РЕЗЮМЕ.
Цель исследования - многомерный анализ микроэлементного статуса (Zn, Se, Fe, Cu, I, Co) у пациентов с ожирением в г. Москве (2019–2022 гг.) для проверки гипотезы так называемого «металлоожирения» и оценки вклада социально-экономических факторов (инфляция, структура питания) в патогенез метаболических нарушений.
Материалы и методы.
Выполнен ретроспективный анализ массива лабораторных данных (сыворотка крови и волосы) выборки из более чем 20 000 пациентов. Определение концентрации химических элементов проводили методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS). Для выявления связей между биохимическим профилем и экономическими индикаторами (ИПЦ, реальные доходы) применяли корреляционный анализ Спирмена.
Результаты.
Вопреки традиционным представлениям о дефиците цинка и селена как маркере ожирения, их уровни в популяции оставались стабильными. Исследование выявило альтернативный фенотип дисрегуляции: хронический дефицит меди (Cu) в 2019–2021 годах, лимитирующий митохондриальное дыхание и ангиогенез, и прогрессирующее снижение йода (I) и кобальта (Co) к 2022 году, формирующее гипотиреоидный фон. Установлена выраженная отрицательная корреляция между инфляционным давлением и обеспеченностью железом и йодом. Этот факт подтверждает феномен «скрытого голода», обусловленного замещением качественных белков дешевыми углеводами с высоким содержанием фитатов, блокирующих абсорбцию металлов. Метаболический синдром в условиях современного мегаполиса характеризуется рисками тканевой гипоксии и снижения основного обмена на фоне дефицита Cu, I и Co.
Заключение.
Традиционная антиоксидантная терапия требует пересмотра в пользу прецизионного восполнения выявленных дефицитов. Особую актуальность это приобретает в эру терапии агонистами ГПП-1: на фоне исходной недостаточности микронутриентов резкое снижение калорийности создает высокий риск ятрогенной мальнутриции и потери мышечной массы, требуя обязательного лабораторного мониторинга и нутритивной поддержки.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ожирение, микроэлементы, медь, йод, скрытый голод, экономические факторы, ГПП-1, урбанизация.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ожирение, микроэлементы, медь, йод, скрытый голод, экономические факторы, ГПП-1, урбанизация.
Для цитирования: Швец Ю.Ю. Метаболическая дисрегуляция в урбанизированной среде: многомерный анализ микроэлементного статуса, социально-экономических детерминант и молекулярной патофизиологии ожирения. Микроэлементы в медицине. 2026;27(2):10-16. DOI: 10.19112/2413-6174-2026-27-2-10-16.
ВВЕДЕНИЕ
В клинической практике и общественном здравоохранении долгое время доминировала термодинамическая модель ожирения, объясняющая накопление жировой массы линейным дисбалансом макронутриентов. Современные данные 2023–2024 годов смещают научный фокус в сторону микронутриентологии (Li et al., 2024). Исследователи указывают на критическую роль нарушений сигнальных путей, опосредованных микроэлементами, в патогенезе метаболических заболеваний.
Эволюция взглядов связана с переосмыслением функций жировой ткани. Адипоцит признан активной эндокринной единицей, работа которой зависит от металлоферментов и транскрипционных факторов. Цинк (Zn) получил статус вторичного мессенджера, регулирующего экспрессию генов и чувствительность тканей к гормонам. Согласно исследованию А. Baltaci и R. Mogulkoc, этот элемент необходим для модуляции лептинового сигнала и контроля насыщения (Baltaci & Mogulkoc, 2012). Дефицит эссенциальных элементов провоцирует молекулярные нарушения, блокирует липолиз и поддерживает хроническое воспаление, что существенно затрудняет снижение веса при стандартной терапии.
В условиях мегаполиса биологическая уязвимость усиливается факторами среды обитания. Жители крупных агломераций сталкиваются с феноменом «скрытого голода», при котором рацион с избыточной калорийностью оказывается дефицитным по микронутриентам (Пилат и др., 2013). Урбанизация и техногенная нагрузка формируют специфические фенотипы так называемого «металлоожирения», где диетические дефициты сочетаются с воздействием токсикантов (Скальный, 2018).
Социально-экономическая динамика усугубляет проблему. Инфляция и волатильность доходов прямо влияют на биохимический профиль популяции, снижая долю качественных источников белка и микроэлементов в потребительской корзине. При этом большинство популяционных исследований ограничиваются статистикой дефицитов, оставляя за скобками связь биохимии с экономическими индикаторами.
Цель исследования – многомерный анализ микроэлементного статуса (Zn, Se, Fe, Cu, I, Co) у пациентов с ожирением в
г. Москве (2019–2022 гг.) для проверки гипотезы так называемого «металлоожирения» и оценки вклада социально-экономических факторов (инфляция, структура питания) в патогенез метаболических нарушений.
Такой подход интегрирует клиническую элементологию с анализом среды обитания для разработки точных стратегий профилактики.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Эмпирическую базу составил массив результатов лабораторных обследований жителей г. Москвы за период с 2019 по 2022 год. Общий объем проанализированной базы данных превысил 800 тыс. исследований, что после процедуры очистки и верификации позволило сформировать выборку, включающую более 20 тыс. уникальных пациентов.
В исследование включали мужчин и женщин старше 18 лет, для которых в медицинской документации были зафиксированы антропометрические показатели (рост, масса тела), позволяющие рассчитать индекс массы тела (ИМТ) по формуле Кетле (кг/м2), а также имелся полный профиль элементного статуса хотя бы в одном из биосубстратов. Для оценки элементного статуса использовали два типа биологического материала, которые отражали различные временные горизонты экспозиции: сыворотку крови (индикатор текущего содержания элементов) и волосы (индикатор долговременного накопления и метаболизма за период 1–3 мес.).
Определение концентрации химических элементов (включая Zn, Se, Fe, Cu, Pb, Cd и др.) проводили методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS). Данный метод выбран в качестве «золотого стандарта» аналитической химии, благодаря высокой чувствительности, широкому динамическому диапазону и возможности одновременного детектирования пула эссенциальных и токсичных элементов в малых объемах пробы. Пробоподготовку осуществляли методом микроволнового разложения в соответствии с международными рекомендациями для клинических лабораторий.
Первичная обработка данных включала в себя процедуру нормировки: абсолютные концентрации элементов переводились в унифицированные безразмерные коэффициенты отклонения относительно референсных интервалов лаборатории. Это обеспечило сопоставимость результатов, полученных из разных биосубстратов, и позволило работать с единой шкалой дефицитов.
Статистический анализ выполняли с использованием пакетов прикладных программ на языке Python (библиотеки pandas, scipy.stats). Для проверки характера распределения переменных применялся критерий Шапиро–Уилка. Учитывая отклонение распределения большинства биохимических параметров от нормального, для оценки взаимосвязей использовали непараметрический коэффициент ранговой корреляции Спирмена. Анализ влияния социально-экономических факторов проводили на агрегированных данных: динамику элементного статуса сопоставляли с официальными макроэкономическими показателями (индекс потребительских цен, среднедушевые доходы, ВРП) по г. Москве за отчетный период, полученными из баз данных Росстата.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Первичный скрининг массива данных, охватывающего период с 2019 по 2022 год, показал выраженную гетерогенность в обеспеченности населения химическими элементами. Наблюдалось с чёткое разделение нутриентов на две функциональные группы.
Первая группа – макроэлементы (калий, натрий, кальций и др.), продемонстрировала высокую биологическую инертность. Их уровни в популяции жестко регулируются гомеостатическими механизмами, они оставались в пределах нормы у подавляющего большинства обследованных лиц.
Вторая группа – эссенциальные микроэлементы (цинк, селен, железо, йод и др.), напротив, оказалась крайне чувствительной к внешним воздействиям, демонстрируя значительное, порой критическое смещение в сторону зоны риска. Для того чтобы оценить устойчивость этих сдвигов во времени, визуализировали распределение статусов пациентов в динамике (рис. 1 в приложенном pdf-файле).
Взгляд на тепловую карту (рис. 1) позволяет выделить несколько показательных закономерностей, которые невозможно игнорировать.
Во-первых, вместо ожидаемого дефицита селена (Se) и железа (Fe), которые демонстрируют стабильность в пределах физиологической нормы (тёмно-серая зона на протяжении всего периода исследований), на первый план выходит проблема обмена меди (Cu), йода (I) и кобальта (Co). Серые зоны, маркирующие категорию «Нижняя граница», отчетливо прослеживаются для меди в период с 2019 по 2021 год, что свидетельствует о длительном системном снижении обеспеченности этим элементом. Важно отметить, что уровень железа (Fe) в выборке остается в пределах нормы (тёмно-серая зона). Однако длительный дефицит меди (Cu), наблюдаемый с 2019 по 2021 год, мог нарушать метаболизм железа. Медь входит в состав церулоплазмина – фермента, необходимого для транспорта железа в ткани. В таких условиях нормальный уровень железа в сыворотке/волосах может маскировать его функциональную недоступность для клеток (ферропеническая дисфункция без анемии), что также снижает окисление жиров.
Во-вторых, обращает на себя внимание негативная динамика по йоду (I) и кобальту (Co). Если в 2019–2021 годах эти показатели балансировали в светло-серой зоне «Вблизи нижней границы», то к 2022 году происходит их срыв в серую зону «Нижней границы». Всё это указывает на риски снижения функции щитовидной железы. Йод является субстратом для синтеза тиреоидных гормонов, а кобальт входит в состав витамина B12, необходимого для кроветворения и энергетического обмена. Их сочетанный дефицит может формировать состояние гипометаболизма, при котором снижение массы тела затруднено из-за замедления базового обмена веществ, а не из-за переедания (Zavros et al., 2023).
Наконец, фактор времени демонстрирует разнонаправленные тенденции. В 2022 году, на фоне ухудшения статуса по йоду (I) и кобальту (Co), наблюдается парадоксальная нормализация уровня меди (Cu) (переход в тёмно-серую зону) и германия (Ge). Одновременно с этим фиксируется стабильно низкий уровень (серая зона) для широкого спектра микроэлементов, включая свинец (Pb), кадмий (Cd) и никель (Ni), что в контексте эссенциальных и условно-эссенциаль-ных элементов требует особого внимания клиницистов. Чтобы понять природу этих дисбалансов, проведен корреляционный анализ между биохимическими показателями и интегральными индексами социально-экономического развития региона. Важно было проверить, насколько микроэлементный статус является отражением социального благополучия.
На рис. 2 (в приложенном pdf-файле) представлены данные, демонстрирующие фундаментальное различие того, как разные экономические векторы влияют на метаболизм.
С одной стороны, для «Индекса благополучия» прослеживается отчетливая положительная связь (тёмно-серый спектр) с уровнями меди (Cu), калия (K), натрия (Na) и лантаноидов. Это подтверждает тезис: рост реальных доходов и благосостояния напрямую транслируется в улучшение качества питания. Люди с более высоким индексом благополучия, очевидно, имеют доступ к более разнообразной продуктовой корзине, что позволяет поддерживать гомеостаз.
С другой стороны, и это особенно важно, «Индекс Экономики», отражающий валовые показатели и промышленную активность, демонстрирует противоположную тенденцию. Видна сильная отрицательная корреляция (светло-серый спектр) с уровнями железа (Fe), йода (I), ванадия (V) и марганца (Mn).
По нашему мнению, такая связь указывает на то, что периоды интенсивного экономического напряжения или роста цен приводят к вымыванию из рациона наиболее ценных нутриентов. Снижение уровня железа и йода на фоне роста экономических индексов – это маркер замещения дорогих, нутритивно плотных продуктов более дешевыми углеводными аналогами. Таким образом, фактически зафиксирован феномен «скрытого голода»: калорийность рациона может оставаться достаточной, но его микроэлементная ценность неуклонно падает под давлением экономических факторов.
Вместе с тем механизм формирования выявленных дефицитов, вероятно, связан с феноменом «углеводной ловушки». Снижение покупательной способности приводит к увеличению доли фитат-содержащих злаковых продуктов (хлеб, макаронные изделия) в рационе. Известно, что фитаты образуют нерастворимые комплексы с катионами металлов, блокируя всасывание не только железа, но и меди с йодом, что усугубляет эффект алиментарной недостаточности.
Анализ микроэлементного профиля пациентов с ожирением в г. Москве вскрывает картину, которая вступает в диссонанс с устоявшимися представлениями о нутритивных дефицитах при метаболическом синдроме. Литературные данные, в частности работы некоторых зарубежных исследователей, нередко указывают на линейную связь между накоплением жировой массы и снижением уровня селена, который расходуется на купирование оксидативного стресса (Li et al., 2024; Hajhashemy et al., 2025).
Аналогичные ожидания касались и цинка, дефицит которого, согласно Yudhani R.D. et al. и Sibal R. et al., запускает механизмы лептино-резистентности через активацию фосфатазы PTP1B и снижение синтеза ZAG (Yudhani et al., 2024; Sibal et al., 2025). Однако полученные нами результаты демонстрируют иную реальность: уровни селена и цинка в исследуемой выборке остаются стабильными, тогда как на первый план выходит феномен длительной недостаточности меди (2019–2021 гг.) и резкое ухудшение обеспеченности йодом и кобальтом к 2022 году.
Кроме того, дефицит меди может нарушать архитектуру жировой ткани. Медь участвует в ангиогенезе (росте сосудов), необходимом для здорового распределения жира. Её нехватка на фоне нормального потребления калорий способствует гипоксии адипоцитов и фиброзу, что делает жировую ткань резистентной к инсулину и затрудняет снижение веса (Лебедева и др., 2013; Фархутдинов, Фархутдинова, 2016).
Выявленная недостаточность меди требует рассмотрения через призму биоэнергетики. Медь входит в состав цитохром-с-оксидазы – терминального фермента дыхательной цепи митохондрий. Хроническая нехватка этого элемента, вероятно, лимитирует эффективность окислительного фосфорилирования, создавая метаболические предпосылки для накопления субстратов в виде жировой ткани. Любопытно сопоставить это предположение с данными Fan L. et al. из Шанхая, где ожирение ассоциировано с токсическим избытком меди на фоне промышленного загрязнения (Fan et al., 2019). В настоящем исследовании мы наблюдаем диаметрально противоположную ситуацию, что подтверждает алиментарную, а не токсическую природу выявленных нарушений.
Ситуация усугубляется динамикой показателей йода и кобальта. Их синхронное снижение в 2022 году до нижней границы референса указывает на формирование специфического гипометаболического профиля. Йод безальтернативен для синтеза тиреоидных гормонов, а кобальт, будучи ядром витамина B12, участвует в процессах клеточного дыхания. Их совместный дефицит может формировать резистентность к снижению веса, обусловленную замедлением основного обмена.
В этом контексте важно отметить роль социально-экономических факторов. Корреляционный анализ выявил отрицательную связь между «Индексом Экономики» и уровнями железа, йода и марганца. Это наблюдение перекликается с данными Health Survey for England, описывающими социальный градиент в качестве питания. Инфляционные процессы, по-видимому, вытесняют из рациона источники биодоступных микроэлементов, заменяя их рафинированными калориями. Примечательно, что даже при формально нормальном уровне железа в сыворотке (что мы видим на тепловой карте), дефицит меди может блокировать его транспорт (функция церулоплазмина), создавая скрытую тканевую гипоксию. Ученые также указывают на сложное взаимодействие металлов при метаболическом синдроме (Skalny et al., 2022), однако в нашем случае токсическая нагрузка (Pb, Cd, Ni) остается низкой, что позволяет исключить ее как ведущий фактор патогенеза.
Таким образом, наблюдается не классиче-ский «оксидативный» профиль дефицита (Se/Zn), а сложная картина энергетической и тиреоидной недостаточности, индуцированная экономическими факторами внешней среды.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенное исследование, охватившее более 20 тыс. респондентов, позволяет пересмотреть устоявшиеся взгляды на нутритивный профиль при ожирении в условиях мегаполиса. Вместо ожидаемого дефицита цинка и селена, результаты указывают на формирование специфического метаболического фенотипа, характеризующегося хронической недостаточностью меди и прогрессирующим снижением уровней йода и кобальта. Такая конфигурация микроэлементного статуса смещает фокус патогенеза с оксидативного стресса на риски митохондриальной дисфункции и снижение тиреоидной активности, создавая фундаментальную биохимическую основу для накопления жировой ткани.
Выявленная биологическая картина неразрывно связана с макроэкономическим контекстом. Доказанная высокая чувствительность элементного статуса к инфляционным процессам подтверждает социально-экономическую природу «скрытого голода», когда экономическое давление приводит к качественному обеднению рациона при сохранении его калорийности. Следовательно, стратегии клинического ведения пациентов требуют смещения акцента с рутинного назначения антиоксидантов на прицельное восполнение дефицитов меди, йода и других элементов, а также внедрение мер поддержки доступности продуктов с высокой нутритивной плотностью.
Особую клиническую значимость полученные выводы приобретают в эру широкого применения агонистов ГПП-1. На фоне выявленной в московской популяции исходной недостаточности критических микронутриентов терапия, резко снижающая объём потребляемой пищи, несёт прямые риски глубокой мальнутриции и саркопении. Это диктует необходимость интеграции обязательной нутритивной поддержки и мониторинга тиреоидной функции в протоколы медикаментозного лечения ожирения для предотвращения ятрогенных осложнений.
ЛИТЕРАТУРА
Лебедева Е.Н., Красиков С.И., Шарапова Н.В., Борщук Е.Л., Алехина М.В. Экологически обусловленные заболевания: об актуальности исследования адипозопатии, причин развития, методов лечения и профилактики. Интеллект. Инновации. Инвестиции. 2013; 1: 166–178.
Пилат Т.Л., Белых О.А., Волкова Л.Ю. Функциональные продукты питания: своевременная необходимость или общее заблуждение? Пищевая промышленность. 2013; 2: 54–57.
Скальный А.В. Микроэлементозы человека: диагностика и лечение. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018. 544 с.
Фархутдинов И.М., Фархутдинова Л.М. Геоэкологические аспекты проблемы сахарного диабета 2-го типа. Вестник Академии наук Республики Башкортостан. 2016; 1(81): 42–50.
Baltaci A.K., Mogulkoc R. Leptin and zinc relation: In regulation of food intake and immunity. Indian J. Endocrinol. Metab. 2012; 16(Suppl 3): S611–6.
Fan L., Cui Y., Liu Z., Zhang X., Zhang J., Cui J. Zinc and selenium status in coronavirus disease 2019. Biometals. 2023; 36(5): 929–941. DOI: 10.1007/s10534-023-00501-0.
Hajhashemy Z., Foshati S., Bagherniya M., Clark C.C., Sathyapalan T., Sahebkar A. The association between blood selenium and metabolic syndrome in adults: a systematic review and dose–response meta-analysis. Front. Nutr. 2025; 11: 1451342. DOI: 10.3389/fnut.2024.1451342.
Li B., Chen J., Ma Y., Du Y., Zhang Z., Liu L., Liu C., Liu X., He Q. Serum selenium accelerates the development of metabolic disorders in a metabolically healthy obese U.S. population: a retrospective cross-sectional analysis (NHANES 2011-2018). Front. Immunol. 2024; 15: 1398299. DOI: 10.3389/fimmu.2024.1398299.
Sibal R., Balamurugan G., Langley J., Graham Y., Mahawar K. Macronutrient, Micronutrient Supplementation and Monitoring for Patients on GLP-1 Agonists: Can We Learn from Metabolic and Bariatric Surgery? Nutrients. 2025; 17(23): 3659. DOI: 10.3390/nu17233659.
Skalny A.V., Sotnikova T.I., Korobeynikova T.V., Tinkov A.A. Significance of zinc deficiency correction for practical medicine: a review. Sechenov Med. J. 2022; 13(4): 4–17. DOI: 10.47093/2218-7332.2022.13.4.4-17.
Yudhani R.D., Pakha D.N., Wiyono N., Wasita B. Molecular mechanisms of zinc in alleviating obesity: Recent updates. World Acad. Sci. J. 2024, 6: 285. DOI: 10.3892/wasj.2024.285.
Zavros A., Andreou E., Aphamis G., Yiannakis T., Philippou A. The Effects of Zinc and Selenium Co-Supplementation on Resting Metabolic Rate, Thyroid Function, Physical Fitness, and Functional Capacity in Overweight and Obese People under a Hypocaloric Diet. Nutrients. 2023; 15(14): 3133. DOI: 10.3390/nu15143133.