CC BY
67
л g
о ^
m
ш
о
ПРИРОДНЫЙ ДЕФИЦИТ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ
КАК ОДНА ИЗ ПРИЧИН ОСОБЕННОСТЕЙ ТЕЧЕНИЯ ЗАБОЛЕВАНИЙ
ОРГАНОВ ПИЩЕВАРЕНИЯ В ЧУВАШИИ
Хохлова Е. А., Тарасова Л. В.
Филиал Московского государственного университета технологий и управления, Чебоксары
Республиканская клиническая больница, Чебоксары
Тарасова Лариса Владимировна 428018, Чебоксары, ул. Акад. Крылова, д. 1 Тел.: 8 (8352) 58 2301 E-mail: [email protected]
РЕЗЮМЕ
Проанализированы эндемические, биогеохимические особенности территории Чувашской Республики. Представлен региональный статистический анализ влияния биогеохимической провинции на содержание микро- и макроэлементов в продуктах питания. Проведенные исследования позволили выявить основные проблемы в состоянии питания населения республики, приводящие к снижению показателей здоровья и являющиеся отражением биогеохимических особенностей региона: недостаточность селена, меди, марганца, железа в рационе питания. Ключевые слова: биогеохимические факторы; рацион питания; кобальт; йод; селена; меди; марганца; железо.
SUMMARY
Endemic, biogeochemical peculiarities of the Chuvash Republic territory were analyzed. The regional statistical analysis of the biogeochemical province influence on trace and major mineral elements content in food stuff was carried out. The conducted study let us reveal the following chief problems in the nutritional status of the population of the Republic which led to the inferior health rate and were associated with the biogeochemical peculiarities of the region: selenium, copper, manganese, ferrum deficiency in the food ration.
Keywords: biogeochemical factors; food ration; cobalt; iodine; selenium; copper; manganese; ferrum.
Республика Чувашия расположена на востоке Восточно-Европейской равнины, преимущественно на правобережье Волги, между ее притоками Сурой и Свиягой. На территории в 18,3 тыс. кв. км проживает 1353,4 тыс. человек, в том числе около 40% — в сельской местности.
В Чувашской Республике насчитывается 21 административный район, 9 городов, 8 поселков городского типа. Климат — умеренно континентальный: с умеренно холодной зимой и теплым летом. Температура воздуха зимой колеблется от -17 до -7 градусов, летом — от +15 до +23 градусов. Вегетационный период составляет 180 дней [1].
На рис. 1 представлена почвенная карта Чувашской Республики. Подзолистые почвы занимают около 10% почвенного покрова. Эти почвы характеризуются очень малым содержанием гумуса (не более 2,5%) и подвижных форм элементов
питания и высокой кислотностью. Ниже слоя подзолистой почвы залегает слой вымывания — плотный горизонт темно-бурой окраски, состоящий из солей железа и алюминия.
Дерново-подзолистые почвы большей частью распространены в северо-западном Засурье и северных приволжских административных районах республики, которые составляют Приволжский почвенный район. Характерной особенностью дерново-подзолистых почв являются небольшая мощность перегнойного горизонта (не более 14 - 18 см), низкое содержание в нем гумуса, поглощенных оснований, повышенная кислая реакция (рН от 3,9 до 5,5) и сильная распыленность пахотного слоя. Эти почвы содержат мало азота, фосфора и других элементов, обладают повышенной кислотностью. Все это отрицательно сказывается на водно-воздушном режиме, микробиологической
m
о
№04/2010 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ
деятельности, противоэрозионной устойчивости, а в итоге и на урожае сельскохозяйственных культур.
Серые лесные почвы занимают около половины площади почвенного покрова республики, преимущественно в центральных районах. Эти почвы являются переходными от дерново-подзолистых к черноземным. По сравнению с первыми они характеризуются значительно большим содержанием гумуса и, следовательно, более темным цветом, большей мощностью перегнойных горизонтов и относительно большими запасами элементов питания растений. Серые лесные почвы имеют более высокую, чем дерново-подзолистые, сумму поглощенных оснований и степень насыщенности основаниями.
Черноземы занимают около 16% почвенного покрова республики и имеют господствующее распространение в юго-восточной и юго-западной частях республики. Содержание гумуса в них в среднем составляет от 9 до 14%, хотя в некоторых районах достигает 22%. По сравнению с серыми лесными почвами они более насыщены основаниями, особенно поглощенным кальцием, имеют меньшую кислотность и наилучший водно-воздушный и питательный режим.
Дерновые пойменно-аллювиальные почвы распространены в поймах рек. Они имеют более высокое содержание гумуса, большую структурность верхнего слоя и относительно высокое плодородие. Запасы гумуса и основных элементов питания в этих почвах сильно колеблются в зависимости от механического состава и условий затопления. Дерновокарбонатные и болотные почвы в республике имеют очень малое распространение и не оказывают значимого влияния на звенья пищевой цепи.
Таким образом, в Чувашской Республике наблюдается значительное разнообразие почв, определяющее эндемическое различие субрегионов по их микроэлементному составу, что оказывает непосредственное влияние на микронутриентный состав рациона питания населения и диктует необходимость тщательного изучения поступления микронутриентов в организм человека.
Согласно данным В. Л. Сусликова, полученным в 70-х годах прошлого столетия [3; 4], в пищевой цепи Приволжского субрегиона был выявлен недостаток I, Zn, Со, Мо и умеренный избыток Si, в водоисточниках — пониженное содержание Е В пищевой цепи Прикубнино-Цивильского субрегиона
Рис. 1. Почвы Чувашии (по Е. И. Арчикову, З. А. Трифоновой, 2002 [2])
наблюдается недостаток I, Со, Zn, Си, Мо, В, Мп, Присурского — избыток Si и недостаток I и Со.
За последние 20 лет в республике произошел ряд изменений в структуре питания, структуре социальных групп населения и их потребительского спроса, увеличилось количество ввозимых продуктов питания, особенно фруктов и овощей, разнообразных молочных и производимых из молока продуктов, что вызвало интерес к проведению повторных исследований с целью уточнения биогео-химического влияния на микроэлементный состав рациона. Исследования, проведенные нами, внесли коррективы в результаты, полученные ранее.
Для изучения состава рациона питания на протяжении 3 дней из 15 детских образовательных учреждений республики на 6 административных территориях Чувашии (Моргаушский, Батыревский, Вурнарский, Порецкий и Ядринский районы) брались дубликаты проб рациона, включая все блюда, воду и напитки, составляющие дневное питание детей. Выбор районов для исследования обусловлен тем, что они имеют различные санитарногигиенические характеристики почв, что может оказать влияние на содержание пищевых веществ в продуктах сельского хозяйства и животноводства. Вся пища, включая воду и напитки, предназначенная ребенку за день во время пребывания в образовательном учреждении, в размере стандартной порции складывалась в емкость и доставлялась в аккредитованные лаборатории Центра гигиены и эпидемиологии по Чувашской Республике. Всего была отобрана 61 проба суточных рационов, проанализированных по 1308 исследованиям. После гомогенизации в пробах определялись фактическая калорийность, содержание белков, жиров, углеводов; содержание витаминов В1, В2, С, А; макроэлементов — натрия, калия, кальция, фосфора; микроэлементов — железа, цинка, меди, селена, кобальта, марганца, йода; токсичных элементов — свинца, мышьяка, ртути, кадмия.
Территория Чувашской Республики признана эндемичным по йоду регионом. Ликвидация йодде-фицитных заболеваний (ЙДЗ) в настоящее время является одним из приоритетных направлений во всем мире [5; 6]. Нами было проведено изучение количества йода в отобранных пробах дневного рациона питания детских образовательных учреждений (ДОУ) с одновременным контролем уровня йодурии детей 4 - 6 лет. Среди детей дошкольного возраста, посещающих ДОУ, за счет систематического применения йодированных продуктов уровень насыщенности рациона питания йодом достаточно высок (особенно в Чебоксарах) и составляет в среднем 245,55 ± 28,39 мкг, что полностью покрывает физиологические потребности в йоде в данной возрастной группе (70 мкг/сут), но не превышает токсических величин (300 мкг/сут) [7]. Следует отметить, что такая ситуация складывается только в отношении детей дошкольного возраста, посещающих ДОУ, и не касается школьников и взрослого населения.
Это обусловлено тем, что большинство детей, посещающих ДОУ, практически постоянно обеспечиваются йодированной солью и другими обогащенными этим микроэлементом продуктами. Опрос сотрудников пищеблоков детских садов показал, что они с большой ответственностью относятся к сохранению уровня йода в йодированной соли, для чего солят пищу только в конце ее приготовления, перед подачей на стол.
По результатам анкетирования оказалось, что в Чувашской Республике в среднем 84% опрошенных родителей включают и в домашний рацион детей йодированные продукты.
Из них при покупке продуктов, обогащенных йодом, 99% сельских жителей и 76% — городских предпочитают соль. Помимо соли, 21% городских родителей заботятся о постоянном присутствии в доме йодированного хлеба, молока, а также морепродуктов и следят, чтобы их дети употребляли в пищу 2 - 3 вида обогащенных продуктов ежедневно.
Активная профилактическая работа, проводимая участковыми педиатрами и врачами общей практики, способствует тому, что родители, особенно проживающие в Чебоксарах, покупают не только йодированные продукты, но и фармакологические препараты и поливитаминные комплексы.
Исследование уровня экскретируемо-го с мочой йода у детей 4 - 6 лет полностью подтвердило данные о высоком содержании этого микроэлемента в суточном рационе обследованных (табл. 1).
Таким образом, в вопросе квалифицированной коррекции йоддефицита очевидна необходимость в контроле за применением продуктов питания, обогащенных йодом у детей дошкольного возраста, поскольку их потребность в йоде ниже потребности других возрастных групп. Кроме того, для оценки эффективности программ йодной профилактики у детей дошкольного возраста следует периодически мониторировать уровень обеспеченности их организма йодом. С другой стороны проблемы — взрослое трудоспособное и пожилое население республики, питающееся преимущественно продуктами, выращенными в личных хозяйствах на бедных йодом почвах и мало обращающее внимания на сбалансированность своего рациона. Особенно это касается сельского населения, где социально-экономические проблемы наиболее обострены. Данная группа населения нуждается в постоянной профилактической работе врачей общей практики и коррекции рациона такими продуктами питания, которые были бы достаточно доступны семье со средним для России уровнем доходов.
Все изученные нами пробы суточных рационов детей, отобранные в административных центрах, расположенных в Приволжском (серые лесные почвы) и Присурском (песчано-подзолистые почвы)
Л *
О СЪ1
т ^
ю
о
1-Л
о
№04/2010 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЙОДА В МОЧЕ У ДЕТЕЙ 4 - 5 ЛЕТ ИЗ ДЕТСКИХ САДОВ ГОРОДА И СЕЛЬСКИХ РАЙОНОВ ЧУВАШСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
Уровень йодурии (мкг/л) п Доля в выборке (%)
Менее 100 96 37
100 - 300 38 15
Более 300 126 48
Итого 260 100
биогеохимических субрегионах, богаты кобальтом и полностью покрывают физиологические потребности в этом микроэлементе, что противоречит существовавшим ранее представлениям [3; 4] (табл. 2). Возможно, что указанные противоречия между более ранними сообщениями о недостатке кобальта на территории Чувашской Республики и результатами наших исследований обусловлены изменением
структуры питания с увеличением доли привозных продуктов, содержащих кобальт в достаточном количестве, покрывающем природный дефицит.
Недостаточная обеспеченность цинком не была выявлена нами ни в одном биогеохимическом субрегионе. В рационах детей, проживающих в Чебоксарах, отмечается избыток цинка, по-видимому, обусловленный антропогенным воздействием. На всей
Таблица 2
МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ РАЦИОНА ДЕТЕЙ, ПОСЕЩАЮЩИХ ДОУ (М ± т)
Показатели, мг/ рац Территория 80% РНП***
город Чебоксары (Приволжский субрегион) Вурнары (Прикубнино- Цивильский субрегион) Ядрин (Присурский субрегион) Порецкое (Присурский субрегион) Батырево (Прикубнино- Цивильский субрегион) Моргауши (Приволжский субрегион)
Калий — — 2141,18 ± 306,3 1287,79 ± 136,07* 2147,76 ± 214,74 2052,03 ± 118,22 880**
Железо 10,04 ± 0,94 7,33 ± 0,48* 6,72 ± 0,78* 6,38 ± 1,06* 8,11 ± 0,55 6,26 ± 0,43 8
Цинк 22,0 ± 3,69 8,64 ± 0,38* 7,44 ± 0,88* 7,61 ± 0,71* 12,59 ± 1,5* 9,14 ± 0,54* 6,4
Селен 11,13 ± 0,15 11,3 ± 0,67 11,35 ± 0,79 11,87 ± 0,77 11,73 ± 1,12 11,51 ± 0,78 16
Медь 0,79 ± 0,04 0,71 ± 0,05 0,65 ± 0,09 0,48 ± 0,06* 0,66 ± 0,08 0,95 ± 0,09* 1,2
Кобальт Исследования не проводились 0,41 ± 0,03 0,27 ± 0,03 0,13 ± 0,02 Исследования не проводились Исследования не проводились 0,1**
Кальций Исследования не проводились 605,51 ± 51,09 517,22 ± 72,59 349,14 ± 30,68 Исследования не проводились Исследования не проводились 720
Магний 331,0 ± 25,01 641,75 ± 147,83* 553,52 ± 122,82* 279,57 ± 59,79 555,0 ± 0,089* 227,87 ± 30,84* 200
Фосфор Исследования не проводились 2099,89 ± 61,68 1540,19 ± 190,33 825,8 ± 77,23 Исследования не проводились Исследования не проводились 1080
Йод 175,88 ± 30,55 274,34 ± 32,01* 189,84 ± 14,07 349,21 ± 21,84* 301,78 ± 19,97* 287,72 ± 26,17* 56
Марганец Исследования не проводились Исследования не проводились 2,0 ± 0,24 1,81 ± 0,17 2,17 ± 0,46 Исследования не проводились 3,2**
~о
о
Примечания: * Достоверные статистические отличия по сравнению с городскими рационами.
** РНП для детей 4 - 6 лет, Великобритания [10].
*** Поскольку режим работы ДОУ предусматривает 3-разовое питание, за эталонную величину нами было принято 80% нормальной физиологической потребности.
территории Чувашской Республики отмечается дефицит меди и марганца. Обращает на себя внимание недостаточность селена, что требует обязательного восполнения. В рационах отмечается также дефицит железа, кальция и магния, коррекция которых возможна введением в меню большего количества продуктов, являющихся основными источниками перечисленных микроэлементов.
Для определения уровня обеспеченности организма детей селеном, цинком и марганцем атомноабсорбционным методом был проведен анализ волос. На рис. 2 представлено распределение детей по степени обеспеченности изученными микроэлементами, критерии которой оценивались по методу А. В. Скального в Центре биотической медицины (Москва). Оптимальные значения обеспеченности марганцем были определены у 42,6% детей, тогда как 58,4% имели различную степень дефицита. Значения выше нормальных величин ни у одного ребенка из обследованных не регистрировались. Уровень селена в пробах волос, соответствующий нормальным значениям, выявлен у 68,4% детей, 29,7% детей имели различную степень дефицита селена. Оптимальная обеспеченность цинком выявлена у 50% обследованных, дефицит — у 29,7%, избыток цинка отмечен у 20,3% детей.
Для уточнения воздействия биогеохимических факторов на содержание микроэлементов в рационе были отобраны пробы продуктов местного производства, в которых изучались уровни макро-и микроэлементов.
Анализ содержания микроэлементов, проведенный в пробах пшеничного хлеба, молока, картофеля и капусты, показал, что уровень железа, цинка, меди и селена различен в продуктах, выращенных в разных районах республики.
Исследование хлебобулочных изделий показало, что количество селена в них подвержено самым большим колебаниям (табл. 3) и дает очень большой разброс данных, что объясняется использованием в технологическом процессе муки различных
производителей. Мука, полученная из местного зерна, используется в рецептуре частично. Количество цинка не имеет статистически значимых отличий при сопоставлении районов производства (р > 0,05).
Для более детального и систематизированного определения влияния такого фактора, как биогеохимическая провинция, где выращивались или производились исследованные продукты, на содержание в них микроэлементов был сделан регрессионный статистический анализ. Он показал, что влияние района произрастания или производства продуктов питания на содержание в них минеральных веществ статистически достоверно отражается прежде всего на содержании железа в молоке, картофеле, капусте и крупе, причем при анализе уровня железа значение р < 0,005 в трех первых перечисленных продуктах, что говорит о наибольшей подверженности бионакопления этого микроэлемента воздействию биогеохимиче-ских факторов. Статистически достоверно влияние района произрастания (или производства) на уровень кальция в хлебобулочных изделиях и крупе и цинка — в молоке и свинине. Количество селена в продуктах равномерно снижено по всей республике, не зависит от биогеохимических особенностей субрегионов и является еще одной эндемической особенностью Чувашии, коррекция которой должна осуществляться в процессе профилактических мероприятий на уровне первичного звена здравоохранения.
Следует отметить, что по отношению ко всем вышеперечисленным микроэлементам, несмотря на отмечавшиеся достоверные отличия в средних показателях между различными районами на территории Чувашии, наблюдается однородная тенденция снижения или нормы по всей республике и ни одно из вышеперечисленных минеральных веществ
Л з
О СЪ1
т
ш
о
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0 10,0
0,0
■ Мп, мкг/г □ Эе, мкг/г □ 2п, мкг/г
Норма Дефицит Выше нормы
Рис. 2. Распределение детей 3 - 6 лет по уровню обеспеченности марганцем, селеном и цинком
о
№04/2010 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ
СОДЕРЖАНИЕ ЦИНКА, СЕЛЕНА, ЖЕЛЕЗА И КАЛЬЦИЯ В ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЯХ МЕСТНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
М ± т Міп Мах Стандартное оклонение Справочные значения [11] *
Zn, Вурнарский район, мг/кг 3,01 ± 0,73 1,56 3,78 1,26 Отсутствуют
Zn, Батыревский район, мг/кг 3,23 ± 0,13 2,88 3,54 0,29
Zn, Порецкий район, мг/кг 2,64 ± 0,41 2,12 3,45 0,71
Zn, Моргаушский район, мг/кг 3,21 ± 0,49 2,34 4,05 0,86
Se, Вурнарский район, мкг/кг 0,91 ± 0,12 0,63 1,42 0,30 Отсутствуют
Se, Батыревский район, мкг/кг 6,70 ± 4,67 0,00 25,14 10,44
Se, Порецкий район, мкг/кг 1,61 ± 0,32 1,05 2,16 0,56
Se, Моргаушский район, мкг/кг 5,95 ± 3,99 1,42 13,90 6,91
Se, Марпосадский район, мкг/кг 5,80 ± 2,81 2,53 11,38 4,86
Se, Чебоксарский район, мкг/кг 3,48 ± 0,84 2,10 5,90 1,67
Se, Яльчикский район, мкг/кг 4,75 ± 1,43 2,90 9,00 2,85
Fe, Вурнарский р-н, мг/кг 11,76 ± 2,54 7,08 15,80 4,40 11 - 21
Fe, Батыревский р-н, мг/кг 14,97 ± 0,45 13,59 16,03 1,00
Fe, Порецкий р-н, мг/кг 17,78 ± 3,53 11,89 24,10 6,12
Fe, Моргаушский р-н, мг/кг 8,32 ± 1,22 5,00 11,40 2,73
Са, Вурнарский р-н, мг/кг 419,16 ± 82,09 266,67 548,10 142,18 200 - 280
Са, Батыревский р-н, мг/кг 380,76 ± 11,67 351,90 407,40 26,08
Са, Порецкий р-н, мг/кг 321,20 ± 38,28 247,57 376,21 66,31
Са, Моргаушский р-н, мг/кг 238,96 ± 16,49 185,20 288,90 36,87
Примечание: * Единицы измерения для удобства сравнения переведены в мг/кг.
со
о
не продемонстрировало колебания в среднесуточном содержании от дефицита к избытку в различных биогеохимических субрегионах или провинциях. То есть выраженной зональности в содержании изученных минеральных веществ внутри республики нами выявлено не было.
Все это доказывает необходимость пересмотра существующих в настоящее время взглядов на био-геохимические особенности территории Чувашской Республики и изменение подходов к коррекции имеющегося дисбаланса микроэлементов в рационе питания с учетом результатов представленных исследований. Кроме того, нуждаются в корректировке имеющиеся представления об эндемических особенностях территории. Комплекс профилактических мероприятий, проводимых в республике, позволил значительно снизить остроту проблемы йодной недостаточности, выводя на первый план необходимость в коррекции дефицита селена.
Отдельно следует отметить проблему недостатка железа в рационе питания у жителей Чувашской Республики, оказывающего негативного влияние на заболеваемость анемией. В Чувашии
продолжается рост анемии — почти на 94% по сравнению с 2002 годом (рис. 3).
Как видно из рис. 3, рост заболеваемости анемией отмечается во всех возрастных группах и требует проведения профилактических мероприятий среди населения для более широкого использования в рационе продуктов, являющихся основными источниками этого микроэлемента и введения обогащенных. Анкетирование 336 родителей в процессе проведения представленного исследования показало, что ни один из респондентов не приобретает обогащенных железом продуктов питания и не задумывается об их необходимости. В настоящее время в Чувашской Республике не удалось наладить выпуск обогащенных железом продуктов и значительно увеличить на них спрос, что негативно сказалось на указанном виде патологии.
Таким образом, проведенные исследования позволили выявить основные проблемы в состоянии питания населения республики, приводящие к снижению показателей здоровья и являющиеся отражением биогеохимических особенностей региона, — это недостаточность в рационе питания:
60-
50-
40-
30-
20-
10-
0-
□ всегозаболеваний □ дети до 14 лет ■ подростки □ взрослые
2002 2003 2004 2005 2006
л £ О 1
m
ю
о
Рис. 3. Динамика заболеваемости анемией населения Чувашской Республики
• селена;
• меди;
• марганца;
• железа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Атлас сельского хозяйства Чувашской АССР/Под ред. Ю. К. Боб-кова, З. Я. Зинькова. — М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1974.
2. Арчиков Е. И., Трифонова З. А. География Чувашской Республики. — Чебоксары: Чувашское кн. изд-во, 2002.
3. Сусликов В. Л. Этиология и гигиеническая профилактика эндемического уролитиаза.: Автореф. дис. докт. мед. наук. — Чебоксары, 1980.
4. Сусликов В. Л. Геохимическая экология болезней. Т. 3. — М.: Гелиос АРВ, 2002.
Нами также отмечен дефицит кальция, являющийся в большей степени диетологический проблемой и обусловленный несбалансированностью питания.
5. Bulow Pedersen I., Knudsen N., Jorgensen T. et al. Large differences in incidences of overt hyper- and hypothyroidism associated with a small difference in iodine intake: a prospective comparative register-based population survey // J. Clin.
Endocrinol. Metab. — 2002. — Vol. 87, № 10. — P. 4462 - 4469.
6. Hou X., Chai C., Qian Q. et al. The study of iodine in Chinese total diets // Sci. Total Environ. — 1997. — Vol. 193, № 3. — P. 161 - 167.
7. Кормление и питание грудных детей и детей раннего возраста: Методические рекомендации для Европейского региона ВОЗ с особым акцентом на республики бывшего Советского Союза, 2003.
о
о
