РЕЗЮМЕ.
Тюменская область имеет в составе два крупнейших по площади и важнейших в экономическом плане (добыча нефти и газа) округа: Ханты-Мансийский (ХМАО, столица – г. Ханты-Мансийск, а самый крупный – г. Сургут) и Ямало-Ненецкий (ЯНАО, столица – г. Салехард) автономные округа. Изучаемые города расположены на различной географической широте: Салехард на 66º северной широты, Сургут и Ханты-Мансийск – 61º, Тюмень – 57º. Климат этих городов разный – относительно благоприятный в Тюмени, приемлемый в Ханты-Мансийске и Сургуте и экстремальный в Салехарде. Длительное воздействие холода вызывает акклиматизационный дефицит и повышает потребность в биоэлементах, обладающих антиоксидантной активностью (магний, медь, цинк и селен), у жителей высоких широт.
Цель исследования – оценка содержания магния, меди, цинка и селена в волосах у жителей трудоспособного возраста Салехарда, Ханты-Мансийска, Сургута и Тюмени.
Материалы и методы.
Обследовано 150 пришлых жителей возраста более 10 лет, работающих на Севере: по 50 в Салехарде и Тюмени и по 25 в Сургуте и Ханты-Мансийске, среди которых 50 мужчин и 100 женщин (38,9±9,8 года). В АНО «Центр биотической медицины» (Москва) методом ИСП-МС в волосах испытуемых определяли содержание магния, меди, цинка и селена.
Результаты.
Медианные значения концентраций магния, меди, цинка и селена в волосах обследованных лиц трудоспособного возраста во всех городах находились ближе к нижней границы нормы с достоверными более высокими показателями между находящимся на черте Северного полярного круга Салехардом и расположенными южнее его Сургутом и Ханты-Мансийском, а особенно Тюменью (р=0,048–0,0007).
Заключение.
Увеличение концентраций магния, меди, цинка и селена в пищевых рационах в сочетании с их приемом в виде биологически активных веществ является наилучшей профилактикой ассоциированных с их недостаточностью нарушений метаболизма.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: северный регион, лица трудоспособного возраста, магний, медь, цинк, селен.
Для цитирования: Корчина Т.Я., Лебедев С.Н., Юрина М.А., Люпина А.Д., Корчин В.И. Анализ содержания в волосах биоэлементов, обладающих антиоксидантной активностью, у жителей трудоспособного возраста Тюменской области в зависимости от географической широты проживания. Микроэлементы в медицине. 2026;27(2):50-57. DOI: 10.19112/2413-6174-2026-27-2-50-57.
ВВЕДЕНИЕ
В Тюменскую область (юг Западной Сибири) включены Ханты-Мансийский (ХМАО, столица – Ханты-Мансийск, а крупнейший город – Сургут) и Ямало-Ненецкий (ЯНАО, столица Салехард) автономные округа. Юго-северная протяженность области – от Северного Ледовитого океана до государственной границы Российской Федерации. Область совместно с ХМАО и ЯНАО представляет собой важнейший нефтегазодобывающий регион РФ (ru.ruwiki.ru).
Изучаемые города расположены на различной географической широте: Салехард соответствует 66º северной широты, Сургут и Ханты-Мансийск – 61º, Тюмень – 57º. Обращает на себя внимание разнообразие природно-климатических характеристик изучаемых территорий – достаточно благоприятные на юге Тюменской области, приемлемые в ХМАО и экстремальные в ЯНАО, большая часть площади которого расположена за чертой Северного полярного круга (Корчин и др., 2021). Салехард отнесен к арктической зоне Российской Федерации и расположен непосредственно на северной полярной линии. В этой связи самые жесткие погодные условия характеризуют именно Салехард, климат которого отличает продолжительная суровая с крепкими морозами, сильными ветрами со снегом зима, незначительное количество осадков, засушливое короткое лето и пр. (Корчин и др., 2021).
Климатические условия являются национальной проблемой России, которая считается одной из самых холодных стран в мире. При этом местное и общее воздействие холода, представляющего собой важнейший геофизический фактор высоких широт, способно спровоцировать понижение адаптивных ресурсов и метаболические нарушения в организме (Daanen et al., 2016; Гудков и др., 2025). Длительное пребывание в экстремальных климатических условиях высоких широт является причиной напряжения в деятельности механизмов адаптации, что нарушает восстановительно-окислительное равновесие, сдвигая его в сторону липопероксидации (Никанов и др., 2020; Корчин и др., 2021). Доказано, что в организме приспосабливающегося к неблагоприятным факторам окружающей среды человека параллельно протекают процессы адаптации и дезадаптации, важнейшей составляющей которых является окислительный стресс (Хаснулин и др., 2012). Установлена скоординированность процессов адаптации с состоянием системы окислительного метаболизма у приспосабливающихся к неблагоприятным факторам внешней среды жителей северных широт (Гайков, 2025; Шарифов и др., 2025). Долгосрочное холодовое воздействие детерминирует формирование акклиматизационного дефицита и способствует существенному повышению потребности в жизненно необходимых химических элементах, обладающих антиоксидантной активностью, таких, как магний, селен, медь, цинк и у жителей северных и арктических регионов (Авцын и др., 1991).
Цель исследования – оценка содержания магния, меди, цинка и селена в волосах у жителей трудоспособного возраста Салехарда, Ханты-Мансийска, Сургута и Тюмени.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Данное исследование соответствовало этическим принципам и было одобрено этическим комитетом Ханты-Мансийской государственной медицинской академии (№ 247 от 18.09.2025).
Обследовано 150 жителей трудоспособного возраста из числа некоренных жителей, более 10 лет проживающих в Тюменской области: 50 в Салехарде, 50 в Сургуте и Ханты-Мансийске (по 25 испытуемых в каждом городе, объединены в одну группу ввиду близости расположения и практической идентичности климатогеографических факторов) и 50 в Тюмени. Среди них: в Салехарде 16 (32%) мужчин и 34 (68%) женщин (38,6±9,5 года); в Сургуте: 8 (32%) мужчин и 17 (68%) женщин (39,2±9,6 года); в Ханты-Мансийске: 9 (36%) мужчин и 16 (64%) женщин; в Тюмени: 17 (34%) мужчин и 33 (66%) женщин (38,8±9,7 года).
В АНО «Центр биотической медицины» (Москва) в волосах испытуемых выявляли концентрацию магния, меди, цинка и селена методом масс-спектрометрии на масс-спектрометре ELAN 9000 (фирма «PerkinElmer – Sciex», Канада) с использованием системы микроволнового разложения Multiwave 3000 (фирма «PerkinElmer – A. Paar», Австрия). Результаты сравнивали с референсными величинами (Скальный, 2003; Skalny et al., 2015). Статистическую обработку проводили с использованием программ Statistica 10 и MS Excel. Учитывая непараметричность ранжирования числовых данных, высчитывали медиану (Ме), Q25-й и Q75-й квартили. Достоверными считали отличия при р<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Результатом адаптационного процесса и морфогенеза явилось формирование двух функционирующих параллельно систем окислительного метаболизма: системы биологического окисления для уничтожения отживших, больных, видоизмененных клеток, выработки энергии и антиоксидантной системы для защиты клеток организма человека от разрушения активными формами кислорода. Антиоксидантная система защиты организма представляет собой важнейшую составляющую адаптационного потенциала организма человека.
Она напрямую зависит от окружающей среды и потребления витаминов и жизненно необходимых химических элементов, обладающих антиоксидантным действием (Шлапакова и др., 2020). Подавляющая часть химических элементов поступает в человеческий организм с пищей, питьевой водой и в существенно меньших количествах с воздухом. В табл. 1 и 2 (в приложенном pdf-файле) представлено содержание магния (Mg), меди (Cu), цинка (Zn), селена (Se) и распределение их концентраций по степени обеспечения данными элементами населения разных городов Тюменской области.
Медианные значения концентрации Mg, Cu, Zn и Se в волосах лиц трудоспособного возраста исследуемых городов Тюменской области соответствовали параметрам референсных значений, но расположились приближенно к нижнему их пределу, особенно у обследуемых лиц из Салехарда (табл. 1).Медианные значения концентрации Mg, Cu, Zn и Se в волосах лиц трудоспособного возраста исследуемых городов Тюменской области соответствовали параметрам референсных значений, но расположились приближенно к нижнему их пределу, особенно у обследуемых лиц из Салехарда (табл. 1).
Одновременно наиболее часто умеренная недостаточность содержания исследуемых химических элементов в волосах обследованных лиц работоспособного возраста наблюдалась в Салехарде, в то время как в наименьшей степени ее распространенность зарегистрирована у испытуемых Тюмени. При этом результаты концентраций Mg, Cu, Zn и Se в биосубстрате у испытуемых из Сургута и Ханты-Мансийска занимали промежуточную позицию между расположенным в арктической зоне Российской Федерации Салехардом и находящейся на юге области Тюменью (табл. 2).
Прослеживается четкая тенденция повышения концентрации биоэлементов, обладающих антиоксидантной активностью, по направлению с севера на юг Тюменской области: установлено статистически значимо большее содержание Mg в биосубстрате у испытуемых из Тюмени по сравнению с подобным показателем у аналогичной группы лиц из Салехарда (р=0,048) без достоверных различий между Сургутом с Ханты-Мансийской и этими городами и Салехардом и Тюменью (табл. 1). Одновременно наблюдается уменьшение распространенности дефицита всех изучаемых биоэлементов в направлении с севера на юг. Особенно показательна ситуация с Se, дефицит которого в Салехарде превышал таковой в Ханты-Мансийске и Сургуте в 1,88 раза, в Тюмени – в 2,12 раза. При этом в Тюмени не было зарегистрировано ни одного случая выраженного дефицита селена, в то время как в Салехарде отмечено 3 (6%) случая, в Ханты-Мансийске и Сургуте – 2 (4%) (табл. 2).
Обобщенно попадание химических элементов в организм человека представляется в таком виде: почва —> вода —> пища —> человек, благодаря чему химические элементы из внешней среды в различном количестве поступают в организм человека. Нарушение баланса химических элементов может сформироваться при возникновении недостаточного или избыточного их поступления в организм человека (Скальный и др., 2021). С учетом социальной детерминированности продуктов питания и употребления людьми продуктов питания из других регионов, имеющих иные биогеохимические характеристики, питание не оказывает модифицирующего действия, в связи с чем базовым алиментарным фактором становится питьевая вода. Поверхностные воды территории Севера и Арктики отличаются малой минерализацией с низким содержанием в них ионов кальция и магния, чему содействуют обильные осадки, количество которых увеличивается с приближением к Северному Ледовитому океану и влечет за собой снижение содержания этих минералов в природных водах (Корчин и др., 2021; Миняйло и др., 2025). Важно отметить, что элементный состав природных вод является своеобразным и эксклюзивным для конкретной территории, и концентрация биоэлементов в потребляемой воде прямо коррелирует с их содержанием в биосубстратах людей, обуславливая элементное благополучие населения на территории проживания. Многочисленные изыскания выявили физиологическую неполноценность потребляемой воды во всех изучаемых городах, которая в наибольшей степени выражена в Салехарде, меньше – в Сургуте и Ханты-Мансийске и минимально отражена в Тюмени (Корчина и др., 2022, 2025; Миняйло и др., 2025).
Магний является важнейшей составной частью более 300 ферментов, обеспечивающих функциональную активность большей части функций организма. Этот эссенциальный химический элемент выступает стабилизатором водно-электролитного равновесия, регулятором энергообмена, биосинтеза нуклеиновых кислот, нейромедиаторов и нейропептидов, стабилизатором глюкозы и липидов в крови, играя важнейшую роль в функционировании сердечно-сосудистой и нервной систем, костеобразовании, окислительном метаболизме и пр. (Василенко, Шарипова, 2020; Higashi, 2022). Доказано, что при магниевой недостаточности в организме человека наблюдается увеличение постсинаптического потенциала способного потенцировать развитие окислительного стресса и гибель нейронов (Fiorentini et al., 2021).
Установлено, что подавление повышенной активности перекисного окисления липидов происходит благодаря функционированию антиоксидантной системы защиты организма, включающей в себя неферментативную часть (витамины-антиокислители А, Е, С, D, каротины, флавины, и др.) и ферментативную часть, к которой отнесены глутатионпероксидаза, глутатионтрансфераза, каталаза, содержащие Se в своем активном центре, Zn-Cu-зависимая суперокисддисмутаза (СОD1) и др. Они способны нейтрализовать активные формы кислорода, концентрируясь большей частью внутриклеточно (Луговая и др., 2026; Шарифов и др., 2025). При этом при избыточном накоплении Cu возможна реализация нейро-токсического эффекта и др. Увеличение соотношения Cu/Zn более 1,2 может рассматриваться в качестве интегрального маркера метаболического риска, активации воспаления (Тиньков и др., 2019) и являться опасным признаком окислительного повреждения: несбалансированность этих биоэлементов способно детерминировать образование активных форм кислорода и разрушение клеточных мембран (Skalnaya, Skalny, 2018).
Были рассчитаны индивидуальные коэффициенты Cu/Zn во всех группах обследованных лиц (табл. 3 в приложенном pdf-файле).
Ни в одном случае не было зарегистрировано повышение коэффициента Cu/Zn, но наименьшие его средние показатели установлены в самом южном городе области – Тюмени с достоверными различиями этого параметра между Тюменью и Сургутом с Ханты-Мансийском (р=0,019) и между Тюменью и Салехардом (р=0,034) при практически идентичных показателях в Салехарде и Сургуте с Ханты-Мансийском (р=0,869, табл. 3).
В нормальном состоянии организм человека обеспечивает поддержание стабильного равновесия между активностью процессов пероксидации и возможностью антирадикальной защиты организма, которое может нарушаться с учетом изменений функционального состояния организма и параметров внешней среды (Лапенко и др., 2022).
Множество исследований рационов питания разных возрастных, половых, профессиональных и других групп населения высоких широт позволили установить широкое распространение витаминно-элементной недостаточности, особенно с антиоксидантным действием (Лапенко, 2020; Терникова, 2021; Федорова и др., 2023). Это может понизить иммунную защиту организма, повысить подверженность к неблагоприятным факторам среды обитания, замедлить процессы выздоровления и пр. (Korsager, Matchkov, 2016; Демко и др., 2022; Шарифов и др., 2025). В наибольшей степени это можно отнести к максимально приближенному к Северному полюсу Салехарду, молодые трудоспособные жители которого имеют более низкие концентрации био-элементов в волосах, обладающих антиоксидантной активностью, и чаще встречаемый их дефицит по сравнению с расположенными южнее Ханты-Мансийском, Сургутом и Тюменью (расстояние между Салехардом и указанными городами 672, 674 и 1043 км соответственно, travelack.ru).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Важно отметить, что нарушения элементного равновесия могут способствовать понижению адаптивных ресурсов организма, а хроническая недостаточность основных жизненно необходимых химических элементов, в первую очередь Mg, Cu, Zn и Se, в экстремальных условиях Севера, и особенно Арктики (р=0,0007–0,048), создает предпосылки для функциональных расстройств большинства физиологических систем организма человека и формирования множества патологий. Это может явиться причиной снижения адаптационных резервов организма у лиц трудоспособного возраста. Доказано, что недостаточная обеспеченность биоэлементами, прежде всего магнием, медью, цинком и селеном, может спровоцировать развитие тесно связанных с окислительным стрессом заболеваний, в первую очередь кардиоваскулярных. В этой связи повышение обеспеченности рационов питания данными биоэлементами, персонализированная их коррекция у жителей северных территорий представляет собой оптимальную немедикаментозную профилактику ассоциированных с их дефицитом расстройств метаболизма.
ЛИТЕРАТУРА
Авцын А.П., Жаворонков A.A., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. М.: Медицина. 1991: 496.
Василенко А.М., Шарипова М.М. Дефицит микроэлементов и проблема коморбидности. Микроэлементы в медицине. 2020; 21(1): 4–12. DOI: 10.19112/2413-6174-2019-20-1-4-12
Гайков М.О. Участие биоэлементов в адаптации медработников к неблагоприятным факторам высоких широт. Микро-элементы в медицине. 2025; 26(4): 55-62. DOI: 10.19112/2413-6174-2025-26-4-55-62.
Гудков А.Б., Коробицына Е.В., Попова О.Н., Никанов А.Н., Колмогоров С.В., Ермолин С.П. Гендерные особенности гемодинамики при воздействии холода на кисть у лиц юношеского возраста. Журнал медико-биологических исследований. 2025; 13(2): 177–184. DOI: 10.37482/2687-1491-Z237.
Демко И.В., Собко Е.А., Соловьева И.А., Крапошина А.Ю., Гордеева Н.В. Роль окислительного стресса в патофизиологии кардиоваскулярной патологии. Вестник современной клинической медицины. 2022; 15(1): 100–117. DOI: 10.20969/VSKM.2022.15(1).107-117.
Корчин В.И., Корчина Т.Я., Бикбулатова Л.Н., Терникова Е.М., Лапенко В.В. Влияние климатогеографических факторов Ямало-Ненецкого автономного округа на здоровье населения. Журнал медико-биологических исследований. 2021; 1: 77–88. DOI: 10.37482/2687-1491-Z046.
Корчина Т.Я., Корчин В.И. Сравнительный анализ химического состава природных вод Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов. Здоровье населения и среда обитания. 2022; 30(1): 27–31. DOI: 10.35627/2219-5238/2022-30-1-27-31.
Корчина Т.Я., Шарифов М.И., Киричук А.А. Эколого-физиологическая оценка обеспеченности кальцием и магнием жителей городов Ханты-Мансийск и Салехард. Russian Journal of Environmental and Rehabilitation Medicine. 2024; 4: 46–53.
Лапенко В.В. Оценка поступления микронутриентов у женщин фертильного возраста, проживающих на Севере Тюменской области. Вопросы диетологии. 2020; 10(1): 5–11. DOI: 10.20953/2224-5448-2020-1-5-11.
Лапенко В.В., Корчина Т.Я., Корчин В.И. Оценка показателей окислительного метаболизма у женщин фертильного возраста северного региона. Медицинская наука и образование Урала. 2022; 4: 54-58.
Луговая Е.А., Степанова Е.М., Виноградова И.А., Жукова О.В., Матвеева Ю.П. Оценка и оптимизация элементного статуса организма – перспективы персонализированной медицины. М.: ЛЕНАНД. 2026: 200.
Миняйло Л.А., Корчина Т.Я., Люпина А.Д., Корчин В.И. Сравнительный анализ химического состава питьевой воды муниципальных центров Тюменской области. Здоровье населения и среда обитания. 2025; 33(12): 26-32. DOI: 10.35627/2219-5238/2025-33-12-26-32.
Никанов А.Н., Дорофеев В.М., Мегорский В.В., Жиров В.К. Экологические аспекты накопления минеральных элементов в организме населения, проживающего в районах интенсивной промышленной деятельности в европейской части Аркти-ческой зоны России: Изд-во ФИЦ КНЦ РАН. 2020: 87.
Скальный А.В. Референтные значения концентрации химических элементов в волосах, полученных методом ИСП-АЭС (АНО ЦБМ). Микроэлементы в медицине. 2003; 4(1): 55–56.
Скальный А.В., Скальная М.Г., Киричук А.А., Тиньков А.А. Медицинская элементология. М.: РУДН. 2021: 199.
Терникова Е.М. Физиологическая оценка пищевого статуса у лиц пожилого возраста, проживающих в Ханты-Мансийском автономном округе. Вопросы диетологии. 2021; 11(2): 28–32. DOI: 10.20953/2224-5448-2021-3-28-32.
Тиньков А.А., Скальный А.А., Мазалецкая А.Л. Чернова Л.Н., Уварова Ю.Е., Александрова К.А. Дисбаланс цинка и меди у детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности. Микроэлементы в медицине. 2019; 20 (4): 24–30. DOI: 10.19112/2413-6174-2019-20-4-24-30.
Федорова Е.Н., Миняйло Л.А., Корчина Т.Я., Корчин В.И. Оценка поступления микронутриентов с пищей у спортсменов циклических видов спорта, проживающих на Севере. Вопросы диетологии, 2023; 13(1): 5–10. DOI: 10.20953/2224-5448-2023-1-5-10.
Хаснулин В.И., Хаснулин П.В. Современные представления о механизмах формирования северного стресса у человека в высоких широтах. Экология человека. 2012; 1: 3–11.
Шарифов М.И., Киричук А.А., Корчина Т.Я. Влияние северо-специфических факторов на параметры окислительного метаболизма у трудоспособного населения Ханты-Мансийского автономного округа. Russian Journal of Environmental and Rehabilitation Medicine. 2025; 1: 72–78.
Шлапакова Т.И., Костин Р.К., Тягунова Е.Е. Активные формы кислорода: участие в клеточных процессах и развитии патологии. Биоорганическая химия. 2020; 46(5): 466–485. DOI: 10.31857/S013234232005022X.
Daanen H.A.M., Lichtendelt W.D.V.M. Human whole body cold adaptation. Temperature. 2016; 3(1): 104–118. DOI: 10.1080/23328940.2015.1135688.
Fiorentini D., Cappadone C., Farruggia G., Prata C. Magnesium: biochemistry, nutrition, detection, and social impact of diseases linked to its deficiency. Nutrients. 2021; 13(4): 1136. DOI: 10.3390/nu13041136.
Higashi Y.A. Good time to reconsider the associations of calcium and magnesium with hypertension. Circ J. 2022; 86(9): 1474–1475. DOI: 10.1253/circj.CJ-22-0305.
Korsager L.M, Matchkov V.V. Hypertension and physical exercise: The role of oxidative stress. Medicina (Kaunas). 2016; 52: 119–127. DOI: 10.1016/j.medici.2016.01.005.
Skalny A.V., Skalnaya M.G., Tinkov A.A., Serebryansky E.P., Demidov V.A., Lobanova Y.N., Grabeklis A.R., Berezkina E.S., Gryazeva I.V., Skalny A.A., Skalnaya O.A., Zhivaev N.G., Nikonorov A.A. Hair concentration of essential trace elements in adult non-exposed Russian population. Environ Monit Assess. 2015 Nov; 187(11): 677. DOI: 10.1007/s10661-015-4903-x. Epub 2015 Oct 7. PMID: 26446131.
Skalnaya M.G., Skalny A.V. Essential trace elements in human health: a physician’s view. Publishing House of Tomsk State University. Tomsk, 2018: 224 p.
Информация об авторах:
Татьяна Яковлевна Корчина – д.м.н., профессор кафедры общей и факультетской хирургии
E-mail: t.korchina@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-2000-4928; SPIN: 6250-6863
Сергей Николаевич Лебедев – к.м.н., доцент, зав. кафедрой профилактической и детской стоматологии
E-mail: ds-tyumen@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0002-2936-1374; SPIN: 1887-8031
Марина Анатольевна Юрина – доцент кафедры морфологии и физиологии
E-mail: myrina09@rambler.ru; https://orcid.org/0000-0001-5192-2900; SPIN: 5010-3921
Александра Дмитриевна Люпина – аспирант кафедры медицинской и биологической химии; ассистент кафедры профилактической и детской стоматологии
E-mail: lyupina1993@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-3940-6948; SPIN: 6101-2603
Владимир Иванович Корчин – д.м.н., профессор кафедры физиологии и спортивной медицины
E-mail: vikhmgmi@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-1818-7550; SPIN: 1430-5770
Конфликт интересов
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.