – 8.
  7. Корчина, Т.Я. Биотический обмен веществ и роль микроэлементов / Т.Я. Корчина // Экология человека. – 2007. – № 3. – С.32 – 36.
  8. Корчина, Т.Я. Экологические факторы Севера и селеновый статус некоренного населения / Т.Я. Корчина // Экология человека. – 2007. – №5. – С.3 – 7.
  9. Корчина, Т.Я. Содержание тяжелых металлов в волосах детей севера Тюменской области / Т.Я. Корчина // Гигиена и санитария. – 2007. – №4. – С.27 – 29.
  10. Корчина, Т.Я. Микроэлементные маркёры патологических клинических синдромов у некоренных жителей Ханты – Мансийского  автономного округа / А.А. Буганов, Т.Я. Корчина, Л.И. Кирилюк // Вестник Санкт – Петербургской  государственной медицинской академии им. И.И.Мечникова. – 2008. – №1. – С.58 – 62.
  11. Корчина, Т.Я. Характеристика обеспеченности селеном коренного и некоренного населения Ханты – Мансийского автономного округа / Т.Я. Корчина // Вопросы питания. – 2008. – №5. – С. 63 – 64.
  12. Корчина, Т.Я. Обеспеченность студентов северного вуза макро – и микронутриентами / И.В. Сорокун, Т.Я. Корчина // Вопросы питания. – 2008. – №5. – С.59 – 61.
  13. Корчина, Т.Я. Эколого – медицинские последствия загрязнения геологической среды Ханты – Мансийского автономного округа нефтепродуктами / Т.Я. Корчина, Г.И. Кушникова // Гигиена и санитария. – 2008. – №4. – С. 23 – 26. 
  14. Корчина, Т.Я. Взаимосвязь концентрации ртути, свинца и кадмия в волосах коренных жителей Ханты-Мансийского автономного округа / Корчина Т.Я. // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности» – 2008. – № 4. – С.62 – 69.
  15. Корчина, Т.Я. Корреляционные связи между концентрацией химических элементов в волосах аборигенов Тюменского Севера и их содержанием в природных водах региона / Т.Я. Корчина // Вопросы восстановительной медицины. – 2008.  – № 5а (28). – С. 38 – 42. 
  16. Корчина, Т.Я. Сравнительный анализ макро – и микроэлементного состава волос у детей коренного и некоренного населения Тюменского Севера / Т.Я. Корчина // Вестник Оренбургского государственного университета. Приложение: «Биоэлементы». – 2008. – №12. – С. 101 – 105.
  17. Корчина, Т.Я. Системный анализ параметров квазиаттракторов поведения вектора состояний антиоксидантной активности организма коренного и некоренного взрослого населения Югры / Ю.Г. Бурыкин, Т.Я. Корчина, И.В. Сорокун, О.Е.Филатова // Вестник новых медицинских технологий. – 2009. – Т.16, №1. – С.80 – 82.
  18. Корчина, Т.Я. Системный анализ параметров квазиаттракторов поведения вектора нагрузки токсичными химическими элементами организма детей Югры / Ю.Г. Бурыкин, Т.Я. Корчина, В.Ф. Пятин, О.Е.Филатова // Вестник новых медицинских технологий. – 2009. – Т.16, №1. – С.94 – 96.

Статьи и сообщения в научных журналах и сборниках

  1. Корчина, Т.Я. О проблеме адаптации населения на Севере / Т.Я. Корчина // Актуальные проблемы адаптации человека. – Сургут: РИО СурГПИ, 2002. – С.85 – 90.
  2. Корчина, Т.Я. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы и обеспеченность витаминами-антиоксидантами у населения Среднего Приобья / Т.Я. Корчина,  И.Н. Корж, К.Ж. Алексанян, И.В. Корчина // Материалы региональной конференции «Науки о человеке»: Томск, 2002. – С. 110 – 111.
  3. Корчина, Т.Я. Необходимость использования селеносодержащих биодобавок в регионах с добычей и переработкой нефти на примере Сургута  Ханты – Мансийского автономного округа / Н.А. Голубкина, Т.Я. Корчина, Н.Н.Меркулова и др. // Материалы VII Всероссийского  конгресса «Здоровое питание населения России» (Москва, ноябрь 2003). – С.258.
  4. Корчина, Т.Я. Концентрация в плазме крови селена и витамина Е у здоровых жителей г. Сургута / Т.Я. Корчина, И.В. Корчина, Н.Л. Хильченко // Материалы Международного научного симпозиума «Югра – гемо». – Ханты – Мансийск,  2003. – С.138 – 141.
  5. Корчина, Т.Я. Оценка антиоксидантного статуса у здоровых жителей  г.Сургута / Т.Я. Корчина // Сборник научных трудов Сургутского государственного педагогического института. – Сургут: РИО СурГПИ, 2004. – С.31 – 32.
  6. Корчина, Т.Я. К вопросу об обеспеченности антиоксидантами жителей урбанизированного Севера / Т.Я. Корчина // Материалы III Международной научно – практической конференции «Актуальные проблемы экологии». – Караганда,  2004. – С.41 – 44.
  7. Корчина, Т.Я. Селеновый статус Ханты V Мансийского автономного округа / Н.А. Голубкина, Т.Я. Корчина, Н.Н. Меркулова др. // Микроэлементы в медицине. – 2005. – Т.6, Вып. 1. – С.2 – 7.
  8. Корчина, Т.Я. Роль экологического просвещения населения в формировании общественного экологического сознания / В.И. Корчин, Н.С. Ракшина, Т.Я. Корчина // Материалы региональной научно – практической конференции «Экологическое образование и здоровый образ жизни». – Сургут, 2005. – Сургут: РИО СурГПУ. – С. 40 – 41.
  9. Корчина, Т.Я. Микроэлементы и здоровье / Т.Я. Корчина, И.В. Сорокун, С.С. Таслицкий // Материалы III Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы формирования здоровья и здорового образа жизни». – Тюмень: Изд-во «Вектор Бук», 2005 – С. 211 – 213.
  10. Корчина, Т.Я. Некоторые физиологические показатели и элементный статус коренного населения Ханты-Мансийского автономного округа / Т.Я. Корчина, И.В. Сорокун // Материалы Юбилейной научной общероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы науки и образования». – М.: Академия естествознания, 2006. – №1. – С. 89 – 90.
  11. Корчина, Т.Я. К вопросу об обеспеченности селеном работников газоперерабатывающего предприятия г. Сургута / Т.Я. Корчина // Материалы III Международной научно-практической конференции: «Оздоровление средствами образования и экологии». – Челябинск, 2006. – Часть 2. – С. 96 – 99.
  12. Корчина, Т.Я. О роли химических элементов в обмене веществ / Т.Я. Корчина, И.В. Сорокун // Материалы региональной научно-практической конференции «Здоровый образ жизни как основной фактор формирования здоровья населения» – Тюмень:  Изд – во «Вектор Бук», 2006. – С.158 – 163.
  13. Корчина, Т.Я. К вопросу об обеспеченности микроэлементами взрослого некоренного населения Среднего Приобья / Т.Я. Корчина // Материалы региональной научно-практической конференции «Здоровый образ жизни как основной фактор формирования здоровья населения». – Тюмень:  Изд – во «Вектор Бук», 2006. – С.153 – 158.
  14. Корчина, Т.Я. Обеспеченность эссенциальным микроэлементом йодом работников газоперерабатывающего предприятия / Т.Я. Корчина// Материалы IV Республиканской научно-практической конференции «Вопросы профилактической медицины в регионах Крайнего Севера». – Омск: Изд – во ОГМА. – С.78 – 79.
  15. Корчина, Т.Я. Влияние изменений в составе и структуре питания современного человека на его здоровье / Т.Я. Корчина // Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции, посвящённой 420-летию города Тюмени «Формирование здорового образа жизни населения». – Тюмень: Изд – во «Вектор Бук», 2006. – С.127 – 129.
  16. Корчина, Т.Я. Влияние химического состава воды на элементный статус населения / Т.Я. Корчина // Материалы 2 региональной научно-практической конференции «Экологическое образование и здоровый образ жизни». – Сургут: РИО СурГПУ, 2006. – С.125 – 127.
  17. Корчина, Т.Я. Нагрузка тяжёлыми металлами организма детей Ханты-Мансийского автономного округа / Т.Я. Корчина // Сборник статей V Международной научно-практической  конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности». – Пенза: РИО ГСХА, 2006.– С.3 – 6.
  18. Корчина, Т.Я. Эколого-медицинские аспекты современного питания и адаптации человека на Севере / Т.Я. Корчина // Сборник научных трудов СурГПУ: «Проблемы совершенствования вузовской науки и образования». – Сургут: РИО СурГПУ, 2006. – Вып. №3. – С.145 – 153.
  19. Корчина, Т.Я. К вопросу об обеспеченности антиоксидантами жителей северного региона Т.Я. Корчина, И.В. Сорокун, Н.Е. Корчина // Сборник научных материалов окружной научно – практической конференции «VI Знаменские чтения». – Сургут: РИО СурГПУ, 2007. – С.17 – 20.
  20. Корчина, Т.Я. Сравнительная  характеристика двигательной активности  и индекса массы тела у взрослого коренного и некоренного населения Тюменского Севера / Т.Я. Корчина, Е.А. Шапошникова, Г.М. Акушев // Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы физической культуры и здорового образа жизни». – Сургут: РИО СурГПУ, 2007. – С.108 – 111.
  21. Корчина, Т.Я. Взаимосвязь курения учащихся и интоксикации кадмием / Т.Я. Корчина, А.А. Синьковская // Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы физической культуры и здорового образа жизни». – Сургут: РИО СурГПУ, 2007. – С.111 – 114.
  22. Корчина, Т.Я. Влияние химического состава воды на здоровье населения / Т.Я. Корчина, А.П. Шокарев // Сборник статей Всероссийской научно –практической конференции «Актуальные проблемы физической культуры и здорового образа жизни». – Сургут: РИО СурГПУ, 2007. – С.114 – 117.
  23. Корчина, Т.Я. К вопросу о взаимосвязи микроэлементного статуса и психофизиологического состояния детей коренной национальности Севера / Т.Я. Корчина // Материалы Всероссийской научно – практической конференции «Современные технологии сбережения здоровья учащихся в условиях интеграционных процессов». – Тюмень: ТОГИРРО, 2007. –Часть IV.– С.26 – 27.
  24. Корчина, Т.Я. Минеральный состав детей, проживающих в Ханты-Мансийском автономном округе / Т.Я. Корчина // Материалы Международной научной конференции «Современные наукоёмкие технологии». –  М.: Академия естествознания, 2007. – №5. – С. 67 – 69.
  25. Корчина, Т.Я. Йодный статус детей Севера / Т.Я. Корчина // Тезисы докладов съезда  физиологического общества имени И.П. Павлова. – М.: Изд – во  РАН, 2007. – С.280 – 281.
  26. Корчина, Т.Я. Элементный статус детей ханты, проживающих в неблагоприятных условиях Ханты-Мансийского автономного округа / Т.Я. Корчина // Сборник материалов Всероссийской научно – практической конференции «Проблема сохранения здоровья в Сибири и в условиях Крайнего Севера». – Омск: Изд – во СибГУФК, 2007. – С.76 – 81.
  27. Корчина, Т.Я. Стратегии витаминной  минеральной коррекции / Т.Я. Корчина. – Сургут: РИО СурГПУ, 2008. – С.156 – 157.
  28. Корчина, Т.Я. Причины и последствия гиповитаминозов у населения развитых стран / Т.Я. Корчина, В.И. Корчин // Сборник научных материалов региональной научно – практической конференции «VII Знаменские чтения: Актуальные проблемы образования и науки». – Сургут: РИО СурГПУ, 2008. – Часть 2. – С. 21 – 24.
  29. Корчина, Т.Я. Микроэлементный статус коренного и некоренного населения Северо – Запада Сибири / Т.Я. Корчина. – Деп. в ВИНИТИ 13.03.2008, №219 – В2008. – 24с.
  30. Корчина, Т.Я. Обеспеченность витаминами-антиоксидантами и жизненно важными химическими элементами детей некоренного населения Тюменского Севера / В.И. Корчин, Т.Я. Корчина. – Деп. в ВИНИТИ 13.03.2008, №220 – В2008. – 30с.
  31. Корчина, Т.Я. Особенности химического состава волос детей ханты / Т.Я. Корчина // Материалы международной конференции «Современные проблемы экологической физиологии». – Алматы, 2008.  – С.81.
  32. Корчина, Т.Я.  Сравнительная оценка параметров аттракторов вектора биохимических показателей организма коренного и некоренного населения Югры / О.Е. Филатова, Т.Я. Корчина, А.Г. Привалова, О.И. Химикова // Экологический вестник Югории. – 2008. – Т. V, №2. – С.46 – 53. 
  33. Корчина, Т.Я. К вопросу о загрязнении поверхностных вод Ханты-Мансийского автономного округа нефтью и токсичными химическими элементами / Т.Я. Корчина // Материалы V Международной научно-практической конференции «Оздоровление средствами образования и экологии». – СПб. – Челябинск: ЦНИТ «АСТЕРИОН»; Изд – во Челяб. гос. пед. ун – та, 2008. – С. 139 – 141.
  34. Корчина, Т.Я. Сравнительная обеспеченность селеном и витамином Е аборигенного и пришлого населения Ханты-Мансийского автономного округа / Т.Я. Корчина  // Материалы Х Всероссийского Конгресса диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье». – М. – С.59.
  35. Корчина, Т.Я. Обоснование необходимости внедрения современных методов мультиэлементного количественного анализа в гигиенических исследованиях / Т.Я. Корчина, Г.И. Кушникова, Н.Е. Корчина // Научный вестник Ханты-Мансийского государственного медицинского института. – 2008. – №3 – 4. – С.
  36. Корчина, Т.Я. Анализ заболеваемости населения г.Сургута и Сургутского района Ханты-Мансийского автономного округа / Т.Я.Корчина // Вопросы полярной медицины (г.Надым). – 2009. – №1(16). – С. 22 – 27.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АГ  – артериальная гипертензия

АОС – антиоксидантная система

АЭС – ИСП – атомно – эмиссионная спектрометрия

с индуктивно связанной плазмой

АУП – адекватный уровень потребления

БДС  – биологическая динамическая система

ВСОЧ ¬ вектор состояния организма человека

ВМК – витаминно – минеральный комплекс

ГРЭС – государственная районная электростанция

ДСП  – детерменистско – стохастический подход

ЖКТ – желудочно – кишечный тракт

ИБС  – ишемическая болезнь сердца

ИМТ – индекс массы тела

МС – ИСП – масс спектрометрия

  с индуктивно связанной плазмой

ПДК  – предельно допустимая концентрация

НИЗ – неинфекционные заболевания

ПОЛ  – перекисное окисление липидов

САС – системный анализ и синтез

ССЗ – сердечно – сосудистые заболевания

ССС – сердечно – сосудистая система

ТБО – твёрдые бытовые отходы

ТХС – теория хаоса и синергетики

ФПС  ¬ фазовое пространство состояний

ХМАО – Югра –  Ханты – Мансийский автономный округ – Югра

ЦБМ  – Центр Биотической Медицины (г.Москва)

ЧДБ  – часто и длительно болеющие (дети)




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.