ПРОБЛЕМНІ СТАТТІ

УДК 613.27:616-036.21:616.39

ПРОБЛЕМА МІКРОЕЛЕМЕНТІВ У ХАРЧУВАННІ НАСЕЛЕННЯ УКРАЇНИ ТА ШЛЯХИ ЇЇ ВИРІШЕНННЯ

В.Н. Корзун, доктор мед. наук, проф., І.П. Козярин, доктор мед. наук, проф., А.М. Парац, кандидат мед. наук, В.В. Шкуро, Т.В. Болохнова, Т.О. Цибенко

Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва, м. Київ, Україна


РЕЗЮМЕ. Представлены результаты изучения минерального состава суточных рационов питания жителей украинского Полесья и детей дошкольного возраста г. Киева. Полученные данные свидетельствуют о глубоком дефиците макро- и микроэлементов, особенно йода, селена, цинка, кобальта и др. в питании жителей украинского Полесья, недостатке некоторых микронутриентов в питании детей младшего возраста, обучающихся в дошкольных учебных учреждениях г. Киева. Разработаны пищевые продукты и диетические добавки с морскими водорослями, подтверждена их высокая эффективность в преодолениии йоддефицитных состояний, полигипомикроэлементозов.

SUMMARY. The rezults of the study of daily ration mineral compositions of the nutrition of the inhabitants of Polesya and pre-school-age children in Kiyv are demonstrated. Data obtained testifies about a significant deficiency of macro- and microelements, especially, iodine, selenium, zinc, cobalt etc. in the nutrition of the inhabitants of the Ukrainian Polesya, deficiency of some micronutrients in the nutrition of the junior school-children studying at the pre-school educational institutions in Kiyv. Foodstuffs and dietary additions with seaweeds have been elaborated, their high efficiency in the overcoming of iodine deficiency states polyhypomicroelementosis have been confirmed.


Мікронутрієнти відносяться до незамінних речовин їжі. Вони необхідні людині в будь-якому віці: дитячому і підлітковому, дорослому та похилому, але найбільш чутливі до розвитку мікроелементної недостатності плід, діти, жінки під час вагітності та годування грудьми. Недостатнє надходження мікроелементів в дитячому та юнацькому віці негативно впливає на фізичний розвиток, захворюваність, успішність, сприяє поступовому розвитку порушень обміну і в кінцевому підсумку перешкоджає формуванню здорового покоління. Особливо ця проблема постала перед населенням багатьох країн світу в зв'язку із забрудненням довкілля промисловими, транспортними викидами, сільськогосподарськими отрутами (пестицидами, нітритами та нітратами, солями важких металів) та радіонуклідами, що розповсюдились в результаті радіаційних аварій. Недостатність мікронутрієнтів особливо небезпечна тим, що тривалий час не проявляється клінічно. Це так званий "прихований голод". Тривалий та глибокий дефіцит мікронутрієнтів веде до тяжких захворювань та може бути причиною смерті [1, 4].

Дані літератури і власні спостереження переконали нас у тому, що причинами нестачі мікроелементів в раціонах харчування населення України є:
- зменшення мікроелементів у грунті;
- забруднення довкілля токсикантами, які блокують доступність мікроелементів до кореневої системи рослин;
- технологічна переробка сировини, що приводить до втрати частини мікроелементів;
- зменшення потреби в енергії, а тому і в їжі;
- монотонізація раціону, втрата різноманітності, перехід до вузького стандартного набору основних груп продуктів й готової їжі;
- збільшення вживання рафінованих, висококалорійних, але бідних на вітаміни та мінеральні речовини продуктів харчування (білий хліб, макаронні вироби, цукор, алкогольні напої тощо);
- зменшення вживання м'ясних та молочних продуктів, втрата національної звички до регулярного вживання великої кількості овочів, фруктів, городньої зелені тощо;
- недостатнє використання в раціоні харчування морепродуктів (риби, молюсків, водоростей);
- суттєве зростання потреб людини в мікронутрієнтах як важливого захисного чинника в умовах науково-технічної революції, підвищеного нервово-емоційного напруження, дії шкідливих факторів виробництва і зовнішнього середовища.

Дослідження мінерального складу добових раціонів харчування та окремих овочів були проведені у жителів 6 сіл Рівненської та 4 сіл Житомирської областей. Всього проаналізовано 55 проб добових раціонів та 117 проб овочів (картоплі, капусти, столових буряків та моркви). Визначали вміст 4 макро- та 15 мікроелементів.

Регіони Українського Полісся (Волинської, Житомирської, Київської, Рівненської та Чернігівської областей), які в найбільшій мірі зазнали впливу аварії на ЧАЕС, відомі ще з доаварійних часів бідністю грунтів на доступні для кореневої системи макро- та мікроелементи. Тому в продуктах харчування місцевого виробництва — основи раціонів харчування населення — відмічалась нестача обмінного калію, кальцію та майже всіх есенційних мікроелементів [5, 6]. Саме на цих територіях в останні 15—17 років реєструється зростання патології щитовидної залози, особливо серед дитячого населення, залізодефіцитних анемій та інших захворювань, а рівні накопичення радіонуклідів в організмі жителів — найвищі в Україні [7].

Аналіз добових раціонів харчування, відібраних в типових селах Овруцького району, показав (рис. 1), що середні значення вмісту досліджуваних макроелементів значно нижчі за відповідні рекомендовані нормативи. Так, кількість калію знаходиться в межах 50–70% від рекомендованого, кальцію — 60–65%, магнію — 50–55%. Лише за фосфором фактичні величини близькі до необхідного. Викликає занепокоєння вкрай низький вміст в добовому раціоні калію та кальцію, які, крім всього іншого, впливають на метаболізм цезію та стронцію. Так, вміст калію в раціоні майже вдвічі нижчий за рекомендовані величини. Це може призвести до зменшення його в організмі та підвищення накопиченння цезію-137. Дослідженнями ряду вчених встановлено, що період напіввиведення цезію і коефіцієнт його накопичення в організмі, в першу чергу, залежить від забезпеченості аналогом, тобто калієм [8, 9].

Зниження кальцію в раціоні, особливо дітей, призводить до збільшення всмоктування стронцію з 30% до 50—70%, що підвищує накопичення його в організмі.

На рис. 1 представлені результати аналізу вмісту досліджуваних макро- та мікроелементів у всіх відібраних пробах добових раціонів харчування мешканців Овруцького району.

Середні значення вмісту всіх досліджуваних мікроелементів, окрім заліза та цинку, нижчі за відповідні рекомендовані величини. Лише середній вміст заліза визначено на рівні, що знаходиться в межах рекомендованого інтервалу надходження. Але якщо врахувати те, що не все із визначеного заліза є гемовим, то і забезпеченість цим мікроелементом можна оцінювати як незадовільну.

Особливо привертає до себе увагу вкрай низьке надходження таких мікроелементів, як йод, хром, кобальт, мідь, селен.

Середні значення вмісту цих мікроелементів в декілька разів нижчі за нижні рекомендовані величини надходження. Навіть максимальні визначені значення їх вмісту не досягають рекомендованих величин. Слід відзначити, що це саме ті мікроелементи, що беруть участь в процесах кровотворення та метаболізмі гормонів щитоподібної залози.

Під час аналізу мінерального складу основних овочів, що найчастіше використовуються населенням сіл у харчуванні (табл. 1), слід звернути увагу на низький вміст (у порівнянні з табличними даними хімічного складу продуктів 10) калію, кальцію, магнію, фосфору, йоду, заліза, рубідію та високий вміст літію, цинку в картоплі; в буряках мало кальцію, магнію, заліза, кобальту; в капусті — заліза, кобальту, цинку; в моркві — кальцію, магнію, заліза, кобальту, цинку, особливо йоду.

Дані про вміст макро- та мікроелементів в добових раціонах харчування і основних овочах мешканців Рокитнівського району представлені на рис. 2.

В ході аналізу вмісту основних біомікроелементів встановлено, що середні їх значення знаходяться на досить близькому рівні порівняно з кількістю тих же мінеральних речовин в добових раціонах та овочах мешканців Овруцького району і не відповідають рекомендованим значенням. Так, в раціонах дуже низький вміст йоду, кобальту, хрому, міді. За вмістом йоду раціони жителів цих сіл відповідають легкому дефіциту, але у більшості проб він нижчий за 50
мкг добу, тобто відповідає середньому дефіциту [3, 17, 18].

Як і в селах Житомирської області, в овочах, вирощених на присадибних ділянках жителів Рокитнівського району, відмічається низький вміст мінеральних речовин: в моркві — кальцію, магнію, фосфору, заліза, кобальту, цинку та йоду; в буряках — кальцію, магнію, заліза, кобальту та менше 1 мкг кг-1 йоду, в картоплі майже вдвічі, порівняно з таблицями хімічного складу, менше калію, кальцію, магнію, заліза, кобальту та йоду (табл. 2).

Такий макро- та мікроелементний склад овочів, в значній мірі обумовлює низьке надходження мінеральних речовин в раціон харчування мешканців цих сіл, що є причиною порівняно високого накопичення радіонуклідів у населення та високої частоти тиреоїдної патології у дітей [7, 14, 15, 16].

Підсумовуючи результати визначення мінеральних речовин в добових раціонах харчування населення перелікованих сіл Овруцького району Житомирської області та Рокитнівського району Рівненської області, слід відзначити, що у 55% проб добових раціонів вміст кальцію, калію, магнію, заліза, хрому, міді, кобальту знаходиться на рівні, нижчому за рекомендоване добове надходження.

Вміст йоду в пробах добових раціонів харчування представлений на рисунку 3.

У 81% проб величина йоду низька, в 25% — дуже низька (тяжкий дефіцит), у 43% — середній дефіцит, у 13% — легкий дефіцит і лише у 19% його вміст відповідає рекомендованому. Необхідно відзначити значний діапазон коливань отриманих нами значень. Це, мабуть, пов'язано з індивідуальними відмінностями у харчуванні окремих сімей в день відбору проб.

Тому нами проведені також дослідження екскреції йоду з сечею у 406 дітей вищезгаданих сіл. Встановлено, що у 266 дітей (Вежиця, Дроздинь та Старе Село) Рокитнівського району добова екскреція йоду із сечею в середньому становить (39,82±14,7) мкг/добу, що, за даними багатьох дослідників і рекомендаціями ВООЗ (2004 р.), свідчить про помірну ступінь тяжкості зобної ендемії. Слід відзначити, що у частини дітей (29,2%) екскреція йоду складала лише 16–18 мкг добу-1, в той же час у окремих дітей (4,2%) — більше 100 мкг добу-1. Це говорить про значні коливання вмісту йоду в раціонах харчування та відповідне виведення цього мікроелемента з сечею. Більш високий рівень йоду в сечі спостерігався у дітей вчителів, медпрацівників, та батьків, які мають більші доходи та краще обізнані у необхідності вживати продукти з високою концентрацією йоду (солону морську рибу та інші морепродукти).

Розподіл дітей за рівнем екскреції йоду представлено на рис. 4.

Низький рівень забезпеченості дітей йодом є основною причиною розповсюдженості йоддефіцитних захворювань у дітей [11]. За даними скринінгового обстеження дітей цих сіл ендокринологами Наукового центру радіаційної медицини, проведеного спільно з нами у 2004 році, тиреоїдна патологія виявлена у 62% дітей, а у 1990–2004 роках тільки в с. Старе Село прооперовано з приводу раку щитоподібної залози 14 дітей. Це найгірший показник захворюваності з усіх регіонів України.

У 140 дітей Овруцького району, у яких визначили вміст йоду в сечі, також спостерігається середній дефіцит. Добова екскреція становить в середньому (47,7±14,1) мкг добу-1. Звертає увагу на себе той факт, що у 15 дітей (10,7%) вміст йоду в сечі не перевищує 20 мкг добу-1, це свідчить про значну, тяжку недостатність йоду.

Враховуючи дані про надходження йоду з продуктами харчування в організм, екскрецію йоду з сечею у дітей, а також результати скринінгового обстеження дітей, можна зробити висновок про недостатню забезпеченість населення цих сіл таким важливим мікроелементом як йод.

Населення Овруцького та Рокитнівського районів і дотепер зазнає радіаційного опромінення на відносно високому рівні [7]. Це результат внутрішнього опромінення радіоцезієм за рахунок споживання продуктів місцевого виробництва. Крім того, назріла нагальна необхідність визначення забезпеченості населення й іншими мікроелементами, що впливають на кровотворну та ендокринну системи, зокрема залізом, селеном, міддю, цинком, кобальтом тощо [17].

Нами проведений аналіз харчування дітей чотирьох дитячих садочків м.Києва та дана оцінка, в першу чергу, забезпечення дітей мікронутрієнтами.

Оцінка фактичного харчування дітей в дошкільних навчальних закладах (ДНЗ) проводилась шляхом аналізу меню-розкладок та анкет опитування батьків.

Меню-розкладки, завірені адміністрацією дитячого закладу, відбирали за 5 днів підряд чотири тижні в вересні місяці (найбільш забезпеченому всіма необхідними продуктами харчування періоді року). Було проаналізовано 22 меню-розкладки в кожному дитячому закладі, всього 88 меню-розкладок.

Фактичне харчування за меню-розкладками та анкетами оцінювали з допомогою комп'ютерних програм, які мають базу даних про хімічний склад харчових продуктів, страв та кулінарних виробів на основі довідника "Таблиці хімічного складу харчових продуктів" [10]. Визначали вміст білків, жирів, вуглеводів, калорійність, кількість вітамінів, мінеральних речовин (макро- і мікроелементів).

Крім того, в добових раціонах та деяких продуктах харчування вивчали вміст йоду, селену, заліза, міді та цинку за допомогою ICP-мас-спектрометрії (залізо, мідь, цинк), селену — флюорометричним методом, йоду — з допомогою вольтамперометричного аналізатора "Екотест-ВА". Вміст хімічних елементів в зразках визначали як середнє з трьох вимірів.

Таким чином, за період спостереження (вересень) харчування дітей відповідає, в основному, фізіологічним потребам. Однак як наші попередні дослідження, так і результати досліджень інших авторів щодо хімічного складу окремих харчових продуктів (молока, овочів, фруктів) переконливо свідчать про те, що за вмістом мікроелементів, визначених лабораторним шляхом, фактичні дані мають великі розбіжності з показниками, наведеними в довіднику "Таблиці хімічного складу…" [16, 18, 19].

Особливо це стосується йоду, селену, заліза, кобальту, міді, цинку — найбільш важливих есенційних мікроелементів. Під час дослідження молока та овочів, відібраних в ДНЗ, отримано результати, які не співпадають з показниками "Таблиць хімічного складу" (табл. 3). Так, за вмістом йоду показники відрізняються в 5–10 разів, заліза — в 1,5–2 рази, міді — в 1,3–4 рази, цинку — в 1,17–2,3 рази. Слід зазначити, що такі ж розбіжності отримали японські вчені, які досліджували хімічний склад харчових продуктів, відібраних нами в Житомирській та Рівненській областях. Це, з одного боку, обумовлює необхідність перегляду довідника "Таблиці хімічного складу…", опублікованого в 1987 році під редакцією І.М. Скурихіна [10], та потребу підготовки національних (українських) таблиць хімічного складу харчових продуктів, а з іншого боку, під час оцінки забезпечення населення мікроелементами проводити лабораторне визначення вмісту мікроелементів, а не посилатись на цей довідник [10].

Дослідження мікроелементного складу добових раціонів харчування в ДНЗ (табл. 4) теж підтверджують наші висновки, зроблені за результатами хімічного складу окремих продуктів. Так, вміст заліза в раціоні, визначений лабораторним методом, в 1,4–1,8 разів менший, міді — в 1,5–1,7 разів, цинку — в 2,8–4,1 рази менший, ніж за довідником [10]. Реальний вміст йоду та селену порівнювали з добовою потребою. Виявилось, що за цими важливими в нинішній екологічній ситуації мікроелементами вміст їх в раціоні в 2,0–3,6 рази менший від фізіологічних потреб.

Отримані результати досліджень стану харчування дітей ДНЗ свідчать, що за вмістом білків, жирів та вуглеводів харчування дітей відповідає (або близьке) Нормам фізіологічних потреб [21] в цих нутрієнтах. Що ж до мікроелементного складу, то потреба в цих есенційних нутрієнтах задовольняється лише на 40–60%. Це потребує як повторних, більш широких досліджень, так і корекції раціонів харчування.

Крім того, дослідження підтвердили докази інших авторів про нагальну необхідність перегляду та корекції довідкових таблиць щодо кількості білків, жирів, вуглеводів, амінокислот, вітамінів, макро- і мікроелементів у харчових продуктах [17].

Світовий та вітчизняний досвід засвідчує, що найбільш ефективним і доцільним заходом кардинального вирішення проблеми з економічної, соціальної, гігієнічної і технологічної точок зору є розробка і налагодження виробництва різноманітних спеціальних продуктів харчування, додатково збагачених дефіцитними нутрієнтами до рівня, що відповідає фізіологічним потребам людини. При цьому недоцільно збагачувати продукт лише одним, найбільш дефіцитним нутрієнтом [1, 17, 20].

Збагачення харчових продуктів — це серйозне втручання в традиційно складену структуру харчування людини, необхідність якого продиктована об'єктивними змінами способу життя, набору і харчової цінності використованих харчових продуктів. Тому збагачення має відбуватися тільки на основі чітко сформульованих, науково обгрунтованих і перевірених практикою медико-біологічних і технологічних принципів.

В проблемі безпеки мікронутрієнтів найважливішою умовою є дотримання такого принципу: загальне вживання мікроелементів з добовим раціоном, в тому числі із збагаченим продуктом, не повинно перевищувати фізіологічну потребу споживання.

Одним із найбільш ефективних заходів профілактики йоддефіцитних станів, полігіпомікроелементозів, незбалансованого харчування є використання в раціонах спеціальних харчових продуктів та біологічно активних добавок з морськими водоростями. Ефективність їх застосування обумовлена наявністю у складі водоростей макро- і, особливо, мікроелементів (йоду, селену, заліза, міді, кобальту, цинку та ін.). Йод та інші мікронутрієнти як складові морських водоростей знаходяться у зв'язаному з білками та поліцукрами вигляді (так званій органічній формі), що на відміну від мінеральних сполук йоду (КI, KIO3) є для організму більш прийнятним і природним. Складний біохімічний процес метаболізму йоду в організмі з подальшим синтезом гормонів щитоподібної залози (в разі достатнього надходження в організм йоду) може бути порушений в разі нестачі інших мікроелементів, зокрема селену, кобальту, міді, хрому, заліза та ін., що ще раз підтверджує необхідність корекції раціонів харчування населення екологічно небезпечних регіонів цілим рядом необхідних біогенних нутрієнтів.

На протязі останніх 15 років нами розроблено рецептури більше 100 спеціальних харчових продуктів, кулінарних страв та БАД з водоростями, проведені експериментальні дослідження на тваринах, клінічні спостереження на людях, які проживають у ендемічно та екологічно небезпечних зонах і потребують корекції мікронутрієнтного складу. Використання їх в їжу слід розглядати як профілактичний захід, направлений на захист здоров'я населення і зниження ризику, пов'язаного з аварійним опроміненням та нестачею мікроелементів в раціонах харчування [8, 18, 19].

Література
1. Анке М., Мюллер Р., Шефер У. Потребление, совокупное усвоение, баланс микроэлементов и риск его нарушения у взрослых людей на смешанной диете и вегетарианцев, употребляющих в пищу молоко и яйца // Микроэлементы в медиц. —2005. —Т.6, №.2. —С. 1–14.
2. Бабенко Г.А. Микроэлементозы человека: патогенез, профилактика, лечение // Микроэлементы в медицине. —2001. —Т.2, №1. —С. 2–5.
3. Смоляр В.И. Гипо- и гипермикроэлементозы. —К.: Здоров'я, 1989. —152 с.
4. Стрейн Дж. Микронутриенты: вопросы питания и хронические болезни // Вопр. питания. —2000. —№3. —С. 43–45.
5. Микроэлементы в почвах УССР / Под ред. П.А. Власюка. —К.: Наукова думка, 1984. —240 с.
6. Микроэлементы в пищевых продуктах районов Киевской области эндемичных и неэндемичных по зобу / П.И. Баранник, И.А. Михайлюк, А.Я. Мнацаканян и др // Вопр. питания. —1968. —№2. -С. 62–66.
7. Перевозников О.Н., Нечаев С.Ю., Рубель Н.Ф. Итоги многолетнего мониторинга содержания 137Cs в организме у населения, проживающего на территориях, радиоактивно загрязненных вследствие Чернобыльской аварии // Межд. ж. радиац. медицины. —2002. —Т.4, №1–4. —С. 120–127.
8. Корзун В.Н., Недоуров С.И. Радиация. Защита населения. —К.: Наукова думка, 1995. —112 с.
9. Leggett R.W. Predicting the retention of Cs in individuals / Health Physics. —1986. —Vol.50, №6. —P. 747–759.
10. Химический состав пищевых продуктов. Справочник / Под ред. И.М. Скурихина, М.Н. Волгарева. —М.: Агропромиздат, 1987. —310 с.
11. Герасимов Г.А., Свириденко Н.Ю. Йоддефицитные заболевания. Диагностика, методы, профилактика и лечение // Терапевтический архив. —1997. —Т.69, №10. —С. 17–19.
12. Delange F. Screening for congenital hypothyroidism used as indicator of the degree of iodine deficiency and of its control // Thyroid. —1998. —Vol.8, №12. —P. 1185–92.
13. Global Prevalence of iodine Deficiency Disorders / World Health Organisation. —Geneva, 1999.
14. Корзун В.Н., Сагло В.І., Парац А.М. Харчування в умовах широкомасштабної аварії та її наслідків // Укр. мед. часопис. —2002. —Т.6/32, №11–12. —С. 99–105.
15. Чебан А.К. Нестохастические тиреоидные эффекты Чернобыльской катастрофы // Int. J. Rad. Med. —1999. —№3–4. —С. 76–93.
16. Фабрі А.З. Еколого-гігієнічні аспекти поширення ендемічного зоба в різних біогеохімічних зонах Закарпаття // Ендокринологія. —2005. —Т.10, №1. —С. 41–50.
17. Микронутриенты в питании здорового и больного человека / В.А. Тутельян, В.Б. Спиричев, Б.П. Суханов, В.А. Кудашева. —М.: Колос, 2002. —424 с.
18. Дисбаланс микроэлементов в организме детей с экологозависимой патологией / В.В. Утенина, Е.В. Плигина, В.В. Утенин и др. // Гигиена и санитария. —2002. —№5. —С. 57–59.
19. Федоренко В.І., Кіцула Л.Н. Мінеральний склад раціонів харчування дітей дошкільного віку організованих колективів м. Львова та Львівської області // Гігієна населених місць. —2004. —Вип.43. —С. 548–552.
20. Тутельян В.А., Спиричев В.Б., Шатнюк Л.Н. Коррекция микронутриентного дефицита — важнейший аспект концепции здорового питания населения России // Вопр. питания. —1999. —№1. —С. 3–11.
21. Норми фізіологічних потреб населення України в основних харчових речовинах та енергії (Наказ МОЗ України №272 від 18.11.1999 р., Київ, 1999).


| Зміст |