CC BY
57
of melatonin in the pineal gland. Analiz riska zdorov'yu. 2014; (2): 30-41. (in Russian)
3. Wake K., Tanaka T., Taki M. Analysis of induced currents in a rat exposed to 50 Hz linearly and circularly polarized magnetic fields. Bioelectromagnetics. 2000; 21 (5): 354-63.
4. Polyakov A.Yu. The switching time of the magnetic moment in
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(2)
_DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-2-165-167
Original article
a circularly polarized field. J. Nano- Electron. Phys. 2012; 4 (3): 03012-1-03012-6. (in Russian) 5. Merrikhi J., Merrikhi Y. FEM Based Modeling of the Current Distribution, Induced by Power Lines in the Human Head. In: Computer and Electrical Engineering, 2009. ICCEE '09. Second International Conference. Dubai; 2009: 149-52.
Поступила 17.07.15 Принята к печати 17.11.15
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016 УДК 613.6:613.2]:616-057-084
Мажаева Т.В., Дубенко С.Э., Чиркова И.А.
ОЦЕНКА УРОВНЯ АНТИОКСИДАНТОВ В РАЦИОНЕ РАБОЧИХ, КОНТАКТИРУЮЩИХ С ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ НА ПРОМЫШЛЕННОМ ПРЕДПРИЯТИИ
ФБУН «Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Роспотребнадзо-ра, 620014, Екатеринбург
В Свердловской области в структуре профессиональной патологии преобладают заболевания от воздействия промышленных аэрозолей, содержащих, в том числе, тяжелые металлы. Одной из причин токсических эффектов тяжелых металлов является индуцированный ими окислительный стресс - процесс повреждения клеток организма в результате окислительных реакций. Проведена количественная оценка потребления антиоксидантов с пищевыми продуктами, входящими в рацион рабочих. Показано, что рацион имеет недостаточный ассортимент продуктов, содержащих высокое количество антиоксидантов. Основные источники антиоксидантов - черный хлеб, чай, яблоки, шоколад и конфеты, обладающие низкой активностью по коэффициенту ORAC, но потребляемые в большом количестве. При этом продукты с высоким содержанием антиоксидантов, обладающие биокорректорными свойствами (фрукты, овощи, пряности), представлены в рационе недостаточно, что может влиять на снижение детоксикационныхрезервов организма.
Ключевые слова: антиоксиданты; рацион питания; коэффициент ORAC.
Для цитирования: Мажаева Т.В., Дубенко С.Э., Чиркова И.А. Оценка уровня антиоксидантов в рационе рабочих, контактирующих с тяжелыми металлами на промышленном предприятии. Гигиена и санитария. 2016; 95 (2): 165-167. DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-2-165-167
Mazhaeva T.V., Dubenko S.E., Chirkova I.A.
ANTIOXIDANTS LEVEL ASSESSMENT IN THE DIET OF WORKERS CONTACTING WITH HEAVY METALS AT INDUSTRIAL ENTERPRISE
Ekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers, Ekaterinburg, 620014, Russian Federation
The main occupational pathologies in the Sverdlovsk region are diseases induced by the exposure to industrial aerosols containing heavy metals. One of the reasons of the toxic effect of the heavy metals is oxidative stress induced by the latter, namely, the process of damaging the body cells as a result of the oxidation reactions. The quantitative assessment of the antioxidant consumption in foods composing the diet of heavy metal industry workers was performed. The diet was revealed to be not various in terms of the foods containing antioxidants and the main quantity of the latter was administered into the body from the brown bread, tea, apples, chocolates and sweets having low activity according to the ORAC index but consumed in the great amounts. In the meantime, foods with the high level of the antioxidant content and bio-correction properties (fruits, vegetables, spices) were lacking in the diet and this fact could probably influence on the decline of the body's reserve of detoxification.
Keywords: antioxidants; diet; ORAC index.
For citation: Mazhaeva T.V., Dubenko S.E., Chirkova I.A. Antioxidants level assessment in the diet of workers contacting with heavy metals at industrial enterprise. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal) 2016; 95(2): 165-167. (In Russ.). DOI: 10.18821/00169900-2016-95-2-165-167
For correspondence: Svetlana E. Dubenko, dietician of the Department of food hygiene, quality and safety of the production, E-mail: [email protected]
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. Funding. The study had no sponsorship. Received 19 June 2015 Accepted 17 November 2015
В Свердловской области в структуре профессиональной патологии заболевания от воздействия промышленных аэрозолей, содержащих, в том числе, тяжелые металлы, в 2013 году составили 67,0% [1]. Одной из причин токсических эффектов
Для корреспонденции: Дубенко Светлана Эдуардовна, врач-диетолог отдела гигиены питания, качества и безопасности продукции ФБУН «Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих пром-предприятий» Роспотребнадзора, 620014, Екатеринбург, E-mail: [email protected]
тяжелых металлов является индуцированный ими окислительный стресс - процесс повреждения клеток организма в результате окислительных реакций. Они способны инициировать генерацию избыточного количества активных форм кислорода (АФК) [2]. Повышенный уровень АФК в клетке приводит к запуску цепных реакций окислительной деградации биомолекул, в частности, инициируют перекисное окисление липидов (ПОЛ) клеточных мембран, что способствует нарушению их структуры и повышению проницаемости [3]. Характер изменений активности антиоксидантной системы организма под воздействием экзогенных факторов может быть различным в
гиена и санитария. 2016; 95(2)
РР1: 10.18821/0016-9900-2016-95-2-165-167_
Оригинальная статья
Таблица 1
Структура распределения рабочих по суточному потреблению антиоксидантов с продуктами питания по системе ORAC
Уровень потребления Единиц ORAC Доля рабочих, %
антиоксидантов
Высокий Более 5000 78,7
Рекомендуемый от 3000 до 5000 13,1
Недостаточный менее 3000 8,7
зависимости от силы и длительности действия прооксидант-ного фактора и исходного состояния организма, в том числе наличия в достаточном количестве веществ, участвующих в антиоксидантной защите. До настоящего времени нет единой классификации систем антиоксидантной защиты клеток, тем не менее существует условное деление антиоксидантов с точки зрения их молекулярной массы на 2 группы, где первая группа - высокомолекулярные соединения: ферменты антиоксидантной защиты, а также белки, способные связывать ионы Fe и Cu, выступающие в роли катализаторов окислительных процессов. Для ферментативных антиоксидантов свойственна высокая специфичность, строго определенная органная и клеточная локализация, а также использование в роли катализаторов металлов Cu, Fe, Mn, Zn, Se. К специфическим белкам и пептидам, связывающим ионы металлов переменной валентности, катализирующим реакции свободнорадикального окисления относят ферритин, трансферрин, церулоплазмин и др. Вторая группа - низкомолекулярные антиоксиданты: отдельные аминокислоты, полиамины, мочевина, мочевая кислота, глутатион, аскорбиновая кислота, билирубин, а-токоферол, витамины группы A, K, P и другие. Возможна классификация антиоксидантов по растворимости в воде. Водорастворимые антиоксиданты проявляют свои эффекты в цитозоле клеток, межклеточной жидкости, плазме, крови и лимфе. Жирорастворимые антиоксиданты защищают от свободнорадикальной дезорганизации биологические мембраны [4].
Цель исследования - оценка уровня потребления антиок-сидантов с привычным рационом питания у рабочих металлургического производства.
Задачи исследования: определение перечня пищевых продуктов, даюшдх наибольшее количество антиоксидантов в рационе рабочих; определение количества потребляемых анти-оксидантов с привычным рационом питания рабочих.
Материал и методы
Для оценки уровня потребления антиоксидантов с пищевыми продуктами нами был выбран показатель - коэффициент ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity). Это единица измерения антиоксидантной активности различных пищевых продуктов и добавок (их антиоксидантной возможности) [5-7]. Метод определения адсорбционной емкости по отношению к кислородным радикалам ORAC является одним из применяемых в настоящее время. Он был первоначально разработан доктором Гохуа Као (Dr. Guohua Cao) в Национальном институте старения (США) в 1992 г [7].
На основе данных о количестве антиоксидантов в пищевых продуктах по коэффициенту ORAC был составлен опросник с перечнем тех продуктов, которые наиболее часто встречаются на территории Российской Федерации. Количество потребляемых пищевых продуктов оценивали методом анкетирования по частоте потребления. Для обработки полученных данных использовали программу Excel.
Опрошено 184 рабочих, средний возраст которых составил 37,9±0,9 года. Основными токсическими веществами, воздействию которых подвергались рабочие, являлись сера и ее соединения, аэрозоли тяжелых металлов.
Результаты и обсуждение
Министерством здравоохранения США рекомендовано ежедневное потребление около 5000 единиц антиоксидантов по шкале ORAC. Результаты наших расчетов показали, что в
Таблица 2
Рейтинг пищевых продуктов, дающих максимальную долю антиоксидантов в усредненном суточном рационе
Продукты
Хлеб черный
Чай черный
Яблоки, свежие
Чай зеленый
Хлеб из цельного зерна
Клубника, свежая
Овсяная каша
Шоколад горький
Конфеты молочные шоколадные
Шоколад темный
Алкогольные напитки, красное столовое вино
Шоколад молочный
Доля антиоксидантов из общего рациона, поступающих с данным продуктом, %
18,0
15,5
7.3 6,5
4.7
3.4 3,1
3.1 2,9
2.8 2,3
2.2
среднем в сутки рабочие потребляли выше данного показателя на 35,8% (6787 единиц). При этом нами отмечено, что высокий уровень потребления антиоксидантов наблюдался у 78,7% рабочих (табл. 1).
Тем не менее из общего числа обследованных 8,7% не получали условный минимальный уровень антиоксидантов с рационом.
С целью выявления пищевых продуктов, за счет которых определяется высокий уровень потребления антиоксидантов, нами была проведена оценка структуры суточного рациона. Результаты рейтинга пищевых продуктов, которые дают максимальное количество антиоксидантов за счет высокого уровня их потребления, представлены в табл. 2.
Таким образом, нами было выявлено, что 47,9% антиок-сидантов поступает в рацион питания рабочих за счет трех продуктов - хлеба (в среднем 18,0%), черного и зеленого чая (22%), яблок (7,3%). Рассматривая эти продукты с точки зрения содержания биологически активных веществ, участвующих в антиоксидантной защите организма, можно предположить ниже следующее. Хлеб черный, под которым подразумевают ржаные сорта хлеба, в своем составе имеет ряд незаменимых аминокислот, в том числе тирозин, аминокислотный скор, которой вместе с фенилаланином является максимальным и составляет 1,4 по сравнению с содержанием их в эталонном белке. Тирозин включается в состав белков ферритина и трансферрина, которые оказывают антиоксидантное действие на уровне клеток и плазмы. Железо, содержание которого в 100 г хлеба составляет 24% от суточной потребности, участвует в антиоксидантной защиты как кофермент. Кроме этого, в антиоксидантной защите участвуют витамины, в основном тиамин (витамин В1), содержание которого в разных сортах хлеба незначительное, не более 15% от суточной потребности. Таким образом, биологически активные вещества в хлебе в основном включаются в реакции ферментативной антиокси-дантной защиты. Учитывая, что на рынке Свердловской области в большей степени представлены ржано-пшеничные сорта хлеба, то доля биологически активных веществ в данном продукте незначительна, а высокое количество антиоксидантов, поступающее за счет хлеба, может быть обусловлено только высоким уровнем его потребления. В нашем исследовании установлено, что за счет черного хлеба (ржано-пшеничных сортов) максимальное количество антиоксидантов получают 32% опрошенных рабочих.
Чай черный и зеленый содержат группу биологически активных веществ, которые имеют низкую молекулярную массу и водорастворимые антиоксиданты, обладающие способно-
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(2)
DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-2-167-171
Таблица 3
Рейтинг пищевых продуктов по доле рабочих, у которых они дают наибольшее количество антиоксидантов в суточном рационе
Продукты
Количество ORAC единиц в 100 г продуктов
Доля рабочих, у которых продукт дает наибольшее количество антиоксидантов в рационе за сутки, %
Хлеб черный 1963
Чай черный 1128
Чай зеленый 1253
Яблоки, свежие 3049
Хлеб из цельного зерна 2104
Шоколад горький 49944
Красное столовое вино 3607
31,69 25,14 10,38 7,65 4,37 4,37 3,28
стью взаимодействовать с оксидантами непосредственно. По данным литературы, наблюдается широкий интервал антиок-сидантной активности черных и зеленых сортов чая, а также их различие в физиологическом действии на организм (Токаев Э.С., 2009; Чупахина Н.Ю., 2012). При этом существует прямая зависимость антиоксидантной активности от содержания в них известных биологически активных антиоксидантов (по-лифенольные соединения, флавоноиды, витамин Р, органические кислоты), которые и формируют интегральную величину антиоксидантного потенциала. Нами установлено, что 25% рабочих обеспечивают максимальное поступление антиокси-дантов за счет черного чая, а 11% - за счет зеленого.
Яблоки имеют еще более широкий диапазон антиокси-дантного потенциала, их антиоксидантная активность зависит от сорта яблок, сезона, условий их выращивания и многих других факторов. Основным мощным антиоксидантом яблок является аскорбиновая кислота, которая стимулирует активность системы цитохрома Р-450. Кроме того, аскорбиновая кислота и флавоноиды, присутствующие в яблоках, способны непосредственно инактивировать свободнорадикальные соединения. По результатам наших исследований выявлено, что только 7% рабочих обеспечивают достаточный уровень анти-оксидантов за счет биологически активных веществ яблок (табл. 3).
В структуре суточного рациона питания рабочих продукты с максимальным количеством антиоксидантов по шкале ORAC, а также биопротекторными свойствами в отношении токсичных веществ (фрукты, овощи и др.), представлены в недостаточном количестве и составляют от 0 до 9,9% от всех поступающих пищевых продуктов.
Таким образом, проведенный расчетным способом анализ обеспеченности антиоксидантами с привычным рационом питания свидетельствует о достаточном уровне их потребления у большинства рабочих. Однако из-за ограниченного ас-
Original article
сортимента продуктов, которые не дают оптимальный набор и соотношение биологически активных веществ, возможно снижение эффективности работы антиоксидантной защиты организма с последующим развитием оксидантного стресса, который в свою очередь может быть предиктором развития профессиональных и производственно-обусловленных заболеваний. Наш расчет был основан на зарубежных данных по содержанию антиоксидантов в пищевых продуктах и может искажать реальную ситуацию. Перед нами стоит задача по исследованию содержания антиоксидантов в продуктах питания, используемых в привычном ежедневном рационе рабочих промышленных предприятий Свердловской области и оценке их влияния на антиоксидантную систему защиты организма. Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Литература (пп. 2-3, 5-7 см. References)
1. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2013 году. Available at: http://www. rospotrebnadzor.ru/documents. 4. Дмитриев Л.Ф., Иванова М.В., Давлетшина Л.Н. Создание на внутренней мембране митохондрий 250 мВ является необходимым, но недостаточным условием синтеза АТФ. Биохимия. 1993; 58 (2): 255-60.
References
1. On the state sanitary and epidemiological welfare of the population in the Russian Federation in 2013. Available at: http://www. rospotrebnadzor.ru/documents. (in Russian)
2. Pryor W.A. Oxy-radicals and related species: their formation, lifetimes, and reactions. Annu. Rev. Physiol. 1986; 48: 657-67.
3. Ercal N., Gurer-Orhan H., Aykin-Burns N. Toxic metals and oxidative stress part I: mechanisms involved in metal-induced oxidative damage. Curr. Top. Med. Chem. 2001; 1 (6): 529-39.
4. Dmitriev L.F., Ivanova M.V., Davletshina L.N. Creation of the inner mitochondrial membrane 250 mV is a necessary but not sufficient condition for the synthesis of ATP. Biokhimiya. 1993; 58 (2): 255-60. (in Russian)
5. Huang D., Ou B., Prior R. The chemistry behind antioxidant capacity assays. J. Agric. Food Chem. 2005; 53 (6): 1841-56.
6. Garrett A.R., Murray B.K., Robison R.A., Kim L. O'Neill. Measuring antioxidant capacity using the ORAC and TOSC assays. In: Armstrong Donald. Advanced Protocols in Oxidative Stress II: Methods in Molecular Biology. Humana Press. 2010; 594: 251-62.
7. Cao G.H., Alessio H.M., Cutler R.G. Oxygen-radical absorbance capacity assay for antioxidants. Free Radic. Biol. Med. 1993; 14 (3): 303-11. Available at: http://www.brunswicklabs.com/ORAC.pdf.
Поступила 19.06.15 Принята к печати 17.11.15
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2016 УДК 613.632:614.72
Бойко О.В.1, Ахминеева А.Х.1, Бойко В.И.2, Гудинская Н.И.1
ВЛИЯНИЕ АСТРАХАНСКОГО ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ЗАВОДА НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ И ТЕРРИТОРИИ
1 ГБОУ ВПО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава РФ, 414000, Астрахань; 2ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет», 414056, Астрахань
Целью исследования явилось определение качественного состава веществ, постоянно присутствующих в зоне дыхания рабочих Астраханского газоперерабатывающего завода (АГПЗ), исходя из состава сырьевых, промежуточных и конечных продуктов, циркулирующих по системам аппаратов и трубопроводов каждого помещения - машинных залов, насосных Все исследования на наличие поллютантов в воздухе проводили по утвержденным Минздравом РФ методам и условиям измерения конкретных компонентов. Было установлено
