Обеспеченность взрослого населения региона Западной Сибири минеральными веществами

Минеральные вещества – необходимые компоненты метаболизма, участвуют в пластических процессах, поддержании кислотно-щелочного равновесия и состава крови, водно-солевом обмене. Их содержание в организме зависит от уровня потребления с пищевыми продуктами, геохимических условий местности и биодоступности [1].

Недостаточное или избыточное поступление минеральных веществ в организм ведет к развитию патологических состояний, иммунологической недостаточности, тяжелых рецидивирующих, хронических, аллергических и аутоиммунных заболеваний [1].

В настоящее время дефицит микроэлементов отмечен примерно у 2 миллиардов людей, встречается во всех странах и затрагивает все слои населения, являясь актуальной проблемой. Наиболее значимыми дефицитами с глобальным распространением являются нехватка кальция, железа и цинка [2-4].

В России микроэлементозы широко распространены и выявляются во всех возрастных группах, на всех территориях, независимо от времени года [5]. Для большинства взрослого и детского населения России характерно значительное распространение недостаточности магния, цинка, йода, меди [6]. У части населения в результате загрязнения окружающей среды, наличия геохимических особенностей территории развиваются гиперэлементозы. Так, в регионах с развитой металлургической, горнодобывающей промышленностью отмечается накопление в организме населения свинца, а также алюминия, железа, хрома, в меньшей степени марганца, мышьяка [7]. Совокупность этих факторов приводит к формированию особого элементного профиля населения соответствующих территорий. Изучение этих особенностей является гигиенической проблемой и необходимо для разработки эффективных программ профилактики. На территории Омской области подобные исследования не проводились более 10 лет, что определило актуальность настоящей работы.

Цель исследования состояла в гигиенической оценке распространенности элементозов у взрослого населения региона Западной Сибири.

Материалы и методы

Исследование проводилось среди взрослого населения Омской области в период 2019–2020 гг. Дизайн исследования: поперечное описательное наблюдательное исследование.

Был составлен план формирования квотированной выборки, включавший распределение по полу, возрастным группам, месту проживания (город Омск, сельские районы области) пропорционально структуре населения региона. Для обеспечения репрезентативности проведен предварительный расчет минимально необходимого числа единиц наблюдения. С учетом численности генеральной совокупности, ожидаемой распространенности микроэлементозов, обеспечения 95% надежности и 80% статистической мощности исследования, расчетная минимально необходимая численность выборки составила 324 человека. Учитывалась численность каждой возрастной группы генеральной совокупности (18–29 (35,4%), 30–44 (27,9%), 45–64 (27,9%), 65 лет и старше (8,8%)), соотношение населения по месту проживания (сельское (26,0%), городское (74,0%)), полу (мужчины (42,0%), женщины (58,0%)). Критерии включения в исследования: наличие информированного согласия на участие в исследовании, соответствие характеристик потенциального респондента плану исследования (по полу, возрасту, территории и времени проживания (проживание на территории региона не менее 2 лет)). Итоговая выборка являлась репрезентативной по возрастно-половому составу, включала 333 человека (151 мужчину и 182 женщин) с медианой возраста – 41 (31; 55) год. В отдельных анализируемых группах минимальное количество обследованных составляло не менее 30.

Оценка элементного статуса проводилась в аккредитованной лаборатории методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. В образцах волос определялись 24 элемента: Al, B, Fe, Cd, K, Ca, Co, Si, Li, Mg, Mn, Cu, Mo, As, Na, Ni, Hg, Pb, Se, Sb, Ti, P, Сr, Zn (всего проведено 7992 элементо-анализа в волосах). Содержание этих элементов в волосах коррелирует с элементным профилем внутренней среды человека [1]. Референтные значения содержания элементов в исследуемых образцах волос и индивидуальная оценка степени отклонения («норма», «снижено», «повышено», степень нарушения минерального обмена) была представлена в протоколах лабораторного исследования.

Полученные данные подвергли статисти ческой обработке с помощью пакета Statistiсa 6. Нормальность распределения признаков проверяли с использованием критерия Шапиро – Уилка. Различия между выборочными долями в двух группах оценивали с помощью метода углового преобразования Фишера, в трех и более группах – на основе вычисления 2I-информационной статистики Кульбака, рассматриваемой как непараметрический аналог дисперсионного анализа. Во всех процедурах статистического анализа критический уровень значимости р принимали равным 0,05. Выражением вида 0,22 ± 0,2% обозначались показатель и стандартная ошибка показателя.

Результаты исследования

Среди обследованных чаще встречалась недостаточная обеспеченность (содержание ниже референтных значений) такими эссенциальными и условно-эссенциальными минеральными веществами, как цинк (32,4 ± 2,6%), селен (29,7 ± 2,5%), медь (26,8 ± 2,4%), магний (26,2 ± 2,4%), железо (23,9  ± 2,3%), кремний (16,8 ± 2,1%), кальций (15,9 ± 2,0%), калий (12,5±1,8%), молибден (11,4 ± 1,7%) (рис.).

Из токсичных и потенциально токсичных минеральных веществ чаще повышенное содержание встречалось по алюминию (32,8 ± 2,6%), кадмию (31,2 ± 2,5%), свинцу (10,1 ± 2,5%) (рис.).

У значительной части обследованных отмечены повышенные количества марганца (у 21,3 ± 2,2%), натрия (у 11,2 ± 1,7%) (рис.).

Из эссенциальных и условно-эссенциальных элементов у мужчин чаще встречалась нехватка цинка (39,7 ± 4,0%), кальция (25,6 ± 3,6%), меди (24,5 ± 3,5%), калия (19,5 ± 3,2%), магния (18,8 ± 3,2%), железа (16,8 ± 3,0%), селена (16,7 ± 3,0%). Для женщин наиболее актуальными были: селен (40,7 ± 3,6%), магний (32,3 ± 3,5%), железо (29,2 ±3,4%), медь (28,7 ±  3,4%), цинк (27,2 ± 3,3%), кремний (19,1 ± 2,9%), молибден (16,5 ± 2,8%) (табл. 1).

Среди токсичных и потенциально токсичных минеральных веществ у мужчин отмечался избыток: кадмия (43,7 ± 4,0%), алюминия (39,0 ± 4,0%), свинца (6,9 ± 2,1%). Среди женщин – алюминия (28,7 ± 3,4%), кадмия (21,7 ± 3,1%), никеля (11,3 ± 2,3%) (табл. 2).

Мужчины и женщины отличались по обеспеченности никелем, свинцом, литием, кальцием, хромом, медью, цинком, селеном, железом, калием, кремнием, магнием, молибденом. Избыток кадмия чаще встречался у мужчин, чем у женщин (р = 0,004), избыток лития и свинца был отмечен только у мужчин (табл. 1, 2).

С увеличением возраста возрастала частота недостаточной обеспеченности магнием, железом и селеном. У лиц старше 65 лет имелась значительная распространенность недостатка меди, кремния, хрома и молибдена. Для возрастной группы 18–44 года характерен недостаток цинка, а для возраста 30–64 года – нехватка кальция (табл. 3). Доля населения с повышенным содержанием алюминия и кадмия увеличивалась с возрастом. Содержание никеля и мышьяка выше референтных значений отмечено только в возрастной группе 65 лет и более, титана – в группе 30–44 года, свинца – в группе 45–64 года, лития – в группе 30–44 года (табл. 4).

У 69,7 ± 2,5% взрослого населения Омской области были отмечены нарушения обеспеченности минеральными веществами в сторону недостаточного или избыточного содержания минеральных веществ в организме. Из них умеренные отклонения в минеральном обмене были определены у 26,5 ± 2,4%, средней степени – 29,1 ±2,5%, выраженные – 14,1 ± 1,9%.

Содержание двух и более минеральных веществ было выше референтных значений у 30,0 ± 2,5% населения, содержание двух и более минеральных веществ ниже референтных значений отмечено у 35,4 ± 2,7% населения.

Обсуждение полученных результатов

При сравнении с результатами исследования элементного статуса населения Омской области, проведенного в 2007–2010 гг. (умеренные отклонения – 22,0 ±  2,5%, средней степени – 35,5 ± 3,1%, выраженные – 37,5 ± 2,2%) [12], можно сделать вывод о снижении за прошедшие десять лет частоты нарушений минерального обмена на территории региона (2I = 61,2, р < 0,001). В структуре нарушений снизился удельный вес отклонений, характеризуемых как «выраженные». Улучшилась обеспеченность марганцем (р < 0,001), селеном (р < 0,001), медью (р < 0,001), кобальтом (р < 0,001), фосфором (р < 0,001), цинком (р < 0,001), калием (р < 0,001), кальцием (р < 0,001), хромом (р < 0,015), железом (р = 0,035). Такие изменения могут быть в первую очередь связаны с изменением структуры питания населения, на что указывают исследования фактического питания, проводимые в регионе, в том числе в рамках национального проекта «Демография» [9]. В частности, за период с 2010 по 2020 г. существенно увеличилось потребление круп и макарон, мяса птицы, говядины, яиц, фруктов, сыра, орехов, некоторых овощей, сократилось потребление рыбы и морепродуктов, картофеля, хлебобулочных изделий.

В сравнении с 2007–2010 гг. отмечена негативная тенденция к росту доли лиц с содержанием алюминия в организме выше референтных концентраций (р < 0,001) [8]. Анализ пищевого потребления алюминия проведен в работе [10]. Основным источником «пищевого» алюминия у населения Омской области были пищевые продукты растительного происхождения.

Нарушение баланса минеральных элементов чаще встречалось у мужчин, что согласуется с результатами других исследований, проводимых в Российской Федерации [11][12].

Заключение

Отмечена тенденция к снижению частоты дисэлементозов на территории региона в сравнении с 2007–2010 гг. Тем не менее более чем у двух третей взрослого населения Омской области отмечены нарушения обеспеченности минеральными веществами. Дисэлементозы чаще встречались у мужского населения. Также отмечался рост частоты дисбаланса минерального обмена с возрастом.

Ограничения исследования

Проблема обеспеченности йодом, актуальная для населения Омской области, в настоящем исследовании не изучалась, хотя по данным литературных источников, удельный вес населения региона с недостаточной обеспеченностью йодом составляет 64,0–74,5% [8]. Содержание элемента выше референтных значений не означает обязательное наличие существенного риска для здоровья, проявлений острой или хронической токсичности, однако требует внимания с позиций дальнейшего гигиенического изучения.