Метаболический статус у плавсостава северного водного бассейна
На правах рукописи
ПЕТРОВА Татьяна Борисовна МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ СТАТУС У ПЛАВСОСТАВА СЕВЕРНОГО ВОДНОГО БАССЕЙНА 03.03.01 – физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Архангельск – 2011 4
Работа выполнена в лаборатории биологической и неорганической химии Учреждения Российской академии наук Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН г. Архангельск
Научный консультант: доктор биологических наук Бичкаева Фатима Артёмовна
Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Лупачев Валерий Валентинович кандидат биологических наук, доцент Волкова Наталья Ивановна
Ведущая организация: Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук
Защита диссертации состоится «23»декабря 2011 года в 13-00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.008.04 при ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова», по адресу: 163045, Архангельск, пр.
Бадигина, д. 3.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова».
Автореферат разослан «21» ноября 2011 г.
Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций, Старцева кандидат биологических наук, доцент Лариса Фёдоровна
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Понятие «адаптации» – одно из основных в физиологии морского труда, поскольку именно механизмы приспособления, выработанные организмом человека, обеспечивают возможность существования в постоянно меняющихся условиях среды (А.Б. Гудков с соавт., 2011). Любая форма адаптационного реагирования обеспечивается комплексом различных по интенсивности и продолжительности физиологических реакций, которые могут комбинироваться в разнообразных сочетаниях и придавать индивидуальные черты адаптационному ответу организма (Н.А. Агаджанян, 2009;
Е.Р. Бойко, 2009).
В настоящее время известно несколько десятков факторов судовой среды:
природно-климатические, судовые, физические, химические и социально бытовые, – способствующих изменению физиологического состояния организма (С.М. Пьянков, Е.Ф. Писаренко, 1986;
Ю.В. Щепин, В.М. Колдаев, 1997;
В.В. Лупачев с соавт., 1998;
М.Д. Выходцевский с соавт., 2000;
В.Д.
Иванов, 2003;
С.П. Буторин с соавт., 2005;
Г.Ф. Белоклицкая с соавт., 2007;
И.П. Мельникова, 2007;
П.И. Сидоров с соавт., 2007). Нельзя точно сказать, как и в какой степени каждый из факторов в отдельности в период длительного плавания влияет на состояние метаболических процессов и работоспособность моряков (И.А. Сапов, В.С. Новиков, 1984). Кроме того, экстремальность условий работы усугубляется с каждым годом растущим техническим износом флота и сокращением численности экипажей (В.Л. Архиповский, 2000).
Ряд исследователей заявляют, что судовая среда приводит к развитию острых или хронических стрессовых состояний, к снижению резервных возможностей организма, к патологии центральной нервной, эндокринной, иммунной и сердечно-сосудистой систем, слухового и вестибулярного аппарата (И.А. Сапов, А.С. Солодков, 1980;
Ю.Л. Кураков, В.Е. Волянский, 1991;
Т.В.
Коляда, Г.Г. Ляшко, 1992;
В.В. Лупачев с соавт., 1999;
Е.В. Типисова с соавт., 2006;
И.Л. Мызников, Ф.А. Щербина, 2006;
Е.Р. Бойко, 2009). Быстрое изменение факторов среды требует напряженности адаптационных процессов и усиливает мобилизацию энергетических ресурсов (А.А. Лобенко, В.Е.
Волянский, 1997). Установлены значительные изменения биохимического состава крови, что проявляется уменьшением щелочной фосфатазы, окислительно-восстановительных ферментов, гликогена и липопротеинов высокой плотности, с одновременным повышением общего холестерина, липопротеинов низкой плотности (А.А. Мозер с соавт., 2001;
А.Б. Гудков с соавт., 2011;
R. Tomaszewski et al., 1990;
S. Balanza Galindo, F. Mestre Moltу, 1995;
J. Filikowski et al., 2008).
После продолжительных рейсов у моряков заметно увеличивается содержание в крови бета-липопротеинов, холестерина и свободных жирных кислот, а концентрация общих липидов, альфа-липопротеинов и соотношение фракций липопротеинов к окончанию плавания уменьшается (И.А. Сапов, А.С.
Солодков, 1980).
Атерогенные фракции липидов у судоводителей достоверно выше, чем у представителей палубной команды, а уровень общего холестерина достоверно выше у судоводителей, чем у представителей машинной команды (В.Л.
Архиповский, 2000).
Так как ежегодный медосмотр плавсостава Северного бассейна выявил изменения метаболического статуса и уменьшение доли абсолютно здоровых моряков, то судить о долгосрочной адаптации организма можно на основе изменений метаболических процессов не во время работы, а после рейса (А.А.
Мозер с соавт., 2001).
В доступных источниках ограничены сведения по комплексной оценке липидного и углеводного обменов, обеспеченности организма тиамином у плавсостава Северного водного бассейна в зависимости от специфики работы, возраста, профессионального стажа, питания, массы тела и артериального давления. Однако, эта проблема является весьма актуальной.
Цель исследования. Цель работы выявить в адаптации к условиям труда особенности липидного и углеводного обменов, обеспеченность организма тиамином у практически здоровых мужчин плавсостава Северного водного бассейна в зависимости от специфики работы, возраста, профессионального стажа, показателей массы тела и артериального давления.
Задачи исследования:
1. Провести сравнительную характеристику метаболического статуса у практически здоровых мужчин плавсостава Северного водного бассейна и мужчин, трудовая деятельность которых не связана с водным транспортом.
2. Выявить особенности углеводного обмена (глюкоза, лактат, пируват) у практически здоровых лиц плавсостава Архангельского отделения Северного водного бассейна, в зависимости от специфики работы, возраста и профессионального стажа.
3. Исследовать содержание липидного обмена (общий, свободный, этерифицированный холестерин;
холестерин липопротеинов очень низкой, низкой и высокой плотности;
триглицериды) в периферической крови у практически здоровых лиц плавсостава Архангельского отделения Северного водного бассейна, в зависимости от характера работы, возраста и профессионального стажа.
4. Установить особенности обеспеченности организма тиамином у практически здоровых лиц плавсостава Архангельского отделения Северного водного бассейна, в зависимости от характера работы, возраста и стажа.
5. Проанализировать взаимосвязь характера питания, показателей массы тела и артериального давления с показателями углеводного и липидного обменов, обеспеченностью организма тиамином у плавсостава Северного водного бассейна, с учетом специфики работы.
Положения, выносимые на защиту. 1. У рыбаков во всех возрастных и стажевых группах достоверно ниже содержание глюкозы, индекса лактат/пируват, по сравнению с речниками и моряками соответствующего возраста и стажа.
2. У плавсостава при комплексном воздействии судовых факторов снижается активность этерификации холестерина, повышаются атерогенные фракции липидов на фоне низких уровней антиатерогенных, что определяется спецификой работы, возрастом и стажем. У рыбаков увеличение стажа работы вызывает меньший дисбаланс в липидном обмене, чем у речников и моряков.
Наиболее неблагоприятный фактор для речников – стаж, а для моряков – возраст.
3. С увеличением возраста и профессионального стажа у речников увеличивается частота встречаемости маргинального гиповитаминоза тиамина, а у рыбаков – выраженного.
4. У рыбаков, по сравнению с речниками и моряками, более выражено суммарное влияние наблюдаемых факторов (возраст, стаж работы, характер питания, масса тела, артериальное давление) на метаболический статус, как независимо друг от друга, так и во взаимодействии, о чем свидетельствуют результаты факторного и иерархического кластерного анализа.
Научная новизна исследования. Впервые установлены особенности взаимоотношений показателей углеводного и липидного обменов, обеспеченности организма тиамином при долгосрочной адаптации у плавсостава Северного водного бассейна в зависимости от специфики работы, возраста, стажа, фактического питания, показателей массы тела и артериального давления. Показано, что с увеличением возраста и стажа работы снижается активность этерификации холестерина, увеличивается дисбаланс показателей липидтранспортной системы и углеводного обмена, более выраженный у моряков, речников и в последнюю очередь – у рыбаков.
Установлено, что у рыбаков, по сравнению с моряками и речниками, преобладание в рационе питания продуктов растительного происхождения и морепродуктов, обусловливает нормализацию массы тела, увеличение антиатерогенной защиты организма, минимизацию углеводного обмена на фоне более высокой обеспеченности организма тиамином. Получены новые данные, расширяющие представление о формировании изменений метаболического статуса у плавсостава Северного водного бассейна, в зависимости от комплексного воздействия факторов судовой среды, возраста, стажа, питания, массы тела и артериального давления.
Научно-практическая значимость исследования. Получены новые сведения о факторах, изменяющих метаболический статус у таких профессиональных групп плавсостава, как речники, рыбаки и моряки. Оценка содержания метаболитов и выявление их количественно-качественных связей с наблюдаемыми факторами на основе различных статистических обработок данных, в зависимости от специфики работы, стажа, возраста, характера питания, массы тела и артериального давления позволяют дифференцировать и планировать целенаправленные мероприятия по профилактике их негативного влияния, а также прогнозировать вероятностные формы донозологических состояний. Полученные результаты также необходимы для объективной оценки процесса долгосрочной адаптации, работоспособности и степени утомления плавсостава в зависимости от специфики работы. Выявление особенностей метаболического статуса у разных групп плавсостава Северного водного бассейна пополняет фундаментальные основы экологической физиологии человека, что позволит сохранить здоровье трудоспособного населения Севера.
Практическое значение имеют полученные в ходе исследования данные, свидетельствующие о снижении активности этерификации холестерина при работе в экстремальных условиях, – что является скрытым критерием истощения резервных возможностей холестеринового гомеостаза, что ассоциируется с более ранним проявлением сердечно-сосудистых заболеваний.
Также можно отметить, что общими проявлениями напряжения метаболических процессов у плавсостава являются высокие уровни глюкозы, лактата на фоне низких уровней пирувата и тиамина.
Теоретические положения о состоянии метаболического статуса лиц водного транспорта могут быть рекомендованы врачам, физиологам, гигиенистам труда, в преподавании экологической физиологии, биохимии.
Диссертационное исследование выполнено в соответствии с планом НИИ в рамках комплексной темы исследований Института физиологии природных адаптаций УрО РАН на 2006 – 2008 гг. «Особенности нейро-иммунно эндокринного, метаболического и биоэлементного обеспечения регуляции гомеостаза человека на Севере» (№ 0120.0 601941) и в рамках темы научных исследований лаборатории биологической и неорганической химии ИФПА УрО РАН «Медико-биологическое обоснование разработки новых перспективных средств и методов жизнеобеспечения и управления адаптационными реакциями человека в экстремальных условиях» на 2009 – 2012 гг.
Результаты исследований используются при чтении лекций и проведении семинарских занятий на кафедре экологической физиологии и биохимии С(А)ФУ имени М.В. Ломоносова по курсу «Биологическая химия» (акт внедрения от 15.11.2009).
Апробация работы. Основные теоретические положения и результаты работы объявлены и обсуждены на заседаниях Ученого совета Института физиологии природных адаптаций УрО РАН (Архангельск, 2006–2011 гг.);
VI молодежной научной конференции Института физиологии Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар, 2007);
международной молодежной конференции «Экология – 2007» (Архангельск, 2007);
Всероссийской научной конференции с международным участием (Белгород, 2007);
Архангельском отделении физиологического общества им. И.П. Павлова (Архангельск, 2009–2010гг.);
V Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов (Анапа, 2008);
молодежной научной конференции «Экологические проблемы Севера» (Архангельск, 2008);
II международной научной конференции «Современные проблемы регионального развития» (Биробиджан, 2008);
симпозиуме с международным участием «Экология и охрана здоровья рабочих промышленных предприятий в Баренц-регионе» (Кировск, 2008);
региональной научно-практической конференции в рамках ежегодной конференции «Ломоносова – достойные потомки» (Архангельск, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, из них 2 статьи в журналах по списку ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка цитируемой литературы. Работа иллюстрирована 15 таблицами и 15 рисунками. Библиография включает отечественных и 73 зарубежных публикаций.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Были обследованы работники плавсостава Северного водного бассейна (СВБ), в количестве 1032 практически здоровых мужчин и 240 человек практически здоровых жителей города Архангельска, работа которых не связана с плаванием (контрольная группа).
Работники Северного водного бассейна в зависимости от специфики работы были разделены на три группы: работники Северного речного пароходства (СРП – речники) – 552 человека, работники Архангельского тралового флота (АТФ – рыбаки) – 202 человека и работники Северного морского пароходства (СМП – моряки) – 278 человек и в соответствии с возрастом профессиональному стажу были разбиты на четыре возрастные и стажевые группы (табл. 1).
Для оценки артериального давления проводилось трехкратное измерение с помощью ртутного сфигмоманометра на правой руке с 5-минутными интервалами в состояния покоя, учитывался средний результат измерений;
измерение длины тела (в см) с помощью ростомера (с точностью до 0,5 см);
измерение массы тела (в кг) с помощью медицинских весов (с точностью измерения до 0,1 кг). В качестве показателя относительной массы тела использовался индекс Кетле2 (усл. ед.): масса тела (кг)/рост (м2). Также проводилось измерение окружностей талии и бедер (см) с последующим вычислением индекса талия/бедро (ИТБ) (усл.ед.). Также было проведено анкетирование с помощью унифицированного специализированного опросника, разработанного совместно с Институтом социальной медицины г. Тромсё (Норвегия).
Таблица Количество обследованных лиц Северного водного бассейна в зависимости от характера работы, возраста и профессионального стажа Харак Количество обследованных лиц тер по возрасту (лет) по стажу (лет) работы 20–29 30–39 40–49 50–59 3 года 4–10 11–20 21– СРП (n) 81 193 211 67 32 107 248 АТФ (n) 59 61 63 19 19 62 68 СМП(n) 66 106 85 21 24 94 92 У всех обследованных лиц проводили забор крови из локтевой вены в утреннее время строго натощак в вакутайнеры «Bekton Dickinson BP».
Спектрофотометрическим методом определяли показатели углеводного и липидного обменов: глюкозы (ГЛЮ), лактата (ЛАК), пирувата (ПИР), общего холестерина (ОХ), холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП), холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), холестерина липопротеинов очень низкой плотности (ХС ЛПОНП), триглицеридов (ТГ), свободного и этерифицированного холестерина (СХ и ЭХ), свободных жирных кислот (СЖК) на биохимическом анализаторе «Марс» с использованием наборов "Chronolab AG". Рассчитывали значения коэффициентов:
лактат/пируват (ЛАК/ПИР), свободные жирные кислоты/триглицериды (СЖК/ТГ), коэффициент атерогенности по формуле А.Н. Климова (КА= ОХ– ХС ЛПВП/ХС ЛПВП). Об обеспеченности организма тиамином судили по ТДФ-эффекту – коэффициенту, рассчитываемому по приросту активности эритроцитарного фермента транскетолазы после добавления тиаминдифосфата.
Статистические расчеты выполнены с использованием пакета прикладных компьютерных программ универсальной обработки табличных данных EXCEL, STATISTICA 6.0 и SPSS 13.0 for Windows. Подчинение количественных данных закону нормального распределения оценивали с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. В большинстве выборок было выявлено нормальное распределение, в связи с этим статистическая обработка проводилась параметрическими и непараметрическими методами. Сравнение исследуемых групп по количественным признакам проводилось с использованием параметрического Стъюдента и t-критерия непараметрического U-критерия Mann-Whitney. При оценке значимости различия частот (%) использовали 2-критерий Пирсона. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез во всех случаях принимался за p, различия считали достоверными при p0,05. Проводили корреляционный анализ с определением параметрического коэффициента корреляции r Пирсона и оценкой его достоверности p. Иерархический кластерный анализ выполнен на основе межгруппового связывания. Мнофакторный дисперсионный анализ проведен с определением оценки величины эффекта 2. Факторный анализ проведен с извлечением по методу главных компонент по Varimax (В.И.
Юнкеров, С.Г. Григорьев, 2002).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Особенности метаболического статуса у плавсостава СВБ в зависимости от специфики работы, возраста и стажа работы. При сравнении показателей углеводного обмена в группе СВБ с контрольной группой, установлено, что у представителей плавсостава уровень ГЛЮ достоверно выше контрольной группы (p=0,001), а содержание ПИР и ЛАК ниже (p=0,001). Сравнительно повышенное значение расчетного индекса ЛАК/ПИР свидетельствует о преобладании процессов анаэробного пути гликолиза у плавсостава СВБ по сравнению с контрольной группой (p=0,002).
При сравнении показателей метаболизма углеводов у представителей плавсостава разных специализаций выявлены различия (табл. 2). Так, у моряков в крови выявлен самый высокий уровень ГЛЮ и самые низкие уровни ЛАК (p=0,001) и ПИР (p=0,001) в периферической крови. У рыбаков сравнительно низкий уровень глюкозы (p=0,001), но наибольшие средние значения пирувата и лактата (p=0,001).
Сравнивая показатели метаболизма углеводов у представителей плавсостава разных специализаций, выявлено, что у моряков в крови выявлен самый высокий уровень ГЛЮ (p=0,001) и самые низкие уровни ЛАК и ПИР в периферической крови (p=0,001), а у рыбаков сравнительно низкий уровень ГЛЮ (p=0,001), но наибольшие средние значения ПИР и ЛАК (p=0,001).
Следовательно, частота регистрации значений ГЛЮ ниже физиологической нормы у рыбаков наибольшая, а доля высоких значений ЛАК выявляется в 100% случаев (p=0,001) (рис. 1). У речников, средние значения ГЛЮ и ПИР ближе к рыбакам (p=0,001), а ЛАК к морякам, величина индекса ЛАК/ПИР наибольшая (p=0,001).
Выявлено, что у рыбаков всех возрастных и стажевых групп достоверно ниже содержание ГЛЮ по сравнению с речниками и моряками соответствующих возрастов (p=0,001). Достоверно низкие уровни ЛАК и ПИР оказались у моряков, затем у речников и самые высокие – у рыбаков.
Соответственно, достоверно низкие значения ЛАК/ПИР индекса установлены у речников, а самые высокие у моряков.
Анализируя показатели липидного обмена, установлено, что средние уровни ОХ, СХ, ТГ, ХСЛПОНП, КА у плавсостава достоверно выше, а ХСЛПВП, ЭХ, СЖК достоверно ниже относительно контроля, p=0,001, что обусловлено, по всей видимости, более низкими адаптационными возможностями, приводящими к срыву адаптации. При сравнении липидного обмена плавсостава СВБ, в зависимости от специфики работы, было установлено, что у моряков значительно снижена антиатерогенная защита организма, проявляющаяся в достоверно высоких концентрациях атерогенных фракций липидов, таких как ХСЛПНП, СХ (p=0,001) и КА на фоне низкого уровня ЭХ (p=0,001). Повышение уровня ОХ сопровождается увеличением доли СХ и снижением доли ЭХ, у моряков (35%), речников (28%) и рыбаков (27%), относительно контрольной группы (22%) при норме СХ 20–30% на фоне более низкого уровня ХСЛПВП.
Из литературных источников известно, что этерификация холестерина у человека катализируется ферментом ЛХАТ и апо-А, находящимся в ЛПВП, и осуществляет перенос жирной кислоты от фосфатидилхолина к СХ (Ф.А.
Бичкаева, 2008;
Е.Р. Бойко, 2009). Скорость его работы определяет степень интенсивности этерификации холестерина и, соответственно, содержание СХ и ЭХ в крови. Таким образом, повышение доли СХ у плавсостава СВБ на фоне понижения содержания холестерина ЛПВП отражает снижение активности ЛХАТ и апо-А. Можно отметить, что в зависимости от характера труда содержание общего холестерина у речников и моряков несколько выше, чем в аналогичной группе рыбаков, а показатели холестерина ЛПВП – ниже. В то же время у рыбаков выявлена наиболее высокая доля ЭХ – более 70 %.
Таблица Средние уровни показателей метаболического статуса у плавсостава Северного водного бассейна в зависимости от специфики работы Метаболиты СРП АТФ СМП M±SD M±SD M±SD n n n ГЛЮ, ммоль/л 552 202 4,860,78*^ 4,340,65* 4,980,86^ ЛАК, ммоль/л 552 202 2,330,69*^ 2,640,68* 2,070,55^ ПИР, ммоль/л 552 202 0,0320,014*^ 0,0330,021* 0,0240,011^ ЛАК/ПИР, усл. ед. 552 202 93,9552,38*^ 78,5737,59* 78,4235,54^ ТДФ-эффект, усл. ед. 552 202 0,9810,13 0,9610,17 1,0120, ОХ, ммоль/л 4,79±0,94 4,67±0,99 4,77±0, 552 202 ХСЛПОНП, усл.ед. 0,27±0,14 0,27±0,14 0,26±0, 552 202 ХСЛПНП, г/л 2,83±0,95* 2,59±0,91 2,86±0, 552 202 ХСЛПВП, ммоль/л 1,32±0, 552 1,34±0,38* 202 1,40±0,37 КА, усл. ед. 552 2,57±0,92* 202 2,33±1,29* 278 2,61±0, СХ, % 27,68±7,45*^ 26,74±7,31* 34,73±6,57^ 552 202 ЭХ, % 72,32±7,45^ 73,25±7,31 65,20±6,48^ 552 202 КЭ, усл. ед. 552 0,62±0,05*^ 202 0,73±0,02* 278 0,69±0,01^ ТГ, ммоль/л 1,37±0,71 1,35±0,64 1,33±0, 552 202 СЖК, ммоль/л 552 280,1±88,3*^ 202 298,8±64,4* 278 266,8±64,40^ СЖК/ТГ, усл. ед. 552 204±76,1 202 221,8±67,2 278 200,8±86, Примечание: *– p0,05, **– p0,01, ***–p0,001 – достоверность различий между СРП–АТФ;
– p0,05, – p0,01, – p0,001 достоверность различий между АТФ –СМП;
^– p0,05, ^^– p0,01, ^^–p0,001 – достоверность различий между СМП–СРП.
Следовательно, если принимать в расчет только показатели общего холестерина, то создается впечатление, что моряки и речники, характеризуются повышенным риском развития дислипопротеинемий по сравнению с аналогичной группой рыбаков. Вместе с тем рыбаки и речники, в отличие от моряков, демонстрируют весьма высокий потенциал этерификации холестерина, что резко снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. В соответствии с этим у моряков отмечается сравнительно наибольшая частота регистрации повышенных отклонений от нормы общего и свободного холестерина с одновременной пониженной долей встречаемости высоких значений ЭХ (p=0,001) и КЭ (p=0,001).
Рыбаки, напротив, отличаются пониженной степенью атерогенности липидтранспортной системы. Это отражается в низких уровнях ОХ, ХСЛПНП (p=0,001) и высокой концентрации антиатерогенной фракции ХСЛПВП при компенсаторном увеличении содержания ЭХ. Однако у речников характер изменений несколько иной по сравнению с моряками, в связи с тем, что у речников повышена активность этерификации ХС путем увеличения содержания ЭХ и, следовательно, повышения уровня КЭ (p=0,001). При этом у речников выше частота встречаемости высоких ХСЛПОНП и низких значений ХСЛПВП отклонений от общепринятых норм.
При рассмотрении выше указанных показателей в зависимости от возраста установлено, что увеличение возраста приводит к выраженной липопротеинемии, триглицеридемии и холестеринемии у разных групп плавсостава. По сравнению с речниками и моряками, у рыбаков снижение концентрации ХСЛПВП происходит менее выражено. Наиболее выраженное влияние возраста на показатели липидного обмена раньше всех начинает проявляться в возрасте у моряков (30–39 лет), затем у речников (40–49 лет) и позже всех – у рыбаков (50–59 лет), что сопровождается повышением атерогенных фракций липидов и снижением уровня антиатерогенных фракций.
При рассмотрении показателей липидного обмена в зависимости от стажа и специфики работы установлено, что с увеличением стажа работы повышается дисбаланс в липидтранспортной системе, что сопровождается увеличением концентрации ОХ и дисбалансом фракций ЛП: снижением содержания ЛПВП и повышением уровня ЛПНП и ТГ при сохранении высоких концентраций СХ и низких ЭХ. У рыбаков, увеличение стажа работы вызывает меньший дисбаланс в липидном обмене, чем у речников и моряков. Так, у моряков напряжение в липидтранспортной системе отмечается уже впервые три года работы, а затем после 10 летнего стажа при относительной стабилизации в период от 4 до лет работы. У речников после 10 лет работы, а у рыбаков после 20 летнего стажа.
Следовательно, пропорциональное увеличение возраста и стажа работы усугубляет влияние специфики работы на метаболические показатели.
Повышенные концентрации в крови атерогенных и снижение антиатерогенных у плавсостава с возрастом и стажем работы может быть связано со смещением уровней апо-А в сторону меньших значений, а апо-В - высоких.
150 % °°° 100 °°° °°° *** ** * 50 ^^^ ^^^ ^^ *** 0 ^ -50 ** ° ОХ СХ ЭХ ЭХ ХСЛПВП ХСЛПВП ХСЛПОНП МГ ЛАК ВГ КЭ КЭ ПИР ГЛЮ Рис. 1. Частоты регистрации отклонений от физиологической нормы показателей липидного обмена у плавсостава СВБ в зависимости от специфики работы: СРП, АТФ, СМП.
Примечание: *– p0,05, **– p0,01, ***–p0,001 – достоверность различий между СРП–АТФ;
– p0,05, – p0,01, –p0,001 достоверность различий между АТФ–СМП;
^– p0,05, ^^– p0,01, ^^^–p0,001 – достоверность различий между СМП–СРП.
При сравнении групп плавсостава по обеспеченности организма тиамином в зависимости от специфики работы, выявлена наибольшая обеспеченность организма тиамином у рыбаков, затем у речников, и меньшая, но в пределах нормы у моряков. Вместе с тем, тиамин-дефицитные состояния регистрируются во всех группах плавсостава. Так, маргинальный гиповитаминоз встречается чаще у речников и моряков, чем среди рыбаков, но у них повышена частота встречаемости выраженного гиповитаминоза.
Анализируя тиаминовую обеспеченность организма у плавсостава СВБ в зависимости от специфики работы, возраста и стажа достоверных различий активности ТДФ-эффекта не выявлено. Кроме того, у речников с увеличением возраста и профессионального стажа увеличивается частота встречаемости маргинального гиповитаминоза. При этом, с увеличением стажа работы повышается частота встречаемости выраженного гиповитаминоза тиамина у рыбаков, достигая наибольшего уровня при стаже 2130 лет.
Взаимосвязь показателей метаболического статуса с характером питания, массой тела и артериальным давлением у плавсостава. Факторы, включая питание, массу тела, артериальное давление становится наиболее важным модифицируемым фактором риска метаболического синдрома (Д.
Бессесен, Р.М. Кушнер, 2004;
М.Н. Мамедов, 2004;
Н.В. Перова, 2004;
Ю.Н.
Мишустин, 2005;
И.В. Осипова с соавт., 2006). Так, у рыбаков с преобладанием в фактическом питании рыбы, молочных и мучных продуктов, овощей и фруктов, уровни атерогенных фракций липидов ниже по сравнению с моряками, у которых преобладают молочные продукты, жиры животного происхождения и мясо, что сочеталось с повышением уровня ОХ, ХСЛПНП, СЖК и КА (р0,001). Фактическое питание речников сходно с рыбаками, но отмечены высокие уровни атерогенных фракций липидов. Следовательно, у рыбаков относительно моряков и речников выявлено повышение антиатерогенных фракций липидов и снижение атерогенных. Как известно, источниками углеводов в питании человека является преимущественно пища растительного происхождения (В.Д. Казьмин, 1996;
Ю.Б. Буланов, 2005).
Уровни ПИР и ЛАК выше у лиц с преобладанием в фактическом питании, как овощей, так и фруктов, то есть у рыбаков. По-видимому, у рыбаков в снижении атерогенных фракций липидов имеет место преобладание в питании морепродуктов.
К настоящему времени накоплено достаточно данных, указывающих на значение массы тела и артериального давления не только для развития ИБС, но и инфаркта миокарда, сахарного диабета и т.д. (Г. Галлер, с соавт., 1979;
P.
Mariin et al., 1993;
М.М. Гинзбург, Г.С. Козупица, 1996;
Л.Г. Завьялова с соавт., 2006).
У плавсостава СВБ достоверно повышены средние показатели массы тела и артериального давления по сравнению с лицами контрольной группы. У моряков средние значения ИМТ и ИТБ выше, чем у рыбаков и речников.
Наиболее часто избыточная масса тела на фоне повышенного артериального давления фиксируется у моряков (рис. 2).
Артериальное давление, ИМТ, усл. ед. ИТБ. усл. ед.
мм. рт. ст.
САД 25 * *** ^^^ ДАД 0,91 ^ * 24 ^^^ 0,9 100 *** 0, 0, СРП АТФ СМП СРП АТФ СМП СРП АТФ СМП Рис. 2. Показатели массы тела и артериального давления у плавсостава СВБ в зависимости от специфики работы.
Примечание: *– p0,05, **– p0,01, ***–p0,001 – достоверность различий между СРП–АТФ;
– p0,05, – p0,01, –p0,001 достоверность различий между АТФ–СМП;
^– p0,05, ^^– p0,01, ^^^–p0,001 – достоверность различий между СМП–СРП.
По результатам иерархического кластерного анализа, которые являются дополнением к ранее полученным данным, у рыбаков повышена взаимосвязь наблюдаемых факторов со всеми рассматриваемыми метаболитами ввиду наименьшего числа кластеров (три). Это оказывает благоприятное воздействие на межметаболические взаимоотношения: снижение фракций сывороточного холестерина, глюкозы и повышение в организме тиаминовой обеспеченности.
У моряков, напротив, вследствие большого количества кластеров (одиннадцать) такая взаимосвязь снижена. У речников выраженность межметаболических взаимоотношений средняя – установлено семь кластеров.
Результаты многофакторного дисперсионного анализа показали, что возраст, стаж, фактическое питание, масса тела и артериальное давление являются значимыми факторами, влияющими на метаболический статус.
Наиболее подверженным влиянию изучаемых факторов являются показатели сывороточного холестерина (у моряков и речников) и липидтранспортной системы (у моряков), где отмечается высокий вклад возраста, стажа, питания по отдельности и в сочетании друг с другом, у рыбаков – питания, индекса массы тела, индекса талия-бедро по отдельности и во взаимодействии.
Следовательно, наиболее стабильный метаболический статус у рыбаков обусловливается преобладанием вклада морепродуктов (рыбы), продуктов растительного происхождения в рационе питания (20%), что также определяет более низкий уровень влияния массы тела и артериального давления на исследуемые метаболиты (9,8%). У речников и моряков преобладание вклада продуктов животного происхождения (12,8% и 18%) обусловливает напряжение метаболических процессов и высокий уровень влияния массы тела и артериального давления (23,3% и 27,7%) на метаболизм. Влияние взаимодействия признаков стаж*возраст у речников составило 24,5%, у рыбаков – 24%, у моряков – 23%.
ВЫВОДЫ 1. У плавсостава Архангельского отделения Северного водного бассейна, по сравнению с мужчинами, трудовая деятельность которых не связана с водным транспортом, установлены достоверно высокие уровни фракций сывороточного общего и свободного холестерина, липопротеинов очень низкой и низкой плотности, триглицеридов, глюкозы, лактата и значений коэффициента атерогенности, на фоне низких концентраций холестерина липопротеинов высокой плотности, свободных жирных кислот, пирувата и тиамина.
2. У моряков и речников, независимо от возраста и стажа, выявлены достоверно высокие уровни глюкозы и лактата при низких концентрациях пирувата и лактата, более выраженные у моряков;
у рыбаков во всех возрастных и стажевых группах содержание глюкозы достоверно ниже, на фоне достоверно высоких концентраций пирувата и лактата.
3. У моряков и речников, относительно рыбаков, установлено снижение антиатерогенной защиты организма, которая проявляется в низких уровнях этерифицированного холестерина, холестерина липопротеинов высокой плотности и высоких концентрациях свободного холестерина, холестерина липопротеинов очень низкой и низкой плотности, триглицеридов в периферической крови, что наиболее выражено у моряков.
4. Установлена зависимость липидного обмена от возраста и стажа: снижение антиатерогенной защиты организма раньше всех начинает проявляться у моряков (30–39 лет), затем у речников (40–49 лет) и позже всех у рыбаков (50– 59 лет). При этом у моряков напряжение в липидтранспортной системе отмечено уже в первые три года работы, у речников после 10 лет работы, а у рыбаков после 20 летнего стажа.
5. Частота встречаемости тиамин-дефицитных состояний регистрируется во всех группах плавсостава: маргинальный гиповитаминоз чаще среди речников и моряков, у рыбаков выше частота встречаемости выраженного гиповитаминоза. Маргинальный гиповитаминоз регистрируется с 30–39 лет у речников (7%), рыбаков (11%) и моряков (14%), а выраженный – у рыбаков и речников с 30–39 лет (11% и 7% соответственно). В зависимости от стажа маргинальный гиповитаминоз установлен у моряков при 4–10 годах работы (14%) и у речников с 11 года (7%), а выраженный – у рыбаков с 21 года и более (22%).
6. У рыбаков более высокая антиатерогенная защита организма, низкое содержание глюкозы и высокая обеспеченность организма тиамином сопряжены с преобладанием в фактическом питании продуктов растительного происхождения и морепродуктов, что сочетается с оптимальными показателями массы тела и артериального давления. У моряков и речников, в питании которых преобладают продукты животного происхождения, наблюдается увеличение процента лиц с избыточной массой тела и повышенным артериальным давлением.
7. Основными факторами, влияющими на метаболический статус у плавсостава Северного водного бассейна, являются взаимодействие признаков стаж*возраст (у речников на уровне 24,5%, у рыбаков – 24%, у моряков – 23%), взаимосвязь характера питания с метаболитами (12,8% у речников, 20% у рыбаков, 18% у моряков), а также сочетание индекс массы тела*индекс талия бедро*систолическое артериальное давление*диастолическое артериальное давление (23,3% у речников, 9,8% у рыбаков, 27,7% у моряков).
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Рекомендовать поликлиническим отделениям и клиническим стационарам включить в число обязательных биохимических исследований при работе в экстремальных условиях с первично выявленной холестеринемией показатели фракций сывороточного холестерина, что является скрытым критерием истощения резервных возможностей холестеринового гомеостаза и ассоциируется с более ранним проявлением сердечно-сосудистых заболеваний.
2. В связи с тем, что динамика функционирования гомеостаза холестерина и глюкозы в крови у лиц плавсостава зависит от специфики работы, характера питания, тиаминовой обеспеченности организма, рекомендуется учитывать указанные особенности при проведении профилактических мероприятий.
3. Установленные различия в тиаминовой обеспеченности организма у представителей разных групп плавсостава могут быть использованы при разработке профилактики гипо – и авитаминозов В1.
СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Показатели липидтранспортной системы у работников Северного водного бассейна / Т.Б. Петрова, Я.И. Бичкаев, О.С. Власова, Т.В. Третьякова // Тезисы докладов VI молодежной научной конференции Института физиологии Коми НЦ УрО РАН «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике». – Сыктывкар: Институт физиологии Коми научного центра УрО РАН, 2007. – С. 94–96.
2. Петрова Т.Б. Особенности некоторых параметров липидного и углеводного обмена у работников Северного водного бассейна / Т.Б. Петрова, Я.И. Бичкаев // Материалы докладов международной молодежной конференции «Экология– 2007». – Архангельск: Институт экологических проблем севера УрО РАН, 2007.
– С. 316–318.
3. Петрова Т.Б. Особенности липидного обмена у работников Северного водного бассейна / Т.Б. Петрова. Ф.А. Бичкаева, Я.И. Бичкаев // Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием «Физиолого гигиенические проблемы экологии человека». – Белгород: Изд-во Бел. ГУ, 2007. – С. 91–92.
4. Петрова Т.Б. Содержание метаболитов углеводного обмена у лиц, работающих в экстремальных условиях / Т.Б. Петрова, Я.И. Бичкаев // Материалы научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные вопросы охраны здоровья населения регионов Сибири». – Красноярск: Изд-во КрасГма, 2007. – С. 311–313.
5. Влияние алкоголя на показатели липидного обмена у плавсостава Северного водного бассейна / Т.Б. Петрова, Ф.А. Бичкаева, О.С. Власова и др. // Материалы докладов молодежной научной конференции «Экологические проблемы Севера». – Архангельск: Институт экологических проблем Севера УрО РАН, 2008. – С. 259–261.
6. Бичкаева Ф.А. Показатели фосфолипидного профиля у работников Северного водного бассейна / Ф.А. Бичкаева, Л.П. Жилина, Т.Б. Петрова // Экология человека. – 2008. – № 6. – С. 46–50.
7. Влияние изменений уровней метаболитов липидного обмена на показатели артериального давления у работников Северного водного бассейна / Т.Б.
Петрова, Ф.А. Бичкаева, Л.П. Жилина, О.С. Власова // Материалы V Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах». – Анапа, 2008. – С. 83–85.
8. Петрова Т.Б. Влияние содержания в крови метаболитов липидного обмена на индекс массы тела у работников Северного водного бассейна / Т.Б. Петрова // Материалы международного симпозиума «Экология и охрана здоровья рабочих промышленных предприятий в Баренц-регионе». – Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2008. – С. 29–31.
9. Углеводный обмен у работников Северного водного бассейна / Т.Б. Петрова, Ф.А. Бичкаева, Л.П. Жилина, О.С. Власова // Материалы II международной научной конференции «Современные проблемы регионального развития». – Биробиджан-Кульдур: ИКАРП ДВО РАН, 2008. – С. 156–157.
10. Влияние употребления соли и кофе на изменение параметров липидного и углеводного обменов у плавсостава Северного водного бассейна / Т.Б. Петрова, Ф.А. Бичкаева, Т.В. Третьякова, О.С. Власова // Материалы III Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека». – Биробиджан-Кульдур: ИКАРП ДВО РАН, 2009. – С. 238– 239.
11. Изменение параметров углеводного обмена у плавсостава Северного водного бассейна / Т.Б. Петрова, Я.И. Бичкаев, Ф.А. Бичкаева и др. // Экология человека. – 2009. – № 8. – С. 12–18.
12. Петрова Т.Б. Особенности метаболического статуса у плавсостава Северного водного бассейна / Т.Б. Петрова // Материалы региональной научно практической конференции «Ломоносова – достойные потомки». – Архангельск: ООО «Дизайн-бюро А4», 2010. – С. 213–215.