Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изменения биохимических показателей у людей в условиях города с развитой химической промышленностью

ВАК РФ 03.01.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Изменения биохимических показателей у людей в условиях города с развитой химической промышленностью"

На правах рукописи

ГОЛОЩАПОВ Андрей Петрович

ИЗМЕНЕНИЯ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ У ЛЮДЕЙ В УСЛОВИЯХ ГОРОДА С РАЗВИТОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТЬЮ

03.01.04- биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

16 СЕН 2015

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва-2015

005562260

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет» на кафедре биохимии, молекулярной биологии и генетики Института биологии и химии

Научные консультанты:

доктор биологических наук ЗИМНИЦКИЙ Александр Николаевич

доктор биологических наук, профессор КУТУЗОВА Нина Михайловна

Официальные оппоненты: ГЕНГИН Михаил Трофимович, доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», кафедра биохимии, ботаники, анатомии, физиологии и безопасности жизнедеятельности, профессор кафедры

ДАВЫДОВ Вадим Вячеславович, доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Рязанский государственный медицинский университет имени

академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, факультет дополнительного профессионального образования, кафедра биологической химии, профессор кафедры

КОЗЛОВ Валерий Николаевич доктор биологических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского (Первый казачий университет)», филиал в г. Мелеуз, руководитель Научно-исследовательского центра филиала

Ведущая организация - Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Башкирский государственный университет»

Защита состоится «12 » октября_2015 г. в 14 часов на

заседании диссертационного совета Д 212 154.17 на базе ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет» по адресу: 129164, Москва, ул. Кибальчича, д. 6, корп. 5, Институт биологии и химии, ауд. 506.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет» по адресу: 119991, г. Москва, ул. Пироговская, д. 1, стр. 1 и на официальном сайте университета по адресу: www.mpgu.edu.

Автореферат разослан _2015 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Холмогорова Наталья Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Антропогенная трансформация окружающей среды может оказывать выраженное негативное влияние на здоровье населения, особенно на фоне масштабных социально-экономических преобразований. Экологическая проблема, связанная с глобальным загрязнением окружающей среды с каждым годом приобретает все большую актуальность, привлекая внимание исследователей. С учетом темпов нарастания экологических проблем всю нашу планету можно отнести к зоне повышенного экологического риска (Агаджанян Н.А и соавт., 1998; Гичев Ю.П., 2002; Галимов Ш.Н., Амирова З.К., Галимова Э.Ф., 2005; Каплин В.Г., 2007; Келлер A.A., Кувакин В.И., 1998; Ревич Б.А., 2001; Улумбекова Г.Э., 2010; С arisen Е. et al., 1992; Multigner L„ Oliva А., 2002; Iwamoto Т. et al. 2006; Lopez Teijon M. et al., 2007 и др.). Состояние здоровья в промышленно развитых странах от 10 до 57% определяется вкладом экологических факторов (Большаков A.M. и др., 1999; Сидоренко Г.И., Захарченко М.П., 1989). Так, по данным E.H. Беляева и соавт. (2006), дополнительная смертность от воздействия типичных поллютантов атмосферного воздуха населенных мест, например, в Москве составляет до 10% от общей смертности. Согласно Государственному докладу «О состоянии и об охране окружающей среды в Российской Федерации в 2009 году» в 40 субъектах Российской Федерации, более 54% городского населения находится под воздействием высокого и очень высокого загрязнения воздуха. В 10 из этих 40 субъектов воздействию высокого и очень высокого загрязнения воздуха подвержены более 75% городского населения, в том числе в Москве и Санкт-Петербурге - 100% населения (Коновалова В.А., 2011). По оценкам Б.А. Ревича и соавт. (2004), в начале этого века в России из-за техногенных выбросов в атмосферу городов дополнительно умирает приблизительно 40000 человек. Эта цифра соответствует приблизительно 2-3 процентам показателя общей смертности.

В конце 1990-х годов в Российской Федерации сложилась напряженная, а в некоторых регионах даже острая экологическая ситуация: в неблагоприятных санитарно-гигиенических условиях проживали 109 млн. человек, или 73% всего населения (Беляев E.H. и соавт., 2006). Антропогенное воздействие стало выступать как самостоятельный экологический фактор. В мировом масштабе антропогенное загрязнение стало самостоятельным фактором опасности. Причем прямое воздействие и воздействие загрязнённой окружающей среды значимо различаются.

Серьезные эколого-токсикологические проблемы характерны и для Республики Башкортостан. К 90-м годам XX века сложилась угрожающая здоровью горожан экологическая обстановка на территории крупного промышленного центра - г. Стерлитамака, обусловленная высокой

концентрацией химических и нефтехимических производств с изношенными производственными фондами и недостаточной очисткой промышленных выбросов (Даутов Ф.Ф. и соавт., 2002; Зейферт Д.В., 2008).

Следует отметить, что еще в 1992 г. Министерство экологии РФ организовало большую группу экспертов, которые разработали критерии определения зон чрезвычайной экологической ситуации (Критерии оценки экологической обстановки..., 1992). В этом документе были приведены показатели, по которым следует оценивать степень загрязненности окружающей среды, а также состояние экосистем и здоровья населения. Согласно данным критериям, на первом этапе администрация территорий совместно с природоохранными органами, медицинскими учреждениями, территориальными органами санитарного эпидемиологического надзора и другими организациями проводит изучение состояния окружающей среды и подготавливает документацию для Государственной экологической экспертизы.

Параллельно должна разрабатываться программа неотложных мер по нормализации ситуации. В частности, состояние здоровья населения оценивалось по 15 параметрам и включало такие показатели, как смертность населения, частота врожденных пороков развития (ВПР) новорожденных, онкологическая заболеваемость, патологии беременности и родов, состояние здоровья детей и т.д.

В документе подчеркивалось, что в первую очередь необходимо уделять внимание таким наиболее опасным поллютантам, как тяжелые металлы - свинец, ртуть, кадмий и никель, стойким органическим загрязнителям - ДДТ, диоксинам, полихлорированным бифенилам, полициклическим ароматическим углеводородам и другим веществам, обладающими канцерогенными свойствами и веществам действующим как репротоксиканты. Рабочая группа выделила две степени экологического неблагополучия территорий: зона экологического бедствия и зона чрезвычайной экологической ситуации. Оценку экологического состояния территории и состояния здоровья населения давали, исходя из фоновых значений, за которые принимали относительно благополучные показатели, соответствующие данному региону.

По мнению ряда российских специалистов в области медицинской экологии (Гичев Ю.П., 2002; Здоровье населения региона..., 2010 Келлер А.А, Кувакин В.И., 1998; Ревич Б.А., 2007), система государственной статистки в области здоровья населения не содержит ключевой информации по ряду показателей в приводимых статистических показателях заболеваемости населения, уровней госпитализации и состава госпитализированных больных, посещений и т.д. Более того, она не отражает действительного положения дел для всего населения страны, так как не учитывается заболеваемость и лечение в других, кроме Минздравсоцразвития РФ, ведомственных и частных медицинских учреждениях. Это получило подтверждение при обобщении результатов комплексного исследования здоровья населения на региональном уровне - на

примере территории Новгородской области в 1985 - 2007 гг. Особенностью Новгородского исследования является то, что оно по кругу затронутых вопросов, использованным методам и продолжительности наблюдений является единственным подобного рода, проведенном в Российской Федерации за последние 30 лет. При изучении заболеваемости населения на основе персонифицированных баз данных было показано, что уровень исчерпанной заболеваемости превысил практически в 2 раза заболеваемость по данным государственной статистики (Здоровье населения региона..., 2010).

Город Стерлитамак является одним из ключевых промышленных центров Республики Башкортостан; в нем расположены крупные производства нефтехимической и химической отрасли (ЗАО «Нефтехимический завод», АО «Синтезкаучук», ЗАО «Башкирская содовая компания», ФГУП «Авангард»).

Размещенные в северной промышленной зоне данные предприятия, совместно с двумя ТЭЦ, также находящимися в этом районе, согласно официальным статистическим материалам, вносят примерно 95 - 96 процентов промышленных выбросов вредных веществ в атмосферу города.

Приблизительно 150 дней году регистрируются неблагоприятные метеорологические условия, например штиль, инверсия, туман, слабый ветер, ветер, направленный от предприятий в сторону селитебной зоны. Перечисленные факторы способствуют накоплению загрязняющих веществ в приземном слое атмосферного воздуха. Например, в конце 1990-х - начале 2000-х годов стандартный индекс загрязнения атмосферы варьировал в пределах от 8,2 до 17,0, среднегодовой потенциал загрязнения колебался от 2,5 до 3,5, ИЗА — в пределах от 3,1 до 13,2. В 1995 - 2004 гг. среднегодовой объем выбросов загрязнителей атмосферы составил 109700, на 1 га территории города приходилось около 11 т., на 1 горожанина -приблизительно 414 кг, соответственно.

Особенностью загрязнения селитебных районов города, расположенных в непосредственной близости от промышленного комплекса, является постоянство присутствия и высокие уровни содержания примесей, включающих сложные органические соединения. Концентрации токсических органических соединений в атмосферном воздухе города достигают по бензолу, ксилолу, а-метилстиролу и ряда других подобных веществ уровней превышающих от 1,1 до 3,3 ПДК, нафталину - до 6,7 ПДК, 1,2,4-триметилбензолу, этилбензолу - от 12 до 17 ПДК, стиролу - до 1 ПДК, олефинам (в том числе, по изопрену, гексену, гептену) - от 2 до 2,9 ПДК. В соответствии с критериями оценки загрязнения воздуха, воздушный бассейн города в разные годы соответствовал III - IV уровню градации и оценивался как неблагоприятный для здоровья (Государственный доклад..., 2009; Сабирова З.Ф. и соавт., 2004). Такое положение неизбежно приводит к значительным изменениям состояния здоровья населения, особенно детского и лиц пожилого возраста.

Состав загрязнителей атмосферного воздуха характерен для выбросов предприятий нефтехимии и химии. Наиболее распространены такие загрязнители, как СО, SO2, NOx, HCl, H2S, пыль, при совместном присутствии которых в атмосферном воздухе коэффициенты комбинированного действия смесей с учетом суммации в большинстве случаев превышают 1,0. К наибольшим загрязнителям воздуха относятся смеси, содержащие специфические компоненты (галогенсодержащие, ароматические углеводороды, бензапирен, хлор), у которых значения коэффициентов комбинированного действия варьируются в пределах 4,6 -11,1. Особенностью загрязнения селитебных районов, расположенных в непосредственной близости от промышленного комплекса, является постоянство присутствия и высокий уровень специфических примесей. Концентрации большинства углеводородов в атмосфере достигают по бензолу, ксилолу, а-метилстиролу и др. от 1,1 до 3,3 ПДК, нафталину - до 6,7 ПДК, 1,2,4-триметилбензолу, этилбензолу - от 12 до 17 ПДК, стиролу - до 1 ПДК, олефинам (в том числе, по изопрену, гексену, гептену) - от 2 до 2,9 ПДК. Согласно критериям оценки загрязнения воздуха, воздушный бассейн города в разные годы соответствовал III - IV уровню градации и оценивался как неблагоприятный для здоровья (Государственный доклад..., 2009; Сабирова З.Ф. и соавт., 2004). Такое положение неизбежно приводит к значительным изменениям состояния здоровья населения, особенно детей.

В ходе специальных эколого-гигиенических исследований в г.Стерлитамаке был проведен углубленный анализ показателей заболеваемости репрезентативной выборки детей в возрасте от рождения до 7 лет из различных районов города (всего 950 детей). Было установлено, что во всех детских возрастных группах возрастает число болевших и часто болеющих детей параллельно увеличению степени загрязнения атмосферного воздуха.

При этом установлено, что дети, проживающие в менее загрязненных селитебных зонах, заболевают реже (1—2 раза в год), по сравнению со сверстниками, проживающих в районах городской застройки, подверженных промышленным выбросам. С увеличением степени загрязнения атмосферного воздуха наблюдается параллельное двукратное повышение общей заболеваемости (до 331,3 случая на 100 детей), по сравнению с аналогичным показателем контрольной территории (169,8 случаев) при средней продолжительности заболевания 9,1 и 7,8 дней, соответственно. Среднегодовые уровни общей заболеваемости достоверно коррелируют с уровнями загрязнения воздуха атмосферы (коэффициент корреляции высокой степени - г = 0,84, при Р < 0,05) (Сабирова З.Ф., 2001).

Экологическое состояние промышленных городов Республики Башкортостан характеризует сравнительный анализ объемов выбросов в расчете на одного жителя и на единицу площади застройки (Государственный доклад..., 2009, 2011). Так, в г. Стерлитамаке плотность выбросов загрязняющих веществ в расчете на 1 жителя составила 390 кг., на 1 га территории - 9,759 т. и является самой высокой среди городов

Республики Башкортостан. Указанные показатели в других промышленных городах региона существенно ниже: в г. Туймазы (на 1 жителя - 0,431 т) -6,806 т/га, в г. Уфа - (на 1 жителя - 0,341 т) и 4,989 т/га, в г. Салават - (на 1 жителя - 0,329 т) и 4,830 т/га.

Таким образом, в настоящее время проблема оценки экологической опасности для здоровья населения на антропогенно загрязненных территориях может быть решена лишь для ограниченного количества веществ. Универсальные методы оценки комбинированных и сочетанных воздействий экотоксикантов базируются на выявлении показателей начального токсического действия (до формирования патологического процесса) с использованием маркеров начальных токсических эффектов; прежде всего, оцениваются биохимические и цитопатогенные эффекты (Софронов Г.А., 2006).

Реализация подобных проектов в перспективе позволит дать оценку возможного экологического риска, существующего уровня антропогенного загрязнения и риска для здоровья населения. Также станет возможным получить необходимые данные для разработки реабилитационных и рекультивационных мероприятий по снижению загрязнения и загрязненных территорий, а также обеспечить разработку мероприятий по утилизации, переработке и обезвреживания уже накопленных отходов (Ревич Б.А., 2007).

Результаты экологического мониторинга, медико-экологических и биохимических исследований убедительно свидетельствуют о том, что загрязнение окружающей среды экотоксикантами вызывает те или иные проявления токсического отклика у населения. В системе оценки риска для здоровья человека как правило, выделяют три типа патологических эффектов (Киселев A.B., Фридман К.Б, 1997; Чернышов В.И. и соавт, 2011; Цыцура A.A. и соавт., 1999):

1. Немедленные эффекты (острое отравление, раздражающие эффекты

и др.);

2. Хроническое (длительное) воздействие экотоксикантов способствующее росту неспецифической патологии (проявления неспецифических предпатологических реакций), снижению иммунного статуса и т.д.

3. Специфические эффекты, проявляющиеся в возникновении специфических заболеваний или развитии канцерогенных, гонадотропных и эмбриотоксических и иных эффектов.

Оценка значимости загрязнения среды по физиологическим и биохимическим ответам организма человека, по показателям здоровья более объективна, чем сопоставление концентраций отдельных загрязнителей с гигиеническими нормативами, т.к. интегрально учитывает влияние всех, в том числе не идентифицированных загрязнителей, их комплексное и комбинированное действие на организм человека (Буштуева К.А., Случанко И.С., 1979; Гичев Ю.П., 2002).

Следует обратить внимание на то обстоятельство, что в комплексных научных исследованиях по изучению влияния негативных факторов

окружающей среды часто используются данные о здоровье и развитии детей. Известно, что организм ребенка является наиболее восприимчивым к повреждающим действиям ксенобиотиков; большую роль в этом играют особенности обмена веществ, наличие критических периодов роста при развитии (внутриутробная экспозиция ксенобиотиками) и др.

При проведении специальных эколого-гигиенических исследований формируют специальные референтные группы преимущественно детского населения, так называемые «модельные» группы. В такие «модельные» группы детского населения (дети младшего возраста) включают детей 1 - 2 групп здоровья, которые учатся и проживают постоянно в исследуемом районе (исключаются суточные миграции по городу) и характеризуются высокими уровнями социальной защищенности и медицинского обеспечения, отсутствием воздействий профессиональных условий труда, вредных привычек (Корнеев Ю.Е.,1984; Корнеев Ю.Е., Даутов Ф.Ф., 1982; Зайцева Н.В., 2000).

В этой связи актуальной задачей является установление неспецифических (общих) и специфических (частных) механизмов постоянного воздействия экополлютантов, наряду с физическими повреждающими факторами в промышленных городах. Особое внимание при оценке воздействия химических веществ уделяется изучению донозологических состояний и разработке чувствительных индикаторов их воздействия на организм, которые отражают взаимодействие организма с окружающей средой на стадиях первичных адаптационных и компенсаторных реакций, способных (при стечении ряда обстоятельств) приводить развитию предболезненных и болезненных состояний.

В силу указанных причин представляется актуальной разработка научных основ предупреждения социально-значимых нарушений здоровья населения городов с развитой химической промышленностью путем мониторинга начальных проявлений интоксикации в различных социально-экономических условиях.

Учитывая указанные обстоятельства объектом исследования явилось население городов с развитой химической промышленностью Республики Башкортостан, из которых наиболее антропогенно загрязненным является г. Стерлитамак.

Предметом исследования выступили биохимические и некоторые другие показатели, претендующие на роль предикторов преморбидных состояний.

Основными целями исследования явились системное изучение негативного воздействия факторов среды на здоровье городского населения, оценка информативности биохимических, клинико-лабораторных, генетических и эпидемиологических показателей воздействия экотоксикантов в различных половозрастных группах населения, а также оценка эффективности мероприятий по профилактике неблагоприятных химических воздействий на организм, в том числе потенциала фитотерапии.

В задачи исследования входило:

1) Оценить состояние глюкокортикоидной и тироидной систем в группах взрослого населения при действии химических факторов индустриального города.

2) Оценить влияние неблагоприятных антропотехногенных факторов на состояние гормональной системы тестостерона и ее реципрокные взаимоотношения с генеративной сферой человека.

3) Осуществить оценку распределения аллельных частот гена глютатион-Б-трансферазы М1 в женской популяции промышленного региона. Проанализировать сдвиги активности внутриклеточных ферментов антиоксидантной системы (каталазы, супероксиддисмутазы, глютатионпероксидазы) в группах женской популяции индустриального города.

4) Изучить адаптивно значимые генетико-биохимические предикторы в группах родители — дети.

5) Охарактеризовать состояние биологических мембран путем определения свободной активности ферментов плазмы крови и мочи, ассоциированных с микросомами и лизосомами, а также исследовать показатели свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты детей в условиях длительного воздействия антропотехногенных факторов. Выделить наиболее значимые показатели для оценки уровня дезадаптации и диагностики предболезненных (донозологических) состояний у младших школьников, проживающих в промышленном городе.

6) Определить уровень генотоксичности средовых факторов на основе мониторинга врожденных пороков развития, микроядерного теста и учета хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови горожан.

7) Изучить сложившиеся тенденции процессов дезадаптации населения индустриального города, особенности их биохимических механизмов и органические последствия.

8) Оценить потенциал фитотерапии в области профилактики неблагоприятных химических воздействий на организм человека.

Научная новизна и теоретическая значимость работы.

При планировании системного исследования биохимических и некоторых молекулярно-биологических процессов предполагалось охарактеризовать базовые механизмы дезадаптации населения, проживающего в условиях хронического воздействия на организм негативных антропогенных факторов.

В этой связи разработана рабочая гипотеза, согласно которой было предположено, что хроническое воздействие факторов окружающей среды города с развитой химической промышленностью проявляется в первую очередь на донозологическом (предшествующем развитию болезни) уровне -субклеточном и клеточном.

Действие экотоксикантов приводит к стойкому усилению липопероксидации, что в свою очередь влечет лабилизацию ассоциированных с мембранами субклеточных структур энзимов: микросомальных, лизосомальных и митохондриальноых, вызывая в конечном итоге цитопатогенный эффект (Долинская С.И., 1986; Коганова З.И. и соавт., 2010; Мухамбетова Л.Х., 2004; Тиунов Л.А., 1995).

На основе мониторинга начальных проявлений интоксикации в различных социально-экономических условиях могут быть разработаны научные основы предупреждения социально-значимых нарушений здоровья населения городов с развитой химической промышленностью.

Практическая значимость работы.

По материалам долгосрочных исследований делается заключение, что пространственно-временная специфика патохимических сдвигов гомеостаза в популяциях человека в регионах с развитой химической промышленностью (в зависимости от той или иной климатической зоны), в сочетании с оценкой эпидемиологических и экологических данных может служить основой построения общей модели развития экопатологического процесса в регионах с высокой антропогенной нагрузкой и позволяет обосновать поэтапность вовлечения в патологический процесс различных систем на субклеточном, клеточном, тканевом, организменном и популяционном уровнях.

Типичные совокупные последствия хронического воздействия проявляются в основном в неспецифической, донозологической форме: повышением уровня перекисного окисления липидов и цитопатогенном эффекте, изменениями в гипофизарно-надпочечниковой системе (повышенное образование глюкокортикоидов в коре надпочечников на фоне исчерпания функциональных резервов синтеза адренокортикотропного гормона в гипофизе).

В женской популяции индустриального города происходит развитие напряженности процессов функционирования антиокислительной системы, возрастающей при контакте с вредными факторами производства.

Также зафиксированы снижение базальных уровней трийодтиронина и тестостерона и высокая вероятность развития андрогенной недостаточности и инфертильности у практически здоровых мужчин репродуктивного возраста. Выявлена высокая степень генотоксичности комплекса экологических факторов в городе с развитой химической промышленностью, сопровождаемая накоплением хромосомных мутаций в соматических и половых клетках и возрастанием онкологического риска. Полученные новые сведения являются фундаментальным вкладом в изучении вопросов поэтапного формирования экозависимой патологии.

Результаты проведенных исследований могут быть использованы при социально-гигиеническом мониторинге состояния здоровья населения в индустриальных регионах Российской Федерации.

Предложенные методы донозологической диагностики раскрывают перспективы выявления лиц, потенциально предрасположенных к той или

иной патологии в регионах, подверженных воздействию комплекса антропогенных факторов.

Полученные результаты о системном снижении мощности механизмов, обеспечивающих неспецифическую резистентность организма, служат основанием рекомендаций широкого использования алиментарных биоантиоксидантов природного происхождения для обеспечения антимутагенного и органопротекторного эффекта (оздоровление населения).

Материалы исследования включены в методические рекомендации по оценке репродуктивной функции мужчин. Методы донозологической диагностики используются в гг. Уфа, Стерлитамак и Мелеуз при метаболическом зондировании лиц, проживающих в регионах с различной антропогенной нагрузкой. Полученные результаты используются при чтении лекций по курсам «Экологическая биохимия», «Экологический мониторинг», «Экология» для студентов высших и средних учебных заведений естественнонаучного и технического профиля.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Показатели гормонального статуса гипофизарно-надпочечниковой и тироидной системы являются потенциально пригодными для прогнозирования биохимических нарушений гомеостаза у взрослого населения экологически неблагополучных городов.

2) Экологическая обстановка в городах с развитой химической промышленностью влияет на протекание свободнорадикального перекисного окисления липидов, активность лизосомальных, микросомальных и митохондриальных ферментов и функциональное состояние клеточных мембран в организме горожан.

3) В женской популяции индустриального города формируется симптомокоплекс, свидетельствующий о напряжении биохимических механизмов антиокислительной системы, нарастающего при контакте с вредными факторами производства.

4) Нарастание концентраций аллелей, способствующих образованию повышенного количества гидроксильных радикалов свидетельствует о более быстрой детоксикации ксенобиотиков.

5) Состояние клеточных и субклеточных мембранных структур является важным фактором успешной адаптации населения к неблагоприятным химическим факторам окружающей среды.

6) Существует возможность прогнозирования преморбидных состояний у детей, вызванных химическими воздействиями, по концентрации продуктов перекисного окисления липидов, молекул средней массы, ферментативной активности каталазы, ацетилэстеразы, р-галактозидазы и малатдегидрогеназы.

7) Андрогенная недостаточность, характерная для мужского населения химических промышленных центров, может быть обусловлена хроническим воздействием неблагоприятных экологических факторов.

8) Существует принципиальная возможность фитопрофилактики многокомпонентными растительными сборами преморбидных состояний, обусловленных экологически неблагоприятными воздействиями на организм жителей промышленно развитого города.

Апробация работы.

Материалы диссертации были представлены на тематическом Международном семинаре по экологическим катастрофам и учету их экономических, социальных и медицинских последствий (Уфа, 1993), конференции «Проблемы экологического мониторинга» (Уфа, 1995), конференции «Диоксины: Экологические проблемы и методы анализа» (Уфа, 1995), конференции Онкология-98 (Челябинск, 1998), конференции с международным участием«Химия и химические технологии - настоящее и будущее» (Стерлитамак, 1999), III International Congress of Pathophysiology (Lahti, 1998); Международной научно-технической конференции «Перспективы разработки и реализации региональных программ перехода к устойчивому развитию для промышленных регионов России» (Уфа, 1999), международном симпозиуме «Актуальные проблемы репродуктивного здоровья в условиях антропогенного загрязнения» (Казань, 2001), Международной научно-технической конференции «Медико-биологические и экологические проблемы здоровья человека на Севере» (Сургут, 2002), 1-й Всероссийской научной конференции с международным участием «Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье человека» (Новосибирск, 2002), Конференции биохимиков Поволжья, Урала и Западной Сибири (Оренбург. 2003); Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы химии, химической технологии и экологической безопасности» (Уфа, 2004); Конференции биохимиков Поволжья, Урала и Западной Сибири (Челябинск, 2009); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Биологический мониторинг природно-техногенных систем» (Киров, 2011), Международной научно-технической конференции «Радиоэкология» (Уфа, 2012).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 39 печатных работ, в том числе 11 в журналах Перечня ВАК и 1 монография.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 292 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы методов исследования, 5-ти глав собственных исследований, заключения, списка литературы (492 источника, из которых 316 отечественных и 176 иностранных). Работа иллюстрирована 53 таблицами и 32 рисунками.

Автор выражает признательность коллегам, с которыми были выполнены исследования: Н.А. Елисеевой, В.Р. Ибрагимову, Г.Н. Раяновой, С.Н. Петровой, В.А. Соцковой.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 1. Объекты и методы исследования

Определение активности микросомального фермента ацетилэстеразы (КФ 3.1.1.6) (300 анализов в моче и плазме) проводили по методу A.A. Покровского и А.И. Арчакова (1965). Определение активности лизосомального фермента ß-D-галактозидазы (КФ 3.2.1.23) (300 анализов в моче и плазме) проводили по методу Н. Kresse et al. (1982) в модификации JI.X. Мухамбетовой (1989). Определение активности митохондриального фермента малатдегидрогеназы (КФ 1.1.1.37) в плазме (190 исследований) осуществляли по методу R.Y. Wolge и J.B. Neilands (1956) в модификации JI.X. Мухамбетовой (1970). Определение малонового диальдегида (190 исследований) в моче проводили по методу J.A. Buege, S.D. Aust (1984), с использованием набора реактивов «Ново-фосфал» ЗАО «Вектор-Бест» -щелочной фосфатазы (КФ 3.1.3.1) (190 определений). Содержание в плазме крови молекул средней массы (190 исследований) оценивали по методу B.C. Камышникова (2000). Состояние процессов антиоксидантной защиты и свободнорадикального окисления (СРО) оценивали: 1) по выраженности показателей инициированной ионами двухвалентного железа хемилюминесценции плазмы крови (хемилюминометр XJI-003, 200 определений); 2) по уровню в плазме крови ТБК-реагирующих продуктов (110 определений) по J.A. Buege, S.D. Aust (1978); 3) по активности каталазы (КФ 1.11.1.0), определяемой по М.А. Королюк и соавт. (1988) - 300 исследований.

При изучении делеционного полиморфизма генов GSTM1 а также активности некоторых ферментов антиоксидантной системы была использована выборка из 222 женщин, проживающих в промышленных регионах Республики Башкортостан. Были обследованы женщины разных возрастов (16 - 76 лет), обратившиеся к специалисту маммологу Горполиклиники № 1 (г. Стерлитамак), а также находящиеся на лечении в специализированном отделении Республиканского онкодиспансера (г. Уфа). Активность антиокислительных ферментов в эритроцитах определяли: каталазы (КФ 1.11.1.6) - по методу О.Г. Архиповой и соавт. (1988); глютатионпероксидазы (КФ 1.11.1.9) и супероксиддисмутазы (КФ 1.15.1.1) -- по методу H.A. Терехиной и Ю.А. Петрович (1992). Анализ делеционного полиморфизма гена GSTM1 проводили на основе метода полимеразной цепной реакции ДНК с применением синтезированных олигонуклеотидных праймеров.Всего проведено 201 молекуляро-генетическое исследование и 495 исследований активности антиокислительных ферментов.

Содержание тестостерона, тироксина (Т4), трийодтиронина (ТЗ), (всего 150 исследований) определяли в 1990 г. с использованием РИА-наборов

белорусского производства (ИБОХ БАН): тестостерон - Стерон-Т-I-125-М, трийодтиронин - РИО-ТЗ-1-125-ПГ, тироксин - РИО-Т4-1-125-ПГ. Уровень АКТГ изучали с помощью РИА-набора - французского производства -Compaqnie ORIS Industrie, кортизола - «Immunotech Cortisol Ria Kit» (Греция) согласно приложенным инструкциям (всего 100 определений). Позднее, в 2004 г. при исследовании гормонов щитовидной железы (ТЗ, Т4, ТТГ) было проведено 1206 определений с использованием реактивов производства ЗАО «Алкор-Био».

В рамках проекта ROLL-2001 Института Устойчивых Сообществ (США) «Распространение опыта оценки репродуктивного риска» в 2001 -2002 г. было обследовано 957 мужчин репродуктивного возраста, проживающих в промышленных городах Республики Башкортостан. Об андрогенном статусе судили по содержанию в сыворотке крови тестостерона, определяемого с помощью стандартных наборов ЗАО «Алкор-Био» (Россия). Всего было проведено 1218 определений гормона.

В 1997 г. для изучения адаптивно значимых биохимических маркеров крови были отобраны полиморфные белковые системы, альтернативные формы которых генетически детерминированы и разграничены между собой: белки систем трансферрина, группоспецифического компонента (витамин-D-транспортирующий белок), гаптоглобина, ингибитора протеиназ, эритроцитарные изоантигены групп крови АВ0. Типизацию витамин-D-транспортирующего белка и трансферрина проводили параллельно методами изоэлектрофокусирования (использовали полиакриламидный гель). Градиент pH создавали используя иммобилины в соответствии с методиками (Gorg А. et al., 1983; Cleve Н. et al., 1982). Фенотипы ингибитора протеиназ определяли методом изоэлектрофокусирования, с применением амфолинов согласно методике (Frants RR. et al., 1978). Фенотипы гаптоглобина сыворотки крови определяли используя окрашивание бензидиновым реактивом вертикальной электрофореграммы (применяли полиакриламидный гель) (Прокоп О., Гелер В., 1991). Эритроцитарные изоантигены крови АВ0 определяли стандартным методом гемагглютинации на плоскости. Всего проведено 1350 исследований сывороточных изобелков и эритроцитарных антигенов.

При проведении исследования генотоксичности средовых факторов на основе учета мутаций в эмбриональных клетках нами за основу был взят подход, предложенный для оценки динамики мутационного процесса в зародышевых клетках (Бочков Н.П. и соавт., 1982; Бочков Н.П., Чеботарев А.Н., 1989). В основе подхода лежит учет всех патологических исходов беременностей (проспективный метод) в период 1974 - 1992 гг. С помощью специально разработанной анкеты информацию собирали методом опроса в гинекологических консультациях, акушерских стационарах и на приеме врача-генетика (всего опрошено 4502 женщины).

При осуществлении мониторинга врожденных пороков развития (ВПР) среди новорожденных (всего родилось 74577 детей) г. Стерлитамака и Стерлитамакского района за 21 год (1985 - 2005 гг.) изучалась динамика ВПР: ретроспективно по архивным материалам родовспомогательных

учреждений и прозекторской службы г. Стерлитамака. Аналогично изучалась динамика ВПР за 1974 - 1992 гг. (всего 38970 родов). Регистрацию ВПР проводили среди всех живо- и мертворожденных. Учитывали 19 форм «модельных» ВПР, по правилам Европейского регистра «EUROCAT» и методических рекомендаций, разработанных коллективом кафедры медицинской генетики Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова и Государственным комитетом санитарно-эпидемиологического надзора РФ (Бочков Н.П. и соавт., 1996; EUROCAT, 2002).

В 2004 - 2009 гг. нами было проведено исследование качества спермы -важнейшего показателя репродуктивной функции 753 мужчин, проживающих в регионе Республики Башкортостан с развитой химической промышленностью. Исследование семи показателей эякулята было выполнено сертифицированным медицинским персоналом на основе стандартных принципов соответствующего методического руководства Всемирной организации здравоохранения (1999). Аликвоты всех изученных образцов спермы были проанализированы в течение 30 - 60 минут после разжижения спермы. Были выделены ключевые параметры спермы, включавшие объем эякулята, концентрацию спермы и процент подвижности типа а + Ь. Указанные показатели считали нормальными, при превышении референтных (нормативных) величин: для концентрации спермы - свыше 20 миллионов в мл, объема спермы — 2 мл и процент подвижности а + b - 50 %, соответственно. Полученные данные группировали, классифицируя их на патологические и нормальные. Окончательный показатель «оптимального» качества спермы получали только при условии соответствия норме всех трех переменных. Всего был выполнен 5271 анализ.

Микроядерный тест проводили в соответствии с методическими рекомендациями, изложенными в работах H.H. Ильинских, И.Н. Ильинских, Е.Ф. Бочарова (1986) и М. Rosin (1992). В исследовании принимали участие женщины, проживающие в г. Стерлитамаке, с диагнозом мастопатия, до и после лечения, которое проводилось на базе кабинета маммологии ММУ «Городская поликлиника №1» в 1997 - 1998 гг. Всего обследовано 84 женщины. Проведен анализ 140640 эпителиальных клеток буккального эпителия у женщин контрольной группы и 90000 эпителиальных клеток в группе женщин до и через 1 неделю после окончания лечения препаратом «Биоторин».

Внешнесредовые воздействия на хромосомы человека изучали по А.Ф. Захарову и соавт. (1982). Анализ аберраций проводили в соответствии с общепринятыми рекомендациями, без кариотипирования (Бочков Н.П., 1971; Захаров А.Ф. и соавт., 1982). Всего проанализированы 14632 метафазы. Нами было проведено цитогенетическое обследование 113 условно здоровых жителей г. Стерлитамака в период 1997 - 2006 гг. В качестве группы условного контроля (14 человек) использована выборка жителей Гафурийского района, считающегося одним из наиболее экологически благоприятных в Республике Башкортостан.

Статистический анализ заболеваемости и смертности взрослого населения промышленного города за период 1991 - 1999 гг. проводился на основе медицинских статистических данных предоставленных Отделом

здравоохранения Администрации г. Стерлитамака. Алгоритм проведения анализа описан в работе H.A. Гаврилова, Н.С. Гавриловой (1991). Данные по заболеваемости детского населения за 2000 - 2004 гг. также предоставлены Отделом здравоохранения.

Статистическая обработка проводилась с использованием программного пакета WinPePi, пакетов прикладных программ "STATISTICA for WINDOWS V.6.0", "Statgraphics V.5.0", рассчитывали показатели описательной статистики, проводили корреляционный, регрессионный, дисперсионный и факторный анализ.

2. Состояние гипофизарно-надпочечниковой системы, андрогенного и тироидного статуса населения городов с развитой химической промышленностью

Проблема экзогенных интоксикаций имеет особую актуальность для мужчин, поскольку мужской организм весьма чувствителен к воздействию ксенобиотиков (Гончаров Н.П. и соавт., 1998; Machala М. et al., 1999). Так, адаптивные возможности систем обезвреживания чужеродных соединений у мужчин по сравнению с женщинами невелики и быстро истощаются при массированном поступлении экотоксикантов. Поэтому некоторые авторы связывают увеличение разрыва между средней продолжительности жизни у мужчин и женщин с влиянием вредных факторов окружающей среды (Измеров Н.Ф. и соавт., 2001; Rehmann К., Schramm K-W., 1999).

Для оценки состояния гипофизарно-надпочечниковой системы, андрогенного и тироидного статуса жителей городов Уфа и Стерлитамак у практически здоровых мужчин-доноров, не занятых в нефтехимическом и химическом производстве, определяли содержание АКТГ, кортизола Тз, Т4 и тестостерона в сыворотке крови (табл. 1). Обследованные мужчины имели возраст 38,6 ± 3,2 года, со средней массой тела в 76,8 ± 3,9 кг и росте 173,4 ± 4,8 см. Установлено, что в г. Уфе содержание АКТГ в 2,3 раза выше (Р < 0,05) уровней данного показателя, не выходящих за пределы физиологической нормы, чем в г. Стерлитамаке. Содержание кортизола у жителей г. Стерлитамака в 1,6 раза выше (Р < 0,05) соответствующих значений в г.Уфе (также не выходящих за пределы физиологической нормы). Отмеченные повышенные уровни АКТГ и кортизола находятся на верхней границе среднепопуляционных нормальных значений.

Концентрация Тз в сыворотке мужчин-доноров из г. Уфы была несколько ниже нормы, но в 1,9 раза выше чем в г.Стерлитамаке (Р < 0 ,05). У обследованных жителей г. Стерлитамака уровень Тз ниже среднепопуляционных значений нормы примерно в 3 раза (Р < 0,05). Данное обстоятельство свидетельствует о тенденции гипотироза.

Было установлено, что содержание Т4 в сыворотке доноров-жителей г. Уфы в 2,4 раза выше значений нормы и примерно настолько же выше уровней данного гормона в г. Стерлитамаке. Наблюдаемая в 1990 г. тенденция - снижение уровней Тз — характерна для населения обоих городов, при этом отмечена особенность: стимуляция образования Т4 у жителей г. Уфы.

Таблица 1.

Содержание андрогенных и тироидных гормонов в сыворотке крови мужчин гг. Уфа и Стерлитамак в 1990 г._

Показатель, (нмоль/л) Средние уровни М ± шх

Стерлитамак (п = 25) Уфа (п = 25) Нормативные показатели (РИА-метод)

АКТГ 15,54 ± 3,65 34,9 ±3,15* 24,6 ± 8,2'

Кортизол 616,5 ± 108,5* 390,0 ± 53,3 470±170'

ТЗ 0,55 ±0,10** 1,00 ±0,10* 1,17-2, 182

Т4 94,7 ±25,1 237,8 ±34,5*** 62-1412

Тестостерон 11,9 ±2,3** 12,6 ±2,4* 17,3-27,73

Примечание: различия показателей при сравнении выборок доноров - жителей гг.Уфы и Стерлитамака: * - Р < 0,05; ** - Р < 0,01; *** - Р < 0,001; использованы нормативные справочные данные: 1 - (Чиркин A.A., Окороков А.Н., Гончарик И.И., 1994); 2 - (Инькова А.Н., 2003); 3 - (Куцарев И.П., 2003).

По нашим данным, содержание основного полового гормона -тестостерона у обследованных жителей Уфы и Стерлитамака было почти в 2 раза меньше среднепопуляционного уровня (табл. 1). Данное обстоятельство позволило нам сделать предположение о существовании андрогенной недостаточности у практически здоровых мужчин репродуктивного возраста, проживающих в городах Республики Башкортостан с развитой химической промышленностью. По-видимому, указанные изменения в гипофизарно-надпочечниковой системе отражают тенденции адаптационных реакций организма человека в условиях хронического химического стресса. Повышенное содержание АКТГ у жителей г. Уфы (на фоне близких к норме уровней кортизола) свидетельствует о развитии напряжения на гипофизарном уровне, что можно интерпретировать как формирование начальной адаптационной стадии «тревоги».

Изменения в гормональном балансе населения г. Стерлитамака свидетельствуют о тенденции развития напряжения в системе «гипофиз-надпочечники». Они выражаются, по-видимому, в развитии стрессорной реакции «резистентности» и, как следствие, приводят к повышенному образованию глюкокортикоидов в коре надпочечников на фоне исчерпания функциональных резервов синтеза АКТГ в гипофизе, а также снижению базальных уровней трийодтиронина и тестостерона.

Учитывая полученные результаты, нами было проведено дополнительное эколого-популяционное изучение мужской репродуктивной системы (оценивался только андрогенный статус) в ряде городов Республики Башкортостан (Галимов Ш.Н. и соавт., 2002). В рамках проекта ЯОЬЬ-2001 Института Устойчивых сообществ (США) «Распространение опыта оценки репродуктивного риска» на добровольной основе (с письменного согласия), было обследовано 957 мужчин репродуктивного возраста, проживающих в промышленных центрах Башкортостана - городах Уфа, Стерлитамак, Салават и Туймазы. В группу наблюдения вошли лица, имеющие сходные показатели социального положения, состояния здоровья, материально-бытовых условий, одинаковым качеством медицинской помощи и не менее 3 лет проживающие в данном районе. О состоянии андрогенного статуса судили по содержанию в сыворотке крови тестостерона. Возраст обследованных мужчин составил 32,4 ± 2,9 года при массе тела в среднем 76,1 ± 3,7 кг и росте 174,8 ± 5,1 см., т.е. указанные параметры обследованных соответствовали физиологической норме.

Определение базальных уровней тестостерона в рамках данного исследования у мужчин в индустриальных городах Республики Башкортостан позволило выявить ряд особенностей распределения концентраций гормона в изученных выборках. Так, в ходе исследования установлена тенденция снижения относительно базальных уровней содержания тестостерона в сыворотке крови (гипоандрогенемия), характерная как для всего обследованного контингента, так и для выборок нескольких городов (табл. 2).

В таблице 3 представлены средние значения концентраций тестостерона в сыворотке крови мужчин в городах с химической промышленностью. У мужчин, проживающих в гг. Уфа и Стерлитамак обнаружены наиболее низкие уровни тестостерона, статистически значимо отличающихся от таковых у мужчин, проживающих в гг. Салават и Туймазы.

Таблица 2.

Концентрация тестостерона в крови и средний возраст мужчин в различных

Объект п Средний возраст, годы Тестостерон, нмоль/л

норма 12-30

г.Уфа 624 33,9 ±4,1 11,7 ±0,2

г.Стерлитамак 187 34,9 ± 4,8 9,5 ± 0,3

г.Салават 53 30,6 ± 2,4 13,4 ± 1,0**

г.Туймазы 93 30,8 ±3,7 15,5 ±0,6***

Всего 957 32,4 ± 2,9 11,1 ±0,2

Примечание: - различия показателей при сравнении выборок обследованных из гг.Уфы и Стерлитамака: * - Р < 0,05; ** - Р < 0,01; *** - Р < 0,001.

У 57 % обследованных мужчин содержание общего тестостерона в крови было ниже 12 нмоль/л., что является свидетельством абсолютного

андрогенного дефицита. В г. Туймазы доля лиц с признаками андрогенной недостаточности составила 30 %, а в г. Стерлитамаке она составила 76 %.

Эти результаты заметно расходятся с данными полученными А. Уегшеи1еп (1998), которой отметил наличие признаков абсолютного андрогенного дефицита примерно у 1 % выборки западноевропейских мужчин аналогичной возрастной группы. Ретроспективный анализ содержания андрогенов (табл. 1 - 3) свидетельствует о сохранении андрогенной недостаточности с 1990-х годов по 2002 г. В двух наиболее крупных городах республики — Уфа и Стерлитамак у мужчин низкие уровни тестостерона у мужчин не изменялись в течение данного периода.

Для большинства обследованных лиц (57%) характерен абсолютный андрогенный дефицит, т.е. уровень общего тестостерона в сыворотке крови ниже 12 нмоль/л. Степень абсолютной андрогенной недостаточности колеблется от 30% в относительно благополучных Туймазах до 76% в Стерлитамаке, что значительно отличается от результатов известного исследования А. Уегшеи1еп (1998), обнаружившего признаки абсолютного андрогенного дефицита лишь у 1% здоровых мужчин данной возрастной группы (20—40 лет).

Таблица 3.

Распределение мужчин по отношению к сниженным, нормальным и

повышенным концентрациям тестостерона в сыворотке крови

Город Число Концентрация тестостерона, нмоль/л Итого

мужчин <12 20-30 >30

Уфа п 350 268 6 624

% 56 43 1 100

Стерлитамак п 143 44 0 187

% 76 24 0 100

Сапават п 25 27 1 53

% 47 51 2 100

Туймазы п 28 62 3 93

% 30 67 3 100

Всего п 546 401 10 957

% 57 42 1 100

Полученные показатели гормонального статуса у мужского населения городов Республики Башкортостан отражают тенденции адаптационных реакций и указывают на высокую вероятность развития у обследованных отклонений от физиологической нормы репродуктивной системы.

Таким образом, функциональные компенсаторные резервы человека не могут справляться с существующей антропогенной нагрузкой, что приводит к дезорганизации адаптационных механизмов. Репродуктивная система при этом оказывается одной из наиболее уязвимых и наименее защищенных систем в организме.

Именно по этой причине рядом авторов (Измеров Н.Ф. и соавт., 2001; ВЬаэт БЬ., 2007; Н^сЫавз А. е1 а1., 2008) предложено использовать оценку

состояния репродуктивного здоровья человека в качестве чувствительного индикатора экологического неблагополучия.

Тироидные дисфункции - одна из важных проблем профилактического здравоохранения. Они широко распространены в Республике Башкортостан. Актуальность данного вопроса обусловлена также тем обстоятельством, что жители современных промышленных центров подвержены влиянию неблагоприятных экологических факторов. Следует отметить, что субклиническая тироидная дисфункция (СТД) определяется, в основном, биохимическими параметрами.

Главный показатель, характеризующий СТД, — уровень тиротропного гормона. Распространенность СТД варьирует в достаточно широких пределах и встречается у 0,5 - 10 % лиц в общей популяции и у 7 - 26 % пожилых людей. Следует отметить, что распространенность СТД зависит от потребления йода в исследуемом регионе (Hollowell J.G., 2002; Canaris G.J., Manowitz N.R., Mayor G., Ridgway E.C., 2000).

Нами проведена оценка тироидной функции населения промышленного города (на примере города Стерлитамака). Методом иммуноферментного анализа были проанализированы 3 основных показателя функции щитовидной железы (Тз, Т», ТТГ) у 406 жителей города. Полученные результаты представлены в таблице 4. Средний возраст исследуемых женщин составил 39,12 ± 0,84 лет, а возраст мужчин - 35,78 ± 1,86 лет. Из общего числа обследованных мужчин - 13,7%, женщин - 86,3%. Это объясняется тем, что заболевания щитовидной железы у взрослых чаще развиваются в возрасте от 30 до 60 лет, причём 80% больных составляют женщины (Галеев М.А. и соавт., 1981; Келлер A.A., Кувакин В.И., 1998).

Оценку функционального состояния щитовидной железы проводили с учетом референтных величин показателей, опубликованных в справочных изданиях, а также рекомендованных производителем реактивов. Так, у здоровых людей уровень Т3 колеблется в пределах 0,8 - 2,0 нг/мл или 1,2 -3,08 нмоль/л.; в норме уровень Т4 варьирует от 80 до 120 нг/мл или от 50 до 155 нмоль/л. Референтные величины ТТГ составляют - 0,3 - 4,0 мкЕд/мл (Каталог ЗАО «Вектор - Бест», 2002).

Таблица 4.

Уровень гормонов щитовидной железы в сыворотке крови жителей г. Стерлитамака_

п M ± m»

Возраст, лет I Тз,нмоль/л I Т4, нмоль/л 1 ТТГ, мкЕд/л

Мужчины

49 5,78 ± 1,86 1 2,27 ± 0,32 1 114,70 ±9,89 I 1,82 ±0,41*

Женщины

357 39,12 ±0,84 1 2,26 ±0,11 1 114,94 ± 3,76 1 3,10 ±0,28

Примечание: достоверность различий *-Р <0,05;**-Р <0,001.

Было установлено, что содержание Тз в сыворотке крови у женщин и мужчин примерно одинаково (Р > 0,05) и составляет соответственно 2,26 ± 0,11 нмоль/л и 2,27 ± 0,32 нмоль/л (табл. 4).

Также совпадает количественное содержание Т», у женщин 114,94 ± 3,76 нмоль/л, а у мужчин - 114,70 ± 9,89 нмоль/л (Р > 0,05). Обнаружены достоверные различия содержания ТТГ (Р < 0,05) у женщин - 3,10 ± 0,28 мкЕд/л и мужчин - 1,82 ± 0,41 мкЕд/л. Данное обстоятельство свидетельствует о возможном половом различии в чувствительности к экотоксикологическому фактору. Из обследованных 357 женщин у 53 (14,9%) содержание Тз в сыворотке крови превышает норму, а у 37 (10,4%) ниже нормы (табл. 5).

Таким образом, 25,2% обследованных женщин имеют отклонения в функциональном состоянии щитовидной железы: из них у 14,9% отмечается тенденция гипертироза, а у 10,4% - гипотироза; у 74,8% женщин концентрация Тз в норме. У мужчин повышенное содержание гормона обнаружено у 7 человек (14,9%), у 8 человек (17,0%) - понижено; у 68,1% содержание Тз соответствовало физиологической норме.

Таблица 5.

Содержание Тз в исследованных группах_

№ гр,- пы п Результаты анализа, нмоль/л Стандартное значение, нмоль/л

Для реактивов ЗАО «Вектор-Бест» Для реактивов ЗАО «Алкор-био» Справочные данные1 Региональные нормы2

Мужчины

1 7 0,67 ± 0,09 < 1,2 < 1,0 < 1,08 < 1,63

2 32 1,79 ±0,08 1,2-3,08 1,0-2,8 1,08-3,14 1,63-3,15

3 8 5,83 ± 1,76 >3,08 >2,8 >3,14 >3,15

Женщины

1 37 0,74 ± 0,04 < 1Д < 1,0 < 1,08 < 1,68

2 267 1,80 ±0,02 1,2-3,08 1,0-2,8 1,08-3,14 1,89-2,02

3 53 5,67 ± 0,53 >3,08 >2,8 >3,14 >2,02

Примечание: - 1 (Меньшиков В.В., 1997); - 2 (Гильманов А.Ж. и соавт., 2000)

При исследовании Т4 (табл. 6) было установлено, что содержание Т4 в норме у 78,9% женщин и у 59,5% мужчин. У 21,8% женщин и 40,5% мужчин концентрации гормона выходят за границы референтных значений. Гипертироз отмечается у 14,1% женщин (51 человек) и 23,4% мужчин (11 человек), а гипотироз - у 7,7% (28) женщин и 12,8% (7) мужчин.

Как было отмечено выше, среднее содержание ТТГ в сыворотке крови обследованных женщин - 3,10 ± 0,28 мкЕд/л. Известно, что такой уровень ТТГ в сыворотке крови женщин соответствует норме, однако, следует отметить, что он приближен к максимальному значению нормы. У мужчин среднее значение ТТГ соответствует норме.

Нормальный уровень ТТГ в сыворотке установлен у 75,5% мужчин и у 70,6%, женщин (табл. 7). Снижение уровня ТТГ (тенденция гипертироза) наблюдалось у 9,2% женщин (33 человека) и у 15,2% мужчин (7 человек).

Таблица 6.

Содержание Т4 в исследуемых группах_

№ гр-пы п Результаты анализа, нмоль/л Стандартное значение, нмоль/л

Для реактивов ЗАО «Вектор-Бест» Для реактивов ЗАО «Алкор-био» Справочные данные' Региональные нормы2

Мужчины

1 6 34,46 ± 3,45 <55 <54 <59 <98,6

2 25 100,84 ±7,16 55-150 54-156 59-135 98,6-127,8

3 11 212,51 ± 18,35 > 150 > 156 > 135 > 127,8

Женщины

1 26 39,19 ±3,45 <55 <54 <71 < 83,96

2 286 99,23 ± 1,59 55-150 54-156 71 - 142 83,96 - 94,32

3 51 241,19 ± 14,75 > 150 > 156 > 142 > 94,32

Примечание: - 1 (Меньшиков В.В., 1997); - 2 (Гильманов А.Ж. и соавт., 2000)

Повышенный уровень ТТГ (гипотироз) отмечался у 21,45% женщин (77 человек) и у 10,9% мужчин (7 человек). Из всех 405 обследованных лиц у 83 (20,3%) концентрация содержания ТТГ в сыворотке крови превышает норму, а у 40 (9,9%) человек - ниже нормы.

Таблица 7.

Содержание ТТГ в исследуемых группах_

№ гр.-пы п Результаты анализа, мкЕд/л Стандартное значение, мкЕд/л

Для реактивов ЗАО «Вектор-Бест» Для реактивов ЗАО «Алкор-био» Справочные данные1 Региональные нормы2

Мужчины

1 7 0,11 ±0,04 <0,3 <0,23 <0,4 <0,9

2 34 1,14 ±0,12 0,3-4,0 0,23 - 3,4 0,4-4,2 0,9- 1,22

3 5 9,13 ±2,01 >4,0 >3,4 >4,2 > 1,22

Женщины

1 33 0,06 ±0,01 <0,3 <0,23 <0,4 <3,4

2 249 1,31 ±0,05 0,3-4,0 0,23-3,4 0,4-4,2 3,4 - 5,79

3 77 10,15 ±0,09 >4,0 >3,4 >4,2 >5,79

Примечание: - 1 (Меньшиков В.В., 1997); - 2 (Гильманов А.Ж. и соавт., 2000)

На основании проведенного исследования, нами предложены следующие региональные лабораторные нормативы для оценки тироидной функции населения г. Стерлитамака (реактивы ЗАО «Алкор-био»): ТТГ -1,23 ± 0,09 мкЕд/л, Т4 - 100,04 ± 4,36 нмоль/л, Т3 - 1,80 ± 0,50 нмоль/л. Данные показатели устанавливались путем выборки и усреднения всех укладывающихся в референтные границы значений показателей (Тз, Т4, ТТГ).

Таким образом, проведенное исследование свидетельствует о нарушении функциональной активности щитовидной железы примерно у 30% обследованных лиц. При этом две трети выявленных отклонений отражают тенденцию гипотироза, что обусловлено, по-видимому, влиянием алиментарной недостаточности йода и тиротоксическим действием химических факторов окружающей среды.

3. Биохимические показатели дезадаптации детей младшего школьного возраста в условиях города с развитой химической промышленностью

Изучение интенсивности XJI плазмы крови показало, что у детей, проживающих в зоне антропотехногенного загрязнения, интенсивность СРО существенно повышена, при параллельном снижении антиоксидантной защиты (табл. 8). Так, у детей опытной группы статистически значимо (Р<0,001) по сравнению с контрольной группой возрастает Ucn. (на 185,5 %), которая отражает скорость процессов СРО в плазме крови. Одновременно наблюдается значительный (на 133,8 %) прирост h, возникающей после добавления в инкубационную среду ионов Fe2+ как инициатора окисления. Эта реакция характеризует суммарное содержание перекисных соединений в биоматериале.

Таблица 8.

Показатели Ре2+-индуцированной хемилюминесценции плазмы крови у детей из районов с различной антропотехногенной нагрузкой (в условных единицах)

Группы детей п Спошанная свешмостъ, Ucn. Латентный период, R, (сек.) Амплгаупа быстрой вспышки, h (условных единиц) Максимальная ачплтуда, U макс, (условных единиц) Светосумма, SFe, условных ециниц/мин

Контрольная 18 0,9 ±0,1 17,2 ±0,5 5,3 ± 0,4 1,8 ±0,1 3,8 ±0,1

Основная 22 1,7±0,1*** 16,0 ±0,3* 7,4±0,4*** 2,1 ±0,1 6,0±03***

После инициирования СРО ионами Ре2+ светосумма ХЛ в плазме крови у детей опытной группы повышена более чем в 1,5 раза. В данной группе также на 7,0 % снизился, относительно контрольной (п. Шахтау),

показатель быстрой вспышки, характеризующий параметры антиокислительной защиты после инициации окислительных реакций - R.

Для характеристики адаптационных процессов в системе «СРО — антиоксиданты», с учетом имеющихся литературных данных, были рассмотрены соотношения следующих интегральных показателей ХЛ: светосуммы свечения (SFe) и латентного периода (R).

При этом некоторые авторы выделяют три основных стадии метаболических адаптационных процессов: 1) компенсации (характеризуется активацией как окислительных, так и антиокислительных процессов и сохранением физиологического уровня соотношения этих процессов; 2) напряжения (определяется разнонаправленностью изменений процессов окисления и антиокисления); 3) перенапряжения (характеризуется срывом или ослаблением окисления и антиокисления вплоть до прекращения) (Егорова H.H., 2006; Фархутдинов P.P., Лиховских В.А., 1995).

Анализ индивидуальных соотношений показателей ХЛ (SFe и R) дал возможность вычленить ряд стадий метаболической адаптации в соответствии с вышеприведенными рекомендациями. В контрольной группе у 11,1 % школьников от общего числа обследованных процессы адаптации характеризовались как состояние напряжения (характеризуется разнонаправленностью изменений СРО и антиокисления); у остальных детей из контрольной группы данные процессы оценивались как стадия компенсации без превышения относительно нормативных значений как величин SFe, так и R. В то же время среди школьников из опытной группы 31,8 % детей находились в состоянии напряжения адаптивных реакций, что в 2,9 раза превышает долю аналогичных показателей в контрольной группе. У остальных (68,2 %) детей из опытной группы показатели ХЛ характеризовались стадиями компенсации: у 40,9 %: SFe и R варьировали в границах физиологической нормы, а у 27,3 % наблюдалось повышение уровней как SFe, так и R.

На основе оценки интенсивности процессов СРО по параметрам ХЛ В.Н. Ракитским и Т.В. Юдиной (2006) была предложена методика оценки протекания адаптивных реакций у детей при воздействии антропогенных факторов окружающей среды. Обобщив результаты многолетних исследований, авторы предложили следующие показатели: 1) индекс радикапообразования (А): А = UMaKc/Ucn; 2) уровень радикальной защиты (В), представляющий собой соотношение временных показателей: В = IV Тг, где Ti— это время достижения максимальной амплитуды (имакс) и Тг - временной интервал за который происходит снижение максимальной амплитуды в два раза, соответственно; 3) коэффициент (К), используемый в качестве критерия антиокислительного баланса: К = В/А. О преобладании процессов радикалообразования и нарушении антиокислительного баланса (приводящих к возникновению функциональных нарушений) свидетельствуют значения коэффициента К меньше 1,0.

Анализ данных (табл. 9) свидетельствует о том, что индексы (А) радикалообразования в опытной и контрольной группах детей практически

не отличаются. Но при этом уровень антирадикальной защиты (В) у детей контрольного района в 1,9 раза выше (Р < 0,001) аналогичного показателя у детей контрольной группы - 5,3 ± 0,4 сек. против 2,8 ± 0,2 сек., соответственно.

Таблица 9.

Показатели антирадикального баланса у детей, подвергающихся постоянному воздействию антропогенных факторов индустриального города

Группы детей п ИвдекеА Время Т1, сек Время Т2, сек. Уровень В Индекс К

Основная 22 4,58 ±0,22 9,90 ±0,14 ЗД)±0,18*** 2,82 ± 0,16*** 0,61 ±0,04*

Контрольная 18 5,05 ±0,26 10,60 ±0,14 2,00 ±0,16 5,30 ± 0,39 1,05 ±0,07

Аналогично происходит изменение антирадикального баланса. Показатель антиокислительного баланса (коэффициент К) у школьников контрольной группы составил 1,05 ± 0,07, в то время как в опытной группе всего 0,61 ± 0,04 (Р < 0,001).

Таким образом, анализ количественных показателей антирадикального баланса показал его снижение у детей опытной группы (г. Стерлитамак) по сравнению со школьниками из контрольной группы. Более трети (36,4 %) обследованных детей г. Стерлитамака характеризовались низкими значениями показателя антирадикального баланса (К < 0,5), что свидетельствует об интенсификации процессов СРО на фоне крайней разобщенности антиокислительной системы в организме. Результаты проведенного исследования, хорошо согласуются с результатами работы по оценке окислительно-антиокислительных процессов биосред организма при гигиенической диагностике химических факторов, выполненной H.H. Егоровой (1999, 2006).

В ходе биохимических исследований также проводилось определение состояния свободнорадикального окисления. Оценка интенсивности перекисного окисления липидов осуществлялась по содержанию в плазме крови ТБК-реагирующих продуктов (малонового диальдегида); антиоксидантной защиты - по активности каталазы как одного из наиболее мощных энзимов антиокислительной системы (табл. 10).

Сравниваемые группы детей достоверно (Р < 0,001) отличаются по обоим изученным показателям. Так, у детей из промышленной зоны в крови образуется больше промежуточных продуктов ПОЛ при одновременном возрастании активности каталазы (табл. 10). Но по степени активации ПОЛ и фермента антиокислительной защиты имеются отличия: уровень ТБК-продуктов повышен относительно контроля на 177 %, тогда как активность каталазы - лишь на 120 %. Анализ изучаемых показателей, при сопоставлении с референтными границами не выявил детей в контрольной группе с увеличенным содержанием ТБК—продуктов (более 2,2 нг/мл) и одновременным повышением активности каталазы (более 22,0 мкат/л). Доля

детей с более высоким уровнем ТБК-продуктов и нормальной активностью каталазы составила 6,7 %; школьников с пониженным содержанием ТБК-продуктов (менее 0,8 нг/мл) и пониженной активностью каталазы (менее 12,2 мкат/л) в контрольной группе не было. Таким образом, лишь у 6,7 % детей контрольной группы стадию адаптационных процессов по изучаемым показателям можно оценивать, как состояние напряжения. Соответственно подавляющее большинство детей контрольной группы находились в состоянии компенсации.

Таблица 10.

Уровень ТБК-реагирующих продуктов и активность каталазы в плазме крови у детей основной и контрольной группы

Группы детей п Мапоновый диальдегид, нг/мл Каталаза, мкат/л

Основная 80 2,6 ±0,1*** 20,8 ± 0,4***

Контрольная 30 1,5 ±0,1 17,3 ±0,5

Примечание: *** - Р < 0,001

Также установлено, что в г. Стерлитамаке у 57,5 % обследованных школьников младших классов границы референтных значений (свыше 2,2 нг/мл) в плазме крови для ТБК-продуктов превышены. У части детей этой когорты (20 %) при этом наблюдалось повышение (свыше 20 мкат/л) ферментной активности каталазы. У остальной части детей (37,5 %) из данной выборки активность этого энзима была в пределах референтных границ и ниже.

Таким образом, у 37,5 % обследованных детей из опытной группы (г. Стерлитамак) наблюдалась фаза напряжения адаптационных процессов. У детей из остальной части данной когорты (т.е. у 63 %) наблюдалось состояние компенсации адаптационных механизмов, причем из числа этих детей у 20 % компенсация происходила за счет активации антиоксидантной системы Нарушение антирадикального баланса в растущем организме может оказывать неблагоприятное воздействие на состояние биологических мембран, на течение энергетических и анаболических процессов, на рост, развитие и функционирование различных органов и систем организма и, в конечном итоге, на заболеваемость детского населения (Покшубина Е.В, 1999; Сабирова З.Ф. и соавт., 2004; Фархутдинов P.P., Лиховских В.А.,1995)

Ключевое значение при оценке предпатологических изменений при воздействии экотоксических факторов на организм в целом (а также на органном, клеточном и субклеточном уровнях) придается их влиянию на мембранные структуры: может происходить лабилизация субклеточных мембран и выход структурированных в органеллах и мембраносвязанных молекул ферментов в межклеточное пространство и кровяное русло.

Цель нижеописанного этапа исследования заключалась в определении активности ряда ферментов субклеточной локализации в плазме крови и моче детей младшего школьного возраста, проживающих в городе с развитой химической промышленностью, как предикторов цитопатогенного эффекта при действии агрессивных химических факторов окружающей среды. Специфичность локализации выбранных энзимов позволяет оценить состояние мембран на уровне таких субклеточных структур как, лизосомы, микросомы, митохондрии.

Нами были проведены исследования в плазме крови активности малатдегидрогеназы (МДГ, КФ 1.1.1.37), щелочной фосфатазы (ЩФ, КФ 3.1.3.1), в моче ацетилэстеразы (АЭ, КФ 3.1.1.6) и р-галактозидазы (КФ 3.2.1.23) в основной и контрольной группах детей. Установлено, что активность свободной МДГ - маркерного фермента матрикса митохондрий -у детей г. Стерлитамака превышала контрольные значения более чем в 1,5 раза, в то время как в контрольной группе значения этого показателя оставались в пределах нормы (табл. 11).

Полученные результаты свидетельствуют об увеличении проницаемости и дестабилизации мембран митохондрий с выходом МДГ в кровь, а также о нарушении общих катаболических процессов энергопродукции в митохондриальном матриксе, с вовлечением реакций цикла лимонной кислоты (Меркурьева Р.В. и соавт., 1985; Мухамбетова Л.Х., 2004).

Таблица 11.

Активность малатдегидрогеназы и щелочной фосфатазы в плазме крови детей основной и контрольной групп

Показатели Группы детей 1* Р

Контрольная (п=30) Основная (п=80)

Малатдегидрогеназа, мкмоль/мл/мин 0,45 ±0,01 0,76 ± 0,01 17,22 <0,001

Щелочная фосфатаза, мккат/л 3,7 ± 0,2 5,0 ± 0,2 5,37 <0,001

Также установлено статистически достоверное (Р < 0,001) увеличение в 1,4 раза активности в плазме крови ЩФ - маркерного фермента мембран эндоплазматического ретикулума (микросом) в основной группе детей относительно контрольной. Чаще всего активация данного энзима в крови отражает нарушения целостности гепатоцитов и функционального статуса гепатобилиарной системы (Долинская С.И., 1986). Таким образом, повышенный уровень активности ЩФ в плазме крови («выход» в биосреды фермента, структурированного в мембраны) отражает процессы дестабилизации эндоплазматических мембран, приводящие к развитию неспецифического цитопатогенного эффекта, с вовлечением в

патологический процесс мембранных структур специализированных клеток -гепатоцитов и, в конечном счете, основного органа осуществляющего детоксикацию ксенобиотиков - печени.

Одновременно, в тех же группах детей в моче определяли показатели активности ацетилэстеразы и (З-галактозидазы (таблица 12). Уровни активности данных энзимов мочи в основной группе детей были достоверно выше аналогичных показателей в контрольной группе. Повышение в моче ферментативной активности маркерного фермента микросомальной фракции - АЭ у детей основной группы, по сравнению с показателями контрольной группы, а также с верхней границей нормы (15 - 25 нмоль/мл/мин) (Меркурьева Р.В. и соавт., 1985), свидетельствует о структурной дестабилизации мембран микросом, и, вероятно, является свидетельством индукции процессов микросомальных окислительных реакций в почечной ткани.

Также было установлено, что у подавляющего числа детей (95%), проживающих индустриальном городе был превышен верхний предел нормативных колебаний активности АЭ в моче; доля детей с превышением границы нормы данного показателя в группе контроля составила 30%. Статистический анализ активности ацетилэстеразы в основной группе детей (г. Стерлитамак) показал почти 2-х кратное превышение верхнего значения референтной нормы по показателю медианы, что может свидетельствовать о лабилизации микросомальных мембран клеток тубулярного эпителия нефрона и «выходе» в цитозоль и в мочу структурированного в микросомальные мембраны фермента, а также об активации микросомального окисления, вызываемого гидрофильными ксенобиотиками.

На наш взгляд двукратное повышение активности АЭ в основной группе детей по сравнению с верхней границей номы обусловлено хроническим неблагоприятным воздействием факторов среды промышленного города. Это воздействие, по-видимому, в меньшей степени выражено в контрольном (пригородном) районе. В целом, высокие уровни свободной активности АЭ в моче детей, свидетельствуют о выраженной нагрузке ксенобиотиками на детский организм, а также о возможном нефротоксическом действии факторов городской среды (индукция микросомальных ферментов).

Таблица 12.

Активность ацетилэстеразы и р-галактозидазы в моче детей основного и контрольного районов, нмоль/мл/мин

Показатели Группы детей Р

Контрольная (п = 30) основная (п = 80)

Ацетилэстераза 30,5 ± 1,8 49,3 ± 1,7 2,46 <0,02

(^-галактозидаза 2,22 ±0,10 2,55 ± 0,07 2,69 <0,01

Описанные сдвиги биохимических показателей свидетельствуют о хроническом неблагоприятном нефротоксическом воздействии антропогенных факторов. В пользу данного заключения свидетельствует повышенное содержание молекул средней массы в крови и частое выявление нефропатологии во всех возрастных когортах популяции г. Стерлитамака, особенно в группах жителей проживающих в селитебной зоне, расположенной вблизи северной промышленной зоны (Даутов Ф.Ф., и соавт., 2002). Молекулы средней массы являются белковыми токсинами и представляют собой продукты деградации белков с молекулярной массой 300 - 5000 Д. Они отвечают за возникновение местных патологических эффектов эндогенной интоксикации при возникновении многих видов патологий, например, при почечной недостаточности (Габриэлян Н.И., Липатова В.И., 1984; Карякина Е.В., Белова C.B., 2004).

В моче у детей, проживающих в зоне воздействия химического комплекса г. Стерлитамака установлено повышение активности и другого фермента матрикса лизосом ß-галактозидазы. Это подтверждает заключение деструктивном действии антропогенных факторов на биомембраны, которое было установлено в результате исследования активности ацетилэстеразы. Повышенная активность фермента объясняется лабилизацией лизосомальных мембран тубулярного эпителия почек (Бабаева Н.И и соавт., 1991;. Yoshida M. et al., 1989) и поступлением ферментов во вторичную мочу в результате хронического воздействия агрессивных химических факторов, активирующих процессы СРО в различных тканях.

Таким образом, для оценки нефротоксического действия антропогенных факторов среды индустриального города целесообразно определять в моче свободную активность ацетилэстеразы и ß-галактозидазы. Молекулы ферментов высвобождаются из соответствующих органелл в результате лабилизации мембран микросом и лизосом, соответственно.

К характерным особенностям метаболических изменений можно также отнести сдвиги исследованных биохимических параметров неспецифической резистентности на фоне повышенной выработки активных форм кислорода и других радикалов, усиления прооксидантной активности, образования продуктов липопероксидации при дисбалансе антирадикальной защиты.

Также повышается вероятность дестабилизации и увеличения проницаемости биомембран с, нарушением их структурно-функциональной организации, что может приводить к «выходу» во внеклеточное пространство и биосреды (моча, кровь) крупных белковых молекул, например, энзимов, локализованных в таких субклеточных структурах как эндоплазматический ретикулум (микросомы), лизосомы и митохондрии.

Несомненно, что при этом важнейшие органы выделения и детоксикации ксенобиотиков (почки и печень) подвергаются и наибольшему воздействию. О негативном влиянии антропогенных факторов окружающей среды на органы выделения свидетельствуют повышенные уровни содержания молекул средней массы в периферической крови и активизация в моче ацетилэстеразы и ß-галактозидазы - энзимов тубулярного эпителия

нефрона. Об аналогичном действии на печень свидетельствует повышение в плазме крови активности щелочной фосфатазы (Савин В.П., Сетко Н.П.,1996)

Таким образом, у детей, проживающих в условиях высокой антропогенной нагрузки, создаются условия для повреждения биомембран, нарушения их естественной микроархитектоники и функциональных характеристик с повышенным «выходом» во внеклеточное пространство ферментов субклеточных структур. В плазме крови у детей происходит повышение активности малатдегидрогеназы (маркерный фермент митохондрий) и щелочной фосфатазы (индикаторный энзим микросом и показатель экскреторной функции гепатоцитов) при одновременном увеличении активности в моче ацетилэстеразы и ß-галактозидазы, что свидетельствует о лабилизации мембран соответствующих субклеточных структур и приводит к развитию цитопатогенного эффекта.

Учитывая вышеизложенное, следующий этап исследования был проведен для оценки адаптационных возможностей организма детей по динамике указанных выше биохимических показателей неспецифической резистентности на фоне фитотерапевтической коррекции донозологических проявлений (Голощапов А.П., Камилов Ф.Х., Соцкова В.А., 2010; 2011).

Для метаболической коррекции выявленных преморбидных состояний среди детей основной группы использовали фиточай «Солнышко» производства ООО «Травы Башкирии», разработанный к.б.н. М.В. Гордеевым.

В состав фитосбора «Солнышко» входят цветы тысячелистника, листья крапивы; ромашки, трава душицы; зверобоя, эхинацеи, плоды шиповника; укропа, корни и корневища солодки. Лекарственные растения, входящие в сбор «Солнышко», включены в фармакопеи России и СССР (Никитина Т.Н., Насыров Х.М., 1993). Основная группа детей (г. Стерлитамак) принимала травяной сбор «Солнышко» (по 150 - 200 мл. 2 % водного настоя в день) в течение трех месяцев зимне-весеннего периода. В ходе изучения профилактического эффекта приема травного сбора, с информированного согласия родителей, проводили повторное исследование. В ходе изучения профилактического эффекта приема травного сбора «Солнышко» установлено (табл. 13, 14), что наблюдаются сдвиги ряда биохимических показателей в плазме крови обследованных детей основной группы. У них отмечены достоверное снижение уровней: на 12 % - ТБК- активных соединений (промежуточный продукт перекисного окисления липидов); на 40 % - молекул средней массы; на 22 % - угнетение активности антиоксидантного энзима каталазы.

Тем не менее, в основной группе после профилактического приема фиточая уровень молекул средней массы (маркер эндогенной интоксикации) был существенно уровня аналогичного показателя детей контрольного района. Сходная тенденция характерна и для ТБК-активных продуктов -показателя интенсивности процессов липопероксидации. При этом активность каталазы снижалась до уровней контрольной группы

соответствовала физиологической норме, что свидетельствует о тенденции стабилизации мембранного аппарата гепатоцитов.

Таблица 13.

Влияние профилактического приема фитосбора «Солнышко» на некоторые биохимических показатели плазмы крови детей г. Стерлитамака

Группы Показатели

Малоновый диальдегид, нг/мл Молекулы средней массы, г/л Катал аза, мкат/л

1. Контрольная 30 0,48 ± 0,02 1,47 ±0,10 17,3 ±0,5

2. Основная (до фитотерапии) 80 0,57 ±0,01 2,60±0,11 20,8 ± 0,4

3.Основная (после фитотерапии) 80 0,51 ±0,01 1,85 ±0,10 17,0 ±0,2

Риз <0,001 >0,05 >0,2

Рг-з <0,001 <0,01 < 0,001

Таким образом, длительное профилактическое воздействие лекарственным сбором растительного происхождения способствует снижению уровней липопероксидации, нормализации про- и антиоксидантных соотношений, а также минимизирует эндогенную интоксикацию у детей в условиях хронического воздействия высокой антропогенной нагрузки.

При исследовании уровней активности некоторых свободных энзимов -маркеров стабильности биологических мембран в плазме крови и моче, также был продемонстрирован выраженный антиоксидантно-детоксикационный эффект профилактического применения данного фитосбора (табл.14).

Таблица 14.

Изменения активности некоторых маркерных ферментов в плазме крови и моче у детей основной группы до и после профилактического приема фитосбора «Солнышко»

Группы Ферменты

МДГ (плазма), м кМ/мл/мин ЩФ (плазма), мккат/л АЭ (моча), нМ/мл/мин р-ГАЛ (моча),нМ/мл/ мин

1 .Контрольная 30 0,45 ±0,01 3,65 ± 0,20 30,5 ± 1,8 2,22 ±0,10

2. Основная (до фитотерапии) 80 0,76 ±0,01 5,00 ±0,16 49,3 ± 1,7 2,55 ± 0,07

3. Основная (после фитотерапии) 80 0,57 ± 0,02 4,67 ± 0,44 29,9 ± 0,7 1,94 ±0,04

Р|-3 <0,001 <0,05 >0,5 <0,05

Р2-3 <0,001 >0,01 <0,001 <0,001

Более выраженным протекторное влияние растительного сбора на состояние биомембран сказалось в отношении функционального состояния

почечной ткани, поскольку активность ферментов мочи у детей основной группы - микросомальной АЭ и лизосомальной (3-ГАЛ после окончания фитотерапии находилась на уровне активности тех же энзимов в контрольной группе (табл. 14).

Уровни активности исследованных энзимов после проведения курса фитотерапии снижались. Статистически значимые снижения ферментативной активности наблюдались в плазме крови (активность малатдегидрогеназы - на 33 %) и в моче (активность ацетилэстеразы и Р-галактозидазы - на 65 % и 31 %, соответственно). В то же время незначительное снижение активности щелочной фосфатазы в плазме крови оказалось недостоверным.

Результаты проведенного исследования эффекта фитокоррекции также демонстрируют общий структурно-метаболический эффект в тканях организма детей, выражающийся в минимизации цитопатогенного действия антропогенных факторов и обусловленный стабилизацией биологических мембран (снижение активности свободных маркерных ферментов микросом, лизосом и митохондрий - ацетилэстеразы, Р-галактозидазы и малатдегидрогеназы).

Таким образом, проведенный в течение 3-х месяцев профилактический курс коррекции метаболических изменений на основе фитосбора «Солнышко» в группе младших школьников, проживающих в городе Стерлитамаке оказал положительное влияние на стабилизацию метаболических процессов в организме.

В заключение следует отметить, что использование настоя сбора лекарственных трав обеспечивает выраженный корригирующий эффект, который определяется сдвигами во взаимосвязанных метаболических звеньях.

При этом наблюдается мобилизация антиокислительных процессов, выраженная в снижении уровня ТБК-активных продуктов (состояние процессов липопероксидации), стабилизация структуры субклеточных и клеточных биологических мембран (уменьшение выделения в мочу и кровь ферментов, ассоциированных с органеллами клетки: Р-галактозидазы, ацетилэстеразы, малатдегидрогеназы), детоксикация организма (снижение уровней молекул средней массы).

Профилактическая терапия с использованием мягко действующего растительного лекарственного сбора способствует минимизации процессов липопероксидации с нормализацией соотношений про- и антиокислительных реакций, снятию явлений эндогенной интоксикации у детей, проживающих в регионах с высокой антропогенной нагрузкой.

4. Адаптивно значимые генетико-биохимические показатели в группах родители — дети

Для исследований были отобраны биохимические полиморфные маркеры крови, альтернативные формы которых генетически

детерминированы и разграничены между собой. Это - белки систем трансферрина, группоспецифического компонента, ингибитора протеиназ, гаптоглобина, эритроцитарные изоантигены групп крови ABO. Оценка распределения генетико-биохимических маркеров в изученных группах населения г. Стерлитамака показывает, что оно хорошо согласуется с их распространением в популяциях Волго-Уральского региона в целом (Рафиков Х.С. и соавт.,1985, 1988). В то же время, были установлены специфические особенности распределения некоторых протеинов крови в выборках его горожан (табл. 15).

При частотном анализе белковых полиморфных систем в группах родители — дети (два поколения горожан) не было обнаружено различий частот гаплотипа, типичного для каждой обследованной группы - (А(Н) Нр2-2 TfCICl GclS-2 PiMIMl). При статистическом анализе частот аллелей полиморфных белков для частоты аллеля Нр*1 был установлен выраженный градиент вариации аллельной частоты по вектору Нр*1 (родители) > Нр*1 (дети). Такая картина свидетельствует об избирательной селекции (отборе) определенных фенотипических форм данной изобелковой системы в двух поколениях жителей индустриального города.

Таблица 15.

Распределение частот аллелей в когортах жителей г.Стерлитамака

Локус*аллель Родители Дети

ТРС1 0,7585 0,7432

ТРС2 0,1497 0,1419

ТРСЗ 0,0782 0,1014

TfD 0,0136 0,0135

Ge*lF 0,1224 0,1467

Gc* IS 0,5714 0,5400

Gc*2 0,3061 0,3133

Pi*Ml 0,7383 0,7267

Pi*M2 0,1846 0,1867

Pi*M3 0,0638 0,0800

Pi*R 0,0134 0,0067

Hp*l 0,3014 0,2703

Hp*2 0,6986 0,7297

AB0*A 0,2615 0,2268

AB0*B 0,1882 0,1601

AB0*0 0,5503 0,6131

Во втором поколении (группа детей) имеет место тенденция накопления частот аллеля Нр*2, т.е. концентрация данного аллеля выше, чем в группе родителей. Данное обстоятельство, возможно, отражает тенденцию накопления фактора Нр*2 за счет редукции лиц (отбора), фенотипически относящихся к Нр1-1. Общеизвестно, что белок гаптоглобин характеризуется не только транспортной функцией, но также связан с иммунным статусом (Долгов В. и соавт., 1995; Ксенофонтов Ю.П., Румянцев С.Н., 1976; Новорадовский А.Г. и соавт., 1992; Спицын В.А.и соавт. 1989; Prokop О.,

Kohler W., 1977). Известно, что гомозиготам Hpl-1 свойственна более низкая иммунологическая реактивность как ответная реакция на воздействие специфических антигенов, в то же время у лиц с повышенной иммунореактивностью достоверно чаще встречается фенотип Нр2-2 (Frohlander Н., Johnson О., 1989). Следует также отметить то обстоятельство, что ввиду сопряженности аллеля Нр*2 с повышенной иммунореактивностью организма, его количественное увеличение может способствовать более выраженной адаптивности данной группы (Нафикова А.Х., 2000). Таким образом, преобладание фенотипа Нр2-2 в выборке детей является более предпочтительным при воздействии неблагоприятных антропогенных факторов индустриального города, поскольку обеспечивает лучшую приспособленность индивида к существующим условиям окружающей среды.

Анализ полиморфизма всех изученных нами биохимических систем в выборках двух поколений горожан позволяет отнести данные выборки к однородным как по распределению частот генотипов, фенотипов и аллелей

Для детской выборки г. Стерлитамака также характерно тенденция повышения концентраций аллелей Нр*2 и Tf*C3, по отношению к репрезентативной выборке детей г. Уфы (Миронов П.И., 1992). Следует отметить, что в отношении аллеля ТРСЗ различия достоверны (Р < 0,001) Таким образом, при исследовании выборок 2-х поколений горожан г. Стерлитамака выявляется характерная особенность, заключающаяся в увеличении концентраций аллелей Нр*2 и ТРСЗ. Одновременно при этом наблюдается перераспределение концентраций альтернативных аллелей: по локусу Нр происходит снижение частоты аллеля Нр* 1; по локусу Tf -уменьшение частоты ТРС1 и нарастание концентрации гена Tf*C2.

Установленные сдвиги частот биохимических маркеров представляются важными в свете следующих фактов. Известно, что аллель Tf22 сопряжен с образованием повышенного числа гидроксильных радикалов (Eckfeld G.H., 1985), а фенотип Нр2-2 ассоциирован с более активным, чем в норме протеканием процессов перекисного окисления липидов. Это обусловлено угнетением активности таких антиоксидантных ферментов как каталаза и супероксиддисмутаза на фоне усиления активности ксантиноксидазы (Миронов П.И., 1992).

Таким образом, накопление концентраций данных аллелей во втором поколении обследованной выборки городской популяции в условиях длительного воздействия неблагоприятных антропогенных факторов свидетельствует о формировании адаптивного процесса. Данная тенденция может привести к возрастанию в городской популяции процента индивидов с интенсивным протеканием в организме процессов радикалообразования и липопероксидации, что повышает вероятность повреждения биомембран субклеточных структур с нарушением их функции, и, в конечном счете, может приводить к увеличению заболеваемости, возрастанию мутационного и онкологического риска и др.

Интенсификация генерации гидроксильных радикалов свидетельствует о повышенном уровне процессов первой фазы детоксикации ксенобиотиков -микросомального окисления. Приведенные выше данные биохимического мониторинга, проведенного в г. Стерлитамаке, демонстрируют индукцию процессов липопероксидации и микросомального окисления у детей с преобладанием процессов радикалообразования и нарушением антирадикального баланса, обусловленных чрезмерным воздействием антропогенных факторов внешней среды. Более интенсивная детоксикация ксенобиотиков, обусловленная высоким уровнем микросомального окисления в детской части популяции индустриального города, свидетельствует о формировании метаболической устойчивости (адаптации) к воздействию антропогенных факторов: лица - носители аллелей Нр2 и Т1С2 , ассоциированных в свою очередь с повышенными уровнями детоксикации ксенобиотиков, лучше адаптированы к условиям проживания.

По-видимому, сдвиги аллельных концентраций, наблюдаемые в городской популяции, свидетельствуют о формировании процессов биохимической адаптации, происходящих у населения данного промышленного города.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенного долговременного исследования потенциальных показателей патохимических сдвигов гомеостаза в условиях города с развитой химической промышленностью можно охарактеризовать некоторые биохимические механизмы адаптации населения, проживающего в условиях экологического стресса. Эти процессы в первую очередь реализуются на уровне клеточных и субклеточных мембран.

Действие экотоксикантов приводит к стойкому усилению липопероксидации, что в свою очередь влечет лабилизацию маркерных ферментов мембран субклеточных структур: микросомальных, лизосомальных ферментов и митохондриальной малатдегидрогеназы, и, — в конечном счете, приводит к цитопатогенному эффекту.

Позднее нами была проведена оценка адаптационных возможностей организма детей на основе изучения динамики расширенного ряда биохимических параметров неспецифической резистентности, отражающих суммарное влияние поллютантов окружающей среды на фоне фитотерапевтической коррекции. Исследовались показатели свободнорадикального окисления и антиокислительной системы, молекулы средней массы, активность ферментов субклеточных структур в крови и моче.

Биохимические и клинико-лабораторные показатели анализировали у 80 учащихся 1 - 3-х классов (7 - 11-и лет) школы-интерната № 1 г. Стерлитамака, расположенной в селитебной зоне в 1,3 км. к югу от северного промышленного комплекса. Контрольную группу составили 30 детей того же возраста школы пос. Шахтау, находящегося в 11 км за чертой города и

имеющего благоприятное эколого-географическое положение относительно среднегодовой розы ветров.

Для коррекции нарушений метаболических процессов на уровне донозологических проявлений был использован напиток «Солнышко». В состав сбора включены листья крапивы, травы душицы, эхинацеи, зверобоя, плоды укропа и шиповника, цветы тысячелистника, ромашки, корни солодки.

Сбор в виде 2 % водного настоя обладает антибактериальными, противовоспалительными, антиоксидантными, адаптогенными,

детоксикационными, иммуномодулирующими и тонизирующими свойствами (Никитина Т.И., Насыров Х.М., 1993). В течение трех месяцев по 150 -200 мл водного настоя данного растительного сбора ежедневно принимали дети из опытной группы.

У детей г. Стерлитамака было установлено повышение как содержания ТБК-реагирующих соединений (промежуточный продукт перекисного окисления липидов), так и активности каталазы (один из ферментов антиоксидантного действия).

Однако уровень активации перекисного окисления липидов (ПОЛ) по содержанию промежуточного продукта значительно перекрывал величину увеличения активности антиокислительного фермента.

У 57,2 % обследованных детей г. Стерлитамака содержание ТБК-активных продуктов превышало верхнюю границу референтных значений. Одновременная активация каталазы наблюдалось лишь у 20 % детей, в то время как у значительной части (37,5 %) активность антиоксидантного фермента была снижена или соответствовала физиологической норме, что с большей долей вероятности свидетельствовало о сужении в данной группе детей адаптационных резервов и снижении общей резистентности организма. В контрольной группе (пос. Шахтау) детей с повышенным уровнем в крови ТБК-продуктов и нормальной активностью каталазы оказалось лишь 6,7 %.

О деструктивном влиянии экотоксикантов на метаболические процессы свидетельствует увеличение в плазме крови уровня молекул средней массы -МСМ (Р < 0,05), являющиеся маркером развития хронической токсемии.

Увеличение концентрации МСМ, с одной стороны, указывает на усиление деградации измененных под влиянием загрязняющих веществ макро- и других биомолекул, а с другой, на снижение при действии токсических соединений окружающей среды функций экскреторных тканей и органов детоксикации.

По нашим данным, у детей г. Стерлитамака наблюдается повышение уровня «свободных» индикаторных ферментов в биологических жидкостях, свидетельствующее о лабилизации и энзимной дезорганизации субклеточных структур клеток тканей печени, почек и других органов.

Так, в плазме крови у детей основной группы было установлено повышение активности малатдегидрогеназы (маркерный фермент митохондрий) и щелочной фосфатазы (индикаторный энзим микросом и экскреторной функции гепатоцитов). Увеличение активности в моче

ацетилэстеразы и р-галактозидазы также характеризует лабилизацию микросомальных и лизосомальных мембран.

Обнаружение изученных ферментов с более высокой активностью в плазме крови и моче подтверждает предположение о нарушении в тканях под влиянием химических загрязнителей течения различных метаболических путей: малатдегидрогеназа - о структурно-функциональной дезорганизации митохондрий, следствием которых являются изменения энергетических процессов; щелочная фосфатаза и ацетилэстераза - микросомального окисления и экскреторных процессов, Р-галактозидаза - лизосом, которые высокочувствительны к изменениям клеточного метаболизма, к действию мембранотропных веществ экзогенного и эндогенного происхождения.

Профилактическая трехмесячная метаболическая коррекция с использованием фитосбора «Солнышко» детей школы-интерната города Стерлитамака способствовала статистически достоверному снижению в крови интенсивности перекисного окисления липидов, а также показателя токсемии, определяемого содержанием МСМ.

После проведенной фитокоррекции активность исследованных ферментов снижалась: уровень малатдегидрогеназы в плазме крови, ацетилэстеразы и Р-галактозидазы в моче - статистически значимо, а активность щелочной фосфатазы - несущественно.

Под влиянием растительного настоя в тканях организма детей наблюдается стабилизация структурно-метаболического состояния биологических мембран со снижением лабилизации детекторных ферментов митохондрий - малатдегидрогеназы, микросом - ацетилэстеразы и лизосом -Р-галактозидазы. падению активности маркерных ферментов в крови -малатдегидрогеназы, в моче — ацетилэстеразы и р—галактозидазы, что свидетельствует о стабилизации структурно-метаболического состояния биомембран, улучшении функции органов детоксикации и выделения.

Таким образом, профилактическая фитотерапия сбором «Солнышко» оказала положительное влияние на узловые патогенетические звенья метаболи-ческих процессов, характеризующих развитие преморбидных состояний.

Процессы липопероксидации и свободнорадикального окисления рассматриваются как естественные физиологические реакции организма, ориентированные на поддержание нормального гомеостаза организма.

При воздействии на организм разнообразных неблагоприятных внешнесредовых факторов (инфекционных агентов, ксенобиотиков, стрессорные влияния и др.) как ответная реакция возникает активация процессов липопероксидации и свободнорадикального окисления, направленная на нейтрализацию болезнетворных агентов (факторов) и приводящая к формированию неспецифического адаптационного ответа (Владимиров Ю.А, 1987; Дурнев А.Д., 1998; Зайцев В.Г., Закревский В.И. 1998; Козинец Г.И., 1997; Петров Р.В., Атаулаханов Р.И., 1991; Поливода Б.И. и соавт., 1990; Фархутдинов P.P. и соавт., 1996; Saran М., 1990).

Адекватность адаптационного ответа обеспечивается за счет активации всех звеньев антиокислительной системы, что в конечном итоге стабилизирует активность процессов ПОЛ и концентрацию АФК на нормальном стационарном уровне. При недостаточности резервов антиоксидантной системы (декомпенсация) АФК и ПОЛ выступают в роли поражающих факторов, вызывая повышение мутационного уровня в организме и приводят к формированию различных патологий: атеросклероза, ускоренного старения, развитию канцерогенеза и др. (Дурнев А.Д., 1998; Зайцев В.Г., Закревский В.И. 1998; Меерсон, Ф.З.).

Следует отметить то обстоятельство, что вопрос влияния АФК на формирование опухолей не решен до настоящего времени. Неизвестными остаются конкретные механизмы индукции свободными радикалами опухолевого роста. При этом, как полагают, происходит повреждение активными формами кислорода субклеточных структур: хроматина, ДНК, биомембран, изменение регуляции внутриклеточного кальция и т.д. (Дурнев А.Д., 1998; Кольтовер В.К., 1998).

Разнохарактерные изменения антиоксидантного статуса в различных органах и при многих патологиях описаны многими исследователями, например, при формировании злокачественных опухолей (Кольтовер В.К., 1998). Выявляется также зависимость интенсивности ПОЛ и активности ферментов АОС от выраженности патологического процесса и стадии заболевания (Розенко Л.Я., Франциянц Е.М, 2003; Короткина Р.Н. и соавт., 2002).

При диспластических изменениях слизистой оболочки и раке желудка также отмечается недостаточность ферментативного звена антиоксидантной системы. При раке шейки матки избыточная генерация АФК и последующая активация ими перекисного окисления липидов не компенсируется повышением активности каталазы, СОД, ГПО (Франциянц Е.М. и соавт., 1999; Бочкарева, 2000).

В результате проведенных исследований мы обнаружении статистически значимое снижение активности ферментов каталазы и СОД у женщин с РМЖ.

Выраженность изменений была еще сильнее в группе с РМЖ, имеющей контакт с вредными производственными факторами. Полученные данные также свидетельствуют о развитии напряженности процессов функционирования АОС в группе женщин живущих в городе, возрастающей при контакте с вредными факторами производства.

В группе женщин с РМЖ установлено достоверное параллельное снижение активности каталазы (на 9 - 11 %) и СОД (на 14 - 15 %) по сравнению с группами контроля и МП, в которых достоверных различий данных показателей не наблюдалось.

Результаты исследования показывают, что у жителей индустриальных городов Республики Башкортостан имеют место нарушения в функционировании антиоксидантной системы, которые в связи со

снижением активности ферментов антиоксидантной системы приводят к повышению риска развития рака молочной железы у женщин.

Поскольку ожидать кардинального и быстрого улучшения состояния окружающей среды при нынешних обстоятельствах не приходится, первостепенное значение может иметь внедрение профилактических путей снижения риска для населения, проживающего в промышленных регионах.

В этой связи представляется перспективным подход, основанный на поиске экоспецифических генетических биомаркеров. Они должны обладать индивидуальной чувствительностью к воздействиям конкретных внешнесредовых факторов, что может быть использовано в ранней профилактике патологии и при профессиональном отборе.

В качестве таких биомаркеров могут выступать различные ферменты детоксикации эндо- и экзотоксинов, образующихся и накапливающихся в организме при поступлении ксенобиотиков из внешней среды.

Фермент глютатион-Б-трансфераза М1, осуществляющий реакции второй стадии детоксикации ксенобиотиков часто используется в экологических исследованиях в качестве биомаркера комплексных негативных воздействий (Худолей В.В., 1999).

По результатам исследования нами не обнаружены какие-либо ассоциации "нулевого" генотипа глютатион-Б-трансферазы М1 (0/0) с активностью ферментов антиокислительной системы и различными формами патологии молочной железы.

По-видимому, описанные нами выше изменения в гипофизарно-надпочечниковой системе жителей городов Республики Башкортостан с развитой химической промышленностью также отражают тенденции адаптационных реакций организма человека в условиях хронического воздействия техногенного характера.

Повышение содержания АКТГ у жителей г.Уфы (при близких к норме уровнях кортизола) свидетельствует о развитии напряжения на гипофизарном уровне (начальная адаптационная стадия - тревоги). Более выраженное экотоксическое воздействие (жители г. Стерлитамака), очевидно, способствует развитию следующей стадии стресса -резистентности и приводит к повышенному образованию глюкокортикоидов в коре надпочечников на фоне исчерпания функциональных резервов синтеза АКТГ в гипофизе, а также снижении базальных уровней трийодтиронина и тестостерона.

В ходе наших исследований показана высокая вероятность развития андрогенной недостаточности у практически здоровых мужчин репродуктивного возраста в городах РБ с развитой химической промышленностью. Результаты исследований подтверждают концепцию о репродуктивном здоровье человека как чувствительном индикаторе экологического состояния окружающей среды и ее неблагополучия (Измеров Н.Ф., Сивочалова О.В., Денисов Э.И., 2001).

Наблюдаемая деструкция мембран субклеточных структур и нарушение клеточного гомеостаза отражается также в повышении уровня

хромосомных аберраций - показателя генотоксичности, которыое отмечено у горожан. Этот факт объясняет, на наш взгляд, и увеличение уровня мутационного процесса в соматических и половых клетках горожан.

Анализ распределения множественных полиморфных белковых систем в двух поколениях горожан показал, что во втором поколении (дети) происходит увеличение частоты аллелей Нр*2, ТРС2 и ТРСЗ с одновременной редукцией аллелей Нр1 и ТРС1. Известно, что аллель Т^2 сопряжен с образованием повышенного числа гидроксильных радикалов а фенотип Нр2-2 коррелирует с интенсивным течением липопероксидации, проявляющейся в меньшей активности антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы и каталазы на фоне высокой активности ксантиноксидазы.

Таким образом, тенденция, свидетельствующая о возрастании концентраций данных аллелей в популяции города с высокой антропогенной нагрузкой представляется достаточно неблагоприятной, поскольку растет доля лиц, склонных к повреждению субклеточных структур, что способствует развитию патологического процесса и увеличению мутационного риска.

В плазме крови у детей происходит повышение активности малатдегидрогеназы (маркерный фермент митохондрий) и щелочной фосфатазы (индикаторный энзим микросом и экскреторной функции гепатоцитов); одновременно наблюдается увеличение активности в моче ацетилэстеразы и (З-галактозидазы.

«Выход» указанных ферментов во внеклеточное пространство свидетельствует о совокупном цитопатогенном эффекте, приводящем к нарушению целостности клеточных мембран, на что указывает лабилизация мембран субклеточной локализации - микросомальных, лизосомальных и митохондриальных. Таким образом, патохимические сдвиги гомеостаза в первую очередь реализуются на уровне субклеточных и клеточных мембран и проявляются в донозологической форме.

Хроническое действие экотоксикантов приводит к стойкому усилению липопероксидации, что в свою очередь способствует лабилизации маркерных ферментов мембран субклеточных структур: микросомальных, лизосомальных ферментов и митохондриальной малатдегидрогеназы, и, в конечном счете, приводит к цитопатогенному эффекту.

Согласно современным представлениям, следствием происходящих антропогенных изменений является приспособление населения в пределах нормы реакций и физиологической адаптации. Причем, с одной стороны, этот процесс всегда направлен на снижение аномалий в популяции в данных условиях среды, при этом уменьшается вероятность возникновения слабоадаптированных генотипов. С другой стороны, чем интенсивнее адаптационный процесс, тем выше плата за адаптацию, что выражается в возникновении пограничных состояний и патологий, в потере на разных этапах жизненного цикла менее приспособленных генотипов.

Таким образом, нами установлены системные последствия химического загрязнения для здоровья населения г. Стерлитамака, проявляющиеся в основном в донозологической форме. Предикторами этих неблагоприятных сдвигов гомеостаза являются:

1) повышенный уровень свободно-радикального окисления;

2) цитопатогенные эффекты;

3) увеличенный синтез глюкокортикоидов в коре надпочечников, на фоне исчерпания функциональных резервов синтеза АКТГ в гипофизе, а также снижении базальных уровней трийодтиронина и тестостерона,

4) андрогенная недостаточность у практически здоровых мужчин репродуктивного возраста;

5) накопление хромосомных мутаций в соматических и половых клетках, при одновременном возрастании степени онкологического риска. Указанные нами последствия действия химических факторов среды на организм демонстрируют плату за адаптацию населения городов с развитой химической промышленностью.

ВЫВОДЫ:

1. В исследованных группах жителей городов Уфа и Стерлитамак установлены изменения в гипофизарно-надпочечниковой системе: повышенный уровень содержания АКТГ у жителей г. Уфы, при нормальных уровнях кортизола свидетельствует о развитии стрессорных реакций на гипофизарном уровне; у жителей г. Стерлитамака наблюдается повышенное образование глюкокортикоидов, на фоне снижения уровней АКТГ и базальных уровней трийодтиронина и тестостерона.

2. Экологическая обстановка в городах с развитой химической промышленностью является фактором риска развития андрогенной недостаточности у практически здоровых мужчин репродуктивного возраста. Тенденции изменения андрогенного статуса проявляются у практически здоровых мужчин, проживающий в регионах Республики Башкортостан с высокой промышленной нагрузкой. Они выражаются в снижении относительно референтных норм в сыворотке крови базальных уровней тестостерона параллельно со снижением качества спермы.

3. Соотношения "нормального" (+/+ и 0/+) и "нулевого" (0/0) генотипов генов глютатион-8-трансферазы М1 в исследованных группах женщин соответствуют среднепопуляционным частотам. Обнаружено статистически значимое параллельное снижение активности ферментов каталазы и СОД у женщин с раком молочной железы.

4. Выявлены особенности распределения множественных полиморфных белковых систем в двух поколениях горожан. Происходит увеличение частоты аллелей Нр*2, ТРС2 и ТРСЗ с одновременной редукцией аллелей Нр1 и ТРС1. Нарастание концентраций аллелей, способствующих образованию повышенного количества гидроксильных радикалов свидетельствует о более быстрой детоксикации ксенобиотиков.

5. В исследованных группах детей выявлена достоверная связь между действием химических экотоксикантов и стойким усилением липопероксидации, последствием которой является лабилизация ферментов митохондриальных, лизосомальных и микросомальных мембран с последующим цитопатогенным эффектом: наблюдается повышение активности малатдегидрогеназыи щелочной фосфатазы при одновременном увеличении активности в моче ацетилэстеразы и (3-галактозидазы. Установлено, что наиболее значимыми показателями для оценки уровня дезадаптации и донозологической диагностики экопатологии у детей младшего школьного возраста являются показатели железо-индуцированной хемилюминесценции, концентрации продуктов перекисного окисления липидов и молекул средней массы, ферментативная активность каталазы, малатдегидрогеназы, ацетилэстеразы и р-галактозидазы.

6. Результаты мониторинга врожденных пороков развития в промышленном регионе свидетельствуют о тенденции увеличения популяционного генетического груза, который является важным индикаторным признаком состояния здоровья населения. Уровень хромосцмных аберраций в лимфоцитах периферической крови взрослого контингента г. Стерлитамака в 1,3 - 1,6 раза выше значений базового (общепопуляционного) контроля, что свидетельствует о повышении популяционного онкологического риска от 19 до 38 %. Микроядерный тест для скрининговых исследваний показал малую информативность.

7. Показано, что биохимические сдвиги в гипофизарно-надпочечниковой системе, показатели андрогенного и тироидного статуса, хромосомные аберрации жителей городов с развитой химической промышленностью могут выступать в качестве показателей предпатологических нарушений гомеостаза у взрослых. Типичные совокупные последствия хронического воздействия антропотехногенного загрязнения для населения индустриального города, проявляются в неспецифической, донозологической форме. Так, происходит повышение уровней перекисного окисления липидов, развитие цитопатогенных эффектов и напряженности процессов функционирования антиокислительной системы, изменения в гипофизарно-надпочечниковой системе - повышенное образование глюкокортикоидов в коре надпочечников на фоне исчерпания функциональных резервов синтеза АКТГ в гипофизе, при одновременном снижении базальных уровней трийодтиронина и тестостерона. Имеет место высокая вероятность развития андрогенной недостаточности и репродуктивной дисфункции у практически здоровых мужчин репродуктивного возраста, что обусловлено повышенным уровнем генотоксичности, накоплением груза хромосомных мутаций в половых клетках, при одновременном возрастании степени онкологического риска. Выделить экологические и социально-экономические факторы, вызывающие эти последствия в настоящее время невозможно. Указанные нами последствия комплекса действия антропогенных факторов среды на организм демонстрируют «плату за адаптацию» населения Стерлитамака.

8. Использование фитотерапевтических методов в условиях г.

Стерлитамака является эффективным средством профилактики

преморбидных состояний, вызываемых комплексными воздействиями неблагоприятных антропогенных факторов.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:

1. Целесообразным методическим подходом (как по стоимости так и по эффективности) для социально-гигиенического мониторинга состояния здоровья населения в индустриальных регионах Российской Федерации может быть использование методов биохимической донозологической диагностики. Показателями донозологической диагностики экопатологии и наиболее значимыми предикторами патохимических нарушений гомеостаза у детей младшего школьного возраста являются параметры железо-индуцированной хемилюминесценции, содержание продуктов перекисного окисления липидов и молекул средней массы, ферментативная активность каталазы, малатдегидрогеназы в плазме крови, ацетилэстеразы и (3-галактозидазы в моче, что позволяет также адресно выявлять группы населения, потенциально предрасположенные к развитию той или иной патологии и нуждающихся в дополнительных мерах по оздоровлению.

2. Полученные результаты о совокупном снижении мощности механизмов, обеспечивающих неспецифическую резистентность организма служат основанием рекомендаций по широкому использованию алиментарных биоантиоксидантов природного происхождения для обеспечения антимутагенного и органопротекторного эффектов.

3. Антропогенные изменения окружающей среды, наблюдаемые в последние десятилетия, нарушают сложившиеся эволюционным путем адаптационные механизмы, что привело к появлению специфики в метаболических процессах у населения в зависимости от эколого-географической специфики региона проживания. Учитывая данное обстоятельство, необходимо выработать региональные нормы клинико-лабораторных параметров, в том числе биохимических показателей неспецифической резистентности - предикторов преморбидных состояний.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Голощапов, А.П. Генетико-биохимические аспекты адаптации человека к условиям города с развитой химической промышленностью: монография под науч. ред. А.Н. Зимницкого / А.П. Голощапов. - Москва: Товарищество научных изданий КМК. - 2012. - 103 С. (6,5 п.л., авторских - 100%).

2. Голощапов, А.П. Прогноз онкологической заболеваемости в Республике Башкортостан / В.Р. Ибрагимов, Ш.Х. Ганцев, В.Н. Ручкин

и др. // Российский онкологический журнал. — 1996. - № 1. — С.54 - 56 (0,3 п.л., авторских - 30%).

3. Голощапов, А.П. Синдром андрогенной недостаточности как маркер техногенного загрязнения среды обитания / Ш.Н. Галимов, Ф.Х. Камилов, Э.Ф. Аглетдинов и др. // Проблемы репродукции. - 2002. - № 1.

— С. 46 - 50 (0,4 п.л., авторских - 20%).

4 Голощапов, А.П. Анализ репродуктивной функции мужчин, проживающих в регионе с развитой химической промышленностью / А.П. Голощапов, Е.В. Голощапова // Проблемы региональной экологии.

- 2010. - №4. - С.129 - 134 (0,4 пл., авторских - 60%).

5. Голощапов, А.П. Оценка генотоксического воздействия факторов окружающей среды на взрослое население промышленного города / А.П. Голощапов, Г.Н. Раянова // Проблемы региональной экологии. - 2010. -№ 5. - С. 127 - 132 (0,5 п.л.) (авторских - 80%).

6. Голощапов, А.П. Биохимические показатели свободно-радикального окисления и антиоксидантной защиты как биомаркеры адаптационной реакции детей при действии химических загрязнителей атмосферы / А.П. Голощапов, Ф.Х. Камилов, В.А. Соцкова // Проблемы региональной экологии. - 2010. - №6. - С.165 - 170 (0,4 п.л., авторских - 60%).

7. Голощапов, А.П. Активность ферментов субклеточных структур в сыворотке крови и моче у детей, проживающих в регионе с высоким уровнем техногенной нагрузки / А.П. Голощапов, Ф.Х. Камилов, В.А. Соцкова. // Проблемы региональной экологии. - 2011. — №1. — С.98 — 105 (0,5 п.л., авторских - 80%).

8. Голощапов, А.П. Оценка адаптационных возможностей детей г. Стерлитамака по динамике биохимических показателей неспецифической резистентности / А.П. Голощапов, Ф.Х. Камилов, В.А. Соцкова // Проблемы региональной экологии. - 2011. - №1. - С.112 - 115 (0,2 п.л., авторских - 60%).

9. Голощапов, А.П. Оценка токсичности азот- и фосфоросодержащего дезинфектанта — ингибитора коррозии с помощью биотестирования / P.P. Даминев, А.П. Голощапов, A.A. Исламутдинова, A.M. Мунасыпов // Башкирский химический журнал. — 2011. — №2. — С.207-208 (0,2 п.л., авторских - 40%).

10. Голощапов, А.П. Энзимодиагностика патохимических сдвигов в биосредах детей, проживающих в промышленном регионе / А.П. Голощапов, В.А. Соцкова // Вестник Московского государственного областного университета. Серия «Естественные науки». - 2014. - № 3. - С. 11-18 (0,51 п.л., авторских - 60%).

11. Голощапов, А.П. Параметры антиоксидантной защиты и свободнорадикального окисления как биомаркеры адаптационных

реакций детей в условиях промышленного города / А.П. Голощапов, В.А. Соцкова // Вестник Московского государственного областного университета. Серия «Естественные науки». - 2014. - № 4. - С. 12 - 21 (0,65 п.л., авторских - 60%).

12. Goloschapov, A. Polymorphism of Blood Marker to Assessment of Genetic-Biochemical Adaptation of the Population to Conditions of the City with Advanced Chemical Industry / S. Petrova, A. Goloschapov, E. Davletov et al. // Organohalogen compounds. - 1998. - Vol.19. - No2. - P.345-346 (0,1 п.л., авторских - 50%).

13. Голощапов, А.П. Биохимический анализ цитопатогенных эффектов экотоксического действия факторов городской среды / А.П. Голощапов, Ф.Х. Камилов // Вятский медицинский Вестник. - 2007. - №4. - С.91 - 94 (0,2 п.л., авторских - 60%).

14.Голощапов, А.П. Коррекция метаболических изменений у детей г. Стерлитамака с использованием фитосбора «Солнышко» / А.П. Голощапов // Медицинский Вестник Башкортостана. - 2012. - № 5. - С.27 - 29 (0,3 п.л., авторских - 100%).

15. Голощапов, А.П. Методы оценки репродуктивной функции мужчин / Галимов Ш.Н., Громенко Д.С., Камилов Ф.Х. и др. // Уфа: Здравоохранение Башкортостана. - 2001. - 48 с. (2,5 п.л., авторских - 10%).

16. Голощапов, А.П. Производственная санитария и гигиена труда. Учебное пособие / А.П. Голощапов // Уфа: УГНТУ. - 2012. - 52 с. (2 п.л., авторских -100%).

17. Голощапов, А.П. Оценка техногенного загрязнения селитебных зон г. Стерлитамака с использованием биомаркеров / А.П. Голощапов, Э.Г. Давлетов, Б.Ю. Чаус // Материалы тематического Международного семинара по экологическим катастрофам и учету их экономических, социальных и медицинских последствий. - Уфа. - 1993. - С.98 - 100 (0,1 п.л., авторских -50%).

18. Голощапов, А.П. Анализ демографических показателей населения г. Стерлитамака в связи с неблагоприятной экологической обстановкой / А.П. Голощапов, В.Н. Кризский, Г.И. Мороз и др. // Материалы тематического Международного семинара по экологическим катастрофам и учету их экономических, социальных и медицинских последствий. - Уфа. - 1993. -С.26 - 28 (0,1 п.л., авторских - 50%).

19. Голощапов, А.П. Оценка экологического риска для населения индустриального города по результатам генетического мониторинга / А.П. Голощапов, С.Н. Петрова, Э.К. Хуснутдинова и др. // Проблемы экологического мониторинга. Материалы конференции. Часть 2. - Уфа. -1995. - С.406 - 413 (0,4 п.л., авторских - 20%).

20. Голощапов, А.П. Оценка возможных последствий загрязнения окружающей среды для населения г. Стерлитамака с использованием биохимических критериев экологического риска / А.П. Голощапов, С.Н. Петрова, Э.Г. Давлетов // Материалы конференции. 13-17 февраля 1995 г. Уфа. 1995. С. 92-96 (0,2 п.л.) (авторских - 70%).

21. Голощапов, А.П. Мониторинг врожденных пороков развития населения г. Стерлитамака / А.П. Голощапов, С.Н. Петрова, Э.К. Хуснутдинова и др. // Диоксины: Экологические проблемы и методы анализа. Материалы конференции. 13-17 февраля 1995 г. - Уфа. - С.97 - 102 (0,2 п.л., авторских -50%).

22. Голощапов, А.П. Обоснование противораковой программы в городе с развитой химической промышленностью / В.Н. Ручкин, В.Р. Ибрагимов, Э.Г. Давлетов, А.П. Голощапов // Здравоохранение Башкортостана. - 1995. - №6. -С.51-54 (0,5 п.л., авторских - 20%).

23. Голощапов, А.П. Анализ хромосомных аберраций у жителей города Стерлитамака Республики Башкортостан / H.A. Елисеева, А.П. Голощапов,

B.Р. Ибрагимов и др. // Онкология-98. Сборник научных трудов, посвященный 60-летию онкологической службы Челябинской области. -Челябинск. - 1998.- С. 27 - 28. (0,1 п.л., авторских - 20%).

24. Голощапов, А.П. Научное обеспечение противораковой программы жителей города Стерлитамака Республики Башкортостан / В.Р. Ибрагимов, А.П. Голощапов, С.Н Петрова и др. // Онкология-98. Сборник научных трудов, посвященный 60-летию онкологической службы Челябинской области. Челябинск. - 1998. - С. - 32- 34. (0,2 п.л., авторских - 20%).

25. Голощапов, А.П. Современные методы лабораторной диагностики в эпидемиологической оценке возбудителей ЗППП у жителей Стерлитамака /

C.Н. Петрова, А.П. Голощапов, В.Р. Ибрагимов и др. // Сб. трудов Всероссийской конференции «Проблемы медицинской энзимологии. Современные технологии лабораторной диагностики нового столетия». 2831 мая 2002. - Москва. - 2002. - С. 170 -171 (0,1 п.л., авторских - 40%).

26. Голощапов, А.П. Экологические аспекты состояния здоровья населения в регионе с развитой химической промышленностью / С.Н. Петрова, Голощапов А.П., Э.Г. Давлетов, Э.К. Хуснутдинова и др. // Химия и химические технологии - настоящее и будущее. Сборник научных трудов международной научной конференции. 20-24 сентября 1999 г. -Стерлитамак. - 2000. - С.221 - 225. (0,3 п.л., авторских - 30%).

27. Голощапов, А.П. Характеристика андрогенного статуса мужчин в регионе с развитой нефтехимической промышленностью / Ш.Н. Галимов, Ф.Х. Камилов, А.П. Голощапов, А.Р. Мавзютов // Актуальные проблемы репродуктивного здоровья в условиях антропогенного загрязнения.

Материалы международного симпозиума. 2-6 июля 2001. - Казань. - 2001. -С. 107 - 109. (0,1 пл., авторских - 30%).

28. Голощапов, А.П. Эколого-генетический мониторинг населения города с развитой химической промышленностью на примере г. Стерлитамака / С.Н. Петрова, Э.К. Хуснутдинова, А.П. Голощапов и др. // Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье человека. Материалы 1-й Всероссийской научной конференции с международным участием. 9-11 декабря 2002 г. -Новосибирск. - 2002. - С. 122 -1 23 (0,2 пл., авторских - 30%).

29. Голощапов, А.П. Генетический мониторинг в рамках охраны здоровья населения крупного нефтехимического центра на примере г. Стерлитамака / С.Н. Петрова, Э.К. Хуснутдинова, А.П. Голощапов и др. // Медико-биологические и экологические проблемы здоровья человека на севере. Сборник материалов международной научной конференции. 29-31 мая 2002 г. Часть I. - Сургут. - 2002. - С. 154 - 156. (0,2 пл., авторских - 30%).

30. Голощапов, А.П. Цитогенетическая нестабильность и состояние антиоксидантной системы у жителей городов развитой нефтехимической промышленностью и риск рака молочной железы / H.A. Елисеева, Э.К. Хуснутдинова, Ф.Х. Камилов и др. // Современные проблемы химии, химической технологии и экологической безопасности: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Уфа. - 2004.- С.229 -233 (0,3 пл., авторских - 30%).

31. Голощапов, А.П. Генетико-биохимические механизмы адаптации человека к условиям города с развитой химической промышленностью / А.П. Голощапов, Ф.Х. Камилов, С.Н. Петрова и др. // Материалы межрегиональной конференции биохимиков Урала, Западной Сибири и Поволжья. Под. ред. профессора В.П. Твердохлиба. - Оренбург. - 2003. -С.148-152 (0,3 пл., авторских - 60%).

32. Голощапов, А.П. Показатели антиоксидантной системы у женщин с заболеваниями молочных желез / Голощапов, H.A. Елисеева, Ф.Х. Камилов и др. // Материалы межрегиональной конференции биохимиков Урала, Западной Сибири и Поволжья. Под. ред. профессора В.П. Твердохлиба. -Оренбург. - 2003. - С.413 -414 (0,1 пл., авторских - 30%).

33. Голощапов, А.П. Определение частоты и генотипа GSTM 0/0 у женщин с заболеваниями молочных желез / H.A. Елисеева, Э.К. Хуснутдинова, А.П. Голощапов, Ф.Х. Камилов // Материалы межрегиональной конференции биохимиков Урала, Западной Сибири и Поволжья. Под. ред. профессора В.П. Твердохлиба. - Оренбург. - 2003. - С.417 - 418(0,1 пл., авторских - 30%).

34. Голощапов, А.П. Биохимическая оценка экотоксического воздействия факторов окружающей среды города с развитой химической промышленностью / А.П. Голощапов, Ф.Х. Камилов // Материалы Российской конференции, посвященной 80-летию со дня рождения Р.И.

Лифшица «Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии». 5-8 октября 2009 г. - Челябинск. - С.215 -217 (0,2 п.л., авторских - 70%).

35. Голощапов, А.П. Оценка воздействия мутагенов на население промышленного центра республики Башкортостан / А.П. Голощапов, Г.Н. Раянова // Технология, автоматизация, оборудование и экология промышлнных предприятий: материалы конференции, ред. кол.: Бикбулатов И.Х и др. - Уфа. - 2008. - С.270 - 274. (0,3 пл., авторских - 80%).

36. Голощапов, А.П. Оценка биотоксичности азот- и фосфоросодержащих дезинфектантов - ингибиторов коррозии / А.П. Голощапов, A.A. Исламутдинова, A.M. Мунасыпов // Радиоэкология. Новые технологии обеспечения экологической безопасности. 28-30 марта 2012: сб. научных трудов. - Уфа: УГНТУ. - 2012. - С.213 - 218 (0,3 пл., авторских - 40%).

37. Голощапов, А.П. Оценка биотоксичности азот- и фосфоросодержащего дезинфектанта — ингибитора коррозии / А.П. Голощапов, A.A. Исламутдинова, A.M. Мунасыпов // Биологический мониторинг природно-техногенных систем: Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции с междунар. участием в 2 частях. Часть 2. - Киров: ООО «Лобань». - 2011. - С. 39 - 42 (0,3 пл., авторских - 40%).

38. Голощапов, А.П. Анализ репродуктивной функции мужчин, проживающих в городе с развитой химической промышленностью / А.П. Голощапов, Е.В. Голощапова // Материалы научно-практической конференции «Инновации в медицине - решение проблем охраны здоровья нефтехимиков», 16 июня 2010 г. - Салават. -2010. - С.31 - 38 (0,4 пл., авторских - 50%).

39. Голощапов, А.П. Оценка генотоксического воздействия факторов окружающей среды на население города с развитой химической промышленностью / А.П. Голощапов, Г.Н. Раянова // Материалы научно-практической конференции «Инновации в медицине — решение проблем охраны здоровья нефтехимиков», 16 июня 2010 г. - Салават. -2010. - С.48 -52 (0,27 пл., авторских - 50%).

Заказ № 16-Р/07/2015 Подписано в печать 06.07.15 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 2,4

ООО "Цифровичок", Москва, Большой Чудов пер., д.5 тел. (495)649-83-30 www.cfr.ru; e-mail: zakpark@cfr.ru