Показатели метаболической обеспеченности некоторыми биоэлементами и эффективности профилактики дефицита кальция и йода у детей препубертатного возраста южного региона Башкирии (на примере г.Мелеуза и

Головатских, Инна Васильевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Показатели метаболической обеспеченности некоторыми биоэлементами и эффективности профилактики дефицита кальция и йода у детей препубертатного возраста южного региона Башкирии (на примере г.Мелеуза и
ВАК РФ 03.01.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Показатели метаболической обеспеченности некоторыми биоэлементами и эффективности профилактики дефицита кальция и йода у детей препубертатного возраста южного региона Башкирии (на примере г.Мелеуза и"

На правах рукописи

Головатских Инна Васильевна

ПОКАЗАТЕЛИ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ НЕКОТОРЫМИ БИОЭЛЕМЕНТАМИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОФИЛАКТИКИ ДЕФИЦИТА КАЛЬЦИЯ И ЙОДА У ДЕТЕЙ ПРЕПУБЕРТАТНОГО ВОЗРАСТА ЮЖНОГО РЕГИОНА БАШКИРИИ (НА ПРИМЕРЕ Г.МЕЛЕУЗА И МЕЛЕУЗОВСКОГО РАЙОНА)

03.01.04 - Биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 У КОН 1УА

005550142

Челябинск — 2014

005550142

Работа выполнена на кафедре биологической химии государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научный руководитель

доктор медицинских наук Аглетдинов Эдуард Феликсович

Официальные оппоненты:

Терехина Наталья Александровна доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия имени академика Е.А. Вагнера» Минздрава России, кафедра биохимии, заведующая

Шаповалов Петр Яковлевич доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия» Минздрава России, кафедра гигиены с основами экологии, заведующий

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита диссертации состоится « 30 » июня 2014 года в _ часов на

заседании Диссертационного совета Д 208.117.02 при Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, по адресу: 454092, г.Челябинск, ул.Воровского, 64

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации и на сайте www.chelsma.ru.

Автореферат разослан « ^о^» Л-1 О-иС_2014 года

Ученый секретарь Диссертационного совета доктор медицинских наук

Н.В. Тншевская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности

На территории многих регионов России отмечается недостаток или избыток биоэлементов, приводящих на фоне общих факторов здоровья детей к формированию донозологических и патологических состояний в силу особенностей обмена растущего организма, несовершенных адаптационных возможностей, снижения резистентности и сопротивляемости. Фактор элементной обеспеченности является одним из ведущих компонентов, определяющих здоровье детского населения (Кучма В.Р. Росс, педиатрический журнал. 2007. № 1. С. 53-57; Детское питание: Руководство для врачей. Под ред. Тутельяна В.А. М.: ООО «Мед. информ. агентство». 2009. 952с. Онищенко Г.Г. Вопросы питания. 2009. №1. С. 16-21; Сетко Н.П. Гигиена и санитария. 2009. №4. С. 45-47.; Вестник РГМУ. 2011. №1. С. 9-14; Баранов A.A. Педиатрия. 2012. Т. 91, №3. С. 9-14).

Недостаточно изученным аспектом данной проблемы является состояние истиной нутриентной обеспеченности детей эссенцнальными биоэлементами во взаимосвязи с отдельными специфическими видами обмена веществ. Оценка особенностей метаболических изменений, составляющих основу патохимических механизмов биоэлементной недостаточности и предшествующих возникновению клинических проявлений, является чрезвычайно важным аспектом, включающим своевременную диагностику пограничных состояний на доклиническом уровне, назначение селективной корригирующей терапии и диагностический мониторинг ее эффективности. Ликвидация дефицита биоэлементов снижает общую заболеваемость и продолжительность заболевания (Шарухо Г.В. Мед. наука и образование Урала. 2010. №2. С. 46-48; Онищенко Г.Г. Мед. наука и образование Урала. 2011. №1. С. 138-142).

Среди элементзависимых заболеваний наиболее распространенными у детей являются железодефицитная анемия и эндемический зоб (Спиричев В.Б. Витамины, витаминоподобные и минеральные вещества. Справочник. М.: МЦФЭР. 2004. 240с; Дедов И.И. Дефицит йода - угроза здоровью и развитию детей России. Пути решения проблемы (национальный доклад). М. 2006. 124с; Детское питание: Руководство для врачей. Под ред. Тутельяна В.А. М.: ООО «Мед. информ. агентство». 2009. 952 е.).

Эндемический зоб и дефицит йода разной степени тяжести обнаруживаются практически на всей территории России (Дедов И.И. Иоддефицитные состояния у детей России. М.: Медицина. 2003. 223с.; Трошина Е.А. Проблемы эндокринологии. 2011. №1. С. 60-65). Своевременное выявление и проведение комплекса лечебно-профилактических мероприятий, коррекция функциональных нарушений в препубертатном периоде позволяет предотвратить формирование зоба, задержку полового и физического развития в пубертате (Фадеев В.В. Заболевания щитовидной железы в регионе легкого йодного дефицита: эпидемиология, диагностика, и лечение. М.: Изд. дом «Видар - М». 2005. 240с.; Трошина Е.А.

Клин, и эксперим. тиреоидология, 2009. №2. С. 34-40; Белякова М.А. Сибирский мед. журнал. 2010. №1. С. 100-102).

Несмотря на глубокую изученность этиологии и патогенеза, достаточно широкие возможности диагностики, профилактики и лечения, железодефицитные состояния продолжают оставаться распространенными в мире. У детей 5-14 лет его частота достигает до 82% (Колосова Н.Г. http:// www.lvrach.ru.//2012/08/15435499). Изменения, возникающие вследствие дефицита железа, приводят к нарушениям со стороны различных систем детского организма: снижается толерантность к физическим нагрузкам, когнитивное, психоэмоциональное и двигательное развитие, интеллектуальный потенциал, возрастает инфекционная заболеваемость (Коровина H.A. http://www.lvrach.ru.//2006/05/4533923i Lozof В. Semin.Pediatr. 2006. Vol. 13 (3). P. 158-165; J. Nutr. 2011. Vol. 141(4). P. 7405-7465. Córtese S. Med. Hypetheses. 2008. Vol. 70(6). P. 1128-1132; Chang S. Pediatrics. 2011. Vol. 127(4). P. 927-933; Chen M.N. http:// www biomedcentral. Com/1471-244X/13/161).

Широкомасштабные исследования детей от 3 до 15 лет, проведенные в России за период 2004-2009 гг., свидетельствуют о снижении костной прочности у 13,6% обследованных (Шеплягина JI.A. Костная прочность у детей: известные и неизвестные факты. М. 2010. 16 е.). Особый вклад в ухудшение состояния костной ткани вносит дефицит кальция и нарушения кальций-фосфорного обмена.

Анализ литературных данных подтверждает необходимость поиска, систематизации и апробации биохимических признаков элемент-зависимых патологических изменений для диагностики преморбидных состояний до появления клинических признаков.

Цель исследования. Характеристика элемент-зависимых звеньев обмена веществ, отражающих обеспеченность железом, кальцием и йодом детей препубертатного возраста, и метаболическая оценка эффективности групповой профилактики дефицита кальция и йода.

Задачи исследования

1. Изучить биохимический статус и интенсивность свободно-радикального окисления у детей препубертатного возраста южного региона Республики Башкортостан.

2. Изучить метаболические признаки элементной обеспеченности железом и распространенность дефицита железа среди городских и сельских школьников младших классов.

3. Определить у детей уровень биохимических маркеров обмена костной ткани и костную прочность.

4. Охарактеризовать тиреоидный статус детей препубертатного возраста региона.

5. Оценить эффективность групповой профилактики элементной недостаточности кальция и йода на обмен костной ткани и тиреоидный статус детей.

Методология и методы исследования. В работе представлены результаты обследования в 2011 -2012 гг. 180 школьников 2-3 классов (8-9 лет) гимназии № 1, МБОУ СОШ № 5 г. Мелеуза и МБОУ СОШ села Зирган Мелеузовского района, находящихся на юге Республике Башкортостан. Обязательным критерием в исследовании было письменно подтвержденное добровольное информированное согласие родителей и устное согласие ребенка. При сборе, обработке и хранении информации на всех этапах работы соблюдались принципы конфиденциальности.

Для достижения цели и решения поставленных задач использовались следующие методы: биохимические, клинико-лабораторные, физиологические, гигиенические, ультразвуковые, иммуноферментный анализ, статистические.

Исследования проводились в два этапа: в начале учебного года (первая половина сентября) и в конце учебного года (последняя декада мая). Для оценки групповой профилактики элементной недостаточности кальция и йода обследуемые учащиеся были разделены на группы: первую группу составили дети г. Мелеуза, получавшие в течении года согласно программе «Школьное молоко» цельное молоко, вторую - городские школьники, получавшие йодированное молоко, третью — учащиеся сельской общеобразовательной школы, получавшие цельное молоко, четвертую — сельские дети, получавшие иодированное молоко.

Йодированное и нейодированное молоко, производимое Мелеузовским молочным комбинатом, школьники младших классов получали дополнительно во время школьного завтрака по 200 мл (стакан) 3 раза в неделю. Иодированное цельное молоко (торговое название «Фитомол») производится на комбинате по оригинальной технологии с использованием йодсодержащей биологически активной добавки к пище «Фитойод», разработанной в научно-исследовательской лаборатории «Пищевые технологии» филиала ФГОУ ВПО «Московский государственный университет технологии и управления им. К.Г. Разумовского» в г. Ме-леузе (патент РФ №2255377 от 10.12.2005г.). «Фитойод» разрешен для использования в пищевой промышленности на территории РФ (свидетельство о госрегистрации №77.99.23.3.У.141149.12.06 от 04.12.2005г.). Молоко «Фитомол» изготавливается в соответствии с ТУ 9191-001-48859312-05 Федерального агентства «ЦСМ Республики Башкортостан». 100 мл «Фитомола» содержит 30 мкг йода в биодоступной форме, обеспечивает пролонгированное всасывание йода.

Степень достоверности, апробация результатов, личное участие автора. Достоверность полученных результатов, обоснованность выводов и практических рекомендаций базируются на достаточном числе наблюдений, использовании современных методов, аппаратуры и наборов реагентов, адекватной статистической обработке материалов исследования.

Основные материалы диссертационной работы доложены на научно-практической конференции с международным участием «Илизаровские чтения» (г. Курган, 2012); IV Российской научно-практической конференции «Здоровье человека в XXI веке» (г. Казань, 2012); Российской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы медицинской биохимии и клинической лабораторной диагностики», посвященной памяти академика АН РТ проф. Д.М. Зубаирова (г. Казань, 2013); Международной научно-практической конференции «Инновационное развитие малых городов России: научный, технологический и образовательный потенциал» (г. Мелеуз, 2013); VII Международной научно-практической конференции молодых ученых-медиков (г. Курск, 2013); на совместном заседании кафедры биологической химии ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России и научно-исследовательской лаборатории «Пищевые технологии» филиала ГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского» в г. Мелеузе (г. Уфа, 2014), VI Российской научно-практической конференции, посвященной 200-летию образования Казанского государственного медицинского университета «Здоровье человека в XXI веке» (г. Казань, 2014).

Личное участие диссертанта в получении научных результатов, изложенных в диссертации, выразилось в проведении научно-информационного поиска, составлении плана, анализа и обобщения данных литературы, постановки цели и задач исследования, выбора методов, сборе материала, проведении биохимических исследований. Диссертант принимал участие в проведении соматометрических измерений, ультразвуковых исследований, расчета потребления биоэлементов. Автором проведена статистическая обработка и оценка результатов, их анализ, оформление публикаций, подготовка диссертационной работы.

Положения, выносимые на защиту

1 Анализ биохимических и гематологических параметров демонстрирует, что среди детей препубертатного возраста южного региона Башкирии дефицит железа не носит распространённый характер.

2. Уровень показателей фосфорно-кальциевого обмена и биохимических маркеров ремоделирования костной ткани соответствуют физиологическим возрастным колебаниям. Частота снижения костной прочности у школьников младших классов связана с недостаточной обеспеченностью кальцием и витамином Д.

3. Результаты метаболической оценки обеспеченности микронутриентами свидетельствуют о необходимости индивидуальной и групповой профилактики среди детей дефицита железа, кальция, йода, витамина Д и эффективности профилактики недостаточности кальция и йода в рамках программы «Школьное молоко» использованием йодированного и нейодированного молока.

Научная новизна. Установлено, что у детей препубертатного возраста (8-9 лет), проживающих в городе, отмечается усиление прооксидантной активности и механизмов антиоксидантной защиты по сравнению со сверстниками сельской местности. Впервые показано отсутствие в южном регионе Башкирии распро-

страненного дефицита железа у детей, но наличие напряженной адаптации организма к снижению запасов этого элемента. Установлено, что медиана концентрации в сыворотке крови маркеров костного ремоделирования — С-концевых тело-пептидов типа 1 и активность щелочной фосфатазы, а также уровень каль-цийурии находятся в пределах возрастных физиологических колебаний. Костная прочность детей в среднем по г-критерию существенно не отличается от российских референтных величин. Однако, обнаруживается более высокая частота снижения костной прочности по лучевой и большеберцовой кости на уровне менее М -15Э, составляя среди мальчиков 16,9%, девочек - 21,9%. Отмечается некоторое снижение концентрации в сыворотке крови кальция у городских школьников по сравнению с сельскими. Выявлено, что основной причиной снижения костной прочности является недостаточное обеспечение организма кальцием и витамином Д: рекомендуемое суточное количество кальция употребляют лишь 11 % детей; среди городских детей у 72% дефицит, у 27,65% недостаточность витамина Д, у сельских 37,65% и 62,5% соответственно. Уровень паратиреоидного гормона у городских школьников выше, чем у сельских детей.

Южный регион Башкирии характеризуется высокой распространенностью йоддефицитного состояния среди детского населения, что отражается в объеме щитовидной железы, уровне йодированных гормонов и йодурии. Установлено, что тяжелой и умеренной степенью недостаточности йода страдают в городе около трети, а на селе более половины детей. Функциональное состояние щитовидной железы при этом соответствует дизтиреоидному, у одной трети детей выявляется функциональное напряжение железы, как адаптационная реакция на йоддефицит.

Показано, что групповая профилактика дефицита кальция в течение учебного года среди школьников младших классов путем использования молока по программе «Школьное молоко» способствовала повышению содержания кальция в сыворотке крови, улучшению показателей костного метаболизма и костной прочности. По г-критерию частота снижения костной прочности на уровне менее М -180 уменьшилась более, чем в 2,5 раза. Доля детей с содержанием кальция в рационе фактического питания минимальной физиологической потребности увеличилась в 4 раза.

Впервые выявлена эффективность использования для групповой профилактики дефицита йода йодированного молока. Установлено, что применение йодированного молока по программе «Школьное молоко» способствует достижению физиологического уровня медианы йодурии (>100 мкг/л), ликвидации тяжелой и резкому снижению умеренной недостаточности йода, улучшению показателей объёма щитовидной железы и его функционального состояния, оцениваемого по уровню в крови тиреотропного гормона, концентрации общего и свободного тироксина и трийодтиронина, тиреоглобулина.

Теоретическая и практическая значимость работы. Приведенные в работе систематизированные данные позволяют оценить элементную обеспеченность железом, кальцием и йодом школьников младшего возраста и уровень распространенности дефицита этих биоэлементов среди детского населения региона.

Результаты исследования показывают высокую эффективность использования биохимических маркеров для мониторинга элементной обеспеченности при по-пуляционных исследованиях.

Обоснована и апробирована модель сочетанной профилактики метаболического дефицита кальция и йода, которая может быть использована врачами-педиатрами и другими специалистами в детских организованных коллективах, а также при принятии управленческих решений по увеличению производства и потребления обогащенных пищевых продуктов. Установлена необходимость индивидуальной и групповой профилактики среди детей юга Башкирии дефицита железа, кальция и йода, а также витамина Д. Это позволяет корректировать целевые региональные программы в группах риска в части профилактики заболеваний, обусловленных нутриентной недостаточностью данных элементов. Подтверждена эффективность региональной программы «Школьное молоко» для снижения дефицита потребления кальция. Показан положительный эффект групповой профилактики йоддефицита с применением цельного йодированного молока, содержащего 30 мкг йода на 100 мл, изготавливаемого по оригинальной методике производителя путем использования биологически активной добавки к пище «Фитойод», разрешенного для применения в пищевой промышленности на территории Российской Федерации. Эти данные определяют возможное направление эффективности использования молока и молочных продуктов для снижения элементной недостаточности среди различных групп населения.

Внедрение результатов исследования в практику. Основные положения диссертационного исследования используются в научных исследованиях и в учебном процессе Филиала государственного бюджетного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского» в г. Мелеузе, научно-практической деятельности ООО «Технопарк МГТУ», научных исследованиях кафедры биологической химии государственного бюджетного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации. Йод-содержащие цельное молоко «Фитомол» продолжает применяться для групповой профилактики йодной недостаточности детей младшего школьного возраста г. Мелеуза и Мелеузовского района.

Публикации. Соискатель имеет 14 опубликованных работ, из них по теме диссертации опубликовано 14 научных работ, общим объёмом 3,1 печатных листа, в том числе 4 статьи в научных журналах и изданиях, которые включены в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций. Соискателем опубликовано 9 работ в материалах всероссийских и международных конференций, 1 статья в региональном издании.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 182 страницах машинописного текста, содержит 27рисунков, ЗЗтаблицы и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы результатов собственных исследований, заключения, выводов, практических рекоменда-

ций и списка литературы, который включает 288 источников, в том числе 220 отечественных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Применительно к целям и задачам был сформирован дизайн исследования (рисунок 1).

Характеристика костной прочности количественной остеоденситометрней, определение в сыворотке крови содержания Са и Р, маркеров ремоделирования.

Оценка функционального состояния щитовидной железы: выраженность йодурии, содержание в сыворотке крови 0Т4. СТ4, оТ?, сТз, ТТГ, йодтиреоглобулина, антител к тиреопероксидазе, объем щитовидной железы.

Рисунок 1. Дизайн исследования

Объем исследований представлен в таблице 1.

Таблица 1 - Перечень материалов и исследуемых показателей

№ п/п Направление исследования Исследуемый материал и показатели Объем исследований

1. Биохимический статус Исследование в крови общего белка, мочевины, креатинина, общего и коньюгированного билирубина, глюкозы, триглицеридов, общего холестерина, активности АЛТ. 180

2. Интенсивность свободно-радикального окисления и антиокислительная защита Уровень первичных, вторичных и конечных продуктов ПОЛ, окислительно-модифицированных белков. Интенсивность Ре2+/индуцированного ПОЛ, Ре2+/Н202- индуцированного карбонилирования белков. 146 144

3. Оценка железоде-фицитного состояния Содержание НЬ, 1*ВС, МСУ, МСН, МСН. Уровни сывороточного железа, ферри-тина, рТфР. 180

4. Характеристика минерального костного обмена Содержание в сыворотке крови Са, Р, маркеров ремоделирования: С-концевых телопептидов коллагена типа I. Уровни 25(ОН) витамина Дз, ПТГ; экскреция Са с мочой; остеоденситометрия плечевой и боль-шеберцовой костей.

256 180 260

5. Оценка йоддефи-цита и функционального состояния щитовидной железы Иодурия, объем щитовидной железы. Уровни СТ4, 0Т3, ТТГ, антител к тирео-пероксидазе в сыворотке крови. Содержание в сыворотке крови йодтирео-глобулина, 0Т4, СТ3, определение чувствительности тиреоцитов к ТТГ. 260 260 180

6. Клинико-лабораторные Общий анализ крови. Уровень С-реактивного белка. 180 180

7. Физическое состояние и потребление биоэлементов Осмотр педиатром Соматометрические измерения. Анкетирование для воспроизведения фактического питания и оценки потребления Са, Ре, йода. 180 242

Содержание в сыворотке крови общего белка, мочевины, креатинина, общего и коньюгированного билирубина, глюкозы, холестерина, триацилглицеро-лов, кальция, фосфора, железа, активности АЛТ и щелочной фосфатазы опреде-

ляли на биохимическом анализаторе «А-25» (США), используя реагенты рекомендованных наборов и соблюдением соответствующих инструкций по применению.

Уровень С-концевых телопептидов коллагена типа I («Serum Cross Laps ™ ELISA»), 25-гидроксивитамина Д («OCTEIA-25 Hydoxy Vitamin Д») и паратгор-мона («PTG Intact ELISA (DRG)) изучали комплексом приборов: шейкера «Biosan PLT-4H», промывателя планшетов «Аквамарин» (Россия) и планшетного спектрофотометра «Biorad iMack» (США).

Содержание тиреотропина, тироксина общего и свободного, трийодтиро-нина общего и свободного, йодтиреоглобулина, антител к тиреопероксидазе определяли на полуавтоматическом анализаторе «Униплан» Россия, используя реагенты ЗАО «Вектор-Бест» (Россия), уровни С-реактивного белка высокочувствительного, ферритина, растворимого трансферринового рецептора и эритро-поэтина изучали на автоматическом иммуноферментном анализаторе «Лазурит».

Концентрацию в плазме крови первичных (гидроперекиси липидов) и вторичных (кетодиены и сопряженные триены) продуктов перекисного окисления липидов изучали по Волчегорскому И.А. (Вопр. мед. химии. 1989. №1. С. 127129), уровень ТБК-реагирующих веществ («ТБК-АГАТ», ООО «АГАТ-Мед»), конечных продуктов ПОЛ (шиффовы основания) и интенсивность Fe2 acKop6aT-индуцированного ПОЛ по Львовской Е.И. (Вопр. мед. химии. 1991. В.4. С. 92-94), уровень спонтанной и металл-катализируемой окислительной модификации белков определяли методом Дубининой Е.Е. (Вопр. мед. химии. 1995. В.2. С. 24-26), активность каталазы — по Королюк М.А. (Лаб. дело. 1988. В.1. С. 16-18).

Изучение концентрации кальция и креатинина в моче проводили наборами реагентов ЗАО «Вектор-Бест» с расчетами кальцийурии относительно креатинина (Щеплягина Л.А. Костная прочность у детей: известные и неизвестные факты. 2010. 16 е.), уровень экскреции йода с мочой исследовали кинетическим церий-арсенитным методом («Merk», Германия).

Исследование форменных элементов крови проведены на автоматическом гематологическом анализаторе «Abacus Junior» (США).

Определение костной прочности проводили на двух участках скелета детей — нижней трети лучевой кости и середины диафиза болынеберцовой кости по скорости прохождения ультразвуковой волны (Speed of Sound-SOS, м/с) на приборе «Omnisens 7000» фирмы Sunlight Medical Ltd Израиль, осуществляющей перерасчет полученных результатов и по Z-score согласно общеевропейской детской программы базы данных.

Объем щитовидной железы определяли УЗИ с использованием аппарата «Sono Scape» с датчиком 5,0 МГц с измерением длины, ширины и толщины каждой доли.

Измерение физического развития обследуемых школьников (рост, вес, окружность грудной клетки) проводили с помощью стандартных измерительных приборов по унифицированным методикам (Баранов A.A. Оценка здоровья детей и подростков при профилактических осмотрах. М.: Династия. 2004. 168 е.).

Оценку фактического питания проводили методом 24-часового воспроизведения питания в течение 10 дней с помощью специального вопросника (Мартин-

чик А.Н. Общая нутрициология: учебное пособие. М.: МЕДПРЕСС-информ. 2005. 392 с.) с использованием таблиц химического состава пищевых продуктов (Детское питание: Руководство для врачей. Под ред. Тутельяна В.А. М.: ООО Мед. информ. агентства. 2009. 952 е.).

Статистическую обработку осуществляли, применяя пакет программ Statistica 6,0 (Stat Soft), с использованием методов параметрической и непараметрической статистики. При нормальном распределении признаков оценивали арифметическую среднюю (М), стандартную ошибку средней арифметической (т) с оценкой достоверности межгрупповых различий по t-критерию Стьюдента. При ассиметричном распределении признака определяли медиану (Me), интерквартильный интервал (25-й и 75-й перцентили) с оценкой значимости различий групп по U-критерию Манна-Уитни. Взаимосвязь двух количественных признаков характеризовали корреляционным анализом по Спирмену. Для оценки различий категорий переменных использовали х2 (Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика. 1998,459 е.).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение общепринятых биохимических показателей крови не выявило существенных отклонений от референтных пределов возрастных колебаний (Энциклопедия клинических лабораторных тестов. Под ред. Тица Н.М.: Изд-во «Ла-бинформ». 1997. 960 с.) как у городских, так и сельских школьников младших классов. Определенные различия между этими группами детей были установлены в содержании некоторых продуктов ПОЛ, окислительной модификации белков и показателями антиокислительной защиты (таблица 2).

Таблица 2 — Показатели про- и антиоксидантной системы крови у учащихся

г. Мелеуза и с. Зирган, М±б

Показатель Мелеуз, п—66 Зирган, п=80 Р

Диеновые конъюгаты (гептановая фаза), усл. ед. 1,171±0,138 1,023±0,332 0,0008

Диеновые конъюгаты (изопропанольная фаза), усл.ед. 0,80±0,166 0,72±0,100 0,001

Кетодиены и сопряжённые триены (изопропаноловая фаза), усл. ед. 0,25±0,086 0,20±0,059 0,0004

Алифатические кетондинитро-фенилгидразоны нейтрального характера, мМ/г белка 5,55±3,11 4,51±2,04 0,013

ТБК-активные продукты, нг/мл 2,36±0,72 1,57±0,55 0,0408

Алифатические альдегиддинитро-фенилгидразоны, (индукция Ре2+ / Н202), ЕД/г белка 0,96±0,308 1,10±0,279 0,004

Каталаза, мкат/л 20,8±2,65 17,3±0,51 0,0018

Примечание: в таблице приведены только показатели, имеющие статистически значимые различия.

Хотя изучаемые показатели в среднем соответствовали общепринятым нормам и не демонстрировали выраженного дисбаланса в окислительной системе, у городских школьников выявлено более интенсивное течение свободно-радикального окисления биологических молекул на фоне более высокого уровня антиоксидантных систем и снижение аналогичных показателей у сельских учащихся.

Результаты этих исследований не противоречат данным, полученным другими авторами (Боев В.М. Экология человека на урбанизированных и сельских территориях. Оренбург. 2003. 284 е.; Соцкова В.А. автореф. дис. ... канд. биол. наук. Тюмень. 2007. 22 е.; Колесникова Л.И. Биохимия питания. 2013. № 4. С. 2733). Основной причиной дисбаланса в окислительной системе у детей, живущих в городских условиях, является более выраженная антропогенная нагрузка, чем в сельских, включая воздействие на организм различных прооксидантных компонентов в городской атмосфере из-за стационарных промышленных выбросов и выбросов автомобильного транспорта.

Определение у школьников младших классов гематологических показателей, характеризующих обеспеченность железом, выявило более низкое содержание в крови у сельских ребят по сравнению с городскими гемоглобина, MCV и МСНС, хотя медиана содержания всех показателей соответствовала референтным величинам. Индивидуальный анализ результатов гематологических исследований показал, что среди городских детей снижение MCV менее 76 фл обнаружилось у 12,6%, МСН менее 26,0 иг - у 11,5% обследованных, среди сельских снижение MCV - у 8,6%, МСН - у 10,8% учащихся. Сочетанное снижение MCV и МСН среди городских учащихся установлено у 9,2%, среди сельских - у 6,45%. Уменьшение средней концентрации НЬ в эритроците менее 320 г/л было установлено только у 1 (1,2%) городского ребенка. Суточное потребление железа у сельских детей было несколько ниже (17,8±1,31 мг), чем у городских (8,5±1,44 мг), Р<0,0001. Однако известно, что наблюдается регуляция запасов железа в зависимости от потребления путем увеличения его усвоения (Колесова Н.Г. http://www.t-pacient.ru/archive/tp8-9-ll/tp8-9-ll_812html). В целом, результаты гематологических исследований позволяют предположить, что у более 10% школьников младших классов (8-9 лет) имеется скрытый дефицит железа.

Для уточнения данного предположения было проведено изучение биохимических маркеров, характеризующих элементную обеспеченность железом (WHO, 2001. htpp://www.who.int/vmnis/indicators/serum_ferritin_ ru.pdf): сывороточные уровни ферритина, растворимого рецептора к трансферрину (рТфр), а также сывороточного железа и эритропоэтина (таблица 3).

Медиана содержания исследованных биохимических маркеров не выходила за референтные величины. При этом, у 7,5% городских и 12,6% сельских школьников концентрация сыворотки железа была ниже 9,0 мкмоль/л.

Содержание ферритина менее 15 мкг/л характеризует истощение запасов железа в организме. Ферритин является позитивным острофазовым белком и при воспалении его концентрация увеличивается. Для исключения влияния воспалительной реакции или инфекции помимо исследования лейкоцитарной формулы и СОЭ у детей было определено и содержание С-реактивного белка.

Таблица 3 — Содержание биохимических маркеров элементной обеспеченности железом в сыворотке крови школьников младших классов, Ме [25%;75%]

Показатель Референтные величины г. Мелеуз, п=86 с. Зирган, п=93 Р

Железо, мкмоль/л 9,0-21,5 18,6[10,3;22,9] (3,0-33,6) 16,5[10,1;23,2] (4,1-29,4) 0,0036

Ферритин, мкг/л 15-140 45,4[32,4;64,7] (10,4-189,8) 39,8[22,9;60,3] (5,7-135,8) 0,0078

рТфР, мкг/л 0,7-2,5 2,01[1,56;2,16] (1,07-2,99) 1,89[1,46;2,00] (0,88-2,74) 0,2378

Эритропоэтин, мМЕ/мл 4,5-30,0 10,48[7,17;13,07] (5,21-32,28) 10,55 [8,53; 14,55] (4,62-76,94), 0,5339

Результаты исследования ферритина у детей с уровнем С-реактивного белка более 8 мг/л были исключены из выборки. После этого содержание сывороточного ферритина более 140 мкг/л было выявлено лишь у одного городского ребенка, а содержание показателя менее 15 мкг/л у школьников города обнаружилось в 6,25% случаев, у сельских - в 8,05%. Таким образом, популяционно значимый уровень наличия дефицита железа (>20% обследованных) у обследованных детей не был выявлен.

Уровень рТфР в отличие от ферритина не подвержен зависимости от наличия воспаления, и для мониторирования дефицита железа рекомендуется определение сочетания двух этих маркеров. При исследовании растворимого феррити-нового рецептора имеют значения выше нормативного предела - 2,5 мкг/л. Таких детей в г. Мелеузе было установлено в 8,14%, в с. Зирган - 8,75% случаев. В целом, согласно рекомендации экспертов ВОЗ (WHO, 2001. htpp://www.who.int/vmnis/indicators/serum_ferritin_ru.pdf) по частоте отклонений уровней ферритина и рТрР среди детей южного региона Башкирии можно констатировать, что дефицит железа не распространен.

Повышение содержания эритропоэтина было выявлено у одного ребенка (1,15%) в городе и у двух детей (2,15%) на селе, что констатирует развитие желе-зодефицитной анемии.

Исследование метаболизма костной ткани и минерального обмена у школьников младших классов выявили существенные изменения (таблица 4). Этиология и патогенез метаболических изменений скелета взрослого человека часто связаны с нарушениями минерального обмена и минерализации костной ткани в детском возрасте (Шеплягина JI.A. Лечение и профилактика. 2003. №1 (5). С. 5-12). Формирование полноценного скелета определяется сочетанием генетической программы, характера питания (обеспеченность кальцием, витамином Д и др.), механической нагрузкой на кость.

Согласно расчетным данным фактического питания у обследованных детей среднесуточное потребление кальция менее 600 мг. Рекомендуемое количество кальция употребляет лишь 11% детей. Количество потребляемых в день молока и молочных продуктов значительно ниже возрастных норм (1,5-2 раза) и составляет в среднем лишь 26-39%. Медиана содержания кальция в сыворотке крови у школьников, проживающих в городе ниже, чем у сельских (Р<0,0012) и находит-

ся на нижней границе референтных величин. По содержанию фосфора в сыворотке крови и экскреции кальция с мочой статистически значимых различий между этими группами школьников нет, и эти показатели находятся в пределах физиологической нормы.

Таблица 4 - Показатели фосфорно-кальциевого обмена метаболизма костной ткани, и суточного потребления кальция у школьников младших классов, Ме [25%;75%1 ___

Показатель Референтные величины Группа детей Р

г. Мелеуз, п=87 с. Зирган, п=93

Суточное потребление кальция, мг Все дети 1000 (800-1200) 579[493;688] 555[465;633] 0,2033

Мал. 1000 (800-1200) 592[493;688] п=36 555[470;640] п=48 0,2138

Дев. 1000 (800-1200) 562[491;679] п=51 556[430;611] п=45 0,1638

Общий Са сыворотки крови, ммоль/л 2,20-2,70 2,19 [1,88;2,83] 2,52 [2,19;2,71] 0,0012

Фосфор сыворотки крови, ммоль/л 1,45-1,78 1,44 [1,28;2,02] 1,53 [1,32;2,09] 0,2727

Кальций мочи, ммоль/ммоль креатинина 0,2-0,3 0,22 [0,18;0,26] 0,20 [0,19;0,27] 0,6764

25-ОН уВД, нмоль/л >75 44,3 [49,9±50,7] 57,5 [36,9±65,2] 0,0118

Паратгормон, иг/мл 51-217 128,0 [93,6±171,01 73,1 [52,5±110,51 0,0027

С-концевые телопептиды, нг/мл 0,284-0,748 0,97 [0,80; 1,18] 0,92 [0,75; 1,63] 0,4256

Щелочная фосфатаза, Ед/л 213-538 382 [357; 447] 384 [341; 402] 0,1311

Медина уровня 25(ОН)-витамина Д у сельских школьников статистически значимо превышает таковую у городских. Содержание паратгормона, наоборот, выше у городских школьников по сравнению с сельскими. При этом физиологический уровень витамина Д обнаруживается лишь у 7,5% детей, проживающих в сельской местности. У всех городских и более 90% сельских детей выявляется разная степень гиповитаминоза Д: дефицитом витамина Д (<50 нмоль/л 25(ОН)Д3) страдают 72,4% городских и 30,1% сельских школьника, недостаточностью витамина Д (51-75 нмоль/л) - соответственно 27,6% и 62,4%. Недостаточная обеспеченность детей витамином Д и низкое потребление кальция с пищей должно было отражаться на уровне костной прочности.

Исследование костной прочности лучевой и болынеберцовой костей ультразвуковой остеоденситометрией, обнаружило, что, несмотря на физиологический уровень показателей медианы по SOS Z-score в целом, у

значительной доли имеется снижение на уровне М -1 8 О: у мальчиков городских школ в 13,9% случаев, сельской школы в 18,9%. В том числе у 5,6% и 8,3% детей, соответственно, выявилось значительное снижение на уровне М -2,5 Частота снижения костной прочности (М -1 80) среди девочек была выше и составила 24,4% у городских и 20,0% у сельских. Значительное снижение костной прочности М -2,5 80 было выявлено лишь у 3,9% сельских школьниц. В целом, удельный вес со сниженной прочностью городских и сельских детей не имел существенных различий и составил в среднем 19,4%, что значительно выше данных по России (Шеплягина Л.А. Костная прочность у детей: известные и неизвестные факты. М. 2010. 16 е.). В то же время содержание С-концевых телопептидов коллагена I типа, являющихся маркером костной резорбции, и активности щелочной фосфатазы, характеризующей интенсивность остеогенеза, были в пределах нормы и существенно не отличались от места проживания.

Таким образом, изменения костной прочности у обследованных детей связаны с дефицитом поступления кальция и обеспеченности витамином Д.

Для снижения дефицита потребления кальция в г. Мелеузе и Мелеузовском районе была реализована программа «Школьное молоко». Повторное обследование школьников 2-3 классов в конце учебного года (последняя декада мая) показала, что медиана среднесуточного содержания кальция в рационе и у городских, и у сельских детей увеличилось более, чем на 200 мг в сутки. В результате количество детей с минимально рекомендованным среднесуточным потреблением кальция (>800 мг/сут) увеличилось с 11% (сентябрь) до 44,4% (май). Резко снизилась доля школьников, имеющих низкий уровень костной прочности по г-БСОге менее М -1 БО: среди девочек г. Мелеуза в 6 раз, на селе - в 3,5 раза, среди городских мальчиков в 1,5 раза, среди сельских - более 3,5 раз, в целом по региону - в 3 раза. Ни у городских, ни у сельских детей не было установлено снижения 2-зсоге менее М -2,5 51).

г. Мелеуз с. Зирган

Рисунок 2. Изменение выявления частоты снижения костной прочности (М -1 80) у детей препубертатного возраста в течение учебного года, (%)

Концентрация Са и Р у обследованных детей сохранилось на уровне физиологических колебаний. В сыворотке крови наблюдалось уменьшение содержания С-концевых телопептидов типа I, характеризующих интенсивность резорбции кости при неизмененной активности маркера остеогенеза - щелочной фосфатазы (таблица 5).

Таким образом, реализация программы «Школьное молоко» оказала положительный эффект на состояние костного метаболизма и костной прочности детей препубертатного возраста. Вероятно, это связано с тем, что увеличение содержания кальция в диете в препубертатном возрасте способствует дополнительной его ретенции (Matrovic V. Am. J. Clin. Nutr. 1992. v.55. P. 992996). Об этом опосредованно свидетельствует и уменьшение содержания С-концевых телопептидов коллагена 1 типа на фоне сохранения активности щелочной фосфатазы.

Таблица 5 — Уровень биохимических маркеров ремоделирования в сыворотке крови в начале и конце учебного года у школьников 2-3 классов, Ме [25%;75%]

Место проживания Время обследования Показатель

ß-Cross Laps нг/мл Щелочная фосфатаза, Ед/л

г. Мелеуз, п=86 Сентябрь 0,97 [0,80; 1,18] 382 [357; 447]

Май 0,83 [0,71; 1,15] Р=0,0384 400[362; 453] Р=0,2611

с. Зирган, п=92 Сентябрь 0,92 [0,75; 1,63] 384 [341; 402]

Май 0,78 [0,65; 1,43] Р=0,0316 386 [332; 420] Р=0,8030

Одной из задач проведенных исследований явилась оценка метаболических признаков обеспеченности йодом сельских и городских детей препубертатного возраста в эндемичной биогеохимическон провинции (южный регион Башкирии) и эффективности групповой профилактики путем использования йодированного молока. Для решения этих задач школьники были обследованы в начале учебного года (сентябрь) и в конце учебного года (май). По программе «Школьное молоко» часть учащихся принимало цельное молоко, а другая йодированное цельное молоко «Фитомол», содержащее в 100 мл 30 мкг йода.

Результаты сентябрьского исследования детей подтвердили наличие дефицита йода у обследованных школьников. Медиана йодурии в г. Мелеузе составила 88,9 мкг/л, в селе Зирган - 52,3 мкг/л, а в целом по региону - 70,3 мкг/л (таблица 6). При этом лишь у 29,8% детей был установлен физиологический уровень потребления йода. У 26,3% детей был установлен легкий, у 28,2% -умеренный, у 14,9% - тяжелый дефицит биоэлемента. Выраженность йодной недостаточности в больше мере обнаружилась в сельской местности по всем степеням йоддефицита. Таким образом, более 80% детей, проживающих в сельской местности, и около 60% городских находятся в йоддефицитном состоянии.

Таблица 6 - Показатели концентрации йода в моче у учащихся младших классов

Населенный пункт п Количество детей (абс/% с йодурией, мкг/л) Ме [25%;75%]

<20 21-49 50-99 100-299 >300

Тяжелый дефицит Умеренный дефицит Легкий дефицит Физиологический уровень Избыточный уровень

г. Мелеуз 88 11/12,5 15/17,0 22/25,1 39/44,3 1/1,1 88,9 [45,3; 144,0]

с. Зирган 93 16/17,2 36/38,7 26/28,0 15/16,1 0 52,3 [26,1 ;7,92] Р=0,0042

Всего 181 27/14,9 51/28,2 48/26,5 54/29,8 1/0,6 70,3 [35,1; 108,31

Данные, полученные при исследовании йодурии, были подтверждены расчетом содержания йода в рационе фактического питания учащихся. При физиологической норме 120 мкг в сутки школьники города потребляли в среднем 78 мкг, а на селе - 66 мкг в сутки. У 6% обследованных детей УЗИ щитовидной железы был выявлен зоб. На селе зоб выявлялся чаще у мальчиков, чем у девочек. Проведенный мониторинг элементной обеспеченности у детей препубертатного возраста, референтной популяции, по рекомендации ВОЗ по изучению йодного дефицита, позволяет экстраполировать полученные результаты на всю популяцию региона.

Изучение биохимических маркеров функционального состояния щитовидной железы позволило охарактеризовать его как дизтиреоидное у большинства обследованных детей. Уровни (медианы) тиреотропного гормона, свободного тироксина и общего трийодтиронина в начале учебного года находились в пределах физиологических колебаний (таблица 7). Вместе с тем, более высокий, чем референтные величины уровень ТТГ (4,2 мМЕ/л) было установлено у 2,6% детей.

Таблица 7 - Содержание тиреотропного и йодированных гормонов в крови у детей препубертатного возраста, Ме [25%;75%]

Показатель Референтные величины (А.А. Кишкун, 2007) Группы обследованных Р

г. Мелеуз, п=87 с. Зирган, п=93

ТТГ, мМЕ/л 0,4-4,2 2,85[2,03;3,45] 1,70[1,40;2,70] 0,006

сТ4, пмоль/л 10,0-24,0 15,1[13,7;17,1] 16,8[14,6;18,31 0,0189

оТ3, нмоль/л 1,45-3,14 2,95[2,05;4,60] 2,10[1,97;2,50] 0,0019

При сужении верхней границы нормы ТТГ крови до 2,5 мМЕ/л, «минимальная тиреоидная недостаточность» (Самсонова Л.Н. Пробл. эндокринологии. 2007. № 6. с. 40-43) выявилось у 35,3% детей региона, включая частоту обнаружения среди городских детей у 42,8%, среди сельских - у 27,9%

случаев. Верхнюю границу нормы содержания общего Т3 превышали показатели 37,9% детей, проживающих в городе, и 17,2% сельских детей, что в целом составило 27,2%. Содержание же свободного Т4 у этих детей находилось в границах нормы. Эти результаты можно расценивать как адаптационную активацию функционального состояния щитовидной железы на йоддефицитный статус по механизму ауторегуляции (Гриффин Дж.Е. Физиология эндокринной системы. Под ред. Д. Гофмана, С. Охедн. М.: БИНОМ. 2008. С. 357-386).

Элементная обеспеченность йодом, кальцием и железом оказывает выраженное влияние на физическое развитие детей. Изучение показателей физического развития детей (рост, вес, индекс массы тела, окружность грудной клетки, соматотип) и их оценка путем распределения по центильным таблицам (Доскин В.А. Морфофункциональные константы детского организма. Справочник. М.: Медицина. 1997. 208 с.) констатировала значительную дисгармоничность развития с более низкими показателями у сельских школьников по сравнению с городскими.

Корреляционный анализ показал наличие взаимосвязи йодурии с ростом (Rs=0,3713, Р=0,0027), массой тела (Rs=0,2414, Р=0,0011) детей, между йодурией и содержанием в сыворотке крови холестерина (Rs=0,3215, Р=0,00008), креатинина (Rs=0,4085, Р=0,00001), общего кальция (R=-0,4595, Р<0,00001) и фосфора (Rs=0,5333, Р>0,00001), активностью щелочной фосфатазы (Rs=0,2826, Р=0,0019), а также такими гематологическими показателями как МНС (Rs=-0,2562, Р=0,0019) и МСНС (Rs=-0,3857, Р=0,0002), демонстрируя наличие взаимосвязи обеспеченности йодом детей с физическим развитием и метаболизмом, включая область железосодержащих структур, состояние фосфорно-кальциевого и костного метаболизма. Тем более, что при недостаточном поступлении кальция отмечается задержка и снижение темпов роста детей (Шилин Д.Е. Кальций, витамин Д и формирование здорового скелета. М.: МАИ. 2008.59 е.; Rockell J.T. Osteoporos Int. 2005. Vol. 16. P. 1016-1023).

Установлены корреляционные связи между уровнем йодурии и объемом щитовидной железы (Rs=0,3130, Р=0,0086), а также объемом щитовидной железы и ростом (Rs=0,3892, Р=0,00001) и массой тела, обследованных детей (Rs=0,2965, Р=0,00002).

Проведение групповой йодной профилактики среди учащихся младших классов йодированного молока «Фитомол» (30 мкг в сутки) имело значительный эффект. Доля детей с экскреции йода с мочой менее 100 мкг/л в наблюдаемых группах в результате приема йодированного молока в течение учебного года сократилась (рисунок 3). В городе детей с выраженным и умеренным дефицитом йода не регистрировалось, и у 83,5% детей йодурия была 100 и более мкг/л, против 30,5% в начале учебного года. Среди сельских детей, получавших йодированное молоко также не было выявлено лиц с тяжелым йоддефицитом. Медиана йодурии у городских и у сельских детей стала более 120 мкг/л. В группе сравнения, получавшей нейодированное молоко, тяжелый и умеренный дефицит йода составил соответственно в г. Мелеузе 35% и 52,2% на селе.

100 80

во

Рисунок 3. Выраженность йодурии у детей нрепубертатного возраста до и после групповой йодной профилактики фитомолом, (%)

В конце учебного года (май) частота обнаружения зоба среди детей, получавших нейодированное молоко, составила 9,2%, а среди получавших йодированное молоко - 4,5%.

Анализ уровня ТТГ крови с учетом рекомендаций по сужению референтных значений биохимического маркера функционального состояния щитовидной железы (Самсонова Л.Н. Проблемы эндокринологии. 2007. № 6. С. 40-43) показывает также резкое уменьшение частоты повышения гормона у групп детей, получавших йодированное молоко (рисунок 4). Среди городских школьников «минимальная тиреоидная недостаточность» уменьшилась почти в 8 раз, среди сельских - в 3 раза, а в целом по региону - в 4,5 раза.

20 10

иттг ПоТ4 ПсТ4 ИоТЗ Втиреоглобулин

Рисунок 4. Динамика изменений частоты выявления повышения уровня ТТГ в крови (>2,5 мМЕ/л) в группах, профилактически получавших (2-я и 4-я ) и не получавших (1-я и 3-я) йод, у детей препубертатного возраста, (%)

Об улучшении функционального состояния щитовидной железы у детей, получавших йодированной молоко по сравнению со сверстниками без профилактики йоддефицита также свидетельствуют следующие факты: меньшее содержание в периферической крови тиреоглобулина, трийодтиронина как общего так и свободного. При этом, доля детей с уровнем тиреоглобулина, превышающим физиологическое содержание составила 16,7%, в группах, получавших йодированное молоко - только 3,3%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты комплекса биохимических, клинико-лабораторных и инструментальных исследований свидетельствуют о том, что у значительной части

I<20мкг/л П21-49мкг/л а50-59мкг/л Ы>100мкг/л

учащихся младщих классов (8-9 лет) южного региона Башкортостана наблюдается дефицит элементной обеспеченности йодом и кальцием, в меньшей степени железом, связанный, в основном, с недостаточным поступлением, но оказывающий выраженное влияние на их физическое развитие. Использование йодированного молока в рамках реализации «Школьное молоко» для профилактики био-нутриентной недостаточности кальция и йода среди детского населения региона позволяет оптимизировать состояние детей, улучшая обмен костной ткани, функциональное состояние щитовидной железы и физическое развитие.

ВЫВОДЫ

1. Биохимический статус школьников младшего возраста (8-9 лет) по основным показателям белкового, углеводного и липидного обмена не имеет выраженных отклонений от физиологического уровня возрастных колебаний. У детей, проживающих в городе, отмечается увеличение прооксидантной активности и антиокислительной защиты по сравнению с сельскими сверстниками.

2. Дефицит железа среди детей препубертатного возраста (8-9 лет) носит нераспространенный характер, встречается менее, чем в 10% случаев.

3. Выраженных отклонений уровня показателей интенсивности метаболизма костной ткани и состояния фосфорно-кальциевого обмена у детей пребубертатного возраста не наблюдается. Установлена тенденция к гипокальциемии у городских учащихся. Выявлена высокая частота снижения костной прочности, которая составляет среди мальчиков 16,9%, среди девочек -21,9% по сравнению с среднероссийскими.

4. Основными причинами снижения костной прочности у детей являются низкие уровни поступления кальция и содержания в сыворотке крови 25-гидроксивитамина Д. Рекомендуемое суточное количество кальция употребляют 11% детей. Среди городских детей установлено в 72,4% случаев дефицит, в 27,6% — недостаточность витамина, среди сельских соответственно в 27,6% и 62,5% случаев.

5. Южный регион Башкирии характеризуется высокой распространенностью дефицита йода среди детского населения, что находит отражение в выраженности йодурии, объеме и функциональном состоянии щитовидной железы (содержание в крови тиреотропина, тироксина, трийодтиронина и йодтироглобулина). Тяжелым и умеренным дефицитом йода страдает около трети городских и более половины сельских детей. Медиана йодурии среди городских детей составляет 88,9 мкг/л, сельских детей - 52,3 мкг/л. Выраженность дефицита йода (йодурия) и объем щитовидной железы коррелируют с уровнем дисгармоничности физического развития детей.

6. Групповая профилактика дефицита кальция путем трехкратного приема в неделю по стакану молока приводит к повышению остеогенеза и показателей костной прочности: наблюдается уменьшение частоты выявления снижения костной прочности в 2,5 раза, увеличение числа детей с физиологическим уровнем суточного потребления кальция более 4-х раз.

7. Использование йодированного молока, содержащего 30 мкг в 100 мл способствует улучшению показателей биохимических маркеров, достижению

физиологического уровня йодурии, ликвидации выраженного и резкому снижению (более 2-х раз) умеренного дефицита йода, улучшению функционального состояния щитовидной железы.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Необходимо проведение периодического мониторинга с применением комплекса биохимических, клинико-лабораторных и инструментальных методов исследования для выявления элементной недостаточности железом, кальцием и йода детского населения.

Для оценки развития костной системы у детей, имеющих изменения росто-весовых показателей, рекомендуется включать в стандарты профилактического обследования костную денситометрию при диспансерном наблюдении. Наиболее простым методом профилактики снижения костной прочности в детской популяции является адекватное потребление кальция и предотвращение развития гиповитаминоза Д.

Употребление молока (молочных продуктов), в частности реализации программы «Школьное молоко» способствует нормализации костного и фосфорно-кальциевого обмена и рекомендуется для использования врачами-педиатрами и специалистами в детских организованных коллективах при проведения профилактических мероприятий.

Опыт применения йодированного молока, изготовленного по оригинальной технологии, для профилактики йодной недостаточности может быть рекомендован для использования другими территориями.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Головатских, И.В. Ультрасонометрическая оценка костной прочности у детей препубертатного возраста Южного региона Башкирии / И.В. Головатских, И.А. Меньшикова, Е.В. Кузнецова, Э.Ф. Аглетдинов, Г.В. Иванова, А.Н. Мамцев, Ф.Х. Камилов // Илизаровские чтения: материалы научно-практической конференции с международным участием. - Курган, 2012. - С. 82-83.

2. Головатских, И.В. Распространенность йоддефицитных состояний у школьников младших классов Южного региона Республики Башкортостан // И.В. Головатских, Е.В. Кузнецова, В.Н. Козлов, Г.В. Иванова, А.Н. Мамцев, Ф.Х. Камилов // Здоровье человека в XXI веке: сборник научных статей 1У-ой Российской научно-практической конференции. - Казань, 2012. - С. 805-809.

3. Камилов, Ф.Х. Выраженность йодной недостаточности и функционального состояния щитовидной железы у детей препубертатного возраста южного региона России / Ф.Х. Камилов, Г.В. Иванова, И.В. Головатских, А.Н. Мамцев, Е.В. Кузнецова, И.В. Рахматуллин // Инновационное развитие малых городов России: научный, технологический и образовательный потенциал: материалы Международной научно-практической конференции (г. Мелеуз). - Уфа: Гилем, 2012. -С. 196-201.

4. Головатских, И.В. Эффективность использования йодированного молока для групповой профилактики йодной недостаточности у детей препубертатного возраста / И.В. Головатских, Е.В. Кузнецова, Э.Р. Бикметова, В.Н. Козлов, Ф.Х. Камилов, А.Н. Мамцев // Омский научный вестник. Серия «Ресурсы земли. Человек». - 2013. - № 1. - С. 96-99.

5. Бикметова, Э.Р. Показатели кальций-фосфорного обмена и ультрасонометрическая оценка костной прочности у детей / Э.Р. Бикметова, И.В. Головатских // Материалы VI Международной научной конференции молодых ученых-медиков. - Курск, 2013. - С. 114-116.

6. Кузнецова, Е.В. Уровень витамина Д у детей Южного региона Башкирии / Е.В. Кузнецова, И.В. Головатских, Э.Ф. Аглетдинов // Инновационное развитие малых городов России: научный, технологический и образовательный потенциал: материалы Международной научно-практической конференции (г. Мелеуз, 2013). — Уфа: Гилем, 2013.-С. 119-122.

7. Головатских, И.В. Костная прочность и потребление кальция у младших школьников южного региона Башкирии / И.В. Головатских, Э.Р. Бикметова, Ф.Х. Камилов // Казанский мед. журнал. - 2013. - Т. 94, № 5. - С. 675-677.

8. Головатских, И.В. Тиреоидный статус детей младшего школьного возраста Южного региона Республики Башкортостан / И.В. Головатских // Справочник заведующего КДЛ. - 2013. - № 3. - С. 27-30.

9. Бикметова, Э.Р. Оценка особенностей костной прочности и физического развития у школьников препубертатного возраста в Южном регионе Республики Башкортостан / Э.Р. Бикметова, И.В. Головатских, И.А. Меньшикова // Актуальные вопросы медицины: материалы II Международной научно-практической конференции. - Баку, 2013. - С. 95-96.

10. Бикметова, Э.Р. Распространенность йоддефицитной патологии в республике Башкортостан среди детей младшего школьного возраста / Э.Р. Бикметова, И.В. Головатских // Актуальные проблемы профилактической и клинической медицины: тезисы докладов ХХ1У-ОЙ Тихоокеанской конференции студентов и молодых ученых с международным участием. - Владивосток, 2013. - С. 813-814.

11. Камилов, Ф.Х. Обеспеченность витамином Д и кальцием детей препубертатного возраста Юга Башкирии / Ф.Х. Камилов, Э.Ф. Аглетдинов, И.В. Головатских, Е.В. Кузнецова, Э.Р. Бикметова // Российский медико-биологический вестник им. акад. И.П. Павлова. - 2014.-№ 1. - С. 32-37.

12. Головатских, И.В. Интенсивность свободно-радикилыюго окисления белков и липидов плазмы крови городских и сельских школьников младшего возраста (на примере Мелеузовского района республики Башкортостан / И.В. Головатских, Ф.Х. Камилов, Э.Р. Бикметова, Э.Ф. Аглетдинов // Медицинский вестник Башкортостана. - 2014. - Т. 9, № 1. - С. 52-56.

13. Головатских, И.В. К вопросу о лабораторной диагностике элементной обеспеченности железом / И.В. Головатских, Э.Р. Бикметова, Э.Ф. Аглетдинов // Здоровье человека в XXI веке: сборник научных статей У1-ой Российской научно-практической конференции. - Казань, 2014. - С. 565-570.

14. Камилов, Ф.Х. Биохимические маркеры йоддефицитного состояния у детей при профилактике йодированным молоком / Ф.Х. Камилов, Э.Ф. Аглетдинов, И.В. Головатских, Э.Р. Бикметова // Здоровье человека в XXI веке: сборник научных статей У1-ой Российской научно-практической конференции. - Казань, 2014. - С. 571-578.

Головатских Инна Васильевна

03.01.04 - Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Лицензия № 0177 от 10.06.96 г. Подписано к печати 29.04.2014 г. Отпечатано на ризографе с готового оригинал-макета, представленного авторами. Формат 60x84 i/i6. Усл.-печ. л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ № 119

450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3, Тел.: (347) 272-86-31 ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата медицинских наук, Головатских, Инна Васильевна, Челябинск

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

04201 460124 На нравах рукописи

Головатских Инна Васильевна

03.01.04 - Биохимия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель: Аглетдинов Эдуард Феликсович доктор медицинских наук

Уфа - 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Биоэлементы в процессах обмена веществ. 15

1.2. Обмен железа и железодефицитные состояния у детей 23

1.3. Особенности метаболизма кальция и последствия его дефицита 32 в детском организме

1.4. Метаболические изменения при йоддефицитных состояний у 39

детей

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Дизайн исследования 48

2.2. Биохимические методы исследования 52

2.3. Клинико-гематологические исследования 57

2.4. Инструментальные и другие методы исследования 57

2.5. Статистическая обработка результатов 60 ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Биохимический статус и интенсивность процессов свободно-радикального окисления у школьников младших классов 62

3.2. Метаболические признаки элементной обеспеченности железом детей препубертатного возраста, проживающих в городской и сельской местности 73

3.3. Состояние фосфорно-кальциевого обмена и метаболизма костной ткани 82

3.4. Распространенность дефицита йода и функциональное состояние щитовидной железы у школьников младших классов 91

3.5. Эффективность групповой профилактики дефицита кальция и йода. 103 ГЛАВА 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124 ВЫВОДЫ 146 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 148 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 149 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 151

Микроэлементы - «скорее всего не случайные ингредиенты тканей и жидкостей организмов, а компоненты, закономерно существующей очень древней и сложной

функциональной системы, участвующей в регулировании жизненно важных

функций на всех стадиях развития»

А.П. Авцын

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности

В условиях выраженного демографического спада, переживаемого Россией, сохранение и укрепления здоровья детского населения является важной задачей общества и приоритетным направлением государственной политики [13, 14, 116]. На территории многих регионов России отмечается недостаток или избыток биоэлементов, приводящих на фоне общих факторов здоровья детей к формированию донозологических и патологических состояний в силу особенностей обмена растущего организма, несовершенных адаптационных возможностей, снижения резистентности и сопротивляемости.

Дефицит микронутриентов в питании у детей школьного возраста обуславливает сдвиг ряда метаболических процессов, способствуя быстрой утомляемости, снижению эмоционального и физического развития, нарушению поведения, ослаблению концентрации внимания, познавательных способностей [134, 189].

Фактор элементной обеспеченности является одним из ведущих компонентов, определяющих здоровье детского населения [14,81,88,97,115,145,153, 214, 252]. В литературе представлены, в основном, сведения, касающиеся микронутриентной обеспеченности и алиментарного статуса детей и подростков крупных промышленных центров, и имеются лишь

единичные работы такого плана для учащихся, проживающих в сельской местности [37,154,195,196]. Другим менее изученным аспектом данной проблемы является состояние истиной нутриентной обеспеченности городских и сельских детей эссенциальными биоэлементами во взаимосвязи с отдельными специфическими видами обмена веществ. Оценка особенностей метаболических изменений, составляющих основу патохимических механизмов биоэлементной недостаточности и предшествующих возникновению клинических проявлений, является чрезвычайно важным аспектом, включающим своевременную диагностику пограничных состояний на доклиническом уровне, назначение селективной корректирующей терапии и диагностический мониторинг ее эффективности. Ликвидация дефицита биоэлементов снижает общую заболеваемость и продолжительность заболевания [118,119].

Среди элементзависимых заболеваний наиболее распространенными у детей являются железодефицитная анемия и эндемический зоб [44,48,166].

Эндемический зоб и дефицит йода разной степени тяжести обнаруживаются практически на всей территории Российской Федерации [41]. В условиях йоддефицита наблюдается нарушение функционального состояния щитовидной железы, физического, интеллектуального и полового развития детей. Своевременное выявление и проведение комплекса лечебно-профилактических мероприятий, коррекция функциональных нарушений в препубертатном периоде позволяет предотвратить формирование зоба, задержку полового и физического развития в пубертате [180, 174].

Несмотря на глубокую изученность этиологии и патогенеза, достаточно широкие возможности диагностики, профилактики и лечения железодефицитные состояния продолжают оставаться распространенными в мире. У детей 5-14 лет его частота достигает до 82% [73]. Изменения в тканях и органах, возникающие вследствие дефицита железа, приводят к нарушениям со стороны различных систем детского организма: снижается толерантность к физическим нагрузкам, когнитивное, психоэмоциональное и двигательное развитие, интеллектуальный

потенциал, возрастает инфекционная заболеваемость [76]. Таким образом, дефицит железа оказывает системное влияние на жизненно важные функции организма, особенно в критические периоды роста и умственного развития, имеется целый ряд вопросов, требующих дальнейшего исследования.

Недостаточно изученными остаются молекулярные механизмы развития патологии костной системы растущего организма. Несвоевременная диагностика нарушений метаболизма костной ткани приводит к формированию необратимых изменений со стороны скелета, сколиозу, ювенальному остеопорозу и служит морфологической основой для костно-мышечных заболеваний впоследствии [77,206]. Имеются региональные, этнические и возрастные изменения достижения пика костной массы [86,98]. Единичные исследования по оценке минеральной плотности костной ткани у детей и подростков, проведенные в нашей стране, показывают, что среди практически здоровых детей снижение костной прочности имеется у 10-30% обследованных, причем значительно чаще - у подростков [149,185,186]. Широкомасштабные поперечные исследования детей от 3 до 15 лет, проведенные в России за период 2004-2009 гг., свидетельствуют о снижении костной прочности у 13,6% обследованных [77]. Особый вклад в ухудшении состояния костной ткани вносит дефицит кальция и нарушения кальций-фосфорного обмена.

Таким образом, недостаточность метаболической обеспеченности жизни, йодом и кальцием оказывает системное влияние на развитие и жизненно важные функции лрганизма ребенка.

Цель исследования

Характеристика элемент-зависимых звеньев обмена веществ, отражающих обеспеченность железом, кальцием и йодом детей препубертатного возраста, и

метаболическая оценка эффективности групповой профилактики дефицита кальция и йода.

Задачи исследования:

3. Определить у детей уровень биохимических маркеров обмена костной ткани и костную прочность.

4. Охарактеризовать тиреоидный статус детей препубертатного возраста региона.

Методология и методы исследования

В работе представлены результаты обследования в 2011-2012 гг. 180 школьников 2-3 классов (8-9 лет) гимназии № 1, МБОУ СОШ № 5 г. Мелеуза и МБОУ СОШ села Зирган Мелеузовского района, находящихся на юге Республике Башкортостан. Обязательным критерием в исследовании было письменно подтвержденное добровольное информированное согласие родителей и устное согласие ребенка. При сборе, обработке и хранении информации на всех этапах работы соблюдались принципы конфиденциальности.

Для достижения цели и решения поставленных задач работы использовались следующие методы: биохимические, клинико-лабораторные, физиологические, гигиенические, ультразвуковые, иммуноферментный анализ, статистические.

Исследования проводились в два этапа: в начале учебного года (первая половина сентября) и в конце учебного года (последняя декада мая). Для оценки групповой профилактики элементной недостаточности кальция и йода обследуемые учащиеся были разделены на группы: первую группу составили дети г. Мелеуза, получавшие в течении года согласно программе «Школьное молоко» цельное молоко, вторую - городские школьники, получавшие йодированное молоко, третью - учащиеся сельской общеобразовательной школы, получавшие цельное молоко, четвертую - сельские дети, получавшие йодированное молоко.

Иодированное и нейодированное молоко, производимое Мелеузовским молочным комбинатом, школьники младших классов получали дополнительно во время школьного завтрака по 200 мл (стакан) 3 раза в неделю. Йодированное цельное молоко (торговое название «Фитомол») производится на комбинате по оригинальной технологии с использованием йодсодержащей биологически активной добавке к пище «Фитойод», разработанной в научно-исследовательской лаборатории «Пищевые технологии» филиала ФГОУ ВПО «Московский государственный университет технологии и управления им. К.Г. Разумовского» в г. Мелеузе (патент РФ №2255377 от 10.12.2005г.). «Фитойод» разрешен для использования в пищевой промышленности на территории РФ (свидетельство о госрегистрации №77.99.23.3.У.141149.12.06 от 04.12.2005г.). Молоко «Фитомол» изготавливается в соответствии с ТУ 9191-001-48859312-05 Федерального агентства «ЦСМ Республики Башкортостан». 100 мл «Фитомола» содержит 30 мкг йода в биодоступной форме, обеспечивает пролонгированное всасывание йода.

Степень достоверности, апробация результатов, личное участие автора

Достоверность полученных результатов, обоснованность выводов и практических рекомендаций базируются на достаточном числе наблюдений, использовании современных методов, аппаратуры и наборов реагентов, адекватной статистической обработке материалов исследования.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Анализ биохимических и гематологических параметров демонстрирует, что среди детей препубертатного возраста южного региона Башкирии дефицит железа не носит распространённый характер.

Научная новизна

Установлено, что у детей препубертатного возраста (8-9 лет), проживающих в городе, отмечается усиление прооксидантной активности и напряжение механизмов антиоксидантной защиты по сравнению со сверстниками сельской местности. Впервые показано отсутствие в южном регионе Башкирии распространенного дефицита железа у детей, но наличие напряженной адаптации организма к снижению запасов этого элемента. Установлено, что медиана концентрации в сыворотке крови маркеров костного ремоделирования - С-концевых телопептидов типа 1 и активность щелочной фосфатазы, а также уровень кальцийурии находятся в пределах возрастных физиологических колебаний. Костная прочность детей в среднем по Е-критерию существенно не отличается от российских референтных величин. Однако, обнаруживается более высокая частота снижения костной прочности по лучевой и болыиеберцовой кости на уровне менее М-18Э, составляя среди мальчиков 16,9%, девочек -21,9%. Отмечается некоторое снижение концентрации в сыворотке крови кальция

у городских школьников по сравнению с сельскими. Выявлено, что основной причиной снижения костной прочности является недостаточное обеспечение организма кальцием и витамином Д: рекомендуемое суточное количество кальция употребляют лишь 11% детей: среди городских детей у 72% дефицит, у 27,65% недостаточность витамина Д, у сельских 37,65% и 62,5% соответственно. Уровень паратиреоидного гормона у городских школьников выше, чем у сельских детей.

Южный регион Башкирии характеризуется высокой распространенностью йоддефицитного состояния среди детского населения, что отражается в объеме щитовидной железы, уровне йодированных гормонов и йодурии. Установлено, что тяжелой и умеренной степенью недостаточности йода страдают в городе около трети, а на селе более половины детей. Функциональное состояние щитовидной железы при этом соответствует дизтиреоидному, но у одной трети детей выявляется функциональное напряжение железы, как адаптационная реакция на йоддефицит.

Показано, что групповая профилактика дефицита кальция в течение учебного года среди школьников младших классов путем использования молока по программе «Школьное молоко» способствовало повышению содержания кальция в сыворотке крови, улучшению показателей костного метаболизма и костной прочности. По 2-критерию частота снижения костной прочности на уровне менее М-18Б уменьшилась более, чем в 2,5 раза. Доля детей с содержанием кальция в рационе фактического питания минимальной физиологической потребности увеличилась в 4 раза.

гормона, концентра�

Информация о работе

Головатских, Инна Васильевна
кандидата медицинских наук
Челябинск, 2014
ВАК 03.01.04

Диссертация

Показатели метаболической обеспеченности некоторыми биоэлементами и эффективности профилактики дефицита кальция и йода у детей препубертатного возраста южного региона Башкирии (на примере г.Мелеуза и - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы