"МИС-РТ" - 1998. Сборник №18-3

    Актуальность проблемы.

    Мягкая питьевая вода, т.е. вода с низким содержанием солей кальция и магния, является экологическим фактором риска сердечно-сосудистой патологии и других широко распространенных заболеваний северо-западных регионов России и Европы. Согласно эпидемиологическим исследованиям, проведенным в мире и некоторых городах бывшего СССР по единой программе под эгидой ВОЗ, распространенность гипертонической болезни (ГБ) в регионах, снабжаемых маломинерализованной питьевой водой, значительно (до 25-30%) превышает этот показатель для регионов с водой нормальной жесткости. Аналогичная корреляция наблюдается специалистами в отношении заболеваний опорно-двигательного аппарата (системный остеопороз, остеопатии различного генеза, рахит и т.д.). В первую очередь проблема “мягкой” воды затрагивает здоровье жителей северо-запада России (наряду с популяцией Скандинавского полуострова), включая Санкт-Петербург, Карелию, Кольский полуостров, а также жителей севера и Дальнего Востока России. Например, для мужчин 40-59 лет – жителей Санкт-Петербурга – частота ГБ составляет 40.1% [9, 13], что в 1.5-2 раза превышает частоту ГБ в других городах России (20-22%) и Москве (28.7%). Таким образом, при пересчете на население Санкт-Петербурга только в возрасте 40-59 лет проблема ГБ касается нескольких сот тысяч человек, дополнительно к среднему по стране уровню. Такая высокая частота ГБ сравнима лишь с ее частотой в странах Скандинавии, Кольского полуострова, Ирландии, т.е. в регионах одного геофизического пояса с населением, имеющим разные особенности и привычки в питании, различные социальные стрессы.

    В прошлом территория, занимаемая странами северо-западного региона Европы, находилась под единым ледниковым щитом, и водоемы этих регионов унаследовали воду с крайне низкой жесткостью. Вследствие этого организм “недополучает”, в частности кальция, 3-5 кг на протяжении жизни.

    По результатам обширного эпидемиологического исследования, проведенного в Швеции в муниципалитетах, снабжаемых водой с различной концентрацией ионов магния [3], повышение содержание этого элемента в питьевой воде даже всего лишь на 10 мг/л могло бы снизить смертность от инфаркта миокарда с 350 до 265 случаев на 100000 населения. Аналогичные данные были получены и относительно внезапной сердечной смерти [4].

    Помимо общепризнанного недостатка минералов в диете жителей даже высокоразвитых стран, который в вышеназванных регионах усугубляется недостатком кальция и магния в питьевой воде, значительную тревогу медицинской общественности вызывает критический дефицит йода в пищевых продуктах и в питьевой воде. Дефицит йода, уже начиная с внутриутробного развития, определяет, прежде всего, неполное развитие головного мозга, интеллекта и психики. Наличие низких концентраций этого элемента в питьевой воде – это не только путь формирования патологии щитовидной железы, но и риск низкого уровня или неполного развития интеллектуальных возможностей человека.

    Еще недавно состояние исследований по проблеме ограничивалось лишь медико-статистическими сопоставлениями и наблюдениями о широкой распространенности сердечно-сосудистых и некоторых других заболеваний в регионах, снабжаемых питьевой водой малой жесткости. Исследования по изучению физиологических механизмов, лежащих в основе наблюдаемых корреляций, до последнего времени полностью отсутствовали. Кроме того, оставалось недоказанным, способна ли коррекция минерального состава питьевой воды препятствовать развитию патологии.

    Этим исследованиям на протяжении последних 12 лет была посвящена значительная часть работы коллектива Института физиологии им. И.П.Павлова РАН. Лаборатория клинической и экспериментальной кардиологии Института располагает как экспериментальной, так и клинической (кардиологические отделения Покровской больницы СПб) базами.

    Краткий обзор результатов исследований.

    Одним из первых проявлений влияния хронического дефицита Са²⁺ и Mg²⁺ на организм являются снижение уровня этих двухвалентных катионов в плазме крови, высвобождение кальция из костных депо и парадоксальное усиление кальций-аккумулирующей способности тканей, особенно сосудистой стенки, миокарда и подклапанного аппарата сердца; на этом фоне возможно повышение артериального давления [19, 20, 24, 25, 26]. В этих условиях развиваются поражения эндотелия, что влечет за собой раннее включение в процесс эндотелийзависимых механизмов повышения сосудистого тонуса. Нами впервые показано влияние дефицита Са²⁺ и Mg²⁺ в питьевой воде на транспорт кальция и одновалентных катионов через мембраны эритроцитов и на связывание кальция с мембранами тромбоцитов. Наблюдалось 1.5-кратное увеличение пассивного входа Са²⁺ в клетки крови животных Са-Mg-дефицитной группы. Впервые показано, что в условиях дефицита кальция в питьевой воде у животных резко возрастает гипертензивная активность плазмы крови за счет экспрессии ранее не известного кальций-регулирующего гипертензивного пептида, открытого нами параллельно с канадскими учеными [1, 2, 8, 28, 30]. Аналогичный пептидный фактор, обладающий выраженной гипертензивной активностью, обнаруживается и в крови значительной части больных эссенциальной гипертензией [15, 33, 34].

    Коррекция питьевой воды минеральными добавками до физиологически адекватных концентраций двухвалентных катионов препятствует появлению этого пептида в крови, развитию артериальной гипертензии и нормализации гомеостаза этих минералов [7, 36, 37]. Совместно с Институтом высокомолекулярных соединений РАН этот пептид был синтезирован. К настоящему моменту нами получены поликлональные антитела к этому фактору, что в самое ближайшее время позволит завершить работу по созданию иммуноферментного метода диагностики минерал-зависимой формы артериальной гипертензии, клинические проявления которой отражены в специальном исследовании [29].

    Отдельная работа была посвящена экспериментальному исследованию физиологических эффектов комплексного кондиционирования питьевой воды по минеральному составу и по содержанию йода. Было показано, что добавление йода к питьевой воде приводит к существенному снижению патогенного накопления кальция в нейронах и, таким образом, повышению устойчивости клеток мозга к аноксии. При этом важным условием проявления нейропротективного эффекта йода, вводимого с питьевой водой, является одновременное обогащение ее кальцием и магнием. Помимо вышеуказанных эффектов нами было показано, что система I-Ca-Mg играет важную физиологическую роль в обеспечении клеточных нейронных функций, лежащих в основе процессов обучения и памяти. Результаты исследования легли в основу патента Российской Федерации (патент РФ № 2134241 на изобретение "Искусственная минерализованная питьевая вода и состав для ее приготовления").

    Результаты проведенных исследований неоднократно представлялись на международных конгрессах (Мадрид, Ницца, Mилан, Мельбурн, Глазго и др.) [см., например. 12, 14, 16], демонстрировались на международных выставках, получили высокую оценку ведущих специалистов мира по проблеме.

    Избежать неблагоприятных последствий хронического употребления маломинерализованной питьевой воды можно с помощью минеральных добавок серии "Северянка". Эти добавки разработаны коллективом ученых Института физиологии под руководством профессора С.К.Чуриной; они изготавливаются в Санкт-Петербурге ООО "Эко-Продукт" по лицензии и под непосредственным контролем разработчиков.

• Минеральная добавка "Северянка" компенсирует дефицит кальция и магния в питьевой воде, обогащая ее этими элементами в легко усвояемой, биологически доступной форме свободных ионов. "Северянка" по своему составу аналогична композиции минеральных солей "Чуринская" (по имени профессора Чуриной), разработанной 5 лет назад тем же коллективом. Композиция "Чуринская" (двухкомпонентная минеральная добавка, состоящая из отдельных растворов солей кальция и магния) являлась начальным этапом практических разработок Института физиологии в области минерализации питьевой воды. Состав и рецептура "Северянки" учитывает новейшие данные, полученные в сотрудничестве с кардиологами и педиатрами Санкт-Петербурга, а также результаты многолетних исследований лаборатории питьевого водоснабжения Института экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.Сысина РАМН (Москва).
• Минеральная добавка "Северянка Плюс", помимо сбалансированного соотношения кальция и магния, содержит йод в концентрации, обеспечивающей его профилактический эффект. Применение этой добавки крайне актуально в регионах, характеризующихся йододефицитом.
• Минеральные добавки серии "Северянка" представляют собой стерилизованный концентрированный раствор минеральных солей высокого качества в воде, прошедшей многостадийную очистку. Они не теряют своих свойств при кипячении и многократном замораживании. Их преимущество перед таблетированными сапплементами заключается в естественности применения - по существу, приобретая "Северянку", мы получаем возможность постоянно употреблять здоровую, сбалансированную по минеральному составу питьевую (столовую) воду.
• Профилактическая эффективность минеральных добавок "Северянка" была апробирована в одной из гимназий Санкт-Петербурга. Более двух лет под нашим постоянным наблюдением (совместно с Педагогической Академией им. Герцена и педиатрами) находится группа учащихся этого учебного заведения, семьи которых перешли на использование для питья и приготовления пищи воды, скорректированной по минеральному составу при помощи минеральной добавки"Северянка". Контролем служила аналогичная группа учащихся той же гимназии. Периодически проводились антропометрические исследования, определение уровня артериального давления, исследование баланса между потреблением и выведением кальция и магния, мониторирование минерального состава некоторых тканей. Результаты показали, что у подростков, получавших обычную воду, на фоне парадоксально высоких потерь кальция и магния с мочой и сниженного содержания этих элементов в тканях наблюдался достоверно повышенный уровень артериального давления, особенно в некоторых конституциональных группах. В группе подростков, употреблявших воду, скорректированную при помощи минеральной добавки"Северянка", достоверно снижались потери кальция и магния организмом, уровень АД был нормальным; содержание этих элементов в тканях (волосы, ногти) увеличивалось. Количество обращений к стоматологу на одного ребенка в этой группе было достоверно ниже, чем в контрольной.

      В настоящее время аналогичные исследования с использованием минеральной добавки "Северянка Плюс" завершаются в Военно-морском инженерном Институте (бывшее военно-морское училище им. Ф.Э.Дзержинского). Предварительные результаты подтверждают благоприятный эффект применения этого продукта.

    Возможные области применения минеральных добавок серии "Северянка":

• Приготовление напитков и пищи в детских и учебных учреждениях, лечебных, профилактических учреждениях;
• Приготовление напитков и пищи в лечебных и профилактических учреждениях;
• Приготовление напитков и пищи в военных училищах, в воинских частях и подразделениях военно-морского флота;
• Использование в пищевой промышленности (производство хлебобулочных, колбасных и др. изделий, лимонадов, соков и др. безалкогольных напитков).

Зав. лаб. экспериментальной и клинической кардиологии,
доктор медицинских наук, профессор С.К. Чурина

Список публикаций

1. Lewanczuk R., Resnick L., Blumenfeld J. et al. A new circulating factor in the plasma of essencial hypertensive subjects. J.Hypertens., 1990, vol.8, p 105-108.
2. Pang PK., Lewanczuk R. Parathyroid origin of a new circulating hypertensive factor in spontaneously hypertensive rats. Am. J. Hypertens., 1989, vol.2, p 898-902.
3. Rubenowitz E., Axelsson G., Rylander R. Magnesium in drinking water and death from acute myocardial infarction. Am. J. Epidemiol. 1996. Vol. 143, p.456-462
4. Rylander R. Environmental magnesium deficiency as a cardiovascular risk factor. J. Cardiovasc. Risk. 1996, vol 17, p. 91-94.
5. Барабанова Т.А., Чурина С.К. Паратиреоидный гормон и механическая активность миокарда крыс при дефиците Са и Mg в питьевой воде. Тез. докл. Всесоюз. симп. "Физиология и патофизиология сердца и коронарного кровообращения", Киев, 1991, с. 15 - 16.
6. Барабанова Т.А., Мархасин В.А., Чурина С.К. Особенности влияния паратиреоидного гормона на механическую активность миокарда крыс при дефиците Са и Mg в питьевой воде. Физиол. журн., 1992, т 78, N 7, стр. 71 - 77.
7. Есчанова Г.Т., Макаров В.Л., Чурина С.К. Коррекция дефицита магния и кальция в питьевой воде - путь к нормализации баланса этих минералов в организме.Тез. докл. на ХVII съезде физиологов. Всероссийское физиологическое общество им. И.П. Павлова. Ростов-на-Дону, 1998, стр. 47.
8. Klueva N.Z., et al. Mechanisms of arterial pressure elevation in calcium deficiency. Bull.Exp. Biol. Med., 1994, v.117, N 5, p. 472-473
9. Константинов В.О., Липовецкий Б.М., Шестов Д.Б. и др. О динамике ведущих факторов риска ИБС в популяции мужчин страше 40 лет по данным проспективного эпидемиологического наблюдения. Терап. Архив, 1987, т.59, №1, с.19-24
10. Кузнецов С.Р., Орлов С.Н., Чурина С.К. Влияние низких концентраций Са и Mg в питьевой воде на транспорт одновалентных катионов и Са в эритроцитах нормотензивных крыс. Бюлл.эксп. биол. и мед., 1991, т 113, N 5, стр. 471-474
11. Kuznetsov S.R., Orlov S.N., Tchurina S.K. The effect of dietary calcium on Ca and K fluxes in red blood cells of SHR: a possible role of parathyroid hypertensive factor. Satell. Symp.: PHF: a new circulating substance in essential hypertension.1992, June,13. Madrid. 14th Sci.Meeting of the ISH. In: J.Cardiovasc. Pharmacol. (suppl.)
12. Kuznetsov S.R., Orlov S.N., Tchurina S.K. The effect of dietary calcium on ion transporting systems of erytrocytes of normotensive and hypertensive rats.// 6th European meeting on Hypertension. Milan (Italy) 4-7th, June, 1993//Universita degli Studi di Milano Ricirca Scientifica et Educasione Permanente. 1993. Suppl. n. 65, 376 (abstr)
13. Липовецкий Б.М., Шестов Д.Б., Плавинская С.И. и др. Эпидемиологические аспекты ИБС, артериальной гипертензии и атерогенных изменений липидного состава крови у мужчин и женщин Ленинграда 20-69 лет. Терап. Архив, 1984, т.65, №4, С. 44-47.
14. Makarov V.L., Tchurina S.K., Kuznetsov S.R. Calcium rather than magnesium deficiency in drinking water is responsible for arterial hypertension in rats. Glasgow, 1996, 16th Scientific Congress on Hypertension
15. Рыжов Д.Б., Клюева Н.З., Чурина С.К. Паратиреоидный гипертензивный фактор в плазме крови больных эссенциальной и симптоматической (почечной) артериальной гипертензией. Артер. гиперт., 1996, N2, N2, 50-53
16. Ryzhov D.B., Kljujeva N.Z., Estchanova G.T., Tchurina S.K. Interaction between angiotensine II and parathyroid hypertensive factor in blood pressure regulation. J of Hypert., 1994, v.12 (Suppl 3), 2405 , p.166. Scient. meeting of the International Soc. of Hypertension. Melbourne (Australia) 20th-24th March 1994.
17. Чурина С.К. Эколого-физиологические аспекты формирования артериальной гипертензии в условиях Ленинграда (факты и гипотезы). Физиол. журн., 1988, т.LXXIV, N 11, стр.1615-1622
18. Чурина С.К. Особенности развития ИБС в условиях высокой распространенности артериальной гипертензии в Ленинграде. В кн. "Острые формы коронарной недостаточности" Ред. И.Е.Ганелина, С.К.Чурина. 1989, Л., Наука, стр.45-51
19. Чурина С.К., Кузнецов С.Р., Янушкене Т.С., Чурин К.В., Рыжов Д.Б. Компартментализация мембранносвязанного Са тромбоцитов при эссенциальной гипертензии. Физиол. журн., 1991, т 77, N 9, стр.203-209
20. Чурина С.К., Янушкене Т.С., Самойлов М.О., Семенов Д.Г., Кузнецов С.Р., Диденко А.В., Пузько Ю.О. Парадоксальное увеличение Са-связывающей способности стенки аорты крыс линии Вистар-Киото при низком содержании Са в питьевой воде. Физиол. журн., 1991, т 77, N 4, стр.41-44
21. Tchurina S.K., Janushkene T.S., Samoilov M.O., Semenov D.G., Kuznetsov S.R. Medico-ecological approach to the soft water part in the AH development in the North-West Europe. Israel-German Symp. 119, 115.
22. Tchurina S.K., Tchurin K.V. Ca-sensitive arterial hypertension. Does it exist? Item. 1991, 98.
23. Чурин К.В., Янушкене Т.С., Кузнецов С.Р. Мембранносвязанный Са тромбоцитов у больных эссенциальной гипертензией. Тер. архив, 1991, N 6, 325-328.
24. Чурина С.К., Янушкене Т.С., Криворученко И.В., Николаева Е.П., Чурин В.Д. Са-связывающая способность мембран тромбоцитов у больных ИБС. В кн.: ИБС под ред. В.А.Алмазова, 1991, стр. 72-77
25. Чурина С.К., Чурин К.В., Янушкене Т.С., Пузько Ю.О. "Мягкая" вода как фактор риска развития АГ. В сб. Н.Совета АН СССР по экологии, Л., 1991.
26. Чурина С.К., Кузнецов С.Р., Чурин К.В., Янушкене Т.С., Рыжов Д.Б. Компартментализация мембранного Са тромбоцитов у больных артериальной гипертензией. Физиол. журнал. 1991, т. 77, N9, 203-209.
27. Tcurina S.K., Krivorutchenco I.V., Nikolaeva E.P., Churin V.D., Janushkene T.S. Thrombogenic-membrane mechanisms of atherogenesis in young patients with coronary heart disease and normolipidemia. 1st World Pathophysiol. Congr. 1991, 121.
28. Чурина С.К., Рыжов Д.Б., Клюева Н.З., Есчанова Г.Т. К механизмам развития артериальной гипертензии при дефиците в диете Са. Физиол. журн., 1993, т 79, N 8, стр. 104-107
29. Чурин К.В. Некоторые особенности метаболизма кальция при артериальной гипертензии. Автореф. канд. дисс., 1993, СПб
30. Tchurina S.K., Rijov D.B., Klueva N.Z., Eschanova G.T. Low-Ca Water Diet and Hypertensive Plasma Activity of WKY Rats. Bull. Exp. Biol. Med. (Engl.) 1993, v 115, N2, p. 137-139
31. Tchurina S.K., Ryzhov D.B., Kljujeva N.Z., Estchanova G.T. Dietary calcium deficiency as a cause of PHF-activity in WKY rats. Ibid. 744
32. С.К.Чурина, Саргаев П.М., Кочнев И.Н., Кукуй Л.М., Попов Ю.В., Кукуй Д.Л. Вода как химическое соединение и основа биологических жидкостей. Материалы международного конгресса "Вода: экология и технология" М., 6-9 сентября 1994г., т.IV, стр. 1148-1159
33. С.К.Чурина, С.Р.Кузнецов, Т.С.Янушкене, Н.З.Клюева, Д.Б.Рыжов К механизмам развития АГ при дефиците Са в питьевой воде (клинико-экспериментальное исследование). Артериальная гипертензия, 1995, т.1, N1, стр. 25-29.
34. Чурина С.К., Янушкене Т.С., Кузнецов С.Р. Дефицит Mg в питьевой воде модулирует уровень АД, состояние ион-транспортирующих систем эритроцитов, связывание Са с мембранами тромбоцитов и распределение Са и Mg в тканях. Всероссийская конференция "Артериальная гипертензия: клинические и экспериментальные аспекты", 30 мая-1 июня 1995, стр. 84
35. С.К.Чурина, В.Л.Макаров, С.Р.Кузьмина-Крутецкая, К.В.Чурин. Дефицит магния и сердечно-сосудистая патология. Артериальная гипертензия, 1996, Т.2, N 2, стр. 71-78.
36. Tchurina S.K., Makarov V.L., Semenov D.G. Physiologically adequate mineral composition of water: its role in physiology and health. 1997. Bordeaux.
37. Tchurina S.K., Krylov B.V., Vilin Yu.Yu., Klueva N.Z., Ryzov D.B., Kulikov S.V. Parathyroid hypertensive factor changes sodium channel characteristics. XXIII Congr. Physiol., 1997,
38. Чурина С.К., Макаров В.Л., Семенов Д.Г. Патент РФ № 2134241 на изобретение "Искусственная минерализованная питьевая вода и состав для ее приготовления", 1999.