Food as a source of selenium for the residents of the Russian European North

Full Text

Библиографическая ссылка: Евдокимова В. П., Бахматова Ю. А., Синицкая Е. Н. Продукты питания как источник обеспечения селеном жителей Европейского Севера России // Экология человека. 2019. № 9. С. 59-64. Evdokimova V. P., Bakhmatova Yu. A., Sinitskaya E. N. Food as a Source of Selenium for the Residents of the Russian European North. Ekologiya cheloveka [Human Ecology]. 2019, 9, pp. 59-64. Ухудшение экологической обстановки в России, рост смертности от онкологических и кардиологических заболеваний являются причинами интенсивных исследований возможностей повышения антиокси-дантной защиты организма. Выявление биологической роли селена как мощного природного антиоксиданта определило приоритетность исследований селенового статуса населения различных регионов России и в их числе - Европейского Севера. Селен - микроэлемент, являющийся частью многих ферментов и благодаря этому играющий важную роль в работе многих органов и систем организма. Селен обладает широким спектром действия, участвуя в различных биохимических процессах. В качестве кофактора он 59 Медицинская экология Экология человека 2019.09 поддерживает активность многих селеносодержащих ферментов и селенопротеинов [5, 11, 17]. Механизмы адаптивной перестройки организма в условиях Севера закономерно приводят к сдвигу микроэлементарного гомеостаза и возникновению акклиматизационного дефицита, что усугубляет природную недостаточность жизненно важных элементов, в том числе и селена. К основным факторам, способным вызвать дефицит селена в организме человека, относятся: низкое качество питания и недостаточное поступление селена с пищей, нарушение обмена в организме, расход соединений селена на нейтрализацию вредных веществ, алкоголизм [1, 19, 20]. В то же время до сих пор недостаточно точно определен оптимальный уровень потребления селена, не в полной мере разработаны методики оценки селенового статуса организма в норме и при патологии, не до конца выяснены механизмы биологического действия этого элемента. В работах Н. А. Голубкиной, посвященных состоянию обеспеченности территорий Российской Федерации селеном, отмечается дефицит селена в двадцати семи регионах России. В их числе Бурятия, Читинская и Иркутская области, северо-западные регионы Российской Федерации (Мурманская, Ленинградская, Архангельская, Новгородская, Вологодская, Ярославская, Ивановская, Тверская и Московская области) [7, 8]. Основными источниками поступления селена в организм человека служат вода и продукты питания. Согласно литературным данным главными пищевыми продуктами, обеспечивающими поступление селена, являются зерновые, их вклад составляет 50 % от общего уровня потребляемого микроэлемента. При этом на долю мяса, рыбы, молочных продуктов и яиц приходится 20, 10, 10 и 5 % соответственно, а вклад овощей и фруктов в обеспеченность селеном вообще незначителен и составляет 1-2 %. Употребление в пищу исключительно местных продуктов и влияние геохимической специфики местности имеют решающее значение в обеспеченности организма селеном, вызывая селенодефицитные состояния или селенозы [15, 16, 22]. Важным показателем обеспеченности селеном организма является содержание микроэлемента в крови человека. Оно позволяет оценить среднюю величину поступления селена с пищей за период от нескольких дней до нескольких недель. Показатель характеризует общее содержание активных форм селена (ферментов и селенопереносящего белка) и депонированного селена [3]. Для России средние концентрации селена в сыворотке крови составляют от 62 мкг/л на Западе до 145 мкг/л на Востоке [7]. Коррекцию селенового статуса можно осуществлять несколькими способами. Самый простой и безопасный - употребление в пищу продуктов, богатых селеном. Кроме того, повысить содержание селена в организме человека можно посредством внесения микроудобрений в почву, из которой он поступает в растения, а затем - в организмы животных и человека [4, 9, 12, 13, 18, 21]. Город Архангельск, жители которого были обследованы, расположен в 50 км от Белого моря на правом берегу устьевого участка Северной Двины и на островах ее дельты (64°33’ с. ш., 40°32’ в. д.). По своим природно-климатическим характеристикам он приравнен к территориям Крайнего Севера. Для территории города характерен субарктический климат, переходный от морского к континентальному, с продолжительной зимой и коротким прохладным летом. Ведущую роль в промышленности Архангельска играют отрасли специализации: лесная (лесозаготовительная, лесопильно-деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная), машиностроение (судостроение и судоремонт), рыбная промышленность, добыча алмазов, добыча нефти и газа [6]. Проведенные ранее исследования [10] свидетельствуют о том, что с питьевой водой население Архангельска получает от 0,4 до 1,0 % необходимого селена. В связи с этим поступление данного элемента с пищей становится главным фактором, определяющим уровень содержания селена в организме человека. Таким образом, целью исследования послужила оценка вклада продуктов питания в формирование селенового статуса жителей Европейского Севера России, и в частности города Архангельска. Методы Для анализа были отобраны пробы продуктов питания, которые традиционно пользуются наибольшим спросом и популярностью у жителей Архангельска. Предпочтения были отданы продуктам, произведенным на территории Архангельской области и наиболее часто встречающимся в торговых сетях, с учетом потребительской корзины. Отбор проб продуктов питания осуществлялся в несколько этапов: выбор транспортных упаковок; отбор лабораторной пробы; отбор навесок для анализа. Каждая из перечисленных операций проводилась в строгом соответствии с требованиями нормативной документации на исследуемые продукты: отбор, транспортировку и хранение проб хлеба и хлебопродуктов осуществляли по ГОСТ 5667-65, мяса - по ГОСТ 7269-79, круп - по ГОСТ 26312.1-84, молока и молочных продуктов - по ГОСТ 3622-68, рыбы, морских млекопитающих, морских беспозвоночных и продуктов их переработки - по ГОСТ 7631-2008. Селеновый статус был определен у 180 доброволь-цев-архангелогородцев с получением их информированного согласия на проведение исследования. Для изучения половозрастной динамики образцы крови были отобраны у 90 мужчин: 30 человек в возрасте до 30 лет, 30 человек от 30 до 50 и 30 человек старше 50 лет, а также у 90 женщин тех же возрастных групп. Отбор проб крови осуществлялся на базе ЦНИЛ Северного государственного медицинского университета г. Архангельска. Определялось содержание селена в отобранных образцах флуориметрическим методом на анализа 60 Экология человека 2019.09 торе жидкости Флюорат «02-2М» согласно МУК 4.1.033-95 на базе лаборатории биогеохимических исследований кафедры химии и химической экологии Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова. Для получения данных об объемах потребления основных продуктов питания был использован метод анкетирования. Количество респондентов - 30 человек в каждой группе. Респонденты заполняли анкеты, в которых они указывали объемы потребления различных продуктов в сутки в течение двух недель. Тип распределения для выборок определяли с помощью критериев Шапиро - Уилка. Для описания количественных данных, имеющих нормальное распределение, пользовались средним арифметическим, стандартной ошибкой среднего арифметического, минимальным и максимальным значениями. Параметры с ненормальным распределением представляли как медиану. Значимость различий анализировали с помощью критериев Фишера - Стьюдента и Манна - Уитни: за достоверные принимали различия при значениях <0,05. Для определения тесноты связи между параметрами применяли критерий корреляции Спирмена, который является непараметрическим аналогом коэффициента Пирсона. Результаты В табл. 1 приведены данные по содержанию селена в основных продуктах питания жителей Архангельска. Таблица 1 Содержание селена в продуктах питания жителей Архангельска, мкг/кг Объект n Интервал Среднее концентрации значение Хлебные продукты (хлеб и макаронные изделия, мука, крупы, _бобовые)_ Хлеб пшеничный 12 2,10-2,70 2,32 ± 0,43 Хлеб ржаной 9 1,87-2,01 1,96 ± 0,50 Рис 7 90,10-93,23 91,83 ± 0,72 Пшено 5 16,18-16,86 16,83 ± 0,72 Макаронные изделия 4 1,5-1,91 1,83± 0,72 Крупа гречневая 3 6,55-7,12 7,00 ± 1,24 Овес 3 6,73-8,88 6,83 ± 0,72 Мука 4 73,20-73,90 73,30 ± 0,72 Овощи и фрукты Картофель 12 1,99-3,11 3,01 ± 0,78 Капуста 9 0,52-0,64 0,63 ± 0,09 Морковь 20 0,11-0,35 0,30 ± 0,05 Свекла 9 0,45-0,80 0,65 ± 0,14 Лук 12 2,55-2,81 2,78 ± 0,16 Чеснок 3 19,50-19,74 19,64 ± 0,25 Укроп 4 0,83-0,94 0,86 ± 0,09 Руккола 3 0,26-0,42 0,36 ± 0,06 Петрушка 4 0,51-0,69 0,66 ± 0,06 Огурцы 6 0,09-0,21 0,16 ± 0,01 Кабачки 6 0,06-0,19 0,13 ± 0,01 Абрикосы 6 4,05-4,55 4,31 ± 0,64 Бананы 6 8,67-9,05 8,97 ± 0,30 Апельсины 3 0,44-0,68 0,53 ± 0,09 Медицинская экология Продолжение таблицы 1 Объект n Интервал Среднее концентраций значение Груши 3 0,56-0,74 0,67 ± 0,07 Яблоки 3 0,98-1,34 1,00 ± 0,09 Ягоды и грибы Клубника 9 4,33-5,12 5,08 ± 0,08 Малина 6 0,24-0,29 0,28 ± 0,12 Красная смородина 3 3,99-4,15 4,10 ± 0,23 Черная смородина 3 0,54-0,60 0,59 ± 0,11 Клюква 3 10,10-10,45 10,15 ± 0,13 Черника 3 12,11-12,65 12,42 ± 0,07 Подосиновики 6 12,00-12,44 12,34 ± 0,06 Подберезовики 6 10,01-10,15 10,03 ± 0,05 Волнушки 3 4,01-4,16 4,11 ± 0,13 Серянки 3 2,46-2,55 2,50 ± 0,09 Мясопродукты Телятина 20 12,91-18,01 15,97 ± 2,13 Свинина 12 125,36-125,96 125,92 ± 0,37 Курица 18 53,5-73,78 64,62 ± 5,31 Индейка 9 12,76-12,92 12,83 ± 1,03 Печень телячья 3 62,47-62,66 62,57 ± 1,86 Рыбопродукты Треска 16 7,56-7,77 7,72 ± 0,93 Горбуша 21 50,18-50,45 50,23 ± 0,47 Зубатка 9 20,44-20,66 20,64 ± 0,10 Окунь морской 6 48,89-59,15 49,09 ± 5,14 Корюшка 3 7,54-9,66 8,64 ± 0,65 Кальмары 3 1,29-1,35 1,32 ± 0,14 Камбала 3 102,99-103,34 103,21 ± 0,15 Молоко и молочные продукты Творог 21 151,47-152,00 151,67 ± 0,72 Сметана 12 92,89-93,78 93,67 ± 0,72 Молоко 18 68,32-68,55 68,40 ± 0,25 Сыр 2 491,65-492,76 491,83 ± 7,89 Яйца 9 12,11-12,99 12,81 ± 0,12 Проведенные исследования позволили установить, что среднее содержание селена в продуктах питания увеличивается в следующей последовательности: фрукты ^ овощи ^ ягоды ^ грибы ^ яйца ^ хлебные продукты и макаронные изделия ^ рыбопродукты ^ мясопродукты ^ молоко и молочные продукты. Ни в одном из продуктов питания не обнаружено превышение ПДК (500 мкг/кг). В то же время внутри определенных групп продуктов питания содержание селена может значительно различаться. Так, например, среди мясных продуктов наибольшее содержание селена обнаружено в свинине, среди рыбных - в камбале, среди молочных - в сыре, среди овощей - в чесноке, среди фруктов - в банане, среди ягод - в чернике и клюкве, среди круп - в рисе. Известно, что некоторые соединения селена (например, H2Se) являются летучими. Это может быть причиной потерь элемента в ходе термической обработки продуктов питания перед их употреблением. Для установления уровня таких потерь были проведены дополнительные исследования, результаты которых представлены в табл. 2. 61 Медицинская экология Экология человека 2019.09 до Содержание селена в продуктах и после термической обработки, мкг/кг Таблица 2 Объект Содержание Se до термической обработки Содержание Se после термической обработки Потери, % Свинина 111,2 ± 9,33 42,5 ± 2,48 61,78 Курица 73,43 ± 0,85 28,67 ± 0,72 60,96 Телятина 13,67 ± 0,92 7,66 ± 0,62 43,96 Картофель 0,99 ± 0,16 0,25 ± 0,10 74,75 Морковь 0,22 ± 0,05 0,10 ± 0,01 54,55 Свекла 0,82 ± 0,21 0,33 ± 0,04 59,76 Корюшка 9,51 ± 0,69 4,57 ± 0,27 51,95 Окунь 51,25 ± 0,67 20,31 ± 0,53 60,37 Горбуша 46,98 ± 1,79 19,83 ± 0,40 57,79 Выявлено, что при термической обработке продуктов питания потери могут быть значимыми и достигать 75 %. Полученные экспериментальные данные по содержанию селена в сыворотке крови мужчин и женщин разных возрастных групп представлены в табл. 3. Содержание селена в сыворотке крови населения г. Архангельска, мкг/л Таблица 3 Возрастная группа Мужчины Женщины Всего n Х ±SD n Х ±SD n Х ±SD До 30 лет 30 80,49 5,22 30 54,74 2,93 60 67,61 13,64 От 30 до 50 лет 30 65,86 3,40 30 55,07 3,49 60 60,47 6,42 Старше 50 лет 30 54,91 3,04 30 72,73 3,40 60 63,83 9,54 Всего 90 67,09 11,25 90 60,85 9,05 180 63,97 9,57 В ходе проведенных исследований установлена средняя концентрация селена в сыворотке крови, равная 63,97 мкг/л. Обсуждение результатов Определение количества селена, поступающего с пищей, - один из способов оценки содержания его в организме человека. Оценка поступления селена в организм человека может быть осуществлена прежде всего посредством определения объемов потребления населением основных продуктов питания, выявленных путем анкетирования жителей города. В дальнейшем с использованием этих данных, а также средних показателей содержания селена в продуктах питания было рассчитано количество селена, поступающего в организм человека: Cc„ ■ m X =- 1000 г где X - количество селена, поступающего в организм человека (мкг/сутки); CSe - содержание селена в продукте, мкг/кг; m - масса потребления продукта в сутки, г. Представленные в табл. 4 данные свидетельствуют о том, что количество потребляемого с продуктами селена находится в пределах рекомендуемой нормы, но ближе к минимальному значению. Можно отметить, что в целом с возрастом поступление селена с продуктами питания увеличивается. Возможно, это связано с более внимательным отношением к своему рациону питания. Таблица 4 Поступление селена с продуктами питания у разных групп населения г. Архангельска Поступление в организм человека, мкг/в сутки Группа продуктов Женщины Мужчины до 30 лет 30-50 лет >50 лет до 30 лет 30-50 лет >50 лет Мясные продукты 4,10 15,37 24,38 13,75 38,38 19,62 Молочные продукты 46,78 75,14 118,00 54,62 85,55 88,12 Хлебные продукты 10,38 9,22 11,15 12,64 22,45 16,65 Овощи 0,81 1,33 2,30 0,90 1,94 1,24 Фрукты 0,58 0,69 2,14 0,94 1,20 0,78 Рыбопродукты 0,51 3,50 8,57 0,20 6,56 9,20 Яйца 0,03 0,03 0,05 0,04 0,05 0,04 Общее поступление 63,19 105,28 166,59 83,09 156,13 135,65 Рекомендуемая норма 55-350 70-350 Чтобы получить представление о вкладе той или иной группы продуктов питания в поступление селена в организм человека, необходимо отнести фактическое поступление этого элемента к общему поступлению селена в организм (табл. 5). Таблица 5 Вклад продуктов питания в обеспеченность селеном жителей г. Архангельска, % Возрастная группа Группа продуктов Женщины Мужчины до 30 лет 30-50 лет >50 лет до 30 лет 30-50 лет >50 лет Молочные продукты 74 71 71 66 55 65 Мясные продукты 7 15 15 17 25 14 Хлебные продукты 16 9 7 15 14 12 Рыбные продукты 1 3 5 0 4 7 Фрукты 1 1 1 1 1 1 Овощи 1 1 1 1 1 1 Из расчетов видно, что наибольший вклад в обеспечение селеном жителей Архангельска вносят молоко и молочные продукты. Определение уровня содержания селена в сыворотке крови - один из важнейших критериев установления селенового статуса человека. Показатель характеризует общее содержание активных форм селена и депонированного селена [14]. 62 Экология человека 2019.09 Медицинская экология Статистический анализ данных показал, что среднее содержание селена в сыворотке крови женщин Архангельска (Me = 60,85 мкг/л) несколько ниже, чем в сыворотке крови мужчин (67,09 мкг/л), (U = 908, p < 0,05). Содержание селена в сыворотке крови женщин увеличивалось с возрастом. Так, у женщин старше 50 лет среднее содержание микроэлемента в сыворотке крови (72,73 мкг/л) по сравнению с женщинами до 50 лет (54,91 мкг/л) выше (t = -20,987, p < 0,05). Ситуация по содержанию селена в организме мужчин иная. Среднее содержание его у лиц до 30 лет (80,49 мкг/л) выше, чем у мужчин 30-50 лет (65,86 мкг/л) (t = 12,420, p < 0,05) и старше 50 лет (54,91 мкг/л) (t = 25,080, p < 0,05). Сравнительная оценка обеспеченности селеном одинаковых возрастных групп мужчин и женщин показала статистически значимые различия. По данным видно, что среднее содержание селена у мужчин (80,49 мкг/л) несколько выше, чем у женщин (54,74 мкг/л) в возрастной группе до 30 лет (t = -23,477, p < 0,05). Аналогичная картина наблюдается и у возрастных групп от 30 до 50 лет (t = -12,131, p < 0,05). В возрастной группе старше 50 лет у женщин среднее содержание (72,73 мкг/л) несколько выше, чем у мужчин (54,91 мкг/л), то есть наблюдается обратная тенденция (t = 21,414, p < 0,05). В целом анализ индивидуальных показателей сывороточного селена выявил у 4,4 % женщин тяжелую степень недостаточности селена, у 68,9 % - легкую степень недостаточности, и у 26,7 % отмечен суб-оптимальный уровень. Среди мужчин не выявлено тяжелой степени недостаточности, 61,1 % имеют легкую недостаточность селена и 38,9 % находятся в зоне субоптимального уровня. Большинство жителей Архангельска подвержено риску развития селенодефи-цита. Очевидно, что у женщин этот риск уменьшается с возрастом, а у мужчин, наоборот, увеличивается [10]. Выводы Несмотря на то, что поступление селена в организм человека с продуктами питания находится в пределах рекомендуемых норм, у населения преобладает состояние легкой селеновой недостаточности. Это может свидетельствовать о наличии как внешних, так и внутренних факторов, влияющих на селеновый статус жителей Архангельск. К внутренним можно отнести низкую долю усвояемости некоторых соединений селена [2]. Главные внешние факторы - суровые природно-климатические условия (холодовой фактор и нарушение светового режима) и высокое загрязнение целым комплексом вредных веществ, что приводит к возникновению акклиматизационного дефицита и, как следствие, увеличенной потребности организма человека во многих микроэлементах, в том числе в селене. Таким образом, основываясь на полученных результатах исследований, можно сделать вывод, что продукты питания являются главным источником селена для организма человека и позволяют обеспечить минимальный уровень его поступления. Авторство Евдокимова В. П., Бахматова Ю. А. и Синицкая Е. Н. внесли существенный вклад в концепцию и дизайн исследования, получение, анализ и интерпретацию данных. Бахматова Ю. А. подготовила первый вариант статьи. Едокимова В. П. и Синицкая Е. Н. окончательно утвердили присланную в редакцию рукопись.

About the authors

V. P. Evdokimova

Northern (Arctic) Federal University

Arkhangelsk, Russia

Yu. A. Bakhmatova

Northern (Arctic) Federal University

Arkhangelsk, Russia

E. N. Sinitskaya

Northern State Medical University

Email: juliabahmatova@yandex.ru
Arkhangelsk, Russia

References

Supplementary files