Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Гормональный статус и показатели липидного обмена крови при воспалительных процессах у человека в условиях Крайнего Севера

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Гормональный статус и показатели липидного обмена крови при воспалительных процессах у человека в условиях Крайнего Севера"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ БИОХИМИИ

6 ДПР 1508

На правах рукописи

ВАЧАЕВА НАТАЛЬЯ НИКОЛАЕВНА

ГОРМОНАЛЬНЫЙ СТАТУС И ПОКАЗАТЕЛИ ЛИПИДНОГО ОБМЕНА КРОВИ ПРИ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ У ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

03.00.04 - Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Новосибирск 1998

Работа выполнена в группе клинической биохимии Лаборатории полярной медицины СО РАМН.

Научные руководители:

Академик РАМН, доктор медицинских наук - J1.E. Панин;

Академик Всемирной академии оторинолярингологов, доктор медицинских наук - В.П. Ситников.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор - H.H. Маянская;

доктор медицинских наук - Л.М. Поляков;

Ведущее учреждение, дающее отзыв о научно-практической ценности диссертации, - Научно-исследовательский институт питания РАМН.

Защита состоится " a^t^/i^t^ct- 1998 г. в_ часов на

заседании специализированного Совета К 001.37.01. в при Институте биохимии СО РАМН (630117, Новосибирск, ул. Академика Тимако-ва, 2; тел. 32-27-35).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "/5 " г.

Ученый секретарь специализированного

совета, канд. мед. наук Т.Г. Филатова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На современном этапе развития медикобиологиче-<их наук, который отмечается успехами системного подхода, особую актуаль-ость приобрела разработка проблем взаимодействия между механизмами, 1равляющими процессами метаболизма, и механизмами контроля важнейших ктгемных функций. Одной из таких проблем является изучение сопряжения ипидного обмена с адаптационными процессами при действии на организм эловека комплекса неблагоприятных факторов Крайнего Севера.

Влияние на организм экстремальных условий Заполярья, которое усугуб-яется действием вредных производственных факторов, специфическими эциальными взаимоотношениями и изменением характера питания, приво-лт к значительной перестройке кортико-висцеральных и эндокринно-етаболических связей, создавая предпосылки для развития той или иной атологии. Перераспределение потоков энергии и пластического материала в -ггенсивно функционирующие структуры в условиях хронического напряже-ля приводит к истощению регенераторного потенциала организма, его спо-збности к восстановлению. Адаптированность организма достигается ценой 1редепенной биосоциальной платы (Авцын А.П., 1972а, б]. Адаптивные пе-гстройки могут потенциировать возникновение патологических процессов, из >торых наиболее распространенными на Крайнем Севере являются заболе-ания органов дыхания, характеризующиеся преобладанием затяжных и хро-1ческих форм [Авцын А.П. и др. 1976; Матвеев Л.Н., Марачев А.Г., 1976]. Как *ну из особенностей патогенеза ряда заболеваний у человека на Крайнем евере рассматривали многие ученые именно развитие их на фоне адап-1вных изменений, имеющих фазный характер [Панин Л.Е., 1978, 1983; Казна-;ев В.П.,1980; Куликов В.Ю. и др., 19806; Шорин Ю.П. и др., 1980].

Хронизация патологического процесса непосредственно связана с ослаб-:нием иммунной защиты организма. Накоплено немало литературных данных >дтверждающие тесную взаимосвязь между липидным обменом и иммуните-!м: в том числе через процессы свободнорадикального окисления липидов, а 1кже через регуляцию функциональной активности иммунокомпетентных кле-к.

У человека в условиях Крайнего Севера имеет место сдвиг липопротеид->го спектра крови в сторону увеличения липопротеидов высокой плотности ПВП) при абсолютном увеличении содержания липопротеидов очень низкой ютности (ЛПОНП) и низкой плотности (ЛПНП) [Панин Л.Е., 1978]. Повышение 1ЛИ липидов в энергообеспечении адаптационных реакций человека на Сере, в свою очередь, приводит к эффекту "метаболического обусповлива-1Я". Одним из механизмов этого процесса является активное использование !крофагов в обмене ЛП, в результате чего страдают их системные взаимо-

свя.41" с клеточным звеном иммунного ответа. Перестройка липидного обмен и иммунологические? сдвиги в очаге воспаления способствуют переходу его хпоничесю/ю Люом.

Имеются многочисленные данные, указывающие на то, что липопротеи ды в организме выполняют не только транспортную функцию, осуществляя пе пенос липидов как энергетического материала. Имея в своем составе апопро теины, липопротеиды одновременно выполняют и регуляторную функцию при этом апопоотеины играют роль второго посредника в механизме действи! глюкокортикоидов на внутриклеточный метаболизм [Панин Л.Е., Маянская H.H. 1987].

Все вышеизложенное указывает на необходимость дальнейшего изуче ния особенностей липидного метаболизма и его регуляции в условиях Крайней Севера, выявление биохимических критериев хронизации воспалительной процесса при заболеваниях органов дыхания, исследование механизмов меж системных взаимоотношений на клеточном и молекулярном уровне.

Цель оаботы: Определить роль изменений гормонального статуса i показателей липидного обмена крови в формировании острых и хронически воспалительных процессов у пришлого населения Крайнего Севера.

Задачи исследования: 1. Изучить показатели липидного обмена в сыво ротке крови человека в норме и при остром и хроническом воспалении в уело виях промышленного центра Заполярья.

2. Выявить изменения содержания апопротеинов А-1 и В в сыворотю крови здоровых лиц, а также страдающих бронхолегочными заболеваниями ка обусловливающих факторов (по Г.Селье), влияющих на течение воспалитель ного процесса.

3. Определить направленность изменений ряда гормонов, связанных регуляцией липидного обмена, при воспалительных заболеваниях у лиц условиях Крайнего Севера.

4. Определить вклад ПОЛ в структурные изменения эритроцитарных мен бран при воспалении.

5. Выявить влияние биостимулятора велкорнина на структурно функциональное состояние клеточных мембран.

6. Разработать биохимические критерии для оценки течения и прогноз воспалительного процесса.

Научная новизна. Впервые в условиях промышленного центра Запол?

рья:

1. Установлены фазовые изменения гормонального статуса и показатс лей липидного обмена в зависимости от возраста и срока проживания на Севг ре.

2. Переезд на Север лиц в возрасте старше 30 лет сопровождается у ни

напряжением энергетического гомеостаза в первые 5 лет полярного стажа, в более поздние сроки наблюдается угнетение функции щитовидной железы и снижение содержания в крови некоторых энергетических субстратов.

3. Показана связь адаптивных изменений показателей гормонального статуса и липидного метаболизма с особенностями течения острого и хронического воспаления, моделями которых служили бронхолегочные заболевания и холодовая травма.

4. Выявлены общие изменения, характеризующие течение воспалительного процесса в легких и при отморожениях:

а) увеличение активности клубочковой зоны надпочечников, приводящее к стойкому повышению концентрации альдостерона;

б) снижение концентрации трийодтиронина;

в) снижение трансформации ЛПОНП в ЛПВП;

г) повышение концентрации СЖК, которая нами рассматривается как показатель активности мозгового слоя надпочечников.

5. Обнаружены патогенетически значимые различия в течении воспалительных процессов при отморожениях и неспецифических заболеваниях легких (НЗЛ). Последние характеризуются:

а) снижением функции пучковой зоны коры надпочечников;

б) снижением концентрации апоА-1 и отношения апоА-1/апо-В;

в) выраженным снижением относительного содержания ЛПВПз;

г) сохранением высокой активности клубочковой зоны коры надпочечников в течение всего курса лечения при НЗЛ и даже в период ремиссии при ХОБ.

6. Впервые показано, что при отморожении можно говорить о замедлении трансформации Т4 в Тз, которая приходит в норму в результате лечения, тогда как при НЗЛ сниженные показатели Тз и Т4/Тз не возвращаются к норме даже после лечения.

Отмеченные различия характерны как для острых, так и для хронических процессов в легких, что, по нашему мнению, лежит в основе хронизации легочной патологии.

7. Неблагоприятным моментом для развития репаративных процессов при воспалении бронхолегочной сферы является низкое содержание апоА-1 и ЛПВПз в крови на фоне угнетения пучковой зоны коры надпочечников, что подавляет развитие кооперативного эффекта ЛПВПз и глюкокортикоидов, участвующего в индукции синтеза белка в тканях.

8. Уникальные данные впервые получены при изучении показателей крови в динамике лечения острого воспалительного процесса без выраженного инфекционного компонента при отморожении. Зарегистрированы противофазные изменения содержания гормонов кортизола и инсулина в крови. Выявлено

замедление периферического метаболизма тиреоидных гормонов и снижение содержания трийодтиронина, которое медленно восстанавливалось, но не достигало контрольной величины к моменту выписки из стационара.

9. Выявлены неизвестные ранее особенности изменения концентрации альдостерона при воспалении. В острую фазу H3J1 содержание альдостерона значительно превышает контрольные величины; после лечения концентрация альдостерона не возвращается к норме. Зарегистрировано высокое содержание альдостерона в первые трое суток после криотравмы с последующим снижением показателя до контрольной величины. В случае бронхолегочных заболеваний высокое содержание альдостерона положительно коррелирует с иммуноглобулином М (г=0,43; Р<0,05) и является неблагоприятным признаком, ведущим к хронизации воспалительного процесса.

10. Впервые проведено in vitro исследование действия биостимулятора велкорнина на процессы свободно-радикального окисления липидов, протекающие на эритроцитарных мембранах у здоровых людей и при различных формах воспаления. Показано, что велкорнин, оказывая прооксидантное действие, повышает жидкостные свойства клеточных мембран, восстанавливая тем самым структурно-функциональные взаимоотношения в них, что дает основания для рекомендации применения велкорнина при воспалительных процессах, сопровождающихся нарушением равновесия системы ПОЛ/АОА.

Научно-практическое значение работы. По своему содержанию работа носит преимущественно теоретический характер и представляет собой исследование межсистемных взаимодействий, связанных с развитием и хрониза-цией воспалительных процессов у человека в условиях Крайнего Севера. Работа выполнена на сыворотке крови практически здоровых лиц, не работающих в металлургическом производстве (контрольная группа), организованной случайной выборке работников одного из металлургических предприятий Норильска, больных, страдающих различными формами бронхолегочной патологии и больных с криотравмой.

Решение задач, поставленных в диссертации открывает новые представления о роли адаптивных гормонов и различных классов липопротеидов, а также их белковьрс компонентов в патогенезе воспаления.

Получены дополнительные сведения о критических сроках проживания человека на Севере с точки зрения развития атеросклероза.

Практическое значение работы состоит в том, что полученные результаты открывают новые подходы к лечению распространенной на Севере воспалительной патологии в условиях снижения регенераторных возможностей поврежденных тканей.

Работа опирается на известные ранее положения о регуляторной роли ЛП и их апопротеинов на внутриклеточный метаболизм, а также на данные о

ооперативном действии гормонов и ЛП на экспрессию генов, ответственных за эиосинтез белка в клетке (Панин Л.Е. и др., 1987-1995]. Проведенные исследо-зания на клиническом материале подтверждают экспериментально открытые факты об участии апопротеина A-I в регуляции восстановительной и репара-гивной регенерации тканей.

Полученные данные на модели отморожений показали , что острый воспалительный процесс, успешно заканчивающийся стадией регенерации, характеризуется усилением липолиза, повышением относительного содержания ППОНП, замедлением периферического метаболизма тиреоидных гормонов, повышением молярного соотношения апоА-1/апо-В, снижением концентрации альдостерона до нормальных величин после предшествовавшего повышения на начальном этапе развития процесса.

Острый воспалительный процесс, а также острая фаза хронического воспаления, протекающие в бронхолегочной системе, имеют сходную картину развития, описанную при отморожении, однако отличаются снижением концентрации кортизола, снижением концентрации апоА-I и соотношения апоА-1/апо-В, а также характеризуются высоким содержанием альдостерона и после завершения курса лечения, что позволяет включить данные показатели в патогенетически значимые звенья хронизации воспалительного процесса, когда блокирована завершающая регенераторная стадия.

Несомненную важность представляют данные, полученные при изучении in vitro действия биостимулятора велкорнина на структурно-функциональное состояние эритроцитарных мембран, позволяющее рекомендовать его для включения в терапевтический комплекс при лечении вялотекущих воспалительных процессов.

По материалам исследований оформлено рационализаторское пред-пожение: "Способ определения индивидуальной чувствительности организма человека к рантарину (велкорнину)" (N 6 от 17.02.89 г.), использованное в практике работы Лаборатории полярной медицины СО РАМН и Института сельского хозяйства Крайнего Севера СО РАСН (г. Норильск).

Положения, выносимые на защиту: 1. Адаптивные изменения гормонального статуса и показателей липидного обмена крови у пришлого населения промышленного Заполярья создают неблагоприятный фон для течения воспалительных процессов и способствуют их хронизации. Воздействие антропогенных факторов усиливает неблагоприятное воздействие природной среды на формирование и течение воспалительных процессов.

2. Эндокринно-метаболические сдвиги, развивающиеся при острых нео-гложненных воспалительных процессах создают предпосылки, определяющие продуктивный характер воспалительного процесса.

3. Развитие острых и хронических воспалительных процессов в легких

характеризуется угнетением функции пучковой зоны коры надпочечников, сн жением общего тиреоидного статуса, уменьшением концентрации апоА-1 ЛПВПз в крови, что определяет низкую эффективность лечения и способству< хронизации воспалительного процесса.

4. В схему лечения воспалительных процессов в условиях урбанизирова ного Севера необходимо включать протекторы биологических мембран, пре, отвращающих неблагоприятное влияние ПОЛ.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всесоюзно совещании по стандартизации липидных исследований (г.Нальчик, 1988), ь всесоюзном съезде оторинолярингологов (г.Иркутск, 1990), на конферен^ молодых ученых (г.Красноярск, 1990), на конференции "Концепция сохраж ния здоровья жителей Крайнего Севера" (г.Норильск, 1994). Предзащита ДИ1 сертации состоялась на заседании Ученого совета Института биохимии С1 РАМН (февраль, 1995).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ.

Внедрение. Материалы диссертации используются в клиническом отдс лении кардио-респираторной системы Института медицинских проблем Се вера СО РАМН в проведении научных исследований, касающихся вопросе формирования бронхолегочной патологии, и в лекционном курсе для враче практического здравоохранения, повышающих свою квалификацию в облает северной медицины; в учебном процессе на кафедре госпитальной терапи №1 Витебского ордена Дружбы народов медицинского института. Результат! исследования свойств велкорнина вошли в отчет по доклиническим испыта ниям препарата для получения фармакопейной статьи Института сельской хозяйства Крайнего Севера СО РАСН.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзор; литературы, материалов и методов исследования, результатов исследования i их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа содержи

_страниц машинописного текста,_таблиц и_рисунка. Библиогра

фия содержит_наименований работ.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения поставленных задач данная работа включала обследование различных фупп населения г. Норильска мужчин и женщин в возрасте 15-67 лет, проведенное в 1989 - 1991 гг. {таб. 1).

Программа биохимических исследований включала определение следующих показателей в сыворотке крови: холестерин общий (ХС) и ХС-ЛПВП ферментативным методом на биохимическом анализаторе "Clinicon-Corona" (Швеция) с помощью наборов фирмы Boehringer Mannheim; триглицериды методом Gottfried и Rosenberg [1973]; абсолютное содержание суммарной фракции ЛПОНП и ЛПНП турбидиметрическим методом по Бурштейну и Самай

[Колб В.Г., Камышников, 1982]; разделение липопротеидов методом диск-электрофореза в полиакриламидном геле (ПААГ) по Маграчевой Е.Я.[1973]; апопротеины A-I и В иммунотурбидиметрическим методом [Александрович О.В., Сигалов A.B., Малахов В.Н., 1992]; гормоны радиоиммунологическими методами (кортизол, инсулин, тироксин, трийодтиронин с помощью наборов "Изотоп"; альдостерон с помощью наборов фирмы ORIS). Счет радиоактивности проводился на гамма-счетчике "РИА-ГАММА" (Швеция).

Таблица 1.

Структура обследованного контингента населения г. Норильска

Группа Контингент Пол Кол-во Возраст Сев. стаж

1 Здоровые (лето) муж 22 18-49 3-40

жен 17 20-46 6-34

2 Здоровые (зима) муж 20 21-52 1-38

жен 20 21-52 6-32

3 Работники никелевого муж 524 18-66 2-64

завода (1988) жен 139 25-63 6-40

4 Работники никелевого м;ок 207 22-67 1-45

завода (1989) жен 24 27-54 4-42

5 Больные с бронхоле- муж 101 15-55 0-42

гочной патологией жен 78 15-61 1-43

6 Больные с отмороже- муж 29 15-53 1-28

ниями жен 3 31-52 3-11

Всего 1152

Структурно-функциональное состояние мембран эритроцитов оценивалось микрометодом Банковой В.В., Юркова Ю.А. [1986] по соотношению между степенью аутогемолиза эритроцитов [Покровский A.A., 1964] и содержанием в них малонового диальдегида (МДА) [Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г., 1977]. Интенсивность гемолиза эритроцитов и содержание в них МДА определяли при добавлении 25 мМ трис-HCI буфера (pH 7,4) в следующих условиях: 1) до инкубации (исходный уровень); 2) после 10-минутной инкубации при 37°С; 3) с добавлением в пробу перед инкубацией раствора двухвалентного железа и аскорбата (известных прооксидантов); 4) с добавлением в пробу перед инкубацией велкорнина - биологически активного препарата, получаемого из пантов северного оленя, с целью изучения его воздействия на клеточные мембраны.

Гидроперекиси в эритроцитах определяли по методу Гаврилова В.В., Мишкорудной М.И. [1983]; антиокислительную активность липидов эритроцитов по методу Левицкого А.П., Шафрана Л.М., Гукевича Е.К. [1979].

Статистическая обработка результатов проводилась с помощью программы "STATGRAPH" (США), включающей факторный дисперсионный и корреляционный анализы, на персональном компьютере IBM PC.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Характеристика биохимических показателей здоровых лиц. Обследование здоровых лиц неорганизованного населения г. Норильска выявило у них более высокое содержание кортикостероидов и инсулина по сравнению с жителями других регионов страны (по литературным данным). Кроме того, значительное повышение молярного соотношения кортизол/инсулин свидетельствует о высокой степени напряжения защитно-приспособительных систем организма у норильчан.

Таблица 2.

Среднее содержание аполипопротеинов и их соотношение в _сыворотка крови здоровых лиц._

Показатели Сезон муж.+жен. муж. жен. Р между

М±т М±т М±т м. и ж.

апоА-1 (г/л) зима 1,40±0,04 1,29±0,04 1,52±0,05 <0,001

лето 1,28+0,02 1,27±0,03 1,28±0,04

Р<0,01 Р<0,001

апо-В (г/л) зима 1,09±0,04 1,12±0,07 1,05±0,05

лето 0,99±0,04 1,10±0,05 0,84±0,05 <0,01

Р<0,01

апоА-1/апо-В зима 1,37+0,06 1,23±0,08 1,51 ±0,09 <0,05

лето 1,38±0,06 1,20±0,05 1,6210,11 <0,001

Р по горизонтали - достоверность различий между показателями зимой и летом.

Исследование ЛП-спектра крови у здоровых лиц выявило типичные половые различия не только в содержании липидных компонентов, но и апопротеи-нов: содержание атерогенных фракций ЛП и апо-В выше у мужчин; соотношение апоА-1/апо-В выше у женщин (таб. 2).

г/л соотн-

Рис. 1. Влияние северного стажа на содержание апоА-1(Р<0,05), апо-В (Р<0,01) и их соотношение (Р<0,05) в сыворотке крови здоровых мужчин.

лпонп+лпнп лпвп

ЛПВП/(ЛПОНП*ЛПНП)

0-5 6-11 11-15 >15 к-волет

Рис. 2. Влияние северного стажа на процентное содержание фракций ЛПОНП+ЛПНП (Р<0,01), ЛПВП (Р<0,01) и их соотношение (Р<0,01) в сыворотке крови здоровых женщин.

6-10 >10

0-5 6-10 >10

18-29

30-49

К-во пет сев. стажа

Возраст

Рис. 3. Сочетанное влияние возраста и северного стажа на содержание тироксина (Р<0,05) и ЛПНП (Р<0,05) в сыворотке крови здоровых мужчин.

Длительное пребывание человека в условиях Крайнего Севера требует разработки критериев безболезненного срока проживания в экстремальных условиях. Одним из подходов в решении этого вопроса является изучение динамики биохимических показателей жителей Норильского ТПК в зависимости от возраста и северного стажа, что позволяет выявить периоды, характеризующиеся наиболее неблагоприятными сдвигами метаболизма, способствующими формированию патологического процесса и его хронизации. Полученные данные позволяют утверждать, что для мужчин период проживания на Севере в

первые 5 лет и в период 10-15 лет приводит к неблагоприятным перестройкам в липидном спектре в плане риска развития атеросклероза. Наиболее наглядно это проявляется в отношении содержания апопротеинов и их соотношения (рис. 1). У женщин неблагоприятным является период 6-10 лет и более 15 лет проживания на Севере, на что указывает отношение атерогенных и антиатеро-генных форм ЛП (рис. 2).

Переезд на Север в возрасте старше 30 лет сопровождается повышенным напряжением энергетического гомеостаза в первые 5 лет, а в последующем наблюдается угнетение функции щитовидной железы и снижение содержания энергетических субстратов в значительно большей мере по сравнению с лицами, переехавшими на Север в более молодом возрасте (рис. 3).

Характеристика биохимических показателей работников никелевого завода. В условиях металлургического производства, характеризующегося комплексом вредных факторов, воздействующих на организм человека (токсические вещества, запыленность, повышенные физические и эмоциональные нагрузки, экстремальный температурный режим и др.) существенно изменяется биохимический состав крови по сравнению с контрольной группой здоровых лиц, не связанных сданным производством.

Содержание кортизола у никельщиков достоверно снижено, однако соотношение кортизол/инсулин, отражающее уровень напряжения компенсаторных возможностей, организма практически не отличалось от контроля, благодаря снижению концентрации инсулина.

Показатели липидного обмена демонстрировали высокую степень атеро-генеза у рабочих никелевого завода (таб. 3), среди которых 66,7% имели различные типы дис- и гиперлипопротеидемий. По данным эпидемиологических исследований Лаборатории полярной медицины среди неорганизованного населения г.Норильска процент лиц с нарушениями липидного обмена составляет 58,6%, а с гипрелипопротеидемиями - 25,2%.

В организме человека, работающего на предприятиях цветной металлургии. усиливаются процессы ПОЛ в связи с интоксикацией тяжелыми металлами, что создает предпосылки для развития неспецифических заболеваний легких воспалительной природы. Комплексное обследование работников никелевого завода позволило сформировать три диспансерные группы: группа практически здоровых лиц (ЗД) - 55,7%, группа предбронхита (ПБ) - 26,6%, группа хронического бронхита (ХБ) - 17,7%. В группах ПБ и ХБ наблюдалось усиление ПОЛ по содержанию первичных продуктов - гидроперекисей, а не по конечным продуктам, что маскирует развитие этих процессов, если оценивать их по МДА. Типичной картиной при этом являлось компенсаторное повышение АОА крови и усиление системы деградации МДА.

В группе ЗД, обнаружена положительная корреляция между содержанием

апо-В и антиокислительной активностью липидов эритроцитов (г=0,56; Р<0,05). Это влияние может объясняться способностью апо-В переносить токоферолы.

Таблица 3.

Среднее содержание ТГ, ХС общего, ХС-ЛПВП, ХС-ЛПНП, ХС-ЛПОНП и коэффициента атерогенности в сыворотке крови работников никелевого

завода

Показатели Контроль Ник. завод Р с контролем

М+т М+т

ТГ (мМ/л) 1,48± 0,09 1,66+0,13

ХС общ. (мМ/л) 6,35+ 0,11 6,36+0,20

ХС-ЛПВП (мМ/л) 1,63±0,02 1,37±0,04 < 0,0:

ХС-ЛПНП (мМ/л) 4,07± 0,06 4,94± 0,21 <0,0С

ХС-ЛПОНП (мМ/л) 0,57± 0,02 0,33± 0,02 <0,05

Коэф. атерог. 3,19± 0,08 3,91+0,21 <0,0*

В группе ЗД содержание СЖК было достоверно выше, чем в группе ПБ и в фуппе ХБ. Возможно, это обусловлено различиями в концентрации трийодти-ронина в диспансерных группах: у здоровых рабочих Тз превышал этот показатель в группе ПБ и ХБ, т.к. гормоны щитовидной железы оказывают жиромо-билизующий эффект. В то же время наиболее высокое соотношение Т4/Тз в группе ПБ свидетельствует, что в период предболезни имеет место замедление метаболизма тиронинов (рис. 4).

При сопоставлении результатов иммунологического обследования с биохимическими показателями была выявлена достоверная разница в содержании ЛПВП2 между группами рабочих, разделенных по принципу наличия или отсутствия иммунодефицитов. Наименьшие значения зарегистрированы у лиц с нормальными иммунологическими показателями. Иммунодефицитная группа по Т-лимфоцитам имела незначительное повышение ЛПВПг, в группе рабочих со сниженным содержанием иммуноглобулинов фракция ЛПВПг была еще более повышена, а самое высокое ее значение зарегистрировано в группе со-четанных иммунодефицитов (рис. 5). Рассматриваемые группы имели достоверные различия и в отношении содержания апоА-1, причем наибольшее значение этот показатель имел в группе сочетанных иммунодефицитов.

При рассмотрений взаимосвязи диспансерных групп ХБ и иммунодефи-цитных состояний на никелевом заводе обнаружена изменчивость содержания апоА-1 (рис. 6). Пиком возрастания показателя выделяется стадия ПБ. Причем при сочетанных иммунодефицитах этот пик гораздо выше и значительно превышал контроль. Стадия ремиссии ХБ при иммунодефицитах по иммуноглобулинам и при сочетанных иммунодефицитах отличалась наиболее низ-

кими значениями апоА-1. Вероятно, этот белок включен в какой-то регулятор-ный механизм в процессе формирования бронхолегочной патологии на фоне снижения защитных резервов организма, особенно когда заинтересовано как Т-клеточное, так и В-клеточное звено иммунитета.

СЖК ед/мл Тз нМ/л

■ СЖК ■тз □ Т4ЯЗ

зд ПБ ХБ Диспансерные гр.

Рис. 4. Содержание СЖК, Тз и соотношение тиронинов в сыворотке крови работников никелевого завода в различных диспансерных группах.

ЗД - здоровые; ПБ - предбронхит; ХБ - хронический бронхит. Звездочками обозначены достоверные различия с другими диспансерными группами: * - Р<0,05; *** - Р<0,001.

□ЛПВП2 ОапоА-1

Варианты

Рис. 5. Содержание ЛПВП2 и апоА-1 в сыворотке крови работников никелевого завода при различных вариантах иммунодефицитов.

1 - без иммунодефицитов; 2 - снижены Т-лимфоциты; 3 - снижены иммуноглобулины; 4 - сочетание 2 и 3 вариантов. Звездочками обозначены достоверные различия между вариантами: * - (1-2), ** -(1-3), -(1-4), **** -(2-4), ***** -(3-4).

Р<0,05

ЗД ПБ ХБ ЗД ПБ ХБ ЗД ПБ ХБ

ЗД ПБ ХБ Диспансер, гр.

1 2 3 4 Варианты имм-тов

Рис. 6. Содержание апоА-1 в сыворотке крови работников никелевого завода в различных диспансерных группах в зависимости от наличия иммунодефицита.

ЗД- здоровые, ПБ - пердбронхит, ХБ - хронический бронхит. Варианты иммунодефицитов: 1 - без иммунодефицитов, 2 - снижены Т-лимфоциты,

Для рабочих, страдающих ХОБ, характерен высокий уровень альдостеро-на в крови в период ремиссии в сравнении с рабочими, страдающими ХНБ. Природа этих различий осталась невыясненной, но нарушение водно-солевого обмена в этих условиях может лежать в основе патогенетических различий этих заболеваний.

Характеристика биохимических показателей больных с отморожениями. Холодовая травма как чрезвычайный раздражитель вызывает стрес-сорный ответ организма, характеризующийся реакциями эндокринной системы, изменениями липидного обмена и дестабилизацией клеточных мембран.

В начальный период (трое суток) после холодового воздействия и разви-гия острого локального воспалительного процесса на первом месте стоят нарушения водно-солевого обмена, развитие отека, о чем свидетельствуют вы-:окие значения альдостерона в сыворотке крови пациентов (рис. 7).

Концентрация кортизола в крови больных с отморожениями во все дни >бследования, кроме 3-его, снижена по сравнению с контролем. Возможно, вы->аботке кортизола препятствует большое содержание ЛПОНП, уровень кото->ых приблизительно в 2 раза превышал контроль на протяжении всего пе->иода обследования и снижался только на 21 сутки. Такая стратегия биохими-1еской адаптации может быть обусловлена развитием острой воспалительной еакции в пораженных участках конечностей, тогда как высокий уровень корти-ола, который обычно наблюдается в медленном стрессовом ответе, вызван-ом не очень сильным раздражителем, приводил бы к ее подавлению.

Рис. 7. Динамика содержания гормонов альдостарона, Тз, Т< и соотношения ТчУТз в процентах по отношению к контролю в сыворотке крови больных с отморожениями.

Звездочками обозначены достоверные различия с контролем (ось X): * - Р<0,05; ** -Р<0,01; *** -Р<0,001.

Динамика содержания инсулина находилась в противофазе к динамике содержания кортизола, наибольшая величина соотношения этих гормонов при ходилась на 3 сутки после холодовой травмы, что свидетельствует о наи высшем напряжении компенсаторных механизмов в этот период.

Снижение концентрации Тз, характерное для всего периода обследова ния, и увеличение соотношения тиронинов, свидетельствующее о замедленик их периферического метаболизма говорит о пониженном общем тиреоиднои статусе организма при отморожении (рис. 7).

При развитии острого воспаления после криотравмы наблюдалась акти вация липолиза, проявляющаяся в стойком повышении содержания свободны; жирных кислот на всем протяжении периода обследования больных, чт< вызвано повышением энергозатрат организма в данных условиях и обусловле но усиленной продукцией гормонов, обладающих жиромобилизующим эффек том, в первую очередь катехоламинов.

Стойкое повышение соотношения апоА-1/апо-В у больных с холодово! травмой говорит об усилении регуляторной роли липопротеидов высокой плот ности на лизосомозависимый механизм гормональной индукции синтеза белка лежащего в основе восстановительной и репаративной регенерации ткане! (рис. 8).

Дестабилизация клеточных мембран у пациентов с отморожениями на блюдалась на 3 - 7 сутки. Этот период характеризовался наибольшим повы шением гидроперекисей в эритроцитах и высоким значением соотношени МДА/гемолиз, а также истощением антиоксидантной защиты. К окончанм

срока оьслглов.тч^ равновесие в системе ПОЛ/АОА полностью восстанавливало:.:

120

100

— апоА-1 ■ --апо-В

— апоА-1/апо-В

80

60

40

20

ь

Контроль

-20

0

I*

т^т

-40

1 3

7

Дни

Рис. 8. Динамика содержания апоА-1, апо-В и их соотношения в процентах по отношению к контролю в сыворотк'- крови больных с отморожениями.

Звездочками обозначены достоверные различия с контролем (ось X):

* - Р<0,01; ** - Р<0,01; *** -Р<0,001.

Наибольшие сдвиги гормонального, липидного обмена и структурно-функционального состояния клеточных мембран наблюдаются на 3-й сутки после холодовой травмы. Этот период является критическим и требует особого внимания при лечении данной патологии.

Исследования in vitro показали, что велкорнин стимулирует обменные процессы в клетке, о чем можно судить по усилению аутогемолиза эритроци-ов и повышению в них МДА после инкубации с велкорнином, оказывает стаби-мзирующее действие на клеточные мембраны, на что указывает снижение оотношения МДА/гемолиз, и может быть рекомендован как биостимулирую-^ий препарат при лечении отморожений.

Характеристика биохимических показателей у больных с бронхоле-эчной патологией. Обследованы больные с острыми и хроническими форами НЗЛ: хроническим обструктивным бронхитом (ХОБ), хроническим необ-груктивным бронхитом (ХНБ), острым трахеобронхитом (ОТБ) и острой пнев-онией (ОПН). У больных до лечения по сравнению с контрольной группой за-ггистрировано достоверное снижение концентрации кортизола, Тз в сыворот-! крови, и увеличение концентрации альдостерона. Существенно снижалось злярное соотношение кортизол/инсулин у НЗЛ по сравнению с контролем,

что свидетельствует о еще большем угнетении метаболического эффекта гл кокортикоидов на фоне повышения минералокортикоидной функции ко надпочечников (рис. 9). Соотношение Тд/Тз, напротив, возрастало, то есть ь блюдалось замедление метаболизма тиронинов.

В то же время показано достоверное повышение процентного содержан ЛПОНП при всех формах НЗЛ по сравнению с контролем (рис. 11). Можно в сказать предположение о тормозящем влиянии ЛПОНП на стероидогенез надпочечниках посредством механизма обратной связи у больных НЗЛ, было показано в экспериментальных исследованиях Л.Е. Панина [1978]. П добная картина наблюдалась и в случае развития острого воспалительно

процесса при криотравме.

100

-100

ХОБ

ХНБ

ОПН

ОТБ

Рис. 9. Содержание гормонов альдостерона, кортизола, инсулина, Т3> Т| и соотношения кортизолУинсулин, Т4Д| в сыворотка крови больных при различных формах бронхолегочной патологии в процентах по отношению к контролю (ось X). Звездочками обозначены достоверные различия с контролем.

Изменилось соотношение атерогенных и антиатерогенных фракций лип протеидов. При всех формах бронхолегочных заболеваний отношен! ЛПВП/(ЛПОНП+ЛПНП) было ниже такового в группе здоровых лиц в осно ном за счет достоверного снижения фракции ЛПВПз (рис. 11). Так же, как и п| криотравме, при НЗЛ наблюдалось высокое содержание в крови СЖК.

Кроме того, было зарегистрировано пониженное содержание апоА-1 п| всех формах НЗЛ, разница с контролем носила достоверный характер. С держание апо-В не отличалось от контроля, а соотношение апоА-1 к апо-В та же было достоверно снижено (рис. 10).

Таким образом, в механизмах формирования воспалительного проце са в условиях Крайнего Севера важную роль играют изменения гормонально и липидного обмена. В частности, можно говорить о снижении противовосп

лительного эффекта кортизола, содержание которого у северян в норме находится на существенно более высоком уровне, чем у жителей средних широт. Возможно, такая стратегия метаболизма обусловлена необходимостью активации иммунной, калликреин-кининовой систем организма, ответ которых и приводит к клинической картине воспаления. В условиях хронического напряжения, в котором находится организм северян, высокое содержание глюкокорти-коидов постоянно оказывает угнетающее влияние на эти системы. В результате неполноценного ответа на антигенную стимуляцию на Севере высок процент вялотекущих хронических воспалительных заболеваний.

■апо-А1 ■ апо-В Оапо-А1/апо-В

ХОБ

ХНБ

ОПН

ОТБ

Рис. 10. Содержание апоА-1, апо-В и их соотношение в сыворотке крови больных с различными формами бронхолегочной патологии в процентах по отношению к контролю.

Звездочками обозначены достоверные различия с контролем (ось X).

Увеличение содержания альдостерона свидетельствует о нарушении водно-солевого обмена при бронхолегочной патологии. Кроме того, альдосте-рон, способный вызывать спазм гладкой мускулатуры, может усугублять развитие дыхательной недостаточности при НЗЛ.

Снижение концентрации Тз и замедление метаболизма тиронинов приводит к изменению обмена липидов и нарушению энергетического обеспечения тканей и органов при НЗЛ.

Снижение содержания апопротеина A-I и уменьшение пула ЛПВП также может приводить к хронизации воспалительного процесса.

Практически отсутствуют достоверные различия исследуемых показателей у больных до и после лечения, что говорит об отсутствии лечебного эффекта на биохимическом уровне. Базовая терапия, по всей вероятности, не направлена на патогенетически значимые звенья и требует своей коррекции.

155 □ ЛПНП; аЛПВП;

105 алпвпз ■ ЛПНП,

55 ОЛПОНГ

□ СЖК

5

-45

-95

-145

ХОБ

ХНБ

ОПН

ОТБ

Рис. 11. Содержание СЖК и фракций ЯП по отношению к контролю в сыворотке крови больных с различными формами бронхолегочной патологии.

Звездочками обозначены достоверные различия с контролем (ось X).

Влияние велкорнина на структурно-функциональное состояние мембран эритроцитов. Одним из индикаторов, характеризующих состояние организма и тяжесть заболевания, является степень дестабилизации клеточных мембран, которая отражает скорость протекания в них свободнорадикального окисления липидов. Средствами фармакологической регуляции свободноради-кальных процессов в организме могут быть вещества с анти- и прооксидантны-ми свойствами. В использованной нами модели изучения ПОЛ соотношение МДА/гемолиз рассматривалось как показатель, характеризующий степень дестабилизации мембраны эритроцитов. Данные, представленные в таб. 4, показывают, что инициация ПОЛ ионами двухвалентного железа в присутствии аскорбата приводит к повышению соотношения МДА/гемолиз, а, следовательно, к нарушению структурно-функционального равновесия в мембранах эритроцитов: растет концентрация МДА и увеличивается "жесткость" мембран. Такая картина наблюдается при различных патологических процессах в организме, сопровождающихся увеличением скорости ПОЛ.

При добавлении в пробу велкорнина наблюдается снижение соотношения МДА/гемолиз: концентрация МДА нарастает, как и в предыдущих условиях, однако текучесть мембран также повышается, о чем можно судить по увеличению степени аутогемолиза эритроцитов. В таких условиях МДА лете выводится из клетки. Таким образом, усиливая обменные процессы в клеточных мембранах, проявляя прооксидантные свойства, в то же время увеличивая текучесть мембран, вег' срнин способствует стабилизации в них структурно-функционального состояния.

Эти свойства велкорнина одинаково проявились при исследовании эри-

троцитов в контрольной группе здоровых лиц, у работников никелевого завода, у больных НЗЛ и при отморожениях. В условиях усиления ПОЛ при воспалительных процессах (НЗЛ, криотравма) влияние велкорнина более выражено: соотношение МДА/гемолиз при этом наиболее низкое и достоверно отличается от контроля. При криотравме, в отличие от НЗЛ, наблюдается повышение процента деградации МДА, поэтому добавление велкорнина не вызывает существенного повышения МДА. В условиях никелевого производства у работников наблюдается усиление ПОЛ, о чем свидетельствует повышенное содержание гидроперекисей, и компенсаторное повышение АОА.

Таблица 4

Средние показатели структурно-функционального состояния эритроцитарных мембран в разных контингентах обследованных

Показатели Контроль М±т Ник. завод М+т НЗЛ М1т Отморож-я 3 день М1т

Гем. до инкубации(%) Гем. после инкубации Гем. с Ре2* и аскор. (%) Гем. с велкорнином ; "1,33+0,1 Г 1,35±0,09 _1,05±0,0 ' -2,32±0,13 1 1,19Ю,0< .1,56Ю,10! 1,1210,07 12,5210,21 1,2210,08 1,29+0,08 1,1510,06 13,2410,22 1 I,01+0,07] П,1710,16 II,0210,12 1-2,5610,34

МДА до инк.(нМ/10®эр.) МДА после инкубации МДА с Ре24 и аскор. МДА с велкорнином ~0,97±0,0Г |1,10±0,06 1,24+0,06 1,27±0,06 Г1,01+0,0£ 1,1310,0^ 1,25±0,0! 1,29±0,0г 0,90Ю,06~ 0,8810,06* 0,97+0,06* 1,1610,05 0,7510,11 0,8510,13 0,92+0,13 0,9710,13*

МДА/гем. до инкуб. МДА/гем. после инкуб. МДА/гем. с Ре2* и аск. МДА/гем. с велкорн. I "0,9010,05" 0,9910,10 .1,3410,12 0,6010,04 о.эно.ое 0,8910,0" 1,3210,1( I 0,6210,0' ■ 0,9710,12 0,8410,09 0,9910,08* 0,44±0,04 0,9910,24 0,8510,16 1,0310,19 0,4310,07Г

% деградации МДА Гидроперекиси(нМ/мкл) АОА (мкМ 12/мл/мин"1) 26,6±0,9 91± 3 120±4 28,211,2 10313 * 15314* 20,211,2 * 10515* 9317* 30,110,8 * 10616* 6114*

Звездочкой обозначены достоверные различия с контролем. Линиями соединены достоверно различиющиеся показатели в группах обследуемых.

Мы полагаем, что биостимулятор велкорнин может эффективно применяться как в целях профилактики во вредных производственных условиях, при различного рода стрессовых воздействиях, так и при лечении острых и хрони-

ческих воспалительных процессов, сопровождающихся активацией ПОЛ.

ВЫВОДЫ

1. У пришлого населения Азиатского Севера в условиях урбанизации выявлены фазовые изменения гормонального статуса и показателей липидного обмена в крови в зависимости от возраста и полярного стажа, характеризующиеся снижением функции щитовидной железы, увеличением в крови атеро-генных форм липопротеидов. У мужчин эти изменения наиболее выражены в возрасте после 40 лет в первое и третье пятилетие проживания на Севере, а у женщин - в возрасте после 30 лет во второе пятилетие и после 15 лет полярного стажа.

2. Влияние производственных факторов никелевого завода приводят к снижению продукции глкжокортикоидов, развитию иммунодефицитных состояний, усилению ПОЛ, последнее наиболее выражено в старшей возрастной группе (50 и более лет).

3. Течение острого воспалительного процесса при отморожении конечностей характеризуется активацией клубочковой и лучковой зоны коры надпочечников и снижением тиреоидной активности, что наиболее выражено в течение первой недели с последующий быстрой нормализацией эндокринных функций.

4. Снижение трансформации ЛПОНП в ЛПВП и увеличение ПОЛ в эри-троцитарных мембранах при отморожении наблюдается только в течение первых двух недель, а увеличение апопротеина A-I и отношения апоА-I к ало-В - в течение всего срока обследования, что указывает на благоприятный продуктивный характер течения воспалительного процесса.

5. Течение острых и хронических неспецифических воспалительных процессов в легких характеризуется снижением продукции глкжокортикоидов и увеличением продукции минерапокортикоидов, а также угнетением функции щитовидной железы и снижением трансформации тироксина в трийодтиро-нин. Вышеуказанные показатели не возвращаются к норме после лечения.

6. Развитие воспалительных процессов в легких сопровождается значительным снижением абсолютного содержания суммарной фракции ЛПОНП и ЛПНП в крови, выраженным подавлением трансформации ЛПОНП в ЛПВП, снижением концентрации апопротеина А-1 и соотношения апоА-I к апо-В. Снижение концентрации ЛПВПз в крови указывает на гипоэргический характер течения воспалительного процесса.

7. Отсутствие выраженного лечебного эффекта и различий по биохимическим показателям при острых и хронических формах воспаления свидетельствует о хронизации неспецифических заболеваний в легких и указывает на необходимость разработки новых патогенетически значимых методов лечения.

8. Исследование свойств нового биостимулятора велкорнина, получае-

ого из пантов северного оленя, позволяет рекомендовать его как эффек-ивное средство для коррекции структурно-функционального состояния кпе-очных мембран в условиях усиления ПОЛ при воспалительных процессах.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Вачаева H.H., Ситников В.П., Вустянюк Э.В. Динамика некоторых био-имических показателей при формировании ранних форм хронического брон-ита//Некоторые вопросы медико-биологических проблем Севера: Тез. докл. егиональной конф. молодых ученых. - Красноярск , 1990. С. 15.

2. Вачаева H.H. К вопросу применения рантарина для лечения воспали-ельных заболеваний верхних дыхательных пугей//Матер. региональной науч-о-практ. конф. оториноларингологов и расширенного пленума РНОЛО. - Ир-дск, июнь 1990. С. 64-65.

3. Вачаева H.H., Вустянюк Э.В., Ситников В.П. Некоторые показатели ме-аболизма у работников металлургического предприятия Заполярья//Научно-зхнический прогресс и здоровье населения: Тез. докл. научно-практ. конф. -расноярск, июнь 1990. С. 24-25.

4. Муратов Ю.М., Карпушин A.A., Вачаева H.H., Вустянюк Э.В. Перекисное сисление липидов и гормональные нарушения у больных с отморожения-и//Ортопедо-травматологическая служба на Дальнем Востоке и пути её со-гршенствования. Холодовая травма: Тез. докл, зональной научно-практ. конф. Хабаровск, октябрь 1990. С. 168-170.

5. Вачаева H.H., Муратов Ю.М., Ситников В.П. Изучение действия препа-1Тов природного происхождения на клеточную мембрану//Социально-:ономическое развитие и здоровье малочисленных народов Севера: Тез. . гспубликанского семинара. - Красноярск, ноябрь 1990. С. 26-27.

6. Вачаева H.H., Муратов Ю.М. Механизм действия водно-спиртового экс-акта из пантов северного оленя на состояние клеточных мем->ан//Биологические основы использования лекарственного сырья из продук-1И оленеводства: Научно-технический бюллетень СО ВАСХНИЛ, N4. - Ново-бирск, 1990. С. 29-32.

7. Голубкина НА, Шагова М.В., Спиричев В.Б., Христенко П.П., Алфтан к., Лааксонен П., Муратов Ю.М., Вачаева H.H. Содержание селена в продук-х питания й сыворотке крови жителей Норильска//Ж. Вопросы питания, №4. -92. С. 43-45.

8. Спиричев В.Б., Якушина Л.М., Архапчев Ю.П., Блажеевич Н.В., Исаева

Грищенко Н.Л., Алексеева И.А., Глинка У.Ю., Муратов Ю.М., Багинский

Р., Вачаева H.H., Огарков Ю.Л. Витаминная обеспеченность и показатели мунитета у рабочих металлургического производства Заполярья/Жонцепция «ранения здоровья человека на Крайнем Севере: Сборник научных трудов,

посвященный 20-летию ЛПМ СО РАМН под ред, Л.А. Надточий. - Нориль 1994. С. 63-66.

9. Христенко Е.Л., Вачаева H.H. Оценка состояния здоровья пришлых х телей урбанизированного Заполярья по данным эпидемиологических иссле/ ваний//Там же. С. 81-83.

10. Вачаева H.H. Изменения гормонального и липидного обмена при брс холегочной патологии в условиях промышленного Заполярья// Там же. С. 94-i

11. Вачаева H.H., Сигалов А.Б., Карпушин A.A. Изменение липидного с мена при холодовой травме//Там же. С. 108-110.

12. Вачаева H.H., Кручинина О.Г. Изменение липидного обмена у больн ХНЗЛ при лечении традиционными и нетрадиционными методами в услови промышленного Заполярья//Традиционная медицина и питание: теоретическ и практические аспекты: Матер. 1 международного научного конгресса. - I июнь 1994. С. 18.

13. Надточий ЛА, Вачаева H.H. Особенности состояния системы гемосп за и метаболических процессов при остром холодовом стрессе// Проблемы с ногенного и патогенного эффектов экологического воздействия на внутреннк среду организма: Материалы П Международного симпозиума. - Чолпон-Ат сентябрь 1995. С. 59-61.

УОП- К 03 -10 0- 12.95-