К ВОПРОСУ О ВЛИЯНИИ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА

Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. №3. 2007г. (Т.9)
К ВОПРОСУ О ВЛИЯНИИ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЛИПИДНЫЙ И УГЛЕВОДНЫЙ
ОБМЕНЫ
Степанов Р.В., Сусликов В.Л.
ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова», медицинский институт,
кафедра профилактической медицины, г. Чебоксары
Изучение метаболических нарушений при сердечно-сосудистых заболеваниях вызывает интерес к
гиперинсулинемии и инсулинорезистентности как возможному фактору риска ишемической болезни сердца
(ИБС) и одному из определяющих компонентов метаболического синдрома.
Гиперинсулинемия часто ассоциируется с такими факторами риска ИБС, как избыточная масса,
дислипопротеидемия (ДЛП), артериальная гипертензия, гипергликемия.
Многими исследователями было убедительно доказано, что у лиц с нарушением типов ДЛП (чаще у лиц с ДЛП
III, IV и V типов) происходит усиленные превращения углеводов в жиры, способствуя тем самым развитию
ожирения. В свою очередь ожирение само ведет к повышению уровня атерогенных и к снижению
антиатерогенных липопротеидов в крови.
Согласно ряда эпидемиологических исследований, повышенный уровень циркулирующего в крови инсулина,
может рассматриваться как независимый фактор риска ИБС [Никитин Ю.П. и др., 2001]. В то же время ряд
авторов отводит гиперинсулинемии сравнительно небольшую роль в генезе этого заболевания [Gard A. et al.,
1988].
Однако следует отметить, что в этих эпидемиологических исследованиях не учитывались механизмы и
закономерности адаптации человека к различным условиям биогеохимической среды. В связи с этим, целью
настоящего исследования явилось изучение липидов и липопротеидов, углеводного обмена (иммунореактивного
инсулина (ИРИ) и теста толерантности к глюкозе (ТТГ)) в различных биогеохимических субрегионах биосферы
Чувашской Республики.
Исследования проводились в соответствии с методическими указаниями «Комплексное изучение причинноследственных связей хронических неинфекционных заболеваний», утвержденные Научным советом «Гигиены
окружающей среды» РАМН в 1980 г. № 12-21а/193.
Для изучения распространенности инфаркта миокарда (ИМ) нами использованы следующие официальные
документы:
1) отчетные статистические формы (ф-1,14,30) за 2001-2005гг;
2) справки врачебного свидетельства о смерти от ИМ за 2001-2005гг;
Все имеющиеся статистические материалы были стандартизованы по половозрастному составу и пересчитаны
на 10 000 населения.
При эпидемиологических исследованиях главным условием было соблюдение правила метода направленного
отбора. Сущность его состоит в определении и отборе наиболее однородной группы единиц наблюдения. В
группы обследования отбирались коренные практически здоровые жители (КПЗЖ), одинаковые по возрасту,
полу, национальности (чуваши), профессиональной принадлежности (сельскохозяйственные работники), а также
по отношению к курению и не имеющие избыточной массы тела (по индексу Кетле, 30 и более) из двух
субрегионов биосферы Чувашской Республики – Присурского (ПСБ) и Прикубниноцивильского (ПЦСБ).
Отбор проб крови проводился в период экспедиции, определение общего холестерина (ХС), холестерина
липропротеидов высокой плотности (ХС ЛПВП), триглицеридов (ТГ) проводилось у 333 КПЗЖ согласно
инструкции
лаборатории
стандартизации
биохимических
исследований,
утвержденных
ГНИЦ
профилактической медицины МЗ и СР РФ. ХС липропротеиды низкой (ХС ЛПНП) и очень низкой (ХС ЛПОНП)
определялись расчетным методом [Dudley E.F. et al.,1969]. Коэффициент атерогенности (КА) определяли по
формуле, предложенной А.И. Климовым и Н.Г. Никульчевой (1984), фенотипирование дислипопротеидемией
(ДЛП) производили по А.И. Климову и Н.Г. Никульчевой (1984), E.F. Dudley et al., (1969), придерживаясь 1090% отрезных точек границ нормы.
Содержание ИРИ в сыворотке крови было изучено у 40 жителей в возрасте 25-40 лет из сравниваемых
субрегионов биосферы с помощью набора рио-ИНС-ПГ125 методом радиоиммунологического анализа. Для
изучения состояния углеводного обмена был использован ТТГ, который проведен у 93 КПЗЖ в возрасте 25-40
лет сравниваемых субрегионов биосферы. Глюкоза в периферической крови исследовалась орта-толуидиновым
методом [Колб В.Г., Камышников В.С., 1982]. Оценка результатов проводилась с учетом рекомендаций ВОЗ.
Для решения поставленной цели проведено натурное хроническое экспериментальное исследование (13
месяцев) на крысах-самцах с начальным весом 14513г; разделенные на две группы и был организован кормовой
рацион и питьевой режим, который моделировал естественные условия сравниваемых биогеохимических
провинций. 10 животных I группы (опытная), получали питьевую воду и корм, привозимые из ПСБ, 10 – II группа
(контрольная) – из ПЦСБ.
Химический состав используемых питьевых вод и кормового рациона определяли на атомно-абсорбционном
спектрометре «Квант-Z.ЭТА», йод и фтор определяли ионоселективным методом.
На территории Чувашской Республики были выделены 3 субрегиона биосферы: Присурский,
Прикубниноцивильский
и
Приволжский,
не
отличающиеся
климато-погодными
условиями
Материалы VIII Международный конгресс «Здоровье и образование в XXI веке; концепции болезней цивилизации»
Стр. [245]
Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. №3. 2007г. (Т.9)
(биометериологическими показателями жесткости погоды) и антропогенной нагрузкой, а также по состоянию
медицинского обслуживания, но существенно отличающихся макро- и микроэлементным составом во всех
звеньях биогеохимической цепи и характером проявления биологических реакций живых организмов [Сусликов
В.Л., 1981; Степанов Р.В., 1992].
Ретроспективные исследования показали, что заболеваемость ИМ у населения, проживающего ПСБ (западная
часть территории Чувашии) на 10 000 населения составил 10,8±3,6, тогда как в ПЦСБ (восточная часть
территории) – 3,4±1,3. А смертность в 4,5 раза выше (4,6±0,9) в ПСБ по сравнению с ПЦСБ (1,2±0,3).
Данные фенотипирования типов ДЛП представлены на рис. 1.
ПЦСБ
ПСБ
Рис.1. Норма и ДЛП у практически здоровых жителей из Прикубниноцивильского и
Присурского субрегионов биосферы; 1- норма; 2- II а тип гиперлипопротеидемии;
3- II б тип гиперлипопротеидемии; 4- IV тип гиперлипопротеидемии;
5- гипо-альфа-липопротеидемия; 7- гипо-бета-липопротеидемия.
Как видно из рис.1, среди обследованных в ПСБ лиц с нормолипопротеидемией выявлено на 4,6% меньше, а с
типом IIа гиперлипопротеидемией (ГЛП) на 3,6% больше, чем в ПЦСБ. Причем у жителей ПСБ тип IIб ГЛП
выявлен в 0,5% случаев при отсутствии в ПЦСБ, а также не встречается гипер-α-липопротеидемия и гипо-βлипопротеидемия, последняя обнаруживается в 1,3% случаев среди жителей ПЦСБ.
Сравнительный анализ коэффициента атерогенности (КА) у обследованных нами КПЗЖ показал, что у жителей
ПСБ он варьирует в пределах от 2,1 до 5,5 ед., в среднем 2,8±0,05 ед., у населения ПЦСБ от 1,0 до 3,2 ед., а в
среднем 1,6±0,04 ед. (P<0,001). Таким образом, следует отметить, что КА у КПЗЖ ПСБ на 76% выше, чем у
жителей ПЦСБ.
Обращает на себя также то, что уровни ИРИ в сыворотке крови у жителей ПСБ, которые колеблются в пределах
от 1,0 до 35,0 мкед/мл, в среднем 11,2±2,0, у КПЗЖ из ПЦСБ в пределах от 1,0 до 28,0 мкед/мл, в среднем 4,1±1,4
(P<0,01).
Полученные данные позволили констатировать, что у жителей из ПСБ уровень ИРИ в крови более чем в 2 раза
выше, чем у жителей ПЦСБ и дали основание осуществить ТТГ.
Результаты ТТГ представлены на рис. 2.
Рис.
2.
уровня
нагрузки
у коренных
жителей из
ммоль/л
8
ПЦСБ
ПСБ
6
4
Динамика
изменений
сахара в крови на фоне
глюкозой
практически
здоровых
сравниваемых
субрегионов биосферы.
2
0
0
1
2
3
4
5
1- натощак; 3- через 1 час; 5 – через 2 часа.
Как видно из данных, представленных на рис. 2, КПЗЖ из ПСБ неадекватно реагируют на дополнительное
введение в организм глюкозы, в то время как, физиологическая сахарная кривая характерна для жителей
из ПЦСБ.
Материалы VIII Международный конгресс «Здоровье и образование в XXI веке; концепции болезней цивилизации»
Стр. [246]
Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. №3. 2007г. (Т.9)
Раннее нашими исследованиями были показаны, что длительное постоянное воздействие на организм человека
аномальных биогеохимических факторов, главным из которых является избыток кремния в сочетании с фтором,
кальцием, марганцем, цинком, магнием, медью, предопределяет появление в организме КПЗЖ начальных
дисбиотических нарушений, носящих адаптационный характер, а в последующем переходящих дисбактериоз
кишечника. Стойкий декомпенсированный дисбиоз организма приводит к изменениям гомеостаза жителей ПСБ
[Степанов Р.В., 1992].
В отечественной и зарубежной литературе дискутируется факт роли геохимических особенностей в развитии
сердечно-сосудистых заболеваний. Однако, эти данные весьма противоречивы. Нами проведены специальные
исследования по изучению влияния различных биогеохимических факторов на липидный и углеводный обмены
в эксперименте на животных.
Характеристика химического состава кормового рациона и питьевого режима, изучаемых на животных,
представлены в табл. 2 и 3.
Таблица 2
Химический состав кормов (пшеница, картофель, свекла и морковь) из ПСБ и ПЦСБ
Элемент, мг/кг
ПСБ
ПЦСБ
Cd
0,014
0,013
Co
Cu
Mo
Zn
Si
Se
I
F
0,038
0,972
0,041
5,627
35,53
0,072
7,13
2,8
0,024
0,813
0,031
6,089
30,01
0,111
7,05
2,1
Таблица 3
Химический состав питьевой воды из ПСБ и ПЦСБ
Элемент, мг/л
ПСБ
ПЦСБ
Fe
0,6
0,7
Mn
0,02
0,01
F
1,3
0,7
Ca
86,0
110,0
Mg
9,0
32,0
Sr
0,7
0,36
Na
46,0
4,0
K
6,7
1,0
Li
0,0095
0,0085
Zn
0,05
0,04
Co
0,06
0,2
Cu
0,07
0,06
Cd
0,05
0,04
Ni
0,07
0,04
Cr
0,6
1,0
Si
14,6
3,0
Аs
0,0013
0,0011
Se
0.2
0.2
В таб.2 и 3 представлены данные, указывающие на наличие разницы в содержании многих макро- и
микроэлементов (Ca, Mg, Na, K, Si, F, Co, Se).
Данные по липидному и углеводному статусу, полученные у экспериментальных животных, полностью
коррелируют с таковыми, полученными при обследовании КПЗЖ ПСБ и ПЦСБ, которые изображены на рис. 3 и
4.
Материалы VIII Международный конгресс «Здоровье и образование в XXI веке; концепции болезней цивилизации»
Стр. [247]
Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. №3. 2007г. (Т.9)
опытная
ИРИ,
мкед/мл
40
контрольная
30
20
10
0
1
Рис. 3. Уровни иммунореактивного инсулина и показатели
теста толерантности к глюкозе у экспериментальных животных.
Глюкоза,
ммоль/л
контрольная
опытная
8
7
6
5
4
3
2
0
1
2
0- натощак, 1- через 1 час, 2-через 2 часа
Рис.4. Показатели теста толерантности к глюкозе у экспериментальных животных
Как видно из приведенных данных на рис. 3 и 4 под действием водного режима и кормового рациона из опытной
группы у животных произошло увеличение ИРИ более чем в 4 раза по сравнению с контрольной группы.
Динамика накопления сахара в крови при нагрузке глюкозой, у крыс опытной группы свидетельствует о
предпатологических нарушениях углеводного обмена. В работах [Карышев П.Б. и др., 1999], показано, что
патоморфологические нарушения островкового аппарата поджелудочной железы удается проследить при острой
и хронической затравке животных высокой концентрации кремния в воде. По всей вероятности изменения
островкового аппарата поджелудочной железы реализуется через сложный микробиотический механизм,
связанный с нарушением эндоэкологии, в частности увеличением условно-патогенной флоры, способных
выделять различные эндотоксины (липополисахариды).
Результаты
экспериментальных
исследований
липидного
обмена
представлены
в
табл. 4.
Таблица 4
Содержание липидов и липопротеидов в сыворотке крови животных,
употреблявших питьевую воду и корм из ПСБ и ПЦСБ
Группы животных
Р
Показатель,ммоль/л
Опытная
Контрольная
n
n
Мm
Мm
ХС
12
15
1,850,13
1,510,08
 0,05
ХС ЛПВП
12
15
0,870,07
1,260,9
 0,01
ТГ
12
15
0,370,01
0,380,08
 0,05
ХС ЛПНП
12
15
0,960,16
0,220,06
 0,01
ХС ЛПОНП
12
15
0,090,03
0,080,02
 0,05
КА
12
15
1,120,03
0,190,04
 0,001
Как видно из табл. 4, у животных I группы (опытной) было отмечено, что содержание ХС, ХС ЛПВП, ХС ЛПНП
в сыворотке крови значительно отличается от аналогичных показателей животных. Обращает на себя внимание
Материалы VIII Международный конгресс «Здоровье и образование в XXI веке; концепции болезней цивилизации»
Стр. [248]
Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. №3. 2007г. (Т.9)
снижение ХС ЛПВП (P<0,001), повышение ХС и ХС ЛПНП и увеличение КА (P<0,001) по сравнению с
животными II (контрольной) группы.
Таким образом, нарушение ТТГ и ДЛП у экспериментальных животных и при эпидемиологических
исследованиях у КПЗЖ, проживающих в условиях ПСБ Чувашской Республики, свидетельствует о
существующей причинно-следственной связи ИБС с биогеохимическими характеристиками данной местности.
Высокая распространенность ИМ среди населения ПСБ, вероятна, может быть объяснена выявленной причинной
связью.
Материалы VIII Международный конгресс «Здоровье и образование в XXI веке; концепции болезней цивилизации»
Стр. [249]