Characteristics of the diet and nutritional status of workers at various industrial enterprises of the Sverdlovsk Region

Abstract

Alteration of food patterns leads to changes in nutritional status, thus contributing to the development of non-communicable diseases accounting for over a half of all causes of death of the population of our country. Poor working conditions and occupational hazards play an important role in inducing metabolic disorders and cardiovascular diseases. The objective of joint studies conducted by two Healthy Nutrition Centers located in the cities of Yekaterinburg and Moscow was to assess the diet and nutritional status of workers at two industrial enterprises of the Sverdlovsk Region. The total of 347 unrefined copper production workers (Plant 1) and 267 iron ore miners (Plant 2) were included in the study (the average age was 45.7±0.4 and 50.4±0.6 years, respectively). The study design envisaged a study of actual nutrition by a frequency method, anthropometric indices, total body composition by bio-impedancemetry, and nutritional status biomarkers using biochemical blood indices. The workers' diet was characterized by a high energy value (more than 2,500 kcal/day) with an excess of total and saturated fats (40.7-41.0 and 15.2-15.3% by the calorie content) as well as mono- and disaccharides (19.0-21.0% by the calorie content). Vitamins C and A consumption of the iron ore miners was 78% (p<0.01) and 27% (p<0.05) lower than that of the unrefined copper production workers, respectively. High (>1.0) waist to hip ratios were estimated in 28.5% of the workers. Obesity (BMI>25.0 kg/m2) was established in 36-42% of our subjects and the fat mass excess - in 81% of them. High serum concentrations of low-density lipoproteins were measured in 28 and 35% of the workers of both plants, respectively. The metabolic syndrome was identified in 27.0% of Plant 1 workers and in 44.2% of Plant 2 miners, whereas cardiovascular diseases were diagnosed in 25.9 and 56.5% of the workers, respectively. The effect of genetic factors (rs993609 polymorphism of FTO gene and Trp64Arg polymorphism in ADRB3 gene) on the development of obesity and metabolic disorders was demonstrated.

Keywords:obesity, metabolic disorders, nutrition of workers, nutritional status

Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2018; 87 (1): 72-78. doi: 10.24411/0042-8833-2018-10008.

Здоровое питание является неотъемлемым компо­нентом здорового образа жизни и подразумевает необходимое поступление пищевых и биологически активных веществ, обеспечивающее оптимальную реа­лизацию физиолого-биохимических процессов, закреп­ленных в генотипе человека [1, 2]. Нарушение структуры питания приводит к изменениям пищевого статуса, что способствует развитию неинфекционных заболеваний, которые составляют более половины причин смертей населения нашей страны. Доказано, что вклад питания в развитие болезней сердечно-сосудистой системы, сахарного диабета, остеопороза, ожирения, некоторых форм злокачественных новообразований составляет от 30 до 50%.

В настоящее время в рамках мероприятий по алимен­тарной профилактике и коррекции неинфекционных за­болеваний в России созданы консультативно-диагности­ческие центры "Здоровое питание", основной задачей которых является оказание высококвалифицированной консультативной и диагностической помощи населению по вопросам оптимального питания [3, 4]. Одни из первых центров были созданы в Москве и Екатеринбурге, где и проведены совместные исследования по оценке питания и пищевого статуса рабочих промышленных предприятий Свердловской области.

На развитие соматической и профессиональной за­болеваемости у рабочих промышленных предприятий влияет комплекс факторов, в том числе для них не является исключением воздействие быстрой урбаниза­ции, нездорового образа жизни и изменения характера питания современного человека.

Большинство стран признают, что некоторые соци­ально-экономические и экологические изменения могут оказывать влияние на режимы питания и физической активности, что делает людей более подверженными ожирению и неинфекционным заболеваниям при не­здоровом образе жизни и увеличении потребления пищевых продуктов, богатых жирами, особенно на­сыщенными и трансжирами, добавленным сахаром и солью/натрием [1].

Немаловажным фактором возникновения метаболи­ческих нарушений и сердечно-сосудистых заболеванийявляются неблагоприятные условия трудовой деятель­ности. К ним можно отнести напряженный характер труда рабочих, неблагоприятный микроклимат, производс­твенный шум, различные химические соединения [5]. Так, при производстве цветных металлов ведущим не­благоприятным фактором является пыль сложного со­става, содержащая медь, цинк, железо, алюминий, кадмий, хром, свинец, никель, что определяет высокую токсичность при комбинированном действии на орга­низм [6, 7].

Цель работы - оценка питания и пищевого статуса рабочих промышленных предприятий Свердловской области.

Материал и методы

В центре "Здоровое питание" Екатеринбурга про­ведено изучение питания и пищевого статуса рабо­чих двух промышленных предприятий. В исследование включены 347 рабочих 1-го предприятия (по получению черновой меди) и 267 рабочих 2-го предприятия (по добыче железорудного сырья) Свердловской области. Средний возраст рабочих 1-го предприятия составил 45,7±0,4 года, а 2-го предприятия - 50,4±0,6 года. Из общего числа обследованных на 1-м предприятии было 20,2% машинистов крана металлургического цеха, а на 2-м предприятии - 50,2% машинистов экскаватора.

Характерными вредными профессиональными фак­торами для рабочих 1-го предприятия являются соеди­нения кремния (52%), свинец и никель (41%), мышьяк и его соединения (38%), для рабочих 2-го предприятия -соединения кремния (68,9%) и марганец (20,6%).

В программу обследования были включены изучение фактического питания с использованием программы "Анализ состояния питания человека. Версия 1.2 ГУ НИИ питания РАМН, 2003-2005 гг." [3, 4], оценка со­става тела с помощью анализатора АВС-01 "МЕДАСС" (ООО НТЦ "МЕДАСС", РФ) [8-10], биомаркеров пище­вого статуса - с помощью биохимического анализатора COBAS INTEGRA 400 plus ("Roche Diagnostics", Швей­цария).

Для установления различий между группами по ко­личественному признаку использовали ранговый ана­лиз вариаций по Краскелу-Уоллису и медианный тест с уровнем значимости р<0,05, для оценки различий между процентными долями двух выборок использо­вали критерий Фишера.

Парное сравнение групп проводили с использованием непараметрического теста Манна-Уитни, принимая уро­вень значимости p<0,01 с учетом проблемы множест­венных сравнений. Риск оценивали путем расчета от­ношения шансов с оценкой 95,0% доверительного ин­тервала.

Математическую обработку полученных данных про­водили с использованием стандартных пакетов при­кладных программ Statistica 6.0 для Windows и пакета "Анализ данных" для Microsoft Excel 2011.

Результаты и обсуждение

Оценка фактического питания обследуемых показала, что с учетом коэффициента физической активности 27% рабочих потребляли гиперкалорийный рацион. Средние показатели потребления основных веществ и энергии представлены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, питание рабочих 1-го и 2-го пред­приятий было избыточным по калорийности, количес­тву жиров (свыше 40% по калорийности), насыщен­ных жирных кислот, моно- и дисахаридов (около 20%) и дефицитным по полиненасыщенным жирным кисло­там (ПНЖК) и пищевым волокнам. При этом достовер­ных различий между рационами по этим показателям не было.

Известно, что ведущим фактором риска нарушений жирового обмена является дисбаланс в потреблении жиров, т.е. избыточное потребление насыщенных жир­ных кислот и недостаток ПНЖК. Показано, что по­требление высокожирового рациона с преобладанием насыщенных жирных кислот повышает риск всасыва­ния и депонирования металлов, в том числе свинца и других ксенобиотиков, что может повысить токсичес­кую нагрузку на организм.

Образующиеся под действием этих факторов сво­бодные радикалы кислорода вступают в многочис­ленные реакции с различными компонентами клеток, а вторичные радикалы провоцируют цепные реакции дальнейшего образования активных радикалов из ли-пидов, аминокислот, нуклеиновых кислот и т.д. Общий эффект такого каскада радикал-инициирующих ре­акций проявляется значительным нарушением фи­зиологии клетки, повреждением ее структур, более всего мембранных, включая мембраны митохондрий и сосудов [11, 12].

Потребление ненасыщенных жирных кислот, в том числе n-6 и n-3 ПНЖК, было в одинаковой степени недостаточным (6,9% по калорийности) у рабочих обоих предприятий, что являлось дополнительным от­рицательным фактором, способствующим развитию метаболических нарушений и усугублению воздейс­твия неблагоприятных факторов производственной среды.

Обращает на себя внимание (см. табл. 1) избыточное потребление моно- и дисахаридов рабочими обеих групп, которое составляло соответственно 21 и 19% по калорийности.

С одной стороны, углеводы служат источником энер­гии, необходимой для осуществления процесса метабо­лизма, в том числе ксенобиотиков, их специфическая роль в процессах биотрансформации чужеродных ве­ществ заключается в образовании глюкуроновой кис­лоты. С другой стороны, излишнее количество моно- и дисахаридов способствует отложению жира в депо, в результате провоцируется риск развития ожирения, атеросклероза, метаболического синдрома.

Известно, что усугубляющим фактором в развитии ожирения и связанных с ним патологических процессовявляется дефицит в питании пищевых волокон и биоло­гически активных веществ антиоксидантной направлен­ности, вступающих в реакции детоксикации.

Как видно из табл. 1, по сравнению со 2-м предпри­ятием рабочие 1-го предприятия потребляли достоверно больше витамина С (на 78%, р<0,01) и витамина А (на 27%, р<0,05).

Распределение рабочих по величине индекса массы тела представлено в табл. 2.

Как видно из данных табл. 1, ожирение было выявлено у 36-42%, а избыточная масса тела соответственно у 41-43% рабочих промышленных предприятий Сверд­ловской области. Высокий процент среди этого кон­тингента лиц с избыточной массой тела и ожирением связан, по-видимому, с механизированным характером труда и избыточным содержанием жира в рационе.

28,5% рабочих имели высокие (>1,0) значения отноше­ния обхвата талии к обхвату бедер. Необходимо отме­тить, что по результатам биоимпедансометрии избыток жировой массы имели 81% обследованных. Достовер­ных различий в содержании жировой массы у рабочих разных предприятий не выявлено.

У всех рабочих отмечался незначительный дефицит скелетной мускулатуры и некоторое повышение содер­жания общей жидкости. В большинстве случаев масса тела была избыточна за счет увеличения жировой, а не мышечной массы. По данным литературы известно, что для ожирения характерно наличие дисгидрии с форми­рованием выраженных тканевых отеков [9, 10].

Полученные данные свидетельствуют о повышен­ном риске развития сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета 2 типа.

При оценке биомаркеров пищевого статуса у обсле­дованных были выявлены нарушения жирового об­мена. Биохимические показатели крови представлены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, у рабочих обеих групп средняя концентрация глюкозы в плазме крови была на верхнейгранице нормы. Концентрация общего холестерина и хо­лестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП) в сыворотке крови обследованных была выше верхней границы нормы. Коэффициент атерогенности у рабочих 2-го предприятия несколько превышал норму.

Количество обследованных, у которых были выявлены отклонения от нормы показателей жирового и углевод­ного обмена, представлено в табл. 4.

Как видно из табл. 4, частота встречаемости откло­нений показателей жирового и углеводного обмена в сыворотке крови рабочих 2-го предприятия была выше, однако различия не всегда достигали уровня ста­тистической значимости.

Согласно критериям Международной диабетической федерации (International Diabetes Federation, IDF, 2006) метаболический синдром был выявлен у 27,0% рабочих 1-го предприятия и у 44,2% рабочих 2-го предприятия <0,05), а заболевания сердечно-сосудистой системы соответственно у 25,9 и 56,5% <0,05).

Расчет отношения шансов показал, что у рабочих с избыточной массой тела по сравнению с лицами с нормальной массой возрастают шансы повыше­ния уровня глюкозы в крови в 2 раза, холестерина -в 2,4 раза, триглицеридов - в 3,1 раза, ХС ЛПНП -в 2,7 раза и индекса атерогенности - в 2,7 раза, а риск развития артериальной гипертензии - в 1,8 раза. У рабочих с избыточным содержанием холестерина в сыворотке крови риск развития артериальной гиперто­нии повышался в 1,7 раза.

Таким образом, высокий риск развития алиментарно-зависимых заболеваний у рабочих обоих предпри­ятий во многом определяется их питанием, структура которого была далека от оптимальной: на фоне по­вышенной калорийности рациона отмечалось избы­точное потребление общего и насыщенного жира, моно- и дисахаридов.

В отличие от работников 1-го предприятия работники 2-го предприятия значительно меньше потребляли витаминов-антиоксидантов, у них чаще выявлялись избыточ­ная масса тела и ожирение.

Можно предположить, что отклонения в состоянии здоровья обследованных рабочих связаны и с другими факторами (социальными, производственными, куре­нием, приемом алкоголя и т.д.), в том числе генетичес­кими.

В настоящее время установлено, что патогенез ожи­рения, метаболического синдрома и заболеваний сер­дечно-сосудистой системы, сахарного диабета 2 типа связан с нарушениями обменных процессов, которые могут быть обусловлены как внешними факторами: неправильным образом жизни, в том числе разбалансированным питанием, так и генетическими особен­ностями.

В частности, исследованиями последних лет показана значимая связь между ожирением и метаболическими нарушениями и полиморфизмами генов, ассоциирован­ных с ожирением: rs9939609 гена FTO и Trp64Arg гена β-3-адренорецепторов (ADRB3) в различных популя­циях.

У данной категории обследованных в консультативно-диагностическом центре "Здоровое и спортивное пита­ние" ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии" изучали ассоциацию вариантов rs9939609 и Trp64Arg с ожире­нием и метаболическим синдромом [4, 13].

Результаты исследования полиморфизма rs9939609 гена FTO свидетельствовали, что 34% обследованных работников металлургических предприятий Свердлов­ской области имели генотип ТТ, 47,5% - генотип АТ и 18,5% - генотип АА. У обследованных с ожирением значительно чаще отмечалось наличие генотипа АА (27,7%) по сравнению с обследованными с нормальной массой тела (13,0%) и аллеля риска А (соответственно 50 и 36,8%) [OR - 1,72 (1,12-2,63), р=0,01].

Анализ данных исследования полиморфизма гена ADRB3 у рабочих Свердловского региона показал, что 6,8% из них являлись носителями мутантного аллеля, а 13,7% - Trp64Arg генотипа ADRB3. У рабочих с ожире­нием значительно чаще отмечалось наличие Trp64Arg генотипа ADRB3 (16,3%) по сравнению с лицами с нор­мальной массой тела (6,8%) и большая частота встре­чаемости мутантного аллеля [OR - 1,20 (0,49-2,87), р=0,69].

Результаты проведенных исследований позволяют сделать вывод, что генетические варианты rs9939609 гена FTO и Trp64Arg гена ADRB3 вносят свой вклад в развитие ожирения у рабочих промышленных пред­приятий Свердловской области РФ.

Выводы

1. Несбалансированность питания рабочих промыш­ленных предприятий обусловлена избыточным по­треблением жиров, насыщенных жирных кислот, моно- и дисахаридов и недостаточным - ПНЖК и пищевых волокон.

2. На фоне нарушения структуры питания у рабочих отмечается высокая распространенность избыточной массы тела, ожирения, метаболических нарушений, за­болеваний сердечно-сосудистой системы.

3. Не исключена возможность влияния и других фак­торов образа жизни и производственной среды на развитие ожирения, метаболических нарушений и сер­дечно-сосудистой патологии.

4. На развитие ожирения и метаболических нару­шений у рабочих промышленных предприятий Сверд­ловской области оказывает влияние наследствен­ная предрасположенность (в частности, наличие полиморфизмов rs9939609 гена FTO и Trp64Arg гена ADRB3).

5. Для повышения защитно-компенсаторных и адап­тационных резервов организма рабочих большое вни­мание необходимо уделять не только калорийности их питания и содержанию в нем макронутриентов, но и балансу биологически активных веществ, чего можно достичь с помощью расширения ассортимента традици­онных пищевых продуктов, включения в рацион функ­циональных пищевых продуктов, комплексов витами­нов и минеральных веществ, использования щадящих методов приготовления пищи и др.

Литература

1. План действий по профилактике и контролю неинфекционных заболеваний на 2013-2020 гг. ВОЗ, 2013.

2. Тутельян В.А. Оптимальное питание // Мед. кафедра. 2005. № 4. С. 60.

3. Тутельян В.А., Батурин А.К., Погожева А.В. Актуальные вопросы диагностики и коррекции нарушений пищевого статуса у больных с сердечно-сосудистой патологией // Consilium Medicum. 2010. Т. 12, № 10. С. 104-109.

4. Батурин А.К., Погожева А.В., Сорокина Е.Ю., Пескова Е.В., Макурина О.Н., Левин Л.Г. и др. Роль консультативно-диагностических центров "Здоровое питание" в диагностике и алиментарной профилактике неинфекционных заболеваний // Вопр. питания. 2014. № 2. С. 52-57.

5. Башкирева А.С. Демографические и профессиональные риски депопуляции работающего населения в России (аналитический обзор) // Успехи геронтол. 2010. Т. 23, № 1. С. 30.

6. Михайлов А.Н. Вопросы гигиены труда и состояния здоровья рабочих медеплавильного производства и оценка риска здоровью населения, проживающего в районе его размещения : дис. . канд. мед. наук. Оренбург, 2005.

7. Профессиональная патология : национальное руководство / под ред. Н.Ф. Измерова. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2011. 784 с. (с. 703-765) 8. Руднев С.Г., Соболева Н.П., Стерликов С.А., Николаев Д.В. Биоимпедансное исследование состава тела населения России. М. : РИО ЦНИИОИЗ, 2014. 493 с.

9. Николаев Д.В., Смирнов А.В., Бобринская И.Г., Руднев С.Г. Биоимпедансный анализ состава тела человека. М. : Наука, 2009. 392 с.

10. Трушкина И.В., Филиппов Г.П., Леонтьева И.В. Оценка структуры тела у пациентов с различной степенью избытка веса // Сибир. мед. журн. 2010. Т. 25, № 3-1. С. 38-44.

11. Мажаева Т.В. Гигиеническая оценка фактического питания и показателей здоровья детей, проживающих на экологически неблагополучных территориях Свердловской области (на примере г. Красноуральска) : автореф. дис. . канд. мед. наук. М., 2011.

12. Толмачева Н.В. Научно обоснованный подход в нормировании микроэлементов как необходимый этап в профилактике хронических неинфекционных заболеваний // Фундаментальные исследования. 2015. № 1-9. С. 1937-1943.

13. Батурин А.К., Сорокина Е.Ю., Погожева А.В., Пескова Е.В., Макурина О.Н., Тутельян В.А. Региональный полиморфизм генов, ассоциированных с ожирением (rs9939609 гена FTO и Trp64Arg гена ADRB3) у населения России у населения России // Вопр. питания. 2014. № 2. С. 35-41.