Йод относится к числу жизненно необходимых микроэлементов. Он участвует в функционировании щитовидной железы, являясь незаменимой составной частью ее гормонов (тироксин и трийодтиронин), влияющих на все виды обмена веществ в организме человека. Йод также необходим для роста и дифференцировки клеток, митохондриального дыхания, регуляции трансмембранного транспорта натрия и гормонов. Его недостаточное поступление приводит к развитию эндемического зоба с гипотиреозом, к замедлению обмена веществ, артериальной гипотензии, отставанию в росте и умственном развитии у детей. Потребление йода с пищей широко варьируется в различных геохимических регионах в диапазоне 65—230 мкг/сут. Установленный необходимый уровень составляет от 130 до 200 мкг/сут, а средняя физиологическая потребность — 150 мкг/сут [1]. Реальное же потребление йода населением многих регионов России, в том числе и Самарской области, не превышает 80 мкг/сут, что свидетельствует о наличии йододефицита средней или легкой степени тяжести [2—4]. При этом до 80—90% микроэлемента выводится с мочой, что диктует необходимость его дополнительного ежедневного восполнения [5]. Уникальность же йододефицитных заболеваний заключается в том, что адекватная и своевременная йодная профилактика полностью предупреждает формирование патологических состояний [6].

Тем не менее природный йододефицит может усиливаться под влиянием ряда внешних факторов, таких как дисбаланс эссенциальных микроэлементов в окружающей среде, качество питания, иммунные нарушения, что ведет к развитию вторичной йодной недостаточности.

Но чаще всего в экзогенезе ведущую роль играет антропогенное химическое загрязнение территории обитания, присутствие в окружающей среде ксенобиотиков техногенного происхождения в количествах, превышающих допустимые, а также широкая распространенность в почве и водоемах свинца [4, 7]. В основе механизма действия указанного фактора лежит нарушение механизма включения йода в клетки щитовидной железы. Учитывая, что Самарская область по степени антропогенного воздействия на окружающую среду является одним из неблагополучных регионов Поволжья, проблема йододефицита имеет здесь не только медико-социальное, но и эколого-гигиеническое значение. В реальных условиях вопрос физического благополучия населения Самары и Самарской области остается до конца не изученным, так как химическая агрессия охватывает все биогеоценозы данной среды обитания.

Цель исследования — установить взаимосвязь антропогенной нагрузки, воздействия экотоксикантов и степени выраженности йодной недостаточности среди населения городов Самарской области (Самара, Чапаевск, Отрадный). Ее задачи:

1) выявить приоритетных загрязнителей окружающей среды в городах Самарской области;

2) определить степень йодной недостаточности у детского и взрослого населения городов Самарской области;

3) оценить силу воздействия экотоксикантов Самарской области на живой организм в экспериментальных условиях.

В Самаре и Чапаевске проанализировано качество среды обитания населения с учетом сведений о численности автотранспортных средств за последние годы.

В разные годы обследованы 185 школьников Самары, 260 детей и 50 взрослых в Чапаевске. Уровень экскреции йода с мочой, являясь прямым количественным показателем йодной обеспеченности, определялся в разовой ее порции фотометрическим церий-арсенитовым методом с предварительным влажным озолением образцов мочи [8]; объем и структура щитовидной железы уточнялись пальпаторно и посредством ультразвукового исследования.

В эксперименте по оценке влияния ксенобиотика (пятиокись ванадия) среды обитания на организм лабораторных животных использовано 18 белых лабораторных крыс, разделенных на три группы: 1-я — контрольная, 2-я — опытная группа (нагрузка ксенобиотиком с дотацией йодированного масла в объеме физиологической нормы) и 3-я опытная (нагрузка ксенобиотиком с чистым растительным маслом). Также в эксперименте изучали токсическое действие воды и вытяжки донных отложений реки Чапаевка на организм лабораторных животных путем погружения их хвостов на 2/3 всей длины в исследуемую смесь воды и донных отложений на 4 ч в день в течение 2 нед (кожно-резорбтивное действие). Изучались интегральные показатели: масса тела, «норковый» рефлекс, суммационно-пороговый показатель, эмоциональная реактивность. По окончании эксперимента животные были забиты методом декапитации с премедикацией эфиром, а их внутренние органы (сердце, селезенка, печень, почки) были подвергнуты патоморфологическому исследованию.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли с применением современных методов вариационной статистики. Рассчитывали среднее арифметическое значение (М), ошибку средней (m). Достоверность различий количественных показателей определяли по критерию t-Стьюдента.

Городской округ Самара — один из крупнейших промышленных центров Поволжского экономического региона. Это крупный административно-территориальный и культурный центр, большой транспортный узел. В городском округе сосредоточены предприятия нефтеперерабатывающей, машиностроительной, металлургической и авиационно-космической отраслей промышленности, а также теплоэнергетики, которые являются источниками многокомпонентного загрязнения атмосферного воздуха. Под производственными объектами занято около 20% городской территории, а количество транспортных средств на территории городского округа ежегодно растет, увеличивая долю загрязнения от последних с 40% в 1999 г. до 70% и более в 2012 г. При этом абсолютные значения автотранспорта с 2008 по 2012 г. увеличились на 7,9%: с 362 685 до 391 435 единиц. Ведущим загрязнителем атмосферы является формальдегид. Обращает на себя внимание схожесть загрязнения им почти всех районов на протяжении всего периода исследования. Сложившаяся ситуация обусловлена, вероятнее всего, возрастающим вкладом автотранспорта, поскольку одним из основных веществ, входящих в состав выхлопов, является формальдегид. Аналогичная картина просматривается и по диоксиду азота. Атмосферный воздух Промышленного, Кировского и Советского районов, особенно на территории Безымянской промзоны, характеризуется высоким содержанием пыли, диоксида азота, сероводорода, гидрохлорида, фторида водорода. В результате воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды значительно изменяются показатели заболеваемости. Возрастает риск развития заболеваний органов дыхания, онкологических и йододефицитных патологий [9].

Чапаевск Самарской области входит в ряд промышленно развитых районов страны с высокой концентрацией на небольших территориях стабильно функционирующих предприятий, оказывающих мощное антропогенное воздействие на состояние окружающей среды. Кроме того, увеличивается количество автотранспортных средств: с 2008 по 2012 г. их число изменилось с 17 627 до 22 212, обеспечив прирост 26%. Основная доля автотранспортных средств — легковые автомобили. Наличие автотранспорта, увеличение его численности способствуют появлению и обострению санитарно-гигиенических проблем, связанных с загрязнением атмосферного воздуха. В этом процессе доля выбросов от стационарных источников в общем объеме составляет 1,279 (20,8%) тыс. тонн, а от передвижных — 4,871 (79,2%) тыс. тонн. Учитывая динамику в изучаемый период, можно предполагать, что без корригирующих вмешательств численность автотранспорта в перспективе будет возрастать, способствуя загрязнению воздушной среды города и увеличению риска здоровью населения. В воздушной среде постоянно присутствуют диоксид серы, диоксид азота, оксид углерода, сернистый ангидрид, хлористый водород, взвешенные вещества, аммиак, нитробензол, сероводород, серная и азотная кислоты, углеводороды, формальдегид, бензапирен. Приоритетными загрязнителями среды проживания населения Чапаевска являются формальдегид и бензапирен. Это вещества II и I классов опасности — высокоопасные и чрезвычайно опасные, канцерогены по действию на организм.

В ходе клинической части работы при осмотре щитовидной железы школьников Самары было выявлено увеличение I степени у 42 (22,7%) человек, увеличение II степени — у 8 (4,3%) человек, что говорит об умеренной степени тяжести йододефицита [10]. Подобные результаты указывают на прогностически благоприятную ситуацию в регионе в плане профилактики. При определении йода в моче уровень от 50 до 99 мкг/л определен у 40 (21,6%) человек, от 20 до 49 мкг/л — у 39 (21,1%), ниже 20 мкг/л — у 61 (33,0%) учащегося. У 45 (24,3%) школьников отмечены значения йодурии выше 100 мкг/л. При этом значения йодурии ниже 20 мкг/л чаще встречаются у лиц мужского пола (p<0,05), в то время как уровень 20—49 мкг/л достоверно больше отмечен у женского пола (p<0,05). Медиана йодурии для девочек составляет 66,7±10,14 мкг/л, для мальчиков — 58,7±8,76 мкг/л (p<0,05). В то же время только 40 (21,6%) детей, у которых щитовидная железа не была увеличена, на момент обследования имели адекватные показатели йодурии. В остальных случаях низкие значения йодурии в этой популяции школьников либо сопровождали диффузное увеличение щитовидной железы (ДУЩЖ), либо были прогностически единственным критерием, отражающим потенциально недостаточный уровень микроэлемента у группы учащихся в количестве 124 (67,0%) человек (табл. 1).

В результате проведенного исследования жителей Чапаевска установлено, что медиана экскреции йода в разовой порции мочи у подростков составляет 57,7 мкг/л (легкая степень йододефицита), йодная недостаточность — 83,8%. Также отмечено, что с возрастом процент йодной недостаточности возрастает. Группой сравнения стали дети г. Отрадный. Этот город, как район сравнения, характеризуется значительно меньшим уровнем антропогенной нагрузки от промышленных предприятий и меньшим количеством автотранспортных средств. В этих условиях средний уровень йодурии составляет 87,1 мкг/л, а общая йодная недостаточность — 61,0% (табл. 2).

Распространенность зоба, по данным ультразвукового исследования, в Чапаевске составила 27,3% случаев, неоднородная структура выявлена в 5,4%, из них 4,6% кист и 0,8% узловых образований. Частота зоба по Отрадному составила 6,7%, по Самарской области — 11,5%.

Среди взрослого населения Чапаевска медиана йодурии равна 50,3 мкг/л. Показатель общей йодной недостаточности — 82%. В Отрадном медиана — 81 мкг/л, йодная недостаточность — 66,7%, по Самарской области — 80 мкг/л и 65,7% соответственно.

Встречаемость зоба у взрослого контингента Чапаевска определяется в 28%. При этом йоддефицитный зоб характеризуется гипертрофией щитовидной железы за счет ее диффузного увеличения и формирования в ней узлов. Распространенность зоба, по данным УЗИ, в Отрадном — 11,7%, по Самарской области — 23,9%, что достоверно ниже (p<0,05).

Усугубляющее воздействие на формирование вторичной йодной недостаточности длительного воздействия экотоксикантов также подтверждается результатами эксперимента с определением массовых коэффициентов щитовидной железы. Наибольшие значения этих показателей у крыс отмечены в 3-й группе (0,0834), где самцы находились под воздействием ксенобиотика (пятиокись ванадия). Увеличение массовых коэффициентов органа этой группы по сравнению с показателями 1-й группы животных (контрольная) (0,0673) составило 24%. Это свидетельствует о диффузном увеличении щитовидной железы, в чем просматривается токсическое действие химического агента. Аналогичные показатели во 2-й группе (воздействие ксенобиотика при йодпрофилактике) выше, чем в 1-й (0,0796), но ниже, чем в 3-й, что указывает на некоторое нивелирование токсического действия антропогенного загрязнения среды обитания на щитовидную железу дотацией йода.

Токсикологический эксперимент на лабораторных крысах выявил достоверное увеличение почек и селезенки у животных, контактировавших с водой и суспензией донных отложений реки Чапаевки, по сравнению с контрольной группой. Патоморфологически определены изменения деструктивного характера в сердце, печени, почках и селезенке. Характерной особенностью были выраженные отклонения в системе кровообращения в виде резкого венозного полнокровия, множественных геморрагий, отложений гемосидерина.

Проведенный анализ среди жителей городов Самарской области показывает, что у населения Чапаевска по всем показателям (по сравнению с таковыми у жителей Отрадного) выявляется более выраженная йодная недостаточность и зобная эндемия. Это связано не только с эндемичностью территории, но и с длительным воздействием экотоксикантов. В 80-х и начале 90-х годов XX века ими были преимущественно диоксины практически во всех объектах окружающей среды, в настоящее время — формальдегид, бензапирен и целый комплекс сопутствующих химических ингредиентов. Последствием их действия является формирование вторичной йодной недостаточности, что подтверждено экспериментально.

Оценка содержания йода в моче позволяет сделать «моментальный снимок» ситуации по обеспеченности йодом в конкретном месте и в конкретное время [11]. В целом медиана йодурии в школьной популяции Самары составила 65,5±7,42 мкг/л, частота зоба — 20,7%, что соответствует легкой степени йододефицита.

Йододефицит населения Чапаевска, как и Самарской области в целом, является не только экологически обусловленным, но и экологически зависимым состоянием, что ведет к нарастанию распространенности заболеваний щитовидной железы, снижает эффективность йодной профилактики.

Несмотря на всю сложность и агрессивность антропогенного воздействия, профилактические мероприятия крайне актуальны и должны учитывать сочетанное воздействие природных, техногенных и химических факторов на население.

1. Учитывая рост количества автотранспорта и неизбежность его дальнейшего увеличения, необходима оптимизация автотранспортного движения за счет улучшения покрытия автомобильных дорог, качества бензина, перехода на экологически чистое топливо.

2. Необходимо разрабатывать систему социально-гигиенического мониторинга и других видов динамического контроля здоровья населения и среды обитания.

3. Необходимо проведение систематических профилактических мероприятий, в первую очередь диетологического характера, целью которых является достижение оптимального уровня потребления йода населением и предотвращение развития заболеваний, вызванных дефицитом йода в питании.

4. Показано активное выявление йододефицита и тиреоидной патологии при проведении медицинских осмотров в школьных учреждениях, при диспансеризации взрослого населения, в женских консультациях.

5. Органам исполнительной власти необходимо принимать меры по насыщению рынка продовольственных товаров йодированной пищевой солью.

Конфликт интересов отсутствует.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — О.С.

Сбор и обработка материала — Л.Б., И.С., Е.Я.

Статистическая обработка данных — А.Г., Е.Я.

Написание текста — Л.Б., И.С., Е.Я.

Редактирование — О.С., А.Г.