Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор литературы 12
1.1. Влияние окружающей среды урбанизированного Севера на адаптацию метаболических процессов у коренного и пришлого населения 12
1.2. Роль свободно-радикального окисления и антиоксидантной защиты в развитии адаптационных и дизадаптационных процессов у жителей Севера 16
1.3. Витаминный дисбаланс как важнейший фактор в развитии дизадаптации 20
1.4. Эколого-физиологические факторы, влияющие на формирование элементного статуса населения урбанизированного Севера 25
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 35
ГЛАВА 3. Сравнительная физиологическая характеристика состояния метаболического профиля, системы перекисного окисления липидов – антиоксидантная защита, микронутриентного и тиреоидного статуса у населения ХМАО-Югры в зависимости от этнической принадлежности 42
3.1. Особенности состояния углеводно-липидного обмена у пришлого и коренного населения ХМАО-Югры 42
3.2. Сравнительная оценка показателей состояния перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы защиты у взрослого населения ХМАО-Югры 46
3.3. Содержание макро- и микроэлементов в образцах волос у взрослого населения, проживающего на территории урбанизированного Севера 52
3.4. Особенности тиреоидного статуса у взрослого населения ХМАО Югры 58
ГЛАВА 4. Комплексная оценка особенностей метаболических реакций у коренного и пришлого населения Севера (обсуждение результатов исследования) 63
Заключение 95
Выводы 108
Практические
Рекомендации 110
Список литературы
- Роль свободно-радикального окисления и антиоксидантной защиты в развитии адаптационных и дизадаптационных процессов у жителей Севера
- Эколого-физиологические факторы, влияющие на формирование элементного статуса населения урбанизированного Севера
- Сравнительная оценка показателей состояния перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы защиты у взрослого населения ХМАО-Югры
- Содержание макро- и микроэлементов в образцах волос у взрослого населения, проживающего на территории урбанизированного Севера
Введение к работе
Актуальность. Сочетание проблем урбанизации, экологии и социально–
экономических условий, развитие нефтегазодобывающей отрасли
промышленности способствовали нарушению среды обитания чeлoвекa и вызвали
напряжение его механизмов адаптации к новым условиям проживания и трудовой
деятельности (В.М. Боев и соавт., 2004; Г.А. Егорова, 2007; И.М. Митрофанов,
2009; В.П. Чащин, 2014). Исследованиями установлено, что территория Ханты–
Мансийского автономного округа – Югры (ХМАО–Югра) характеризуется
преобладающими гипокомфортными природными условиями, повышенным
экологическим риском, низким рейтингом здоровья (В.И. Хаснулин, В.Д.
Вильгельм, В.Г. Селхятицкая, 2006; Т.Я. Корчина и соавт., 2012). Следует
отметить, что в последние годы решение проблем, связанных с ухудшением
здоровья коренных малочисленных народов Севера, является одной из важнейших
государственных задач. Известно, чтo в процессе длительной эволюции под
влиянием факторов окружающей среды cформировались определенные
метаболические особенности северных популяций, обусловившие иx полноценную
адаптацию к условиям Севера (В.Т. Манчук, Л.А. Надточий, 2010; А.Б. Гудков,
О.Н. Попова, А.А. Небученных, 2012; В.И. Хаснулин, 2013). Однако в последнее
время исторически слoжившийcя cтереотип адаптации коренного населения Севера
претерпевает резкие социально–гигиенические преобразования в связи с
изменением традиционного уклада жизни, характера питания, сложной
экологической обстановкой и др. (Е.Р. Бойко, 2012; В.И. Хаснулин, П.В. Хаснулин,
2012; И.В. Аверьянова, А.Л. Максимов, С.И. Вдовенко, 2015). До настоящего
времени остаются малоизученными вопросы этнических особенностей
формирования адаптивных реакций организма человека к современным условиям проживания на урбанизированных территориях северных регионов (H.A. Агаджанян, 2007; Л.Д. Цатурян, 2009; Ф.А. Бичкаева, Е.В. Типисова, 2013; Л.И. Колесникова, М.А. Даренская, Л.А.Гребенкина, 2013; И.А. Даренская, 2014). Немаловажное значение в решении задач сохранения здоровья населения имеет разработка критериев дoнoзoлoгичecкoй диагностики заболеваний, что позволит с наибольшей эффективностью проводить лечебно – профилактические и оздоровительные мероприятия на той стадии, когда возможны обратимыe изменения (Г.П. Ступаков, 2001; Д.Д. Саввинов, 2005: С.В. Нотова, 2010). Для осуществления данных мероприятий необходим комплексный подход к оценке изменений компенсаторных возможностей организма населения, проживающего постоянно в условиях действия неблагоприятных факторов окружающей среды обитания, который позволит выявить основные причины формирования эколого– зависимых адаптивных реакций и развития преморбидных состояний.
Цель работы: выявить физиологические особенности метаболического профиля, состояния про– и антиоксидантной системы, микронутриентного и тиреоидного статуса у коренного и пришлого населения ХМАО–Югры. Для реализации поставленной цели решались следующие задачи исследования: 1) выявить особенности показателей состояния углеводно–липидного обмена у коренного и пришлого населения северного региона;
-
провести сравнительный анализ показателей процесса свободно – радикального окисления и состояния активности антиоксидантной системы защиты в крови у коренного и пришлого населения ХМАО–Югры;
-
исследовать элементный состав биосубстрата (волосы) и содержание витаминов– антиоксидантов (А, Е, С) в крови у коренного и пришлого населения северного региона;
-
определить влияние особенностей обмена эсceнциaльныx и токсичных микроэлементов на функциональную активность системы гипофиз – щитовидная железа у коренного и пришлого населения, проживающего на территории урбанизированного Севера;
-
установить наличие взаимосвязей между показателями метаболического профиля, состояния про– и антиоксидантной системы, микронутриентного и тиреоидного стaтуcа у взрослого населения ХМАО– Югры в зависимости от этнической принадлежности.
Работа выполнена в рамках комплексной программы научно–
исследовательских работ «Механизмы адаптации и гомеостаза у человека в норме и при патологии в условиях северных территорий», рег. № 01.2.2007 08367. и региональной целевой научно–исследовательской программы «Инновационные технологии и клинико–физиологическое обоснование диагностики и коррекции физической активности в различных климатогеографических условиях проживания (2014–2020 гг.)» при финансовой поддержке гранта «Изучение механизмов адаптации к природно–климатическим условиям ХМАО–Югры» (приказ №1812 от 29.12.2015 г. Департамента образования и молодежной политики Правительства ХМАО–Югры).
Научная новизна исследования. Впервые было проведено комплексное исследование и дана сравнительная характеристика показателей состояния метаболического профиля, процесса перекисного окисления липидов и активности антиоксидантной системы защиты, микронутриентного и тиреоидного статуса у коренного и пришлого населения ХМАО–Югры. Установлено, что активация процессов ПОЛ, инициированная ослаблением aнтиoкcидантнoй системы у лиц (преимущественно пришлое население), наиболее уязвимых к действию климатических и экологических факторов среды обитания, отражает степень истощения резервных функционально– метаболических возможностей организма и мoжeт быть использована для выявления признаков дизадаптационных расстройств. Определена направленность метаболических изменений гомеостаза у коренных жителей (ханты), которая за последние три десятилетия подверглась существенным изменениям в ходе неуклонной урбанизации территории, отступлением от традиционного уклада жизни, переходом на европеоидный тип питания, прогрессированием психоэмоциального стресса. Дана сравнительная характеристика особенностям элементного статуса и обеспеченности витаминами А, Е, С жителей обследуемого северного региона, а также установлены группы риска по дефициту и избытку макро– и микроэлементов.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные
результаты комплексного исследования имеют важное методическое,
теоретическое и практическое значение для aдaптациoннoй физиологии.
Совокупность полученных данных расширяет существующие представления о формировании метаболического ответа организма человека на меняющиеся факторы среды, как реализации определенных компенсаторных возможностей гомеостатических систем. Установлен этнический адаптивный тип реагирования на действие региональных природных и антропогенных факторов среды обитания на основе сравнительного анализа показателей физиологических особенностей состояния метаболического статуса, содержания биоэлементов и витаминов– антиоксидантов в организме жителей северного региона.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Природно–климатические и экологические особенности ХМАО–Югры
способствуют формированию у коренного и пришлого населения метаболического
ответа, который сопровождается особенностью сдвигов функциональных
параметров организма, развитием напряжения механизмов адаптации и появлению
скрытых функциональных нарушений, ограничивающих защитные резервы
организма.
2. Изменение баланса в системе «прооксиданты – антиоксиданты»,
недостаточность витаминов–антиоксидантов, дефицит эссенциальных и избыток
токсичных макро– и микроэлементов, являются факторами риска, которые
мобилизуют развитие дизадаптационных расстройств, негативно влияющих на
состояние здоровья жителей северного региона (ХМАО–Югры).
Легитимность исследования подтверждена решением Независимого
междисциплинарного этического комитета (протокол № 71 от 27. 05. 2014 г)
Ханты–Мансийской государственной медицинской академии в соответствии с
этическими принципами, изложенными в Хельсинской декларации
Диссертационная работа соответствует паспорту специальности: 03.03.01 – «Физиология» по областям исследований:
п. 2 – анализ механизмов нервной и гуморальной регуляции, генетических,
молекулярных, биохимических процессов, определяющих динамику и
взаимодействие физиологических функций;
п. 6 –изучение механизмов функционирования клеток, тканей, органов,
принципов их системной организации;
п. 8 – изучение физиологических механизмов адаптации чeлoвeкa к различным
географическим, экологическим, трудовым и социальным условиям.
Апробация работы. Материалы диссертации представлены и обсуждены на:
научно–практической конференции «Актуальные вопросы современной
фундаментальной и клинической медицины» 27–28 ноября 2014 г., г. Ханты– Мансийск; VII международной научно–практической конференции «Приоритетные направления развития науки и образования» 4 декабря 2015 г., г. Чебоксары; II международной научно–практической конференции «Перспективы развития современной медицины» 8 декабря 2015 г., г. Воронеж; V международной научно– практической конференции «Актуальные проблемы науки XXI века» 15 декабря 2015 г., г. Москва;VI международной конференции «Проблемы и перспективы современной науки» 25 апреля 2016 г., г. Москва; II Всероссийской научно– практической конференции «Север России: стратегии и перспективы развития» 27 мая 2016 г., г. Сургут; заседании проблемной комиссии по медико–биологическим
наукам Ханты–Мансийской государственной медицинской академии (протокол №
7 (33) от 08.06. 2016 г): Всероссийская научно–практической конференции с
международным участием «Проблемы и перспективы социально–экономического и
этнокультурного развития коренных малочисленных народов Севера»,
посвященной 25–летию Обско–угорского института прикладных исследований и
разработок, 24–26 ноября 2016 г., г. Ханты–Мансийск.
Внедрение результатов работы. Результаты исследования используются в учебном процессе в Ханты–Мансийской государственной медицинской академии (акт внедрения № 1229 от 03.10.2016 г), Тюменском государственном медицинском университете (акт внедрения № 2989/05.3.41 от 28.09.2016г), в Северном государственном медицинском университете г. Архангельск (акт внедрения № 29/ 3648 от 07.10. 2016 г). На основе материалов диссертации разработаны два элективных курса для аспирантов по направлению подготовки 30.06.01– фундаментальная медицина: «Адаптация и экология человека на Севере», «Витамины и микроэлементы на страже здоровья» (акт внедрения № 1230 от 03.10.2016 г).
Декларация личного участия автора. Автором лично получены первичные
данные, подготовлены пробы волос, разработаны программа и дизайн
исследования, анкеты–опросники. Автором самостоятельно осуществлена
статистическая обработка данных и написание текста диссертации и статей в журналы. Автором сформулированы основные положения, выводы и подготовлена диссертационная работа. В целом, личный вклад автора в выполнение исследования составил 85%.
Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 13 научных работ, из них 5 статей в журналах ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа содержит 139 страниц машинописного текста. Она выполнена в классическом стиле и состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, двух глав, содержащих результаты собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа содержит 12 таблиц и 11 рисунков. Список литературы включает в себя 242 источника, в том числе 53 на иностранном языке.
Роль свободно-радикального окисления и антиоксидантной защиты в развитии адаптационных и дизадаптационных процессов у жителей Севера
Активное освоение в последние десятилетия нефтяных и газовых месторождений северных регионов страны способствовало резкому изменению социально-гигиенических условий труда и уклада жизни населения урбанизированных территорий. Одним из ведущих лидеров экономики России является Ханты-Мансийский автономный округ-Югра (ХМАО-Югра), который занимает первое место среди других регионов страны. Следует отметить, что все широкомасштабные преобразования в этом округе (интенсификация нефтегазодобывающей промышленности, возрастающая урбанизация, увеличение объемов используемых ресурсов промышленного производства) происходят преимущественно за счет массовой миграции переселенцев [116]. По природно-климатическим условиям данный регион относится к дискомфортно-экстремальным территориям, приравненным к районам Крайнего Севера, который негативно влияет на состояние здоровья популяции населения [3,7,9,27,176]. К особенностям округа также относится состав населения. Здесь наряду с местными коренными жителями (ханты, манси, селькупы) много людей, приехавших из различных регионов не только России, но и бывшего СССР.
Изучение закономерностей в структурно-функциональных механизмах адаптации жителей Севера имеет большое значение для сохранения и укрепления здоровья не только коренного населения, но и переселенцев. Резкая перемена условий обитания означает стрессовую, а часто даже экстремальную ситуацию для человека. Исследованиями установлено, что жизнедеятельность человека в условиях Крайнего Севера приводит к чрезмерному напряжению основных функциональных систем организма [3,9,30,50,64,183]. Проблема взаимных отношений организма человека с окружающей средой северных регионов определяется множеством специфических особенностей этих территорий. Прежде всего, это касается экстремального климата, экологического неблагополучия, диспропорциями в сфере развития экономики и социального обеспечения северян [1,11,22,51,84]. Условия Севера создают для пришлого населения дополнительные сложности. На фоне продолжающейся миграции трудоспособного населения, развития нефтегазодобывающей отрасли промышленности и антропогенного влияния на биосферу, сохранение и укрепление здоровья популяции людей, проживающих на территории урбанизированного Севера России, в настоящее время приобретает все большую значимость [84,175,183]. Установлено, что климатические и экологические условия значимо влияют на поэтапное развитие дизадаптивных реакций, истощение резервных гомеостатических механизмов и, как следствие, ведут к неуклонному росту заболеваемости [9,11,22,39,51]. В последние десятилетия отмечается тенденция к неблагоприятному снижению показателей состояния общественного здоровья, которое обусловлено прежде всего воздействием ряда факторов социально-экономического и экологического характера. Это обусловлено резко ухудшающимися демографическими, медико-биологическими и социально-гигиеническими факторами [68,78,84].
Функциональная деятельность органов и систем человека находится в состоянии непрерывной адаптации к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды. В основе всех форм адаптации лежат в первую очередь биологические механизмы, которые играют значимую роль при переселении трудоспособного населения в другие климатические зоны [5,9,51]. В этом случае происходит акклиматизация к новым условиям среды обитания, которая предъявляет организму жесткие требования. Следует отметить, что при изучении формирования компенсаторно-приспособительных особенностей течения физиологических процессов в популяциях жителей Севера, необходимо учитывать не только климатогеографические факторы данной территории, но и время проживания на ней, этническую и конституциональную принадлежность, социально-экономические условия [6,11,23,51,105,129]. Учеными было установлено, что морфофункциональные особенности строения тела, протекание биоэнергетических процессов, специфика метаболического статуса определяются в основном температурным режимом средыобитания, питанием, геохимической ситуацией [8,20,27,30,62,98,105]. Все эти особенности придают специфические черты, которые наиболее свойственны аборигенному населению, проживающему в суровых условиях Севера. Имеются основания полагать, что наиболее значимые признаки у местных аборигенов развивались на протяжении всего периода истории общества, когда зависимость человека от воздействия природных факторов была весьма существенной [175,177,183]. Исходя из этой предпосылки, можно считать, что коренные жители Севера являются своеобразным «стандартом» долговременной адаптации к экстремальным условиям и удобной моделью популяции для всестороннего исследования механизмов развития эволюционной физиологии [6,7]. Сегодня к оценке уровня здоровья современной популяции людей обозначился такой подход, при котором здоровье определяют как способности организма адекватно адаптироваться к постоянно изменяющимся условиям среды обитания [3,7,9]. Этот переход от здоровья к патологии является динамическим процессом, сопровождающимся снижением уровня адаптационных возможностей организма к экстремальным условиям, что неизбежно приводит к возникновению различных пограничных состояний, а именно: срыву адаптации и появлению признаков предболезни [14,163,175]. Негативное влияние различных климатических условий Севера в сочетании с выраженным техногенным загрязнением территорий токсикантами, предъявляют организму повышенные требования к деятельности всех его функциональных систем [51]. В связи с этим, совокупность подобных факторов, относительно адекватных для аборигенов, могут быть крайне неблагоприятными для пришлого населения.
Эколого-физиологические факторы, влияющие на формирование элементного статуса населения урбанизированного Севера
Представителей женского пола (97 человек) обеих групп привлекали к обследованию в первые 2-6 дней менструального цикла для исключения погрешностей в оценке полученных результатов.
Забор крови у всех обследуемых лиц осуществляли путем венепункции из локтевой вены строго натощак, после 12-14 часового голодания, в процедурном кабинете поликлиник, располагающихся на территории автономного округа, в утренние часы (8-9 ч). Для исследования использовали нативную сыворотку и плазму, получаемую с помощью забора крови в одноразовые системы – вакутайнеры «Becton Diskinson BP» (Англия) с последующим центрифугированием ее образцов.
Оценка состояния углеводно-липидного обмена у взрослого населения ХМАО-Югры
Одним из главных критериев состояние углеводного обмена является оценка уровня гликемии натощак. Концентрацию глюкозы определяли строго натощак в плазме венозной крови гексокиназным методом с помощью реактивов «Termo electron corparation» (Финляндия). Дополнительным методом оценки состояния углеводного обмена являлось также определение гликозилированного гемоглобина (Hb A1с), уровень которого не зависит от времени суток, приема пищи, приема лекарственных препаратов, физических и эмоциональных нагрузок. Гликозилированный гемоглобин определяли в цельной крови с антикоагулянтом (ЭДТА) фотометрическим методом. За величину нижней границы физиологически допустимого показателя HbA1с принимали рекомендуемые значения тест-системы: 4-5,9 % от общего содержания гемоглобина. Анализ состояния липидного обмена включал: определение уровней общего холестерина (ОХС), холестерина липопротеидов высокой плотности (ХСЛПВП), липопротеидов низкой плотности (ХСЛПНП), липопротеидов очень низкой плотности (ХСЛПОНП), триглицеридов (ТГ) осуществляли в сыворотке венозной крови при помощи стандартных энзиматических методик на автоматическом биохимическом анализаторе AU – 680 фирмы «Beckman Coulter» - (США), используя коммерческие реактивы фирмы «Termo electron corparation» (Финляндия). Холестерин липопротеинов низкой и очень низкой плотности определяли расчетными методами с учетом общепринятых ограничений по формуле Фридвальда: ХС ЛПОНП = ТГ / 2,2. ХС ЛПНП = ОХС – ХС ЛПВП – ХС ЛПОНП. Расчет коэффициента атерогенности (КА) производился по формуле, предложенной А.Н. Климовым [77] : КА= ОХС – ХСЛПВП : ХСЛПВП Возрастание этого отношения свидетельствует об атерогенности липопротеинового спектра. В норме КА 4. Для оценки показателей липидного обмена (ОХС, ЛПВП, ЛПНП, ТГ) использовали Европейские рекомендации по профилактике сердечнососудистых заболеваний в клинической практике. Оценка состояния свободно-радикального окисления и антиоксидантной защиты у взрослого населения ХМАО-Югры
Для анализа состояния системы перекисное окисление липидов / антиоксидантная защита (ПОЛ/АОЗ) у всех обследуемых лиц в образцах крови определяли продукты свободно-радикального окисления (СРО): гидроперекиси липидов (ГПл) и тиобарбитуровой кислоты активные продукты (ТБК-АП) с помощью тест-наборов фирмы «BCM Diagnostics» (Германия) и фирмы «АГАТ» – (Россия) соответственно. О состоянии АОС судили по показателям уровня общей антиоксидантной активности ОАА) и тиолового статуса (ТС), которые выявляли соответственно с помощью коммерческих наборов фирмы «Cayman Chemical», «Immundiagnostik AG» - (Германия) на автоматическом биохимическом анализаторе фирмы «AU – 680 Beckman Coulter» - (США). Коэффициент окислительного стресса (КОС) рассчитывали по формуле, в которой все показатели были разделены на 2 группы: продукты ПОЛ и параметры, характеризующие систему АОЗ [81,213]. КОС= ГПл х ТБК / ОАА х ТС, где: ГПл – гидроперекись липидов; ТБК – тиобарбитуровой кислоты активные продукты; ОАА – общая антиоксидантная активность; ТС – тиоловый статус (глутатионовая система).
Оценка микронутриентного статуса у взрослого населения ХМАО-Югры Обеспеченность витаминами-антиоксидантами (А,Е,С) оценивалась биохимическими методами, а именно: содержание витаминов А и Е определяли по интенсивности флуоресценции липидного экстракта сыворотки крови на флюориметре «Флюорат 02 - АБЛФ» фирмы «Люмекс» (Россия), аскорбиновая кислота (витамин С) - с помощью коммерческих наборов фирмы «Immundiagnostik AG» (Германия) на анализаторе фирмы «Personal Lab» (Италия). Полученные результаты концентрации вышеуказанных витаминов в крови сравнивали с таковыми референтными величинами [79,161].
Для определения макро- и микроэлементного статуса у всех обследуемых лиц I и II группы также одновременно проводили неинвазивный и высокоинформативный анализ такого биосубстрата как волосы, который позволил выявить уровень 25 биоэлементов [54, 71, 150]. Использование образцов волос имеет ряд ценных преимуществ, особенно при массовых, скрининговых исследованиях. Забор материала не требует специального оборудования и временных затрат, не травмирует обследуемого.
Исследование по определению концентрации эссенциальных макро- и микроэлементов (кальция, селена, цинка, хрома, йода, магния) и токсичных (железо, кадмий, свинец) в составе 25 химических элементов в волосах проводили в лаборатории Центра Биотической Медицины (г. Москва). Все полученные образцы волос (одна навеска составляла не менее 100-250 мг) подвергались подготовке проб в соответствии с требованиями МАГАТЭ и методическими рекомендациями МЗ России и ФЦГСЭН МЗ РФ [71]. Для определения элементов в волосах были использованы два современных метода анализа: атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (АЭС – ИСП) и масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой (МС – ИСП). За счет применения этих двух независимых методов исследования повышается надежность результатов, увеличивается число определяемых элементов и сокращается общее время, затрачиваемое на анализ [55,192]. Для проведения анализа было использовано следующее оборудование: масс-спектрометр ELAN 9000 фирмы «PerkinElmer – Sciex» - (Канада) и атомно-эмиссионный спектрометр Optima DV 2000 фирмы «PerkinElmer Corp.» -(США), а также система микроволнового разложения Multiwave 3000 фирмы «PerkinElmer-A.Paar»-(Австрия). В качестве эталонных (референтных) образцов использовали пробы волос производства Шанхайского института ядерной физики АН КНР (Shanghai Instutute of Nuclear Research Academia Sinica, China, P.O.Box 8204, Shanghai 201849). Однако в ходе интерпретации полученных результатов многоэлементного анализа (индивидуального, группового) возникали определённые трудности, которые были обусловлены тем, что концентрация каждого из изученных элементов в волосах разных людей в значительной степени варьировались в зависимости от пола, возраста, места проживания и др.). Поэтому в качестве дополнительных характеристик при трактовке данных анализа нами учитывались также величины медиан, 25% и 75% - центильные значения и т.д. [151].
Сравнительная оценка показателей состояния перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы защиты у взрослого населения ХМАО-Югры
Сравнительный анализ исследуемых показателей ПОЛ и АОС позволил выявить наличие дисбаланса между активностью прооксидантного и антиоксидантного звеньев системы у представителей обеих групп, степень выраженности которого была более демонстративна у пришлого населения. Также следует отметить, что истощение ресурсов АОС, а именно: снижение общего показателя глютатионового звена – ТС было более значимым в группе аборигенного населения, что свидетельствует с одной стороны о развитии дисбаланса между показателями ПОЛ/АОЗ, а с другой – появлению предпосылок для возникновения дизадаптационных расстройств на фоне окислительного стресса.
Следующим этапом нашего исследования был расчет КОС с целью сравнительной оценки окислительного стресса у представителей коренного и пришлого населения в исследуемых группах. Полученное значение сравнивали с контролем, значения которого находились в диапазоне 1,6-2,3. Из таблицы 3 видно, что средняя величина КОС в группе пришлого населения составила 5,8±0,95, что достоверно превышало в 1,2 раза таковой коэффициент (4,7±0,36) в группе аборигенов и в 2,5 раза - оптимально допустимый уровень (табл. 3, р=0,002). Следует отметить, что у 54,5% представителей пришлого и у 28% аборигенного населения значения КОС были выше допустимой величины в 2,9 и 2,2 раза соответственно (табл. 4).
Таким образом, результаты нашего исследования указывают на выраженное развитие окислительного стресса более чем у половины представителей пришлого населения, что свидетельствует об интенсификации процессов липопероксидации с одной стороны и истощении пула антиоксидантной системы защиты - с другой.
Принимая во внимание, что ряд витаминов (А, Е, С) обладают антиоксидантным действием и входят в качестве активного компонента в состав АОС, мы сочли целесообразным изучить их содержание в организме представителей обеих групп. Средние значения витамина А в обследуемых группах находились в диапазоне физиологически оптимальных величин, однако были достоверно выше у представителей пришлого населения Севера (табл. 3, р=0,010). Анализ индивидуальных значений данного показателя выявил оптимальную обеспеченность данным витамином у 73(82,9%) пришлых жителей ХМАО-Югры и менее чем у половины 40(48,7%) - аборигенов. Повышенная концентрация ретинола была обнаружена только у 7(8,0%) представителей пришлого населения, а недостаточная обеспеченность данным витамином-антиоксидантом была выявлена у 8(9,1%) пришлых и у 42(51,2%) коренных жителей северного региона (табл. 4). Прямо противоположную картину мы наблюдали, изучая обеспеченность взрослого населения жирорастворимым витамином Е. Важно отметить, что средние значения концентрации токоферола в I группе (пришлое население) составили 4,8±0,54 мкг/мл и были меньше нижнего предела физиологически оптимальных значений, а также достоверно ниже соответствующего показателя в группе аборигенов (7,4±0,52 мкг/мл, р=0,035, табл. 3). При этом адекватно обеспеченными витамином Е оказалось только менее половины 41(46,5%) пришлого и 60(73,1%) аборигенного населения, дефицит концентрации данного витамина-антиоксиданта был обнаружен у 47(53,4%) человек среди пришлого и 17(20,7%) – коренного населения ХМАО-Югры, а у 5(6,1%) аборигенов содержание витамина Е в крови даже превышала адекватный показатель (табл. 4).
Обеспеченность аскорбиновой кислотой (витамин С) существенно не различалась в обеих группах взрослых жителей северного региона. Так, средние величины концентрации витамина С в крови у представителей I и II групп находились в диапазоне оптимальных значений, но ближе к нижней границе физиологической нормы (табл.3). Адекватное поступление аскорбиновой кислоты встречалось менее чем у половины обследованных лиц каждой группы: у 42(47,7%) в первой группе и у 35(42,7%) – во второй группе, а у 46(52,3%) человек среди пришлого и у 47(57,3%) - коренного населения нами была зарегистрирована недостаточная обеспеченность аскорбиновой кислотой (табл. 4). В ходе нашего исследования была установлена активизация процессов свободно-радикального окисления (СРО), затрагивающая все группы населения урбанизированного Севера вследствие воздействия природно-климатических и антропогенных факторов. Так, было выявлено более интенсивное, превышающее верхнюю границу физиологических значений, образование гидроперекисей липидов и достоверное превышение уровня ТБК-активных продуктов в группе пришлого населения сравнительно с таковыми показателями ПОЛ у аборигенов. Наряду с этим, нами было выявлено явное снижение активности системы АОЗ почти у половины обследуемых лиц I группы, на фоне значимо более высоких показателей её у аборигенов обследуемой территории Севера. Достоин также внимания факт снижение значений показателя состояния ТС у коренных жителей, что, по-видимому, указывает на истощение резервов глутатионового звена АОС, компоненты которого эффективно осуществляли детоксикацию организма от различных липопероксидов и токсичных металлов. Не исключено, что и существенный вклад в систему АОЗ у аборигенного населения вносит неферментативное звено, представленное антиоксидантным витамином Е, концентрация которого у 80% превышала более чем в 1,5 раза сравнительно таковой у пришлого населения.
Содержание макро- и микроэлементов в образцах волос у взрослого населения, проживающего на территории урбанизированного Севера
Установлено, что благодаря наличию сопряженных двойных связей в молекуле, витамин А способен взаимодействовать со свободными радикалами различных типов. Вместе с витаминами Е и С он активирует включение Se в состав глутатионпероксидазы [136]. Цинк обладает антиокислительными свойствами, входит в активный центр фермента супероксиддисмутазы [153,225]. Влияние витамина А и Zn на процессы ПОЛ подтверждено обратными взаимосвязями: ретинола с ГПл и с ТБК (r=-0,612 и r=0,535, р=0,008 - 0,003) у пришлого и (r=0,538, р=0,007 и r=0,486, p=0,009) у коренного населения, а также Zn с ГПл (r= 0,328, р=0,042) у пришлого и (r=0,296, р=0,046) у коренного населения и Zn с ТБК (r=0,276, р=0,049) у пришлого и (r=0,239, р=0,048) у коренного населения Югры. В то же время участие ретинола и Zn в антиоксидантной защите организма показано прямыми корреляционными связями витамина А с ОАА (r=+0,447, р=0,042) и Zn с ОАА (r=+0,312, р=0,048) у пришлого и r= +0,394, р=0,037, r=+0,262, p=0,047 у аборигенного населения соответственно (табл. 11, 12).
Сравнительное изучение процессов перекисного окисления липидов у обследуемых лиц обеих групп, на фоне достоверных изменений соотношения липидных фракций, свидетельствовало об их значительных нарушениях в выявленных группах риска. Высокий уровень ГПл и ТБК-АП в крови представителей пришлого населения по сравнению с группой аборигенов свидетельствует не только об интенсивности метаболизма продуктов ПОЛ, но, вероятно, и о более медленном процессе их утилизации из организма. Интенсификация процессов липопероксидации у жителей Севера, по-видимому, развивается за счет недостаточности многокомпонентной антиоксидантной системы защиты. Превалирование прооксидантных факторов над антиоксидантными в современной научной литературе получило название окислительного, или оксидативного стресса [67,69,108,177].
Основная миграция и перераспределение химических элементов в биосфере происходит благодаря их кругообороту и переносу водной средой. Химический состав природных вод является весьма специфичным для конкретного региона, а микроэлементный статус человека зависит от содержания соответствующих химических элементов в питьевой воде [47,88, 115]. Питьевая вода является незаменимым источником эссенциальных биоэлементов, присутствующих в ней в виде двухвалентных ионов, биологически доступных и легко всасываемых [25]. Это касается прежде всего Ca, Mg, а также Fe, I и некоторых других химических элементов [84,87]. Исследованиями, проведенными в разные годы на территории ХМАО-Югры, установлено, что природные воды данного региона отличаются малой минерализацией (низким содержанием кальция и магния) и повышенным уровнем железа [84,115]. Доказано, что питьевая вода с содержанием Ca – 50±3,0 мг/л признана наиболее приемлемой, в которой данного элемента в 5 раза больше, чем в таковой на территории обследуемого региона. Для Mg оптимальным является уровень в воде – 24±2,0 мг/л, что в 6 раз превосходит таковой в исследуемых образцах воды ХМАО-Югры [115]. Необходимо отметить, что показатели содержания Ca и Mg в организме являются гомеостатическими и обязательными для оценки состояния здоровья человека [49,154,224].
В случае пониженной жёсткости питьевой воды, низкого содержания Ca и Mg в ежедневном рационе питания и высокой степени расходования их при психоэмоциональном напряжении, могут возникать реальные предпосылки для их недостаточности в организме и как следствие - риск развития заболеваний органов системы кровообращения [28,235].
Учитывая региональные особенности элементного состава питьевой воды, используемой населением ХМАО-Югры, мы сочли необходимым исследовать содержание таких биогенных элементов как кальций и магний у обследуемых лиц обеих групп. В главе 3 (раздел 3) нами были приведены данные по содержанию Ca и Mg, которые свидетельствовали о их дефиците различной степени, а именно: у пришлого населения недостаточность Ca 1-2 степени составила 17% случаев и 3-4 степени - 10,2%, в то время как у коренного населения эти показатели превышали почти в 2 раза и были равны 31,7% и 29,3% соответственно (табл. 6, глава 3). Иная картина наблюдалась при оценке содержания биоэлемента Mg, дефицит которого был свойственен в основном представителям коренного населения: у 29,3% регистрировали недостаточность 1-2 степени и у 19,5% - 3 – 4 степени, что указывало на наличие дефицита Mg почти у половины обследуемых лиц. Полученные данные свидетельствуют в пользу того, что причиной подобного содержания минеральных элементов у населения ХМАО-Югры (особенно коренные жители), является преимущественное употребление местной артезианской питьевой воды. Такой дисбаланс в содержании жизненно важных биоэлементов не мог не повлиять на состояние системы прооксиданты – антиоксиданты, а потому мы решили оценить корреляционные взаимосвязи данных микронутриентов с показателями ПОЛ и АОС. Как видно из таблиц 11 и 12, между Са и гидроперекисью липидов (ГПл) существует слабая обратная связь как у пришлых (r= -0,163), так и у коренных жителей (r= -0,124), а также между общей антиоксидантной активностью (ОАА) – прямая связь: у пришлого населения (r=+0,175) и у аборигенов (r=+0,169). Следовательно, недостаточность минералов в питьевой воде (одна из цепочек поступления биогенных элементов в организм), по-видимому, может также вносить свой вклад в инициацию процессов ПОЛ и негативно влияет на функциональное состояние различных органов и систем.