ДЕРЖАВНА УСТАНОВА

«ІНСТИТУТ ГІГІЄНИ ТА МЕДИЧНОЇ ЕКОЛОГІЇ

ім. О.М.МАРЗЄЄВА АМН УКРАЇНИ»

ОНУЛ НАТАЛІЯ МИХАЙЛІВНА

УДК: 614.7:546.23:614.2:711.454

ГІГІЄНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ВМІСТУ СЕЛЕНУ В ОБЄКТАХ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА І ОРГАНІЗМІ ЛЮДИНИ ТА ЙОГО ВПЛИВ НА ПОКАЗНИКИ ЗДОРОВЯ НАСЕЛЕННЯ ЕКОЛОГІЧНО НЕСПРИЯТЛИВОГО РЕГІОНУ

14.02.01 - гігієна та професійна патологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Київ - 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Дніпропетровській державній медичній академії МОЗ України.

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор Білецька Елеонора Миколаївна, Дніпропетровська державна медична академія МОЗ України, завідуюча кафедрою загальної гігієни

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор, чл.-кор. АМН України Бардов Василь Гаврилович, Національний медичний університет ім. О.О.Богомольця, завідувач кафедри пропедевтики гігієни та радіаційної гігієни

доктор медичних наук, професор Корзун Віталій Наумович, ДУ «Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М.Марзєєва АМН України», завідувач лабораторії спеціальних харчових продуктів

Захист відбудеться «27» червня 2008 р. о 10⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.604.01 ДУ «Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М.Марзєєва АМН України» за адресою: 02660, м.Київ-94, вул. Попудренка,50.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ДУ «Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М.Марзєєва АМН України» (м. Київ, вул. Попудренка, 50).

Автореферат розісланий «23» травня 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Б.Ю.Селезньов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В умовах тотальної урбанізації суспільства, денатурації навколишнього середовища та значного погіршення практично всіх показників популяційного здоровя (Сердюк А.М., 2007; Тимченко О.І., 2005; Сердюк А.М., Белицкая Э.Н., Паранько Н.М., Шматков Г.Г., 2004; Денисова Е.Л., Гошков А.И., Ляхова Н.П., 2005), потреба людини в мікронутрієнтах, як важливому захисному факторі (Боев В.М., 2002; Скальный А.В., Рудаков И.А., 2004), постає на якісно новому рівні, особливо в умовах промислово забруднених територій, до яких відноситься Дніпропетровська область. Надлишок чи недостатня кількість окремих хімічних елементів та їх сполук приводить до виникнення різних патологічних станів (Корзун В.Н., Парац А.М., Матвієнко А.В., 2006; Combs G.F, Clark L.C, Turnbull B.W., 2001), що потенціюється особливо підвищеною потребою організму людини в елементах-антиоксидантах (Borek C., 2004). Ось чому в останні роки зросла увага вчених до селену - мікроелемента, що володіє антиоксидантними, радіопротекторними властивостями, підвищує імунітет, сповільнює процеси старіння (Сучков Б.П., Бардов В.Г.,1999; Тутельян В.А., Княжев В.А., Хотимченко С.А. и др., 2002; Alissa E.M., Bahijri S.M., Ferns G.A., 2003). Достатній рівень забезпеченості даним біотиком, в певній мірі, попереджає виникнення та розвиток серцево-судинних та онкологічних захворювань (Щелкунов Л.Ф., Голубкина Н.А., 2000; Cooper L.T., Rader V., Ralston N.V., 2007). Вивчення селенового статусу організму людини - важливий та перспективний напрямок профілактичної медицини, оскільки є гігієнічним обґрунтуванням впровадження активних профiлактичних заходiв по попередженню екологозалежної патологiї, зниженню захворюваностi та змiцненню здоровя.

Незважаючи на існуючі численні розробки вітчизняних та зарубіжних вчених, не всі аспекти даної проблеми розкрито в повному обсязі. Так, у науковiй лiтературi дещо обмежено представлені результати визначення вмісту селену у його взаємозвязку з важкими металами, що вкрай важливо за умов загострення екологічної ситуації, практично відсутній аналіз статево-вікових особливостей селенового статусу населення, що актуально з позицій профілактики, дані щодо впливу селену на показники захворюваності та смертності населення від хвороб системи кровообігу та онкологічних захворювань поодинокі та несистематизовані. Крім того, дані по визначенню та аналізу рівня селену в обєктах навколишнього середовища, організмі людини, активності одного з найпотужніших антиоксидантних ферментів - глутатіонпероксидази еритроцитів на території України спорадичні, а на регіональному рівні - практично відсутні. Проте, як зазначають провідні гігієністи (Боев В.М., Быстрых В.В., Верещагин Н.Н. и др., 2004), обєктивна гігієнічна діагностика екологічно обумовлених захворювань, особливо мікроелементозів, повинна проводитись з урахуванням регіональних особливостей спектрального складу мікроелементів в біосередовищах організму з метою вчасного попередження виникнення відхилень у стані здоровя і розробки ефективних профілактичних заходів.

Тому дослідження регіональних особливостей вмісту селену в обєктах довкілля і забезпеченості ним населення Дніпропетровської області, розробка математичних моделей залежності розповсюдження селену в системі “навколишнє середовище - організм людини”, визначення впливу мікроелемента на показники здоровя дорослого населення, розробка і впровадження сучасних гігієнічних профілактичних заходів є актуальним напрямком профілактичної медицини.

Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась як фрагмент державної науково-дослідної роботи програми МОЗ: «Комплексне клініко-гігієнічне обґрунтування заходів збереження та зміцнення здоровя вагітних в умовах великих промислових агломерацій» (№ держреєстрації 0106V001588, 2006-2008 рр.).

Авторка була співвиконавцем цієї НДР і безпосередньо вивчала вміст мікроелемента селену в обєктах довкілля, рівень його добового надходження в організм мешканців Дніпропетровської області, селеновий статус дорослого працездатного населення, визначала ступінь впливу важких металів на вміст селену у навколишньому середовищі та організмі людини, досліджувала залежність між надходженням селену і рівнем захворюваності та смертності населення Дніпропетровської області від хвороб системи кровообігу та злоякісних новоутворень, проводила узагальнення даних літератури задля розробки гігієнічних рекомендацій по оптимізації селенового статусу населення промислового регіону.

Мета дослідження: гігієнічна оцінка вмісту селену в навколишньому середовищі та організмі людини, його вплив на показники здоровя як наукове обґрунтування розробки профілактичних заходів по оптимізації селенового статусу для покращення здоровя населення індустріально розвинутого регіону.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити ряд задач:

1. Провести порівняльну гігієнічну характеристику вмісту селену, інших есенціальних та токсичних мікроелементів - міді, цинку, свинцю та кадмію в навколишньому середовищі: питній та природних водах, харчових продуктах на території Дніпропетровської області.

2. Визначити рівень добового надходження мікроелементів з харчовими раціонами розрахунковим та лабораторним методами для проведення порівняння у населення промислових та контрольних територій.

3. Дослідити вміст селену, інших біотичних та абіотичних мікроелементів в організмі дорослого населення промислового регіону, встановити їх статево-вікові особливості.

4. Виконати фізіолого-гігієнічну оцінку селенового статусу населення Дніпропетровської області, його залежність від вмісту важких металів - міді, цинку, свинцю та кадмію в організмі мешканців промислового регіону.

5. Встановити вірогідність звязку вмісту селену в обєктах навколишнього середовища та в організмі людини з показниками стану здоровя населення індустріально розвинутої території.

6. Розробити комплекс профілактичних заходів по оптимізації селенового статусу для зміцнення здоровя населення промислової агломерації.

Обєкт дослідження: вплив селену на формування селенового статусу та показники захворюваності і смертності населення Дніпропетровської області від хвороб системи кровообігу та злоякісних новоутворень.

Предмет дослідження: фактори навколишнього середовища (вода питна, вода поверхневих та підземних вододжерел, пшеничне борошно, харчові раціони), показники біомоніторингу (рівень мікроелементів у сироватці крові та активність глутатіонпероксидази еритроцитів), показники стану здоровя дорослого населення працездатного віку (захворюваність та смертність від хвороб системи кровообігу та злоякісних новоутворень).

Методи дослідження: гігієнічні - для оцінки вмісту селену та інших мікроелементів в обєктах навколишнього середовища; біохімічні - для визначення концентрацій мікроелементів в організмі людини, активності глутатіонпероксидази еритроцитів; соціологічні - анкетування населення; епідеміологічні - для визначення рівнів захворюваності та смертності населення від хвороб системи кровообігу та злоякісних новоутворень; статистичні і математичні - для оцінки кількісної залежності змін показників стану здоровя від вмісту селену у довкіллі та селенового статусу.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що вперше: встановлено просторово-часові закономірності розподілу і дана комплексна оцінка вмісту селену у різних обєктах навколишнього середовища, організмі міських та сільських мешканців промислово розвинутого регіону; визначено взаємозвязок вмісту селену в організмі дорослої людини з концентрацією в ньому важких металів з урахуванням статево-вікових особливостей; обґрунтовано доцільність проведення біомоніторингових спостережень для виявлення реального рівня забезпеченості селеном організму людини; встановлено залежність ряду показників здоровя населення промислово розвинутого регіону від вмісту селену в довкіллі та організмі людини; обґрунтовано необхідність індивідуального підходу при розробці профілактичних заходів по корекції селенового статусу у населення Дніпропетровської області.

Практичне значення одержаних результатів. Проведено порівняльну гігієнічну оцінку вмісту селену в обєктах навколишнього середовища, створена еколого-гігієнічна карта вмісту селену у підземних водах Дніпропетровської області; визначено порогові концентрації селену в обєктах навколишнього середовища і біосубстратах; побудовано математичні моделі, що дозволяють прогнозувати ймовірність виникнення хвороб системи кровообігу та злоякісних новоутворень у населення Дніпропетровської області в разі дефіциту селену в організмі; обґрунтовано гігієнічні рекомендації по оптимізації вмісту селену в організмі людини з урахуванням селенового статусу населення регіону.

За результатами досліджень видано інформаційний лист «Гігієнічна оцінка селенового статусу населення промислового регіону» №20-2008, який впроваджено у роботу Дніпропетровської обласної санітарно-епідеміологічної станції, санітарно-епідеміологічної станції Новомосковського району, у роботу закладів охорони здоровя - стаціонарів, поліклінік м. Дніпропетровська, що підтверджується актами впровадження від 12.03.2008, 14.03.2008, 18.03.2008. Результати дисертації також впроваджені у навчальний процес кафедри загальної гігієни Дніпропетровської державної медичної академії (акт впровадження від 21.01.2008) та кафедри гігієни та екології Харківського національного медичного університету (акт впровадження від 15.01.2008).

Особистий внесок здобувача. Самостійно розроблено програму, обґрунтовано вибір адекватних методик виконання наукових досліджень та впровадження профілактичних заходів відповідно до мети та завдань, проведено відбір проб питної води та води вододжерел, пшеничного борошна, харчових раціонів та досліджено в них вміст селену і важких металів; виконано дослідження стану фактичного харчування населення; проведено відбір проб крові та їх пробопідготовка для виконання біомоніторингу і клініко-лабораторних досліджень. Матеріали дисертації отримані при безпосередній участі авторки, а також на основі аналізу і гігієнічної оцінки результатів лабораторних досліджень обєктів довкілля, що виконані санітарно-епідеміологічною станцією м. Дніпропетровська та КП «Південукргеологія». Самостійно зібрано статистичний матеріал по захворюваності та смертності населення Дніпропетровської області від хвороб системи кровообігу та злоякісних новоутворень, особисто проведено первинну статистичну обробку матеріалів та детальний аналіз отриманих результатів. Сформульовані основні висновки та пропозиції. Дисертанткою не були використані результати та ідеї співавторів публікацій.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи представлено та обговорено на науковій конференції студентів та молодих вчених «Весна наукова» (м. Дніпропетровськ, 2004); науково-практичній конференції «Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України» (другі марзєєвські читання) (м. Київ, 2006); науково-практичній конференції «Актуальні проблеми сучасної медицини» (м. Київ, 2006); науково-практичній конференції «Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України» (треті марзєєвські читання) (м. Київ, 2007); IV міжнародній науково-практичній конференції «Проблеми природокористування, сталого розвитку та техногенної безпеки регіонів» (м. Дніпропетровськ, 2007); міжнародній науково-практичній конференції «Збереження здоровя населення урбанізованих територій: наукові і практичні аспекти впливу чинників довкілля» (м. Дніпропетровськ, 2007).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 17 наукових робіт, з яких 5 статей у журналах, визначених ВАК України як фахові (2 самостійні), 11 - в матеріалах і тезах наукових конференцій, збірниках наукових праць, 1 інформаційному листі.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, 7 розділів, висновків, списку використаних джерел, додатків. Робота викладена на 193 сторінках компютерної верстки, в тому числі обсяг власне тексту становить 149 сторінок, містить 35 таблиць, 4 рисунки, 1 схему і 3 додатки. Бібліографічний покажчик складається із 280 літературних джерел, в тому числі 156 - іноземних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи дослідження. Для досягнення поставленої мети і виконання задач дослідження здійснювались із використанням адекватних репрезентативних матеріалів і сучасних методів. Загальна характеристика видів та обсягу проведених досліджень представлена у таблиці 1.

Таблиця 1

Узагальнені дані про зміст та обсяг досліджень

Згідно з програмою, обґрунтовано вибір 4-х міст і 6-и районів епідеміологічного спостереження, в основу якого покладені вимоги однорідності за клімато-географічними даними, рівнем забруднення довкілля, статево-віковим складом населення, рівнем медичного обслуговування і 2-х контрольних, умовно чистих міст та адміністративних районів Дніпропетровської області. Для проведення еколого-гігієнічного картування вмісту селену у підземних водах на території Дніпропетровської області проаналізовані дані КП «Південукргеологія» по 17 адміністративним районам області.

Моніторинг селену та важких металів - міді, цинку, свинцю і кадмію виконано за допомогою інверсійно-вольтамперометричного методу з використанням аналізатору вольтамперометричного АВА-2 фірми «Буревестник» (Росія). Протягом 2005-2007 рр. нами проведено відбір проб питної води та води поверхневих і підземних вододжерел, місцевих продуктів харчування з послідуючою оцінкою результатів згідно існуючих нормативів. Крім того, проаналізовані дані санітарно-епідеміологічної станції м. Дніпропетровська щодо якості водопровідної води та води р. Дніпро за період 2001-2005 рр.

Визначення фактичного добового находження мікроелементів з харчовими продуктами в органiзм дорослого населення проведено лабораторним та розрахунковим методами. Розрахунок добового надходження мікроелементів здійснено на основі результатів анкетного опитування за допомогою спеціально розробленої нами «Карти-схеми» серед населення 18-59 років у трьох вікових категоріях - 18-29, 30-39 та 40-59 років у відповідності з віковими градаціями норм добового споживання мікроелементів, вказаних у «Нормах фізіологічних потреб населення України в основних харчових речовинах та енергії» від 18.11.1999 р. Для оцінки фактичного харчування населення лабораторним методом поводився відбір проб харчових рацiонів у місцях громадського харчування - столових вищих учбових закладів, профілакторіїв, лікарень, заводів та підприємств. Оцінку отриманих даних проводили згідно існуючих норм фізіологічних потреб населення у мікроелементах та даних наукової літератури з цих питань.

Біомоніторинг селену та інших мікроелементів проводився шляхом визначення їх концентрацій у сироватці крові дорослого населення працездатного віку. Крім того, визначали типоспецифічний селенвмісний фермент-маркер - глутатіонпероксидазу еритроцитів за допомогою спектрофотометра СФ-26. Оцінку результатів здійснювали шляхом порівняння отриманих даних з середньонормативними значеннями.

Аналіз захворюваності та смертності від хвороб системи кровообігу та злоякісних новоутворень в цілому і за окремими нозологічними формами проводився протягом 2002-2006 рр. згідно міжнародної статистичної класифікації хвороб МКХ-10 серед дорослого населення обох статей 18-59 років, окремо у вікових категоріях 18-29, 30-39 та 40-59 років, що мешкають у промислових та контрольних територіях. Джерелами вхідної оперативної інформації були статистичні звіти Головного управління статистики Дніпропетровської області та Головного управління охорони здоровя Дніпропетровської облдержадміністрації (КЗ «Обласний Дніпропетровський інформаційно-аналітичний центр медичної статистики»).

За результатами власних досліджень та аналізу даних літератури обґрунтовано гігієнічні рекомендації по оптимізації селенового статусу для збереження і зміцнення здоровя населення промислового регіону.

Математичний аналіз включав розрахунок первинних статистичних показників, виявлення вiдмiнностей між групами за статистичними ознаками, встановлення взаємозвязку між перемінними за допомогою кореляційного аналізу, встановлення виду залежностей (показників від досліджуваних факторів) та розрахунок критичних значень діючих факторів за допомогою регресійного аналізу, оцінки ризиків та прогнозу. Математична обробка виконувалась на ПК з використанням стандартних статистичних пакетів Statgraphics та STATISTICA 5.5. Для первинної підготовки таблиць та проміжних розрахунків використовувався пакет Microsoft Excel.

Результати дослідження та їх обговорення. Проведений гігієнічний моніторинг виявив, що середня концентрація селену у поверхневих водах та водопровідній воді на території Дніпропетровської області становить, відповідно, 0,42±0,03 мкг/л та 0,62±0,08 мкг/л, що відповідає гігієнічним вимогам та даним літератури. Вміст інших мікроелементів - міді, цинку, свинцю і кадмію у поверхневих водах, хоч і відповідає нормативним величинам, проте в 1,1-3,6 рази перевищує дані літератури щодо фонових територій. На сьогоднішній день водопровідна вода за вмістом кадмію та цинку не відповідає вимогам ДСанПіН №383.

Результати еколого-гігієнічного картування (рис.1) свідчать, що вміст селену у підземних водах на території Дніпропетровської області відповідає гігієнічним вимогам, за винятком Криничанського, Солонянського та Магдалинівського районів, середня концентрація мікроелементу у підземних водах яких становить 0,0136±0,0043 мг/дм³, 0,0119±0,0021 мг/дм³ та 0,0175±0,0039 мг/дм³ відповідно, що у 1,19-1,75 разів вище встановленого нормативу.

Виявлено певну закономірність вмісту селену у природних водах в залежності від виду та глибини залягання вододжерела: концентрація біотика в малих річках у 1,4 - 1,6 разів вища, ніж у р. Дніпро (р<0,001); найбільший вміст селену визначається у воді криниць - 0,0053±0,002 мг/л, що у 1,7 разів (р<0,05) вище у порівнянні з його концентрацією у воді свердловин та у 6,2 рази (р<0,001) вище, ніж у поверхневих вододжерелах. Подібна закономірність характерна і для інших досліджуваних мікроелементів, за винятком свинцю.

Пшеничне борошно Дніпропетровської області містить мікроелементи -мідь, цинк, свинець та кадмій у концентраціях, які, за середніми величинами, відповідають гігієнічним нормативам. Вміст селену, на сьогоднішній день, у даній харчовій сировині не регламентується. У пшеничному борошні, отриманому з зерна, вирощеному на території Дніпропетровської області (табл. 2), відмічається середній рівень вмісту селену - 0,178 мг/кг та міді - 2,18 мг/кг, низький рівень вмісту цинку - 5,61 мг/кг та підвищений - свинцю і кадмію - 0,160 мг/кг та 0,039 мг/кг відповідно.

Таблиця 2

Вміст біотичних та абіотичних металів у пшеничному борошні Дніпропетровської області (M ±m)

Концентрація селену у борошні промислових районів, в середньому, складає 0,164±0,009 мг/кг, що на 19,3% нижче у порівнянні з контрольними районами - 0,203±0,011 мг/кг (р<0,01). Згідно отриманим даним, пшеничне борошно вищого ґатунку, у порівнянні з таким першого і другого ґатунків, у 1,2-1,3 рази менш біологічно активне за вмістом в ньому селену (0,156±0,006 мг/кг проти 0,180±0,008 мг/кг та 0,204±0,014 мг/кг відповідно).

Рівень добового надходження селену в організм жителів Дніпропетровської області, в середньому, складає 0,113±0,002 мг, що відповідає рекомендаціям експертів ФАО/ВООЗ та забезпечує добову потребу в даному елементі, рекомендовану на Україні (0,05-0,07 мг). Порівняння отриманих результатів з вмістом мікроелемента у добових раціонах різних країн світу виявило, що середньодобове вживання селену мешканцями Дніпропетровської області відповідає такому в Канаді (0,11-0,22 мг/добу), Нідерландах (0,11 мг/добу), США (0,071-0,211 мг/добу), Франції (0,106 мг/добу), вище у порівнянні з населенням Англії (0,06 мг/добу), Нової Зеландії (0,025-0,071 мг/добу), Японії (0,100 мг/добу), Фінляндії (до 1985 р.) - 0,069 мг/добу, селендефіцитними районами Китаю (0,0088-0,017 мг/добу), та нижче, ніж в Італії (0,141 мг/добу), Венесуелі (0,335 мг/добу). Таким чином, Дніпропетровську область можна віднести до територій з середнім рівнем добового вживання мікроелемента селену.

Стосовно інших мікроелементів, слід зазначити, що з добовими харчовими раціонами до організму мешканців Дніпропетровської області надходять, в середньому, мідь, свинець та кадмій у кількості, що відповідає рекомендаціям ФАО/ВООЗ, середній рівень надходження цинку у 1,1-1,5 разів нижче добової потреби в даному мікроелементі.

Мешканці індустріальних міст отримують з харчовими раціонами селен, згідно результатів їх лабораторного дослідження (табл. 3), у кількості 0,108±0,002 мг/добу, що на 8,3% менше (р<0,05) у порівнянні з мешканцями контрольного міста - 0,117±0,004 мг/добу. З добовими раціонами до організму чоловіків надходить на 8,4 - 18,2% більше (р<0,01) селену у порівнянні з жіночим населенням (0,119-0,121 мг проти 0,99-0,109 мг). Подібна ситуація характерна для міді, цинку, свинцю та кадмію. Найнижчий рівень добового надходження селену, як і інших мікроелементів, спостерігається у жінок 18-29 років (р<0,05).

Результати досліджень харчових раціонів лабораторним та розрахунковим методами не виявили суттєвих відмінностей у концентраціях селену, що дає можливість використовувати більш доступні розрахункові методи для скринінгового обстеження широких мас населення.

Таблиця 3

Порівняльна оцінка вмісту мікроелементів у харчових раціонах Дніпропетровської області (M ±m)

Примітка.* Згідно з рекомендаціями ФАО/ВООЗ.

Нами встановлено, що вміст селену в сироватці крові населення Дніпропетровської області, в середньому, становить 0,097±0,002 мг/л, що, згідно існуючої класифікації (Бакулин И.Г. и др., 2004), відповідає субоптимальному рівню забезпеченості. У 2% обстежених виявлено глибокий дефіцит селену (нижче 0,07 мг/л), у 42% населення забезпеченість цим мікроелементом знаходиться на рівні легкої форми недостатності (0,07-0,09 мг/л), 40% населення має субоптимальний (0,09-0,115 мг/л), і тільки 16% - оптимальний (0,115-0,130 мг/л) та вище оптимального (понад 0,130 мг/л) рівень селензабезпеченості.

Рівень забезпеченості селеном мешканців різних промислових територій області, встановлений в результаті проведених досліджень, коливається в межах 0,091±0,003 - 0,095±0,007 мг/л, що на 6,7-16,0% нижче у порівнянні з мешканцями контрольних територій - 0,102±0,003 - 0,110±0,004 мг/л (p<0,01). Слід зазначити, що вміст інших есенціальних елементів - міді та цинку у сироватці крові населення більшості промислових територій у 1,2 - 1,3 рази нижчий, а токсичних свинцю та кадмію - у 1,2-1,5 рази вищий у порівнянні з населенням контрольних територій (p<0,05). Концентрація селену в сироватці крові всього жіночого населення Дніпропетровської області (табл. 4) на 5% вища (р<0,05) у порівнянні з чоловіками. З віком у крові жіночого населення на 10% підвищується концентрація селену, вміст свинцю та кадмію, навпаки, на 30% (р<0,05) знижується. Вікової динаміки концентрацій інших досліджуваних мікроелементів для чоловіків не виявлено.

Таблиця 4

Статево-вікові відмінності у концентраціях мікроелементів в сироватці крові населення Дніпропетровської області (M ±m)

Незважаючи на достатній вміст селену в обєктах навколишнього середовища та харчовому раціоні, рівень його внутрішнього вмісту, у переважній більшості, знаходиться на рівні різного ступеню дефіциту, що, в певній мірі, обумовлено доведеним в наших дослідженнях антагонізмом між селеном та свинцем (r=-0,60; p<0,001) і селеном та кадмієм (r=-0,35; p<0,01). Вказані метали не тільки перешкоджають всмоктуванню селену в органах шлунково-кишкового тракту, а й при надлишковому їх надходженні до організму, що характерно для Дніпропетровського регіону, сприяють підвищеному його використанню в процесі активації реакцій вільнорадикального окиснення.

Активність глутатіонпероксидази еритроцитів дорослого населення працездатного віку на території Дніпропетровської області, згідно результатів дослідження, в середньому, складає 6,40±0,07 млмоль/л за хв., що відповідає нормативним величинам та на 6% нижче оптимального показника, розрахованого для умов Дніпропетровської області. Активність ферменту прямо пропорційно корелює з вмістом селену у сироватці крові (r=0,30; р<0,001) та може використовуватись як додатковий показник селенового статусу.

В результаті проведеного математичного аналізу встановлено відємний кореляційний звязок між вмістом селену у підземній воді та смертністю населення, особливо у віці 30-39 років, від хвороб системи кровообігу (r=-0,57; р<0,05), інфаркту міокарда та цереброваскулярних захворювань (r=-0,70; р<0,05); між концентрацією біотика у пшеничному борошні та частотою виникнення злоякісних новоутворень чоловічих статевих органів, смертністю від цереброваскулярних захворювань, атеросклерозу (r=-0,72 - r=-0,81; р<0,05). Також відємний кореляційний звязок встановлено між середньодобовим рівнем надходження біотика та показниками захворюваності населення ішемічною хворобою серця (r=-0,93; р<0,05), цереброваскулярними захворюваннями (r=-0,96; р<0,05), злоякісними новоутвореннями в цілому, в тому числі злоякісними новоутвореннями органів дихання (r=-0,98; р<0,05), а також смертністю від хвороб, що характеризуються підвищеним кровяним тиском (r=-0,93; р<0,05), інфаркту міокарда та атеросклерозу (r=-0,99; р<0,01); між селеновим статусом та захворюваністю всього дорослого населення цереброваскулярними хворобами (r=-0,60; р<0,05), злоякісними новоутвореннями, смертністю від інфаркту міокарда та атеросклерозу (r=-0,99; р<0,001).

Регресійний аналіз дозволив розрахувати «пороги» вмісту селену в обєктах довкілля і організмі людини, при зниженні яких підвищується ймовірність захворюваності та смертності населення від хвороб системи кровообігу та злоякісних новоутворень вище умовної «норми» для Дніпропетровської області, що, в найбільшій мірі, виражено для цереброваскулярних захворювань, атеросклерозу, інфаркту міокарда та злоякісних новоутворень органів дихання. Порогові рівні вмісту селену для підземних вод становлять 0,0058 мг/л, для пшеничного борошна - 0,173 мг/кг, для харчових раціонів - 0,104 мг/добу, для сироватки крові - 0,089 мг/л. Розроблені моделі дали можливість, з певною мірою вірогідності, прогнозувати рівні захворюваності та смертності населення при тому чи іншому рівні селену в довкіллі та організмі людини. Розраховано відносний ризик збільшення показників захворюваності та смертності населення від хвороб системи кровообігу в цілому, та від окремих нозологічних форм (RR=1,8-3,0) вище умовної «норми» для Дніпропетровської області в разі дефіциту селену в обєктах довкілля та організмі людини.

На основі проведених досліджень та аналізу даних літератури обґрунтовано комплекс заходів по нормалізації селенового статусу у населення індустріально розвинутих територій (схема 1).

Схема 1. Комплекс профілактичних заходів по оптимізації селенового статусу населення Дніпропетровської області

ВИСНОВКИ

В дисертації здійснено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукового завдання у встановленні просторово-часових закономірностей розповсюдження мікроелемента селену у життєзабезпечуючих середовищах та організмі людини, його впливу на показники здоровя населення індустріального регіону, запропоновані методи корекції селенового статусу з метою попередження виникнення селендефіцитних станів для збереження і зміцнення здоровя населення.

1. Концентрація селену та інших мікроелементів - міді, цинку, свинцю і кадмію у поверхневих та підземних водах на території Дніпропетровської області відповідає гігієнічним вимогам. Лише в підземних водах Криничанського, Солонянського та Магдалинівського районів вміст селену у 1,19 - 1,75 разів перевищує гранично допустимі концентрації. На сьогоднішній день водопровідна вода за вмістом кадмію та цинку не відповідає вимогам ДСанПіН №383. У поверхневих водах малих та середніх річок вміст селену у 1,4-1,6 разів більший, ніж у великих річках. Найбільша концентрація мікроелемента визначається у воді криниць - 0,0053±0,002 мг/л, що у 1,6-6,2 рази вище, ніж у більшості свердловин та відкритих водоймах.

2. У пшеничному борошні місцевого походження відмічається середній рівень вмісту селену - 0,178 мг/кг та міді - 2,18 мг/кг, відносно низький рівень вмісту цинку - 5,61 мг/кг на фоні підвищеного рівня вмісту свинцю і кадмію - 0,160 мг/кг та 0,039 мг/кг відповідно. Встановлено, що з підвищенням ґатунку пшеничного борошна концентрація в ньому селену знижується на 20-30%.

3. Добове надходження селену в організм жителів Дніпропетровської області, в середньому, складає 0,113±0,002 мг, що відповідає рекомендаціям експертів ФАО/ВООЗ та забезпечує фізіологічну потребу в даному елементі, рекомендовану для України. Мешканці індустріального міста отримують на 8,3 % менше селену у порівнянні з мешканцями контрольного міста. Чоловіки вживають з харчовими раціонами на 8,4 - 18,2% більше мікроелементу, ніж жінки.

4. Незважаючи на достатній вміст селену в обєктах довкілля і харчовому раціоні, його концентрація в сироватці крові населення Дніпропетровської області, в середньому, становить 0,097±0,002 мг/л, що відповідає рівню субоптимальної забезпеченості та на 16% нижче оптимальних величин. У 2% обстежених виявлено глибокий дефіцит селену, у 42% населення - легка форма недостатності, для 40% характерний субоптимальний, і лише для 16% - оптимальний та вище оптимального рівень селензабезпеченості.

5. Забезпеченість селеном мешканців промислових територій на 6,7 - 16,0% нижча у порівнянні з контрольними, що, в певній мірі, обумовлено існуванням біологічного антагонізму селену із свинцем (r=-0,60; p<0,001) та кадмієм (r=-0,35; p<0,01). Вміст селену в організмі жінок на 5% (p<0,05) вищий у порівнянні з чоловіками. Активність глутатіонпероксидази еритроцитів - типоспецифічного ферменту-маркеру прямо пропорційно корелює з вмістом селену у сироватці крові (r=0,30; р<0,001) та може використовуватись як додатковий показник при скринінгових дослідженнях селенового статусу населення.

6. Ризик виникнення у населення Дніпропетровської області хвороб системи кровообігу та злоякісних новоутворень в цілому, а також окремих нозологічних форм - цереброваскулярних захворювань, інфаркту міокарду, атеросклерозу, злоякісних новоутворень органів дихання, з певною мірою вірогідності, визначається вмістом селену в обєктах довкілля та організмі людини (r=-0,57 - r=-0,99, р<0,05 - р<0,001; RR= 1,8 - 3,0).

7. Результати проведених досліджень дозволили науково обґрунтувати, розробити і впровадити гігієнічні рекомендації по оптимізації селенового статусу мешканців Дніпропетровської області для збереження та зміцнення здоровя населення.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

I. Наукові праці, опубліковані у наукових виданнях, затверджених ВАК України:

1. Білецька Е.М. Зубик Н.М. Гігієнічна оцінка вмісту мікроелемента селену у воді Дніпропетровської області // Довкілля та здоровя. - 2007. - №1.- С. 56 - 60. Дисертантом проведено збір матеріалу, статистичну обробку та узагальнення результатів.

2. Мікроелементний склад пшеничного борошна та його залежність від природно-антропогенних факторів / Е.М.Білецька, Н.М.Зубик, С.Ф.Плачков, С.А.Риженко, П.В.Переярченко // Медичні перспективи. - 2007. -Т. XII, №1. - С.81-86. Дисертантом проведено збір, обробку та аналіз даних.

3. Зубик Н.М. Вміст есенціальних та токсичних металів у харчових раціонах мешканців Дніпропетровської області // Гігієна населених місць. - К., 2007. - Вип. 50. - С. 279-285.

4. Онул Н.М. Селеновий статус населення Дніпропетровської області // Медичні перспективи. - 2007. - Т. XII, №4. - С.98-103.

5. Білецька Е.М., Онул Н.М., Остропольська Г.М. Фізіолого-гігієнічні особливості забезпеченості селеном міського населення Дніпропетровської області та його вплив на показники цереброваскулярної захворюваності // Довкілля та здоровя. - 2008. - №2. - С. 60-62. Дисертантом проведено збір матеріалу, статистичну обробку та узагальнення результатів.

II. Наукові праці, опубліковані в інших виданнях:

6. Зубик Н.М. Роль селену в підвищенні резистентності організму в умовах техногенного забруднення довкілля // Весна наукова: Матеріали ювілейної 75-ї підсумкової наук. конф. студ. та молодих вчених. - Д., 2004. - С. 72.

7. Зубик Н.М. До проблеми селенового забезпечення населення Дніпропетровської області // Учитель та учень: Зб. тез доповідей наук. конф. СНТ II мед. факультету ДДМА. - Д., 2005. - С. 20 - 21.

8. Зубик Н.М. Порівняльна гігієнічна оцінка вмісту селену у воді вододжерел різного формування м. Дніпропетровська // Весна наукова: Матеріали 76-ї підсумкової наук. конф. студ. та молодих вчених. -Дніпропетровськ, 2005. - С.35 - 36.

9. Білецька Е.М. Зубик Н.М. Гігієнічна характеристика вмісту мікроелементів у питній воді м. Дніпропетровська // Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України (другі марзеєвські читання): Зб. матеріалів наук.-практ. конф. - К., 2006. - С. 30-31. Дисертантом проведено аналіз літератури, збір матеріалу, статистичну обробку даних.

10. Зубик Н.М. Гігієнічна оцінка якості питної води Дніпропетровської області за мікроелементним складом // Укр. наук.-мед. молодіжний журн. -2006. - Спец. вип. - С. 83.

11. Гігієнічна оцінка вмісту важких металів у пшеничному борошні та їх вплив на серцево-судинну захворюваність населення Дніпропетровської області / Е.М.Білецька, Н.М.Зубик, А.В.Ісаєв, В.І.Колесник // Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України (треті марзеєвські читання): Зб. матеріалів наук.-практ. конф. - К., 2007. - С. 80-81. Дисертантом проведено аналіз літератури, збір матеріалу та узагальнення результатів.

12. Білецька Е.М. Зубик Н.М. Біомікроелементи - селен, мідь та цинк у харчуванні населення промислово розвинутих територій // Проблеми природокористування, сталого розвитку та техногенної безпеки регіонів: Матеріали IV міжнар. наук.-практ. конф. - Дніпропетровськ, 2007. - С. 79-80. Дисертантом проведено аналіз літератури, збір матеріалу та статистичну обробку даних.

13. Белецкая Э.Н., Зубик Н.М. Содержание селена в объектах окружающей среды Днепропетровской области - крупнейшего промышленного региона Украины // Аллергология и иммунология. - 2007. - Т. 8, № 3 - С. 345. Дисертантом проведено збір матеріалу, аналіз та узагальнення результатів.

14. Гігієнічна оцінка добового надходження свинцю та кадмію в організм мешканців промислового регіону / Е.М.Білецька, Н.М.Онул, С.Ф.Плачков, П.В.Переярченко, В.І.Колесник, С.І.Стряпан, О.О.Прокопенко // Збереження здоровя населення урбанізованих територій: наукові і практичні аспекти впливу чинників довкілля: Матеріали міжнар. наук.-практ. конф. - Дніпропетровськ, 2007. - С. 58-61. Дисертантом проведено аналіз літератури, статистичну обробку результатів.

15. Онул Н.М., Плачкова Т.О. Мікроелементний статус населення Дніпропетровської області // Збереження здоровя населення урбанізованих територій: наукові і практичні аспекти впливу чинників довкілля: Матеріали міжнар. наук.-практ. конф. - Дніпропетровськ, 2007. - С. 58-61. Дисертантом проведено аналіз літератури, збір матеріалу та узагальнення результатів.

16. Гігієнічна оцінка селенового статусу населення промислового регіону: Інформаційний лист / Е.М.Білецька, Н.М.Онул. - К.: Укрмедпатентінформ, 2008. - №20-2008. - 3 с. Дисертантом проведено збір матеріалу, статистичну обробку результатів, обґрунтування впровадження системи біомоніторингу селену для зміцнення здоровя населення.

17. Онул Н.М. Гігієнічні основи розробки профілактичних заходів по оптимізації селенового статусу населення промислово розвинутого регіону // Актуальні питання сучасної медицини: Матеріали міжнар. наук. конф. студ. та молодих вчених. - Харків, 2008. - С. 91-92.

АНОТАЦІЯ

Онул Н.М. Гігієнічна характеристика вмісту селену в обєктах навколишнього середовища і організмі людини та його вплив на показники здоровя населення екологічно несприятливого регіону. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.02.01 - гігієна та професійна патологія (медичні науки). - Державна установа «Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М.Марзєєва АМН України», Київ, 2008.

Дисертація присвячена питанням вивчення регіональних особливостей розповсюдження мікроелемента селену у навколишньому середовищі, організмі людини, його впливу на показники здоровя населення Дніпропетровської області.

В результаті проведених досліджень встановлено просторово-часові особливості розповсюдження селену в системі «навколишнє середовище - організм людини» і дана комплексна оцінка його вмісту в різних обєктах довкілля, орг анізмі міських та сільських мешканців промислово розвинутого регіону, його залежність від концентрацій важких металів - міді, цинку, свинцю та кадмію. Створена еколого-гігієнічна карта вмісту селену у підземних водах Дніпропетровської області. Визначено, що недостатній вміст селену в обєктах довкілля та організмі людини, з певною мірою вірогідності, впливає на показники захворюваності та смертності населення області від хвороб системи кровообігу та злоякісних новоутворень. Обґрунтовано необхідність впровадження системи профілактичних заходів по оптимізації селенового статусу задля збереження та зміцнення здоровя населення промислово розвинутої території.

Ключові слова: селен, мікроелементи, навколишнє середовище, біомоніторинг, показники здоровя, профілактика.

АННОТАЦИЯ

Онул Н.М. Гигиеническая характеристика содержания селена в объектах окружающей среды и организме человека и его влияние на показатели здоровья населения экологически неблагоприятного региона. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата медицинских наук по специальности 14.02.01 - гигиена и профессиональная патология (медицинские науки). - Государственное учреждение «Институт гигиены и медицинской экологии им. А.Н.Марзеева АМН Украины», Киев, 2008.

Диссертация посвящена вопросам изучения региональных особенностей распространения микроэлемента селена в окружающей среде, организме человека, его влияния на показатели здоровья населения Днепропетровской области.

В результате проведенных исследований установлены пространственно-временные особенности распространения селена в системе «окружающая среда - организм человека» и дана комплексная оценка его содержания в разных объектах окружающей среды, организме городских и сельских жителей промышленно развитого региона, его зависимость от концентраций тяжелых металлов - меди, цинка, свинца и кадмия. Создана эколого-гигиеническая карта содержания селена в подземных водах Днепропетровской области. Определенно, что недостаточное содержание селена в объектах окружающей среды и организме человека, с определенной мерой вероятности, влияет на показатели заболеваемости и смертности населения области от болезней системы кровообращения и злокачественных новообразований. Обоснована необходимость внедрения системы профилактических мероприятий по оптимизации селенового статуса с учетом уровня обеспеченности организма данным микроэлементом, половых, возрастных и территориальных особенностей с целью сохранения и укрепления здоровья населения промышленно развитой территории.

Полученные данные свидетельствуют, что средняя концентрация селена в поверхностных водах и водопроводной воде на территории Днепропетровской области отвечает гигиеническим требованиям и данным литературы. Содержание других микроэлементов - меди, цинка, свинца и кадмия в поверхностных водах, хотя и отвечает нормативным величинам, однако в 1,1-3,6 раза превышает данные литературы относительно фоновых территорий. На сегодняшний день водопроводная вода по содержанию кадмия и цинка не отвечает требованиям ДСанПиН №383. Содержание селена в подземных водах на территории Днепропетровской области отвечает гигиеническим требованиям, за исключением Криничанского, Солонянского и Магдалиновского районов, средняя концентрация микроэлемента в подземных водах которых в 1,19-1,75 раз выше установленного норматива. В пшеничной муке, полученной из зерна, выращенного на территории Днепропетровской области, отмечается средний уровень содержания селена - 0,178 мг/кг и меди - 2,18 мг/кг, относительно низкий уровень содержания цинка - 5,61 мг/кг и повышенный - свинца и кадмия - 0,160 мг/кг и 0,039 мг/кг соответственно. Концентрация селена в муке промышленных районов в 1,2-1,9 раза ниже по сравнению с контрольными территориями. Пшеничная мука высшего сорта в 1,2-1,3 раза менее биологически активная по содержанию в ней селена, в отличие от такой первого и второго сортов. Уровень суточного поступления селена в организм жителей Днепропетровской области, в среднем, составляет 0,113±0,002 мг, что отвечает рекомендациям экспертов ФАО/ВОЗ и обеспечивает суточную потребность в данном элементе, установленную на Украине (0,05-0,07 мг). Жители индустриальных городов получают данный микроэлемент в количестве, которое на 8,3 % ниже по сравнению с жителями контрольного города.

Селеновый статус населения Днепропетровской области, в среднем, составляет 0,097±0,002 мг/л, что отвечает субоптимальному уровню обеспеченности. В 2% обследованных обнаружен глубокий дефицит селена, у 42% населения обеспеченность микроэлементом находится на уровне легкой формы недостаточности, 40% населения имеет субоптимальный, и только 16% - оптимальный и выше оптимального уровень селенобеспечености. Обеспеченность селеном жителей разных промышленных территорий на 6,7-16,0% ниже по сравнению с жителями контрольных. Следует отметить, что содержание других эссенциальных элементов - меди и цинка в сыворотке крови жителей большинства промышленных территорий в 1,2 - 1,3 раза ниже, а токсичных свинца и кадмия - в 1,2-1,5 раза выше по сравнению с жителями контрольных территорий. Концентрация селена в сыворотке крови женского населения Днепропетровской области на 5% выше, чем у мужчин. Несмотря на достаточное содержание селена в объектах окружающей среды и пищевом рационе, его внутренние концентрации, в подавляющем большинстве, находятся на уровне разной степени дефицита, что, в определенной мере, обусловлено доказанным в наших исследованиях биологическим антагонизмом между селеном и свинцом (r=-0,60; p<0,001), селеном и кадмием (r=-0,35; p<0,01). Активность глутатионпероксидазы эритроцитов, в среднем, составляет 6,40±0,07 млмоль/л/мин, что отвечает нормативным величинам и на 6% ниже оптимального показателя, рассчитанного для условий Днепропетровской области. Активность фермента прямо пропорционально коррелирует с содержанием селена в сыворотке крови (r=0,30; р<0,001) и может использоваться как дополнительный показатель при скрининговых исследованиях селенового статуса населения.

Математический анализ данных подтвердил существование количественной взаимосвязи внешних концентраций селена и селенового статуса населения с показателями заболеваемости и смертности населения Днепропетровской области от болезней системы кровообращения и злокачественных новообразований, что, в наибольшей степени, выражено для цереброваскулярних заболеваний, атеросклероза, инфаркта миокарда и злокачественных новообразований органов дыхания; а также позволил рассчитать «пороговые уровни» содержания селена в объектах окружающей среды и организме человека, при снижении которых вероятность возникновения указанных заболеваний может выходить за пределы условной «нормы» для Днепропетровской области.

Ключевые слова: селен, микроэлементы, окружающая среда, биомониторинг, показатели здоровья, профилактика.

ANNOTATION

Onul N.M. Hygienic characteristics of selenium content in the objects of the environment and human organism and its impact on health indices of population, living in ecologically challenged region.- Manuscript.

Dissertation for the degree of Candidate of Medical Sciences on speciality 14.02.01.- Hygiene and occupational pathology (medical sciences).- State institution “Institute of Hygiene and Medical Ecology named after O.M.Marzeev”, Academy of Medical Sciences of Ukraine, Kyiv, 2008.

Dissertation is devoted to the issues under study of regional peculiarities of microelement selenium abundance in the environment and human organism, its impact on health indices of population of Dnipropetrovsk region.

As a result of the carried out investigations there were established spatial-temporal peculiarities of selenium abundance in the system “environment-human organism” and there was given a complex assessment of its content in different objects of the environment, in the organism of city and rural inhabitants of industrially developed region, its dependence from concentration of heavy metals - copper, zinc, lead and cadmium. There was created ecologic-hygienic map of selenium content in the underground waters of Dnipropetrovsk region. It was defined that insufficient content of selenium in the objects of the environment and human organism with a high probability impacts the morbidity and mortality rates of populations death from the diseases of blood circulation system and malignant neoplasms. It was justified the necessity of implementation of system of prophylactic measures to optimize selenium status for the maintenance and strengthening of populations health in industrially developed territory.

Keywords: selenium, microelements, surrounding environment, biomonitoring, health indices, prophylaxis.