6 курс / Эндокринология / Микроэлементы_и_патология_щитовидной_железы_в_Томской_области_Денисова

Введение

и механизмах действия геохимических факторов на функцию ЩЖ, приведены в монографии А.П. Авцына с соавторами (1991), в обзорах А.Л. Горбачева (1998, 2002), М.В. Велдановой (2000), Н.А. Агаджаняна (2000 и др.). В монографии Э. Гайтана (2000) приводится широкий перечень антропогенных струмогенов.

Другая группа ученых полагает, что дефицит йода является основным фактором возникновения зоба (Герасимов Г.А., 2001; и др.). По их мнению, акценты на экологическом неблагополучии большинства регионов России как основной причине зоба могут представлять опасность тем, что они отвлекают внимание специалистов от внедрения и контроля над программами йодирования соли. В обзоре Н.А. Абрамовой с соавторами (2006), говорится о том, что в отечественной литературе используется неоправданно расширенный список потенциальных зобогенов. Автор делает вывод, что основным природным фактором, ведущим к развитию зоба, является, прежде всего, дефицит йода, а роль различных сопутствующих зобогенов более чем скромна.

Вданной работе делается попытка проанализировать и систематизировать данные литературы и результаты наших собственных исследований по проблеме взаимосвязи тироидной патологии и элементного состава природных сред. Такой подход сегодня реализуется во многих странах мира в направлении "Медицинская геология" (Selinus O., 2005; и др.).

Вкниге представлены результаты исследований, выполненных в тесном содружестве специалистов Сибирского государственного медицинского университета и кафедры геоэкологии и геохимии Национального исследовательского Томского политехнического университета, касающихся роли экогеохимических факторов в становлении тиреопатий в Томской области за период с 1999 по 2007 гг.

Впервой части книги приводится обзор исторических и современных сведений о влиянии геохимических и антропогенных факторов на заболевания щитовидной железы, а также дается краткая характеристика региона исследования.

Вторая часть книги освещает вопросы методологии и методики проведенных исследований.

11

Микроэлементыипатологиящитовиднойжелезы...

Втретьей части данной монографии дается характеристика анализа данных Томского областного эндокринологического диспансера о заболеваемости различными формами тиреопатий. Приводятся данные распространенности патологии в пределах области, динамика и структура заболеваемости.

Вчетвертой части содержания приводятся результаты исследования 24 химических элементов в щитовидной железе у здоровых лиц, при патологии щитовидной железы, в различных возрастных группах. Дается характеристика концентраций микроэлементов в этом органе в зависимости от функционального состояния щитовидной железы, ее метрических параметров. Одной из особенностей данного исследования является изучение содержания большого спектра химических элементов одновременно, что является очень важным, поскольку позволяет отследить все взаимодействия между микроэлементами, с высокой долей достоверности определить возможный источник попадания химических элементов в организм, а также исследовать малоизученные редкоземельные, радиоактивные и другие элементы.

Пятая часть посвящена анализу роли различных геохимических факторов в формировании тиреопатий в Томской области.

Вшестой части рассматриваются вопросы взаимосвязи элементного состава щитовидной железы с геохимическими факторами природных сред и приводятся результаты проведенного районирования территории Томской области по биогеохимическим данным.

Как результат, приводятся практические рекомендации по первичной и вторичной профилактике тиреоидной патологии

вТомской области, предназначенные для санитарных врачей, эндокринологов, терапевтов, экологов и населения.

Благодарности Авторы выражают благодарность всем лицам, оказываю-

щим помощь: Столярову В.А.; Вилданову Л.Р., Калянова Е.В. за помощь в отборе материала щитовидной железы; аналитикам Судыко А.Ф., Богутской Л.Ф.; а так же Кравец Е.Б., Волкову В.Т., Волковой Н.Н., Волкотруб Л.П., Цырову Г.И.,

12

Введение

Герасимовой Л.А., Герасимову А.Р., Герасимову Г.А. и мно гим другим за полезные советы и рекомендации.

Особая признательность В.К. Кондрину, выпускнику Том ского политехнического униеврситета, за финансовую под держку по изданию данной книги.

13

Глава 1

ИСТОРИЧЕСКИЕ И СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ В ИЗУЧЕНИИ ПРОБЛЕМЫ "ПАТОЛОГИЯ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

ИМИКРОЭЛЕМЕНТЫ"

1.1.Дефицит йода как пример самого глобального

микроэлементоза

Йод относится к галогенам и к эссенциальным микроэлементам, основными физико-химическими свойствами йода являются высокая физико-химическая активность, летучесть и способность к проявлению свободной валентности (Кашин В.К., 1987).

В йодном обмене главная роль принадлежит щитовидной железе (ЩЖ). Содержание йода в организме составляет от 20 до 50 мг, из них в ЩЖ находится 6–15 мг. Йодиды, поступая в организм с пищевыми продуктами, воздухом и водой, всасываются в кишечнике. Неорганический йод, поступающий из кровяного русла в щитовидную железу, активно ею захватывается и синтезируется в связанные с белком соединения йода: монойодтирозин, дийодтирозин, трийодтиронин и тетрайодтиронин (тироксин) (Коломийцева М.Г., 1970). Превращение йодида в элементарный йод происходит в присутствии йодид-пероксидазы (Штенберг А.И., 1979). Физиологические функции, контролируемые тиреоидными гормонами, являются жизненно важными. Это теплообразование, рост и развитие организма, метаболические процессы – белковый, углеводный и жировой, водный и электролитный обмены, а также обмен витаминов, кальция, креатина и т.д. Йодсодержащие гормоны повышают окислительные процессы и влияют на рост, общее физическое и психическое развитие (Ав-

14

Историчекиеисовременныеаспектывизучениипроблемы...

цын А.П., 1991; Щеплягина Л.А., 1995; Сухарев А.Г., 1999; и др.).

Суточная потребность в йоде для человека составляет в среднем 3 мкг/кг, т.е. для взрослого человека – 150–200 мкг/сут (Дедов И.И., 2001). Потребность в йоде зависит от возраста и физиологического состояния: она возрастает у беременных женщин, в период лактации, в период полового созревания, усиленного роста (Тутельян В.А., 2000), период новорожденности (Коломийцева М.Г., 1970).

Основными источниками йода в пище являются морские рыбы и продукты моря, концентрирующие йод в больших количествах – 100–1000 мкг% (Волгарев М.Н., 1987), некоторые зеленые растения. В рационе питания повседневными источниками поступления йода в организм являются молоко, мясо и хлебные злаки. Овощи, фрукты, злаковые растения не обладают способностью концентрировать йод, поэтому содержание йода в них полностью зависит от микроэлементного состава почвы. Люди, которые живут в сельской местности за счет натурального и полунатурального хозяйства, будут постоянно испытывать дефицит йода и страдать от заболеваний, им обусловленных. Жители городов могут не испытывать недостаток йода (Герасимов Г.А., 2002). В большинстве местностей, где содержание в почве подвижной формы йода составляет более 5–7 мг/кг, эндемия зоба отсутствует, при 3–5 мг/кг – умеренная, если же в почве менее 2–3 мг/кг – сильная эндемия (Коломийцева М.Г., 1970).

В условиях дефицита йода включаются адаптационные механизмы его экономии: усиливается поглощение йодида ЩЖ из циркулирующей крови, стимулируется синтез тиреоидных гормонов с относительным преобладанием T3, которому свойственно меньшее содержание йода, но большая биологическая активность, чем у T4, ускоряется кругооборот йода в щитовидной железе (Schliger J.L., 1997). В процессе адаптации организма к дефициту йода увеличивается количество и объем тиреоидных клеток, что приводит к формированию зоба. В увеличенной ЩЖ образуются узлы, которые со временем приобретают способность автономно вырабатывать тиреодные гормоны. В связи с этим распространенность узлового и многоузлового токсического зоба в йод-дефицитных райо-

15

Микроэлементыипатологиящитовиднойжелезы...

нах значительно выше, чем в йодобеспеченных (Касаткина Э.П., 2001).

Дети значительно более чувствительны к недостатку йода, чем взрослые, причем, чем младше ребенок, тем тяжелее последствия йод-дефицита. Чтобы объединить весь спектр описанной патологии, в 1983 г. был введен термин ЙДЗ, включающий в себя все состояния, обусловленные влиянием йодной недостаточности на рост и развитие организма (Hetzel B.S., 1983).

У плода и новорожденного недостаточность тиреоидных гормонов приводит к нарушению развития ЦНС и умственной отсталости, степень которой варьируется от легкой до явного кретинизма (Зельцер М.Е., 1994; и др.). У детей и подростков йодный дефицит проявляется развитием зоба, гипотиреоза, нарушением психомоторного развития, задержкой физического, интеллектуального развития, пограничной умственной отсталостью (Щеплягина Л.А., 1995; Касаткина Э.П., 2001; и др.). В йод-дефицитных районах у женщин нарушается репродуктивная функция, увеличивается количество выкидышей и мертворожденных, повышается перинатальная и детская смертность (Glienoer D., 1999; Голдырева Т.П., 1998).

В настоящее время для оценки тяжести ЙДЗ и контроля программ по их ликвидации используют рекомендации, выработанные ВОЗ, ЮНИСЕФ и Международным комитетом по контролю за ЙДЗ, от ноября 1992 г. и их пересмотренную версию от сентября 1993 г. (Дедов И.И., 2001).

По оценке ВОЗ и Детского фонда ООН, более миллиарда жителей Земли (1/6 часть населения планеты) имеют риск развития ЙДЗ, зоб обнаружен примерно у 300 млн человек, а 30 млн страдают кретинизмом (Хетцель Б., 1994). Проблема ЙДЗ актуальна и социально значима в большинстве стран Европы, Азии, Африки (Todd C.H. 1991; Arghmi-Lombardi F. 1999; Yordam N., 1999; и др.).

По данным обзора Н.Ю. Свириденко (1999), проблема йод-дефицита актуальна во многих регионах России: в Забайкалье, в Кузбассе, на Алтае, в Республике Тыва, на Северном Кавказе, в Башкортостане, в Ямало-Ненецком автономном округе, в Удмуртии, в Московской, Ленинградской

16

Историчекиеисовременныеаспектывизучениипроблемы...

областях и других регионах. В Томской области доказан дефицит йода. Уровень медианы йодурии у 64% обследованных детей свидетельствовал о легком дефиците йода в организме и не соответствовал напряженности зобной эндемии по другим критериям, что указывает на возможное действие других факторов (Олейник О.А., 2001; Латыпова В.Н., 2003; Елизарова А.Т., 2005).

Программы массовой йодной профилактики регулируются соответствующими постановлениями федерального и областного уровней:

–Постановление Правительства РФ от 5.10.99 г. №1119 "О мерах по профилактике заболеваний, связанных с дефицитом йода";

–Приказ МЗ РФ от 14.12.99 г. №444 "О мерах по профилактике заболеваний, связанных с дефицитом йода и других микронутриентов";

–Постановление главного государственного санитарного врача РФ от 28.12.99 г. №17 "О преодолении дефицита микронутриентов";

–Постановление Главы администрации Томской области от 25.12.98 г. №460 "О профилактике ЙДС среди населения Томской области";

–Областная целевая программа "Здоровье населения Сибири. Профилактика ЙДС", 1999 г.

1.2. Данные о биогенной роли различных микроэлементов в развитии тиреоидной патологии

Первые сведения об элементном составе ткани щитовидной железы относятся к началу ХХ в. (Hoffman, 1942, 1943). При изучении проблемы многочисленными исследователями было показано, что распространение и напряженность зобной эндемии связаны не только с недостаточностью йода в природе, но и с действием других факторов, обладающих антитиреоидным влиянием, в том числе дисбалансом содержа-

17

Микроэлементыипатологиящитовиднойжелезы...

ния в биосфере других химических элементов. В литературе предшествующих лет представлены широкие сведения о коррелятивной зависимости между распространением зобной болезни и аномалиями содержания в окружающей среде многих микроэлементов: фтора, брома, кальция, марганца, кобальта, стронция, цинка, молибдена, хрома, меди, ртути и др. (Коломийцева М.Г., 1972; Ковальский В.В., 1974; Кашин В.К., 1987; и др.). В экспериментальных работах на животных 1950–1970-х гг. было показано, что кальций, бор, кремний, теллур, соединения кобальта и др. могут привести к образованию зоба, причем струмогенное действие этих микроэлементов сводило на нет применение препаратов йода.

В настоящее время предложена классификация микроэлементов, влияющих на щитовидную железу, по степени их изученности (Абрамова Н.А., 2006):

1)вещества с доказанным зобогенным действием по данным популяционных исследований;

2)зобогены, эффект которых доказан только в экспериментальных исследованиях;

3)вещества с потенциальным, но не доказанным зобогенным эффектом.

Зачастую данные и современных, и прошлых исследователей о воздействии микроэлементов на щитовидную железу сильно противоречивы:

1.Медь. В связи с тем, что медь в качестве металлофермента принимает участие в процессе перевода неорганического йода в органические соединения, этому МЭ принадлежит существенная роль в обеспечении тиреоидного синтеза. По данным Г.П. Гуревича (1964), Т.В. Ибрагимовой (1971), В.М. Боева (1998) и других, в районах зобной эндемии содержание меди в объектах внешней среды было понижено, а распространенность и интенсивность эндемии зоба находятся в обратной зависимости от уровня меди в окружающей среде. В литературе имеются сведения о профилактике эндемического зоба препаратами йода и меди, которую проводила М.Г. Коломийцева (1963) в Горном Алтае, где автором был обнаружен дефицит йода и меди во внешней среде и биологических средах больных зобом. Йод в

18

Историчекиеисовременныеаспектывизучениипроблемы...

сочетании с медью дал лучший результат, чем профилактика одним йодом, в результате происходило повышение функции щитовидной железы и нормализация ее гистологического строения. В.В. Ковальский, Р.А. Блохина (1963) также описывают антизобное действие меди в определенных концентрациях. По данным экспериментальных исследований, дефицит йода и меди в диете, сбалансированной по всем другим пищевым веществам, вызывал у подопытных животных увеличение веса щитовидной железы и снижение ее функциональной активности (Демко Е.Б., 1972; Марсакова Н.В., 1990). С.А. Петрова (1966), А.П. Красовский (1968) обращают внимание на изменение соотношения содержания меди и цинка в зависимости от функциональной активности зобных узлов и экстранодулярной тиреоидной ткани и делают вывод о возможной роли этих веществ в генезе зобных узлов.

2.Кобальт. Кобальт относится к числу важнейших микроэлементов, влияет на кроветворение и обмен веществ. Существует много данных о связи эндемического зоба с кобальтом. В районах с дефицитом кобальта (на примере Дагестана, Хорезмской области) и недостатком йода в природных объектах фиксировалась более выраженная частота встречаемости зоба (Гуревич Г.П., 1964; Бабаджанов Д., 1971; Опарин Н.А., 1969). В.В. Ковальский и Р.И. Блохина (1963) в экспериментах на животных показали, что добавка пищевых доз кобальта при его недостатке в пищевых рационах овец и крыс ведет к увеличению в щитовидных железах подопытных животных йодидов, йодтирозинов, йодгистидинов и тироксина. Происходит уменьшение фолликулов железы и возрастание высоты фолликулярного эпителия, недостаток кобальта в пище дает обратные явления. Тиреостатический эффект этого МЭ тоже достаточно заметен, поэтому в 1950-х гг. хлорид кобальта пытались применять для лечения гипертиреоза (PimentelMalaussera E., 1958). Передозировка кобальта приводит к гипотиреозу и гиперплазии щитовидной железы (Беркоу Э., 1997). Е.Б. Демко (1972), Н.В. Марсакова (1990) в экспериментах на животных обнаружили, что кобальт вызывает понижение функциональной активности щитовидной

19

Микроэлементыипатологиящитовиднойжелезы...

железы. Кроме того, по данным С.Ю. Мешалкиной (1996), интенсивность зобной эндемии в районах с одинаковым уровнем содержания йода в почве и воде менялась в зависимости от соотношения кобальта и йода (Со/J) в объектах внешней среды. Чем выше была величина коэффициента кобальта к йоду, тем интенсивнее была и зобная эндемия.

3.Цинк является компонентом ядерного рецептора Т3. Его недостаточность способствует формированию зоба, так как этот микроэлемент принимает участие в регуляции

процесса внутриклеточной конверсии T4 и Т3 (Велданова М.В., 2001). Бабаджанов Д. (1971) показал, что повышение содержания цинка в объектах внешней среды и продуктах питания соответствует более высокому уровню распространения зоба. Содержание цинка в зобноизмененных щитовидных железах больше, чем в нормальных, при усилении гипертиреоза количество его возрастает (Гуревич Г.П., 1964). При раздельном количественном определении цинка в узловом зобе А.П. Красовским (1963) было установлено, что цинк локализуется преимущественно в коллоиде фолликулов, а инертные и малоактивные зобные узлы

вбольшинстве своем содержат меньше цинка, чем экстранодулярная тиреоидная ткань, а высокоактивные узлы

– сравнительно больше этого элемента. Эти факты доказывают участие цинка в гормонообразовании. Установлено, что дефицит цинка потенцирует эффект дефицита йода

вразвитии эндемического зоба в Турции (Ozata M. et al., 1999). Под действием цинка происходит активация механизмов, направленных против апоптоза в раковых формах щитовидной железы (Iitaka M., 2001). G. Revaglia (2000) не нашел связи между содержанием цинка и тиреоидными гормонами у лиц молодого и пожилого возраста, имелись определенные взаимосвязи в группе лиц от 90 до 107 лет, где уровень цинка положительно коррелировал с

уровнем св. Т3 (р=0,010) и отношением св. Т3 к св. T4 (р=0,011).

4.Магний и кальций. Существуют данные о связи эндемического зоба с кальцием и магнием. Ю.Г. Антонов (1965) указывал о прямой зависимости между пораженностью на-

20