PHYSIOLOGICAL STATUS OF REPRODUCTIVE AGE GIRLS UNDER CONDITIONS OF TECHNOGENIC IMPACT IN THE KOLA NORTH



Cite item

Abstract

Introduction. Reproductive health disorders in adolescent girls in the Kola North, the lack of studies of the physiological status of reproductive age girls living in the territory with high pollution by dust particles of apatite-nepheline ore, determine the relevance of this study, involving the identification of indicators of premorbid state.

Objective. To estimate the physiological status of reproductive age girls living under chronic stress condition caused by exposure to anthropogenic and Arctic environment, to reveal possible prenosological deviations as indicators of premorbid state.

Methods. The study design was an observational, analytic, cross-sectional, cohort study in 3 observational series: 2019, 2020, 2021, involving 54 female medical college students 16-20 years living in Apatity. Territorial morbidity of adolescents was analyzed on the basis of data from the MIAC of the Murmansk Regional Clinical Hospital named after P.A. Bayandin. Physiological status was assessed on the basis of the content of hypothalamic-pituitary-adrenocortical system (HPACS) hormones, metabolites of lipid peroxidation, antioxidant protection (AOP), vitamin D, lipids, carbohydrates using percentile distribution of indicator values. Significance of the differences was determined by Mann-Whitney U test, Kolmogorov-Smirnov test, t-criterion for independent samples.

Results. It was shown that morbidity in adolescents with circulatory system diseases, skin and subcutaneous tissue diseases (atopic dermatitis), urogenital system diseases in Apatity exceeds corresponding values in other industrial polluted territories of the Murmansk region. Early effects of chronic exposure of the body to dust particles were revealed in more than 25% of the girls, which manifested themselves in increased secretion of adrenocorticotropic hormone, cortisol, thyrotropic hormone, in decreased somatotropic hormone, thyroxine, in reduced content of AOS enzymes. Hypovitaminosis of vitamin D was detected in 95% of girls, low values of low density lipoproteins was found in 50% of girls.

Conclusion. Pre-nosological deviations of the physiological status in the conditions of technogenic pollution testify to the oppression of the body's protective systems and are predictors of morbidity and are subject to individual correction.

Full Text

Введение

Сложившаяся социально-демографическая ситуация в России, характеризующаяся катастрофическим снижением репродуктивного здоровья населения, выраженным уже в подростковом возрасте [1, 2], требует систематических исследований по оценке физиологического статуса молодежи репродуктивного возраста с целью выявления донозологических нарушений и своевременной их коррекции. Особенно это касается девушек репродуктивного возраста, формирующих репродуктивный потенциал нации [3].

Физиологический статус организма во многом зависит от качества окружающей среды, обусловленного, в значительной мере, климата-географическими и техногенными воздействиями [4, 5]. Так, Г.Ф. Янковской [6] было показано, что в условиях Кольского Заполярья и токсичного загрязнения окружающей среды, становление репродуктивной функции девочек отличалось высокой частотой различных нарушений, в разы превышающими соответствующие показатели в РФ. Оказалось, что только 36,3% девочек-подростков не имели отклонений в сомато-половом развитии, а у 53,7% девочек выявлена гипофункция яичников [6]. При изучении структуры врожденных пороков развития у детей на Кольском Севере, В.А. Постоевым с соавторами [7] выявлено существенное превышение распространенности врожденных пороков развития мочеполовой системы, превышающей соответствующие среднеевропейские показатели. Эти данные свидетельствуют о том, что, девушек репродуктивного возраста, проживающих в условиях Кольского Заполярья, правомерно относить к группе риска [6]. Вместе с тем, несмотря на выявленные проблемы, связанные с репродуктивным здоровьем девушек уже в подростковом возрасте на Кольском Севере, до сих систематических исследований физиологического статуса этой категории населения в Мурманской области не проводилось.

Подтверждением вклада техногенной компоненты состояния окружающей среды в здоровье населения Мурманской области являются исследования [8], в которых показана связь между территориальной заболеваемостью детского и подросткового населения и характером контаминации среды. Выявлено, что территорией с критической заболеваемостью детского и подросткового населения, является Апатитско-Кировский район, характеризуемый высокой степенью пыления хвостохранилища АНОФ-2 - отходов по переработке апатит-нефелиновой руды [8], и содержанием других токсических соединений в различных средах. Показано, что уже в дошкольном возрасте детский организм в г. Апатиты аккумулирует элементы из пылевых частиц минералов, входящих в состав апатит-нефелиновой руды [8] и содержащих, в том числе, исключительно высокую концентрацию SrO и повышенные содержания редкоземельных элементов [9]. А это значит, что формирование организма девушек репродуктивного возраста на этих территориях происходит и происходило в условиях хронического воздействия пылевых частиц. Опасность пылевых частиц для здоровья человека подтверждена рядом исследований [10-12]. Поэтому, хроническая экспозиция детского и юношеского населения Апатитско-Кировского района к мелкодисперсным пылевым частицам должна отразиться на их физиологическом статусе.

Хроническое раздражение систем организма воздействующими агентами различной природы (стрессорами), включая пылевые частицы, запускает в организме процессы адаптации, направленные на поддержание жизнеспособности организма путем изменения физиологического статуса (состояние аллостаза [13]). Однако если доза воздействия превышает адаптивные возможности организма в рамках аллостаза, то может наступить фаза истощения, которая предшествует заболеваниям. Предикторами адаптивной стадии истощения может служить уровень метаболитов, характеризующих реакции стресса, развивающиеся по стандартному сценарию [14-16].

Этот сценарий реализуется через универсальные механизмы регуляции ответа на стресс: симпато-адреналовую и гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальную системы (ГГАС) [14-17]. Активация ГГАС (оси стресса) сопровождается секрецией глюкокортикоидов (ГК) корой надпочечников, которая регулируется адренокортикотропным гормоном (АКТГ) гипофиза. Конечными гормонами ГГАС являются ГК среди которых ведущее значение имеет главный гормон стресса — кортизол (КРЛ). Метаболический эффект ГЛ проявляется в мобилизации энергетических ресурсов, путем изменения процессов углеводного, липидного, белкового и электролитного обменов. ГК влияют на генную активность и на многие специфические реакции, развивающиеся в ответ на действие раздражителей [18]. Выявлено сходство в связывании КРЛ и витамина Д с ядерными рецепторами [19], а также то, что витамин Д может регулировать ось стресса [20]. Чрезмерное и/или продолжительное воздействие повреждающих агентов может привести к нарушению в работе ГГАС [17, 21].

Гормоны стресса (ГК) воздействуют также на функции щитовидной железы (ЩЖ), понижая уровень тиреотропного гормона (ТТГ) и тем самым побуждая ЩЖ к избыточному синтезу гормонов трийодтиронина (Т3) и тироксина (Т4). Контр-регулятором функции ЩЖ может выступать витамин Д. Было показано, что у здоровых людей оптимальная функция ЩЖ была обусловлена взаимодействием между витамином Д (25(OH)D, с содержанием >125 нмоль/л в сыворотке крови) и другим лигандом ядерного рецептора - ТТГ [22].

Полноценным участником биохимической реализации стресса является соматотропный гормон (СТГ), который ускоряет мобилизацию жиров, в связи с чем в крови повышается концентрация свободных жирных кислот и глюкозы [23].

К неспецифическим биохимическим процессам, определяющим реактивность организма при действии стрессоров, относится перекисное окисление липидов (ПОЛ) и антиоксидантная защита (АОЗ), представляющих собой единую систему и обеспечивающих окислительно-восстановительный гомеостаз на оптимальном для целостного организма уровне [3, 24], где показателем интенсивности окислительного стресса является уровень малонового диальдегида (МДА), конечного продукта ПОЛ [3].

Противодействие окислительному стрессу (гиперпродукции активных форм кислорода – АФК), возникающему вследствие воздействия разнообразных агентов, включая промышленные загрязнения [25], оказывает антиоксидантная система [3, 25, 26]. Важную роль при этом играют антиоксидантные ферменты: супероксиддисмутаза (СОД), каталаза, глутатионзависимые ферменты [3, 26], пероксиредоксины – новый класс интенсивно исследуемых тиол-зависимых ферментов-антиоксидантов [27].

Таким образом, уровень метаболитов и их соотношение, отражающие защитные реакции на стресс, могут служить характеристиками физиологического статуса организма в условиях техногенного воздействия и служить предикторами стадии истощения.

Цель исследования состояла в оценке физиологического статуса организма девушек репродуктивного возраста, проживающих в условиях хронического стресса, обусловленного воздействием техногенной и арктической среды и в выявлении возможных донозологических отклонений, как индикаторов преморбидного состояния. В задачи исследования входила сравнительная оценка территориальной заболеваемости болезнями, в значительной мере, обусловленными техногенной контаминацией среды; оценка содержания гормонов «оси стресса»: ТТГ, Т4, АКТГ, СТГ, кортизола (КРЛ) в сыворотке (плазме) крови; характеристика системы ПОЛ — АОЗ по содержанию МДА, СОД, каталазы (КТЛ), пероксиредоксина 6 (PRDX6); оценка содержания витамина D, глюкозы, кальция, продуктов липидного метаболизма.

Методы

Дизайн исследования представлял собой обсервационное, аналитическое, поперечное, открытое когортное исследование [28] в 3-х сериях наблюдений: 2019, 2020, 2021 г.г.. В исследовании принимали участие сотрудники и студенты медицинского колледжа г. Апатиты (94 человека), поэтому исходно исследование проводилось методом сплошной выборки, после чего из числа участников были исключены лица женского пола старше 20-ти лет и все лица мужского пола. В итоге, была сформирована когорта девушек в возрасте 16-20 лет (54 девушки) с незначительным ежегодным переменным составом, физиологический статус которых оценивали в сериях наблюдений. Для сравнительной оценки территориальной заболеваемости в работе использовали данные Медицинского информационно-аналитического центра (МИАЦ) ГОБУЗ «Мурманская областная клиническая больница им. П.А. Баяндина» Министерства здравоохранения Мурманской обл. по территориальной заболеваемости подросткового населения 15-17 лет.

Исследование биохимических показателей проводили на образцах сыворотки, которые, после забора крови из вены, оставляли на 2 часа для свертывания при комнатной температуре (или на ночь при -4 С) до центрифугирования (20 минут при ускорении 1000g). Тиреотропный гормон (ТТГ) определяли с применением набора реагентов «ТироидИФА-ТТГ» для количественного «сэндвич» варианта иммунноферментного анализа; свободный тироксин (Т4) в сыворотке крови определяли с применением набора реагентов «ТироидИФА-свободный Т4», предназначенный для количественного конкурентного твердофазного иммуноферментного анализа (ООО «Компания Алкор Био»); адренокортикотропный гормон (АКТГ) определяли методом твёрдофазного иммунохемилюминесцентного анализа; измерение уровня кортизола (КРЛ) и соматотропного гормона (СТГ) в крови проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием наборов «ХЕМА». Витамин Д ((25 (OH) витамин D) с применением набора реагентов (ELISA), kit (ab213966) посредством иммуноферментного анализа в плазме крови. Малоновый диальдегид (MDA), супероксиддисмутазу (СОД), каталазу (КТЛ), пероксиредоксин 6 (PRDX6) определяли с применением набора реагентов «Cloud-Clone Corp.» методом ИФА в сыворотке крови. Концентрацию глюкозы (ГЛ) в крови определяли энзиматическим колориметрическим методом (глюкозооксидазный (GOD-PAP) метод); триглицериды (ТГЛ) - методом GPO-PAP; липопротеиды высокой плотности (ЛПВП), холестерин общий (ХСО) в крови определяли энзиматическим колориметрическим методом. Липопротеиды низкой плотности (ЛПНП) рассчитывали по формуле: ЛПНП, ммоль/л= ХСО – ЛПВП – (0,45 х ТГЛ). Концентрацию кальция (Са) определяли унифицированным колориметрическим методом (с орто-крезолфталеин комплексом) с применением реактивов «НПФ Абрис+».

Статистический анализ проводили с использованием пакета программ «STATISTICA 10.0». Нормальность распределения значений исследуемых показателей проверяли с применением критериев Колмогорова-Смирнова (К-С), с правкой Лиллиефорса, и критерия Шапиро-Уилка. Сравнение значимости различий идентичных показателей в разных сериях исследований проводили на основе непараметрических методов анализа (U критерия Манна-Уитни, критерия Колмогорова-Смирнова) и t-критерия для независимых выборок. Весь комплекс обследований проводился с соблюдением норм и правил биомедицинской этики, представленных в Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации об этических принципах проведения медицинских исследований (2013).

Результаты

1. Свидетельство вклада техногенного загрязнения среды в физиологический статус подростков.

Сравнение территориальной заболеваемости подростков репродуктивного возраста (15-17 лет) болезнями, обусловленными, в определенной мере, техногенным загрязнением среды, включая пылевые частицы [10-12, 29], показано на Рис.1.

 

Рис. 1. Заболеваемость подростков 15-17 лет на отдельных территориях Мурманской обл.

А – общая заболеваемость болезнями системы кровообращения за период с 2014 по 2018 гг.; Б - общая заболеваемость болезнями кожи и подкожной клетчатки (атопический дерматит) с 2014 по 2018 гг.; общая заболеваемость болезнями мочеполовой системы за период с 2006 по 2018 гг.; общая заболеваемость болезнями мочеполовой системы (расстройства менструации) за период с 1995 по 2001 гг. По оси абсцисс территории: 1 - Мурманск; 2 - Апатиты; 3 -Кандалакша; 4 - Кировск; 5 - Мончегорск; 6 - в целом по Мурманской обл.; 7 - по России. По оси ординат – значение усредненных (M±m) за исследуемый период времени показателей заболеваемости на 1000 соответствующего населения.

Общая заболеваемость болезнями системы кровообращения (БСК) подростков 15-17 (Рис. 1, А) оказалась выше в г. Апатиты (72,6±12,6), чем в других городах с высоким уровнем загрязнения атмосферы: в 2,5 раза выше, чем в Мурманске (29,2±1,3), в 3,6 раза — чем в Кандалакше (20,0±1,4), в 3,1 раза — чем в Мончегорске (23,4±1,3), в 2,5 раза — чем в целом по Мурманской обл. (МО) (29,3±2,0) и в 1,3 раза - чем в РФ (55,0±0,2).

Показатели общей заболеваемости болезнями кожи и подкожной клетчатки (атопический дерматит) (Рис.1, Б) также оказались выше в г. Апатиты (32,5±0,5) в 1,7 раза, чем в Мурманске (20,9±2,7), в 2,8 раза, чем в Кандалакше (11,8±1,2), в 2,2 раза, чем Мончегорске (14,7±1,2), в 1,8 раза - чем в целом по МО (18,0±0,7) и в 2,8 раза, чем в РФ (11,5±0,0).

Наиболее высокие показатели общей заболеваемости болезнями мочеполовой системы (БМПС) (Рис.1, В) выявлены также в Апатитах (217,2±20,3), превышающие соответствующие значения в Мурманске, в Кандалакше, в Мончегорске (175,3±14,2; 98,2±5,9; 140,0±5,1, соответственно) в 1,7, в 2,2, в 1,6 раз, соответственно, а также показатели в целом по МО (151,7±3,9) и в РФ (114,6±1,6) в 1,4 и в 1,9 раз, соответственно. Показатель «расстройства менструации (РМ)» у девочек подростков (Рис.1, Г), как отдельная характеристика БМПС, перестал учитываться в статистических данных Министерства здравоохранения МО с 2002 г., поэтому на Рис. 1 (Г) можно видеть среднегодовые показатели РМ только за период с 1995 по 2001 гг.. И хотя этот показатель на других территориях значимо не отличается от такового в Апатитах, тем не менее его значения в Апатитах (15,7±3,2) в 4,5 раза были выше, чем г. Кировске (3,5±1,6, р=0,0187) Апатитско-Кировского района, расстояние которого от Апатитов по прямой составляет 12 км.

2. Тренды в изменении физиологического статуса в последовательных наблюдениях

Оценка нормальности распределения исследуемых показателей выявила, что только для Са и гормона Т4 нулевая гипотеза не может быть отклонена. Распределение значений остальных показателей отклоняются от нормального. Эти особенности распределения были учтены при оценке значимости различий между показателями в трех сериях наблюдений.

Тренды в изменении физиологического статуса девушек в условиях проживания в г. Апатиты оценивались на основе значимости различий между идентичными показателями в последовательной серии наблюдений. Средние значения показателей со стандартным отклонением и значимость различий между ними представлены в Таблицах 1, 2, 3.

Таблица 1. Значимость различий между значениями показателей физиологического статуса девушек-студенток в 2019 и в 2020 гг., выявленные с применением критериев Манна-Уитни, Колмогорова-Смирнова и t – критерия для независимых выборок.

 

Показатели

Среднее n=54

2019

Ст.откл.

2019

Среднее n=42

2020

Ст.откл.

2020

t-знач.

p

возраст

16,22

0,66

17,10

0,66

-6,43

0,00

Глюкоза, ммоль/л

4,37

0,48

4,80

0,56

-4,07

0,00

Са, ммоль/л

2,17

0,14

2,21

0,13

-1,38

0,17

ХСО*, ммоль/л

4,03

0,41

4,43

0,72

-3,10

0,00

ТГЛ, ммоль/л

0,78

0,30

0,71

0,22

1,36

0,18

ЛПВП, ммоль/л

2,47

0,49

1,81

0,32

7,52

0,00

ЛПНП, ммоль/л

1,19

0,60

2,22

0,82

-7,09

0,00

коэф. атер.

0,71

0,40

1,53

0,81

-6,44

0,00

ТТГ**, мкМЕ/л

2,35

0,96

3,08

1,56

-2,84

0,01

Примечание: жирным шрифтом выделены значимые различия

*, ** - значимость различий в соответствии с критерием Манна-Уитни p=0,02

 

В Таблице 1 видно, что средние значения показателей возраста, содержания глюкозы, ХСО, ЛПВП, ЛПНП, ТТГ, значения атерогенного фактора в 2019 г и в 2020 г. значимо различаются, в соответствии с тремя критериями значимости различий. Но между содержанием Са и ТГЛ в 2019 и в 2020 гг. значимых различий не было выявлено.

Таблица 2. Значимость различий между значениями показателей физиологического статуса девушек-студенток в 2020 и в 2021 гг. (t – критерий для независимых выборок)

Показатели

Среднее n=40

2020

Ст.откл.

2020

Среднее n=29

2021

Ст.откл.

2021

t-знач.

p

возраст

17,10

0,67

17,71

0,90

-3,23

0,00

Глюкоза, ммоль/л

4,81

0,57

4,44

0,57

2,61

0,01

Са, ммоль/л

2,21

0,13

2,10

0,17

2,94

0,00

ХСО, ммоль/л

4,43

0,72

4,12

0,75

1,71

0,09

ТГЛ, ммоль/л

0,73

0,21

0,68

0,31

0,77

0,44

ЛПВП, ммоль/л

1,82

0,33

1,94

0,38

-1,35

0,18

ЛПНП, ммоль/л

2,22

0,83

1,85

0,82

1,85

0,07

коэф. атер.

1,54

0,83

2,80

8,34

-0,95

0,34

КРЛ, нмоль/л

552,10

120,26

512,00

136,18

1,30

0,20

Вит. Д, нг/мл

16,50

5,80

16,69

8,32

-0,11

0,91

СOД, нг/мл

0,35

0,24

0,55

0,30

-3,11

0,00

MДА*, нг/мл

998,36

186,47

1065,66

46,75

-1,90

0,06

PRDX6, нг/мл

2,63

0,69

1,26

0,51

9,09

0,00

Примечание: жирным шрифтом выделены значимые различия;

* - в соответствии с критерием Колмогорова-Смирнова p <0,025

 

В Таблице 2. представлены средние значения (со стандартным отклонением) и значимость различий между показателями физиологического статуса девушек в 2020 и в 2021 гг. Можно видеть, что в 2021 г., наряду с увеличением возраста, у девушек значимо снижается содержание глюкозы, Са, возрастает содержание СОД, МДА, PRDX6. Между другими показателями, в том числе, содержанием кортизола (КРЛ), витамина Д, показателями липидного обмена значимых различий не было выявлено.

Таблица 3. Значимость различий между значениями показателей физиологического статуса девушек-студенток в 2019 и в 2021 гг. (t – критерий для независимых выборок).

 

Показатели

Среднее n=54

2019

Ст.откл.

2019

Среднее n=29

2021

Ст.откл.

2021

t-знач.

p

возраст

16,24

0,64

17,71

0,90

-8,57

0,00

Глюкоза, ммоль/л

4,37

0,48

4,44

0,57

-0,62

0,54

Ca, ммоль/л

2,17

0,14

2,10

0,17

2,02

0,05

ХСО, ммоль/л

4,03

0,48

4,12

0,75

-0,70

0,49

ТГЛ, ммоль/л

0,78

0,30

0,68

0,31

1,54

0,13

ЛПВП, ммоль/л

2,47

0,49

1,94

0,38

5,09

0,00

ЛПНП, ммоль/л

1,19

0,60

1,85

0,82

-4,19

0,00

коэф. атер.*

0,71

0,40

2,80

8,34

-1,83

0,07

* - в соответствии с критерием Колмогорова-Смирнова p < 0,001

 

В Таблице 3 представлены данные, свидетельствующие о значимости различий между показателями физиологического статуса девушек в 2019 и в 2021 г. Можно видеть, что в 2021 г. значимо снижается содержание Са, ЛПВП, возрастает содержание ЛПНП и значение коэффициента атерогенности.

3. Физиологический статус в условиях техногенного загрязнения среды

Для оценки центильного распределения значений показателей физиологического статуса девушек-студенток в исследуемой когорте, вся совокупность исследуемых показателей, полученных при ежегодных обследованиях, была представлена в диапазонах 5, 10, 25, 50, 75, 90, 95 перцентилей (Таблица 4).

Таблица 4. Перцентильное распределение значений показателей физиологического статуса девушек репродуктивного возраста

Показатели

перцентили

Реф. зн.

5

10

25

50

75

90

95

Возраст

16

16

16

17

17

18

18

 

АКТГ, пг/мл

10,5

12,1

17,3

33,3

43,1

80,4

113,7

9,0-52,0

КРЛ, нмоль/л

136

380

506

584

616

640

644

140-600

ТТГ, мкМЕ/л

1,0

1,3

1,7

2,4

3,3

4,4

4,9

0,23-3,4

СТГ*, мЕд/л

0,5

0,5

0,8

1,4

5,2

6,4

8,5

0,4-19,2

Т4 пмоль/л

9,9

10,1

10,7

12,4

14,5

17,1

17,2

10,3-24,5

Вит. Д, нг/мл

7,8

8,7

11,0

15,8

21,1

25,1

31,0

30-50

Вит. Д, нмоль/л

19,5

21,7

27,5

39,4

52,2

62,6

77,4

>75

Са, ммоль/л

1,9

2

2,1

2,2

2,3

2,4

2,4

2,02-2,60

MDA, нг/мл

666

777

975

1059

1098

1160

1209

24,7 - 2000

PRDX6 нг/мл

0,7

0,8

1,3

2,1

2,9

3,3

3,5

0,312 - 20

СOД, нг/мл

0,1

0,1

0,2

0,3

0,6

0,8

1,0

0,156 - 10

КТЛ, нг/мл

0,3

0,4

0,4

0,5

0,7

1,0

1,2

0,312 - 20

ТГЛ, ммоль/л

0,3

0,4

0,6

0,7

0,9

1,1

1,3

0,15-1,71

ЛПВП, ммол/л

1,4

1,5

1,8

2,1

2,5

2,8

3,0

>1,68

ЛПНП, ммол/л

0,4

0,6

1,2

1,6

2,2

2,8

3,0

1,66-3,34

ХСО, ммоль/л

3,1

3,5

3,8

4,1

4,5

4,9

5,3

до 5,17

ГЛ, ммоль/л

3,7

3,9

4,2

4,5

4,9

5,3

5,6

3,3-5,6

Примечание: аббревиатура расшифрована в тексте; глюкоза, Са, ТГЛ, ЛПВП, ЛПНП, ХЛО (n=125); ТТГ (n=98); Т4, СТГ, КТЛ (n=42); КРЛ, Вит.Д, SOD, MDA, PRDX6 (n=71); АКТГ (n=29).

* - референтные значения для женщин 14-19 лет

 

Можно видеть, что гормоны оси стресса (ГГАС) более, чем у 10 % девушек превышают референтные значения по содержанию АКТГ, и у 25% девушек - по содержанию КРЛ и ТТГ. При этом, у всех обследованных, содержание СТГ ниже среднего значения референтного диапазона, а у 25% девушек приближается (0,5-0,8 мЕд/л) к нижней границе диапазона референтных значений, также, как и содержание Т4 - (9,9-10,7 пмоль/л). Подсчет числа случаев с граничными значениями показателей позволил расширить диапазон процентильных групп. Так, оказалось, что превышение верхней границы АКТГ выявляется у 20,7%; значения ТТГ, превышающие 3,0 мкМЕ/л, в 2019 г. выявляются у 25,9%, а в 2020 г. у 38,1 % девушек. Превышение содержания кортизола в 2020 г. выявляется у 31,5%, а в 2021 г. - у 34,5% девушек.

Содержание витамина Д, представленное в Табл. 4, выражено в двух единицах измерения: в нг/мл (лабораторные измерения), и в единицах, принятых в зарубежных публикациях - нмоль/л [30]. Оказалось, что у 95% обследуемых девушек, в разной степени тяжести, выражен дефицит витамина Д [30]. Вероятно, с дефицитом витамина Д ассоциировано и низкое содержание Са у 25% девушек (1,9-2,1 ммоль/л).

Оценка состояния системы ПОЛ-АОЗ по содержанию МДА и ферментов АОЗ (PRDX6, СOD, КТЛ) показывает, что содержание МДА соответствует референтным значениям; содержание же ферментов АОЗ находится на низком уровне, не достигающем медианных значений референтного оптимума, практически, у всех обследованных девушек.

Анализ содержания продуктов липидного обмена выявил, что по содержанию ЛПВП 14,4% девушек следует отнести к группе риска (1,16-1,68 ммоль/л), что следует из методических указаний определения ЛПВП. Содержание ЛПНП ниже референтных значений выявлено у 50% девушек, у 5% содержание ХЛО и ГЛ достигают верхних границ референтных значений.

Обсуждение результатов

В проведенном исследовании показано, что заболеваемость подростков, включая девушек репродуктивного возраста, на территории г. Апатиты свидетельствует о содержании в окружающей среде высокотоксичного загрязнения, ассоциированного с «экологическими заболеваниями», к которым относятся заболевания системы кровообращения, болезни кожи и подкожной клетчатки (атопический дерматит), болезни мочеполовой системы [7, 10, 29]. Различия в уровне заболеваемости подросткового населения в г. Апатиты, по сравнению с другими промышленно-загрязненными территориями, дает основание допустить, что специфическим агентом, обусловливающим высокую заболеваемость в г. Апатиты, являются пылевые частицы апатит-нефелиновой руды, отсутствующие на других территориях.

Оценка физиологического статуса девушек репродуктивного возраста позволила выявить ранние изменения в состоянии организма, возникающие под воздействием окружающей среды, включая пылевые частицы. Индикаторами изменений физиологического статуса и предикторами заболеваемости, является содержание метаболитов оси стресса и системы ПОЛ-АОЗ, имеющих граничные и выходящие за пределы референтного диапазона, значения. Хроническая экспозиция организма к воздействию пылевых частиц, в сочетании с другими агентами, отразилась на физиологическом статусе у более, чем 25% девушек репродуктивного возраста, причем число случаев (%) превышения в содержании ТТГ с 2019 г. по 2020 г возросло на 12,2%, а в содержании кортизола с 2020 г. по 2021 г. - на 3%. Возрастание секреции гормонов оси стресса таких, как АКТГ, кортизола, ТТГ, снижение СТГ и Т4 свидетельствуют о воздействии на организм сильного раздражителя (стрессора), под воздействием которого длительное напряжение приводит к угнетению защитных систем организма [16], что проявляется в повышенной секреции глюкокортикоидных гормонов, в снижении активности ЩЖ и половых желез, в угнетении тимико-лимфатической системы, системы соединительной ткани, иммунной системы [16]. Об угнетении защитных систем организма у девушек репродуктивного возраста свидетельствует также заниженное содержание ферментов АОЗ, не достигающих оптимальных значений, гиповитаминоз витамина Д у 95% девушек, низкие значения ЛПНП у 50% девушек. То есть, содержание метаболитов, характеризующих эффективность механизмов развития защитно-приспособительных реакций в ответ на действие токсических агентов, у более, чем 25% девушек выходит за границы оптимума.

Последствия таких изменений могут влиять на различные системы организма, приводя к ожирению, к артериальной гипертензиии, к иммунодефициту, к нарушениям водно-электролитного баланса и продукции гонадотропного и половых гормонов, к формированию внепанкреатической формы вторичного сахарного диабета [17, 18, 21]. Дефицит витамина Д может приводить к нарушению костного метаболизма, гомеостаза кальция и фосфора [30]. Наши данные подтвердили выводы, сделанные в работе [6], что девочек и девушек-подростков, проживающих в условиях Кольского Заполярья, необходимо относить к группе риска. Это следует из того, что у более, чем 25% девушек в исследуемой когорте, выявлены изменения в содержании метаболитов защитной системы организма, косвенным образом, свидетельствующих о снижении репродуктивного здоровья.

Ценность полученных результатов состоит в том, что они позволяют в исследуемой когорте сформировать группу риска для углубленного обследования и дальнейшей коррекции преморбидного состояния, что является задачами персонифицированного подхода в медицине. Следует, с сожалением, также отметить, что в работе не удалось выявить тренды в изменении ряда показателей в силу не равных ежегодных возможностей одновременного их измерения. Предполагается провести лонгитюдное исследование и персональную коррекцию выявленных нарушений.

Заключение

Данное исследование позволило впервые оценить физиологический статус однородной когорты девушек репродуктивного возраста, проживающих в условиях техногенного загрязнения среды на Кольском Севере, и выявить донозологические изменения, подлежащие своевременной коррекции. Показано, что у более, чем 25% обследованных девушек физиологический статус свидетельствует о преморбидном состоянии, предваряющем адаптивную стадию истощения.

Благодарности

Публикация поддержана грантом, полученным НИЦ МБП КНЦ РАН на тему "The contribution of reproductive health and the quality of the Arctic environment to the Wellbeing of the Kola Sami", софинансируемого через сквозные фонды Международного арктического научного комитета (IASC) при участии Рабочих групп IASC: по социальным и гуманитарным вопросам (SHWG) и Международной научной инициативы в Российской Арктике (ISIRA).

Исследование выполнено в рамках НИР №122022200516-5 по теме «Изучение особенностей территориальной заболеваемости населения репродуктивного возраста в Арктической зоне Российской Федерации с выявлением факторов, воздействующих на основные функциональные системы организма, и разработка комплексных методов для снижения негативного воздействия экстремальных условий среды».

×

About the authors

Natalia Belisheva

Research Centre for Human Adaptation in the Arctic, Branch of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the Russian Academy of Science”

Author for correspondence.
Email: natalybelisheva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5504-2983
SPIN-code: 8833-5720
Scopus Author ID: 6603407255
ResearcherId: S-1628-2016

Doctor of Biology, Chief Researcher, Scientific Department of Medical and Biological Problems, Research Center IBE KSC RAS

Russian Federation, 41A, Akademgorodok microdistrict, Apatity, Murmansk region, 184209

Alla Aleksandrovna Martynova

Email: martynovaalla@medknc.ru
ORCID iD: 0000-0002-0701-8698
SPIN-code: 7211-3236

Anna Victorovna Korovkina

Email: dokktorr@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-4097-6521
SPIN-code: 7710-3826

References

  1. Sokolovskaya TA. The Hinders aspects of reproductive health of children by the Russian Federation. Profilactical and Clinical Medicine. 2014; 2 (51): 19-25. Russian
  2. Grigoryev Yu.A. Soboleva S.V. Reproductive health as a qualitative characteristic
  3. Population// Bulletin of the All-Russian Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, 2013, No. 3(91). рр.157-161.
  4. Kolesnikova LI, Grebenkina LA, Darenskaya MA, Vlasov BA Oxidative stress as a nonspecific pathogenetic link of reproductive disorders (Review)// Bulletin of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, 2012, Vol. 32, No. 1, pp. 58-66.12.
  5. Deryagin G. B. B., Sidorov P. I., Solovyov A. G. Peculiarities of sexual maturation of Caucasoid and Uralic Mongoloid women in the North of Russia // Sexology and Sexopathology. 2005, № 4, рр. 37-41
  6. Belisheva N.K. Contribution of high-latitude heliogeophysical agents to the morbidity of the population of the Euro-Arctic region // Bulletin of the Urals Medical Academy of Science, 2014, 2(48), рр. 5-11.
  7. Yankovskaya G.F. Reproductive health of women of different age groups living in the conditions of the Kola Peninsula. Dissertation....candidate of medical sciences. Petrozavodsk, 2009, 177 p.
  8. Postoev V.A., Nieboer E., Grjibovski A.M. and Odland J.Ø. Prevalence of birth defects in an Arctic Russian setting from 1973 to 2011: a register-based study// Reproductive Health. 2015, 12:3. http://www.reproductive-health-journal.com/content/12/1/3
  9. Belisheva, N.K. (2020). Comparative Analysis of Morbidity and Elemental Composition of Hair Among Children Living on Different Territories of the Kola North. In: Frank-Kamenetskaya, O., Vlasov, D., Panova, E., Lessovaia, S. (eds) Processes and Phenomena on the Boundary Between Biogenic and Abiogenic Nature. Lecture Notes in Earth System Sciences. Springer, Cham.2020. рр.803-827. https://doi.org/10.1007/978-3-030-21614-6_43
  10. Kogarko L.N. Rare earth potential of Apatite in deposits and wastes of Apatite-nepheline ore production of the Khibiny massif// Proceedings of the Fersman scientific session of the Institute of the KSC RAS. 2019, №16, рр. 271–275. https://doi.org/10.31241/FNS.2019.16.055
  11. Petrov S. B. Ecological and epidemiological assessment of the impact of suspended substances in the atmospheric air on the development of diseases of the circulatory system // Human Ecology. 2011, №2, рр. 3-7.
  12. Jedrychowski W.A., F.P. Perera, J.D. Spengler et al. Intrauterine exposure to fine particulate matter as a risk factor for increased susceptibility to acute broncho-pulmonary infections in early childhood// Int J Hyg Environ Health. 2013, 216(4), pp. 395–401. doi: 10.1016/j.ijheh.2012.12.014.
  13. Kassomenos P.A., Dimitriou K., Paschalidou A.K. Human health damage caused by particulate matter PM10 and ozone in urban environments: the case of Athens, Greece // Environ Monit Assess. 2013, 185, рр. 6933–6942.
  14. McEwen B.S. and J.C. Wingfield. What’s in a name? Integrating homeostasis, allostasis and stress //Horm Behav. 2010, 57(2): 105. doi: 10.1016/j.yhbeh.2009.09.011.
  15. Selye H. Stress without distress. Philadelphia, USA: Lippincott. 1974. 171 p.
  16. Larzelere MM, Jones GN. Stress and health // Prim Care. 2008 Dec;35(4):839-56. doi: 10.1016/j.pop.2008.07.011. PMID: 18928833.
  17. Garkavi L.Kh., Kvakina E.B., Ukolova M.A. Adaptational reactions and organismal resistance. Ed. 3-th, ext. Rostovna-Donu: Publishing house of Rostov University. 1990. 223 р.
  18. Kino T., Charmandari E., Chrousos G.P. Disorders of the Hypothalamic-Pituitary-Adrenocortical System. Handbook of Neuroendocrinology. G. Fink, D.W. Pfaff, J. Levine (eds.). USA, NY: Academic Press. 2012. P. 639–657.
  19. Pearson-Murphy B.E. Glucocorticoids, Overview. Encyclopedia of Stress (Second Edition). G. Fink (ed.). USA: Academic Press. 2007. P. 198–210.
  20. Smolders J, Schuurman KG, van Strien ME, Melief J, Hendrickx D, Hol EM, et al. Expression of vitamin D receptor and metabolizing enzymes in multiple sclerosis-affected brain tissue // J Neuropathol Exp Neurol. 2013, 72, рр. 91–105. doi: 10.1097/NEN.0b013e31827f4fcc
  21. Rolf L., Damoiseaux J., HuitingaI., Kimenai D., van den Ouweland J., Hupperts R. and Smolders J. Stress-Axis Regulation by Vitamin D3 in Multiple Sclerosis // Front. Neurol. 2018, 9:263. doi: 10.3389/fneur.2018.00263.
  22. Kubasov R.V. Hormonal changes in response to extreme environmental factors // Vestnik RAMS. 2014, 9-10, рр. 102-109.
  23. Mirhosseini N, Brunel L, Muscogiuri G, Kimball S. Physiological serum 25-hydroxyvitamin D concentrations are associated with improved thyroid function-observations from a community-based program // Endocrine. 2017, 58. рр. 563–573. doi: 10.1007/s12020-017-1450-y
  24. Govorova L.V. L.A. Alexeeva, A.A. Vilnits, N.V. Skripchenko, T.V. Bessonova,
  25. E.A. Goncharova. Effect of cortisol and somatotropic hormone on the development of oxidative stress in children during critical states of infectious nature // Journal of infectious diseases. 2014, Vol. 6, No. 2, рр. 25-31
  26. Ruder E.H., Hartman T.J., Goldman M.B. Impact of oxidative stress on female fertility // Curr. Opin. Obstet. Gynecol. 2009, 21(3), рр. 219–222.
  27. Vallyathan V. and Shi X. The Role of Oxygen Free Radicals in Occupational and Environmental Lung Diseases// Environmental Health Perspectives. 1997, Vol. 105, Suppl. 1. рр. 165-177.
  28. Dontsov V. I., V. N. Krutko, B. M. Mrikaev, S.V. Ukhanov. Active Oxygen Forms as a System: Meaning in Physiology, Pathology and Natural Aging//Proceedings of ISA RAS 2006, V.19. pp.51-69.
  29. Novoselov V.I. The role of peroxiredoxins in oxidative stress in the respiratory organs // Pulmonology. 2012, (1), pp. 83-87.
  30. Grzhibovsky A.M., Ivanov S.V.. Transverse (single-stage) research in health care // Science and Health Care. 2015, 2, pp. 5-18.
  31. Yatsyna IV, Kryuchkova EN, Zhadan IY. Influence of environmental factors of an industrial city on the formation of dermatological morbidity of children // Hygiene and Sanitation. 2018, 97(10), pp. 967- 971. DOI: http://dx.doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-10-967-971.
  32. Wahl D. A., C. Cooper, P. R. Ebeling, M. Eggersdorfer et al. A global representation of vitamin D status in healthy populations // Arch Osteoporos. 2012, 7(1-2), рр.155–172. doi: 10.1007/s11657-012-0093-0

Copyright (c) Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 78166 от 20.03.2020.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies