Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изменения генеративной функции экспериментальных животных на фоне неблагоприятного экологического воздействия и их профилактика

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Изменения генеративной функции экспериментальных животных на фоне неблагоприятного экологического воздействия и их профилактика"

На правах рукописи

сг;

ег; сг. О

Селютина Светлана Николаевна

со

ИЗМЕНЕНИЯ ГЕНЕРАТИВНОЙ ФУНКЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ НА ФОНЕ НЕБЛАГОПРИЯТНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И,ИХ ПРОФИЛАКТИКА

03.00.13. - физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ростов-на-Дону 1997

Работа выполнена в Ростовском научно-исследовательском института акушерства и педиатрии Министерства Здравоохранения Российской Федерации

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

чл. - корр. РЗА,

доктор медицинских наук, профессор

A. А. Кожин

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор медицинских наук, профессор Г.А.Вилков (г.Ростов-на-Дону), кандидат биологических наук, ст. н. с.

B.Н. Гусатинский

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: НИИ медицины труда Российской академии медицинских наук

(г. Москва)

г-

Защита диссертации состоится " " июня 1997 г. в _10 часов на заседании Диссертационного Совета Д 063.52.08 по биологическим наукам Ростовского Государственного Университета (344711, г.Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148).

Автореферат разослан "/т^" мая 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

В. Н. Кирой

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Индустриализация окружающей среды, сопровождающаяся возрастанием концентрации ксенобиотиков, обусловливает повышенную заболеваемость населения,- Особенно остро этот вопрос стоит в области материнства и детства, поскольку демографические пока-. затели указывают на снижение рождаемости, "качества" потомства (А.А.Баранов и др., 1993). По данным многих авторов неуклонно снижается уровень здоровья детей, так как функционально незрелый организм наиболее незащищен и чувствителен к действию негативных факторов (Г.М.Сидоренко, 1992; Т.М.Воропаева и др.. 1994; Scott, 1990). Медицинская статистика утверждает, что всего около 105Б потомства рождается здоровым, до 40% школьников-выпускников имеет ограничения к тому или иному виду дальнейшей трудовой деятельности, около 20% молодых женщин отличается той, или иной формой бесплодия. Несомненно, что перечисленные явления вызваны гетеротоксичностыо окружающей среды и начинают формироваться в течение гестации (Е. Г. Виноградова, 1994; Simpson et. al, 1989).

По современным данным литературы одним из наиболее перспективных направлений в проблеме охраны материнства и детства является внедрение в широкую практику препаратов животного и растительного происхождения, обладающих антиоксидантными свойствами (М.В.Папагина и др., 1995; Н.М.Сторожок и др., 1995). В создавшейся социально-экономической обстановке в стране выпуск отечественных препаратов указанного профиля весьма ограничен. Однако, все более разрастающееся количество регионов, относящихся к зонам экологического неблагополучия, обусловливает необходимость интенсификации их разработки.

Известные молочные смеси, содержащие большой набор необходимых для развития ребенка компонентов, имеют возрастные ограничения по использованию (до 2 лет) и являются дорогостоящими. Кроме того, аллергизация детского населения делает, в ряде случаев, невозможным применение молочных смесей. Детоксикаци-онными свойствами относительно ксенобиотиков они не обладают (Hiltava et. al., 1991).

В связи с представленными обоснованиями целесообразным является изучение возможности внедрения в практику новых пищевых добавок, потенцирующих адаптационно-трофические процессы в организме. К таким, в частности, относятся новые плодово-овощ-ные консервы, выпускаемые Азовским комбинатом детского питания, которые по своим ингредиентам могут быть рекомендованы для оздоровления подрастающего поколения. Необходимость введения в рацион населения, проживающего на территориях с негатив-

- г -

ным экологическим фоном, или работающего на производствах с вредными условиями труда, ксенопротекторов делает актуальным проведение исследований по клинико-экспериментальной апробации новых технологических разработок, способствующих снижению экологически обусловленной заболеваемости. Последняя составляет от 8 до 17% всех встречающихся нозологических форм среди населения страны /Ю. П. Лисицын, 1992/.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ:

Изучение интегральных общетоксических и морфо-функцио-нальных изменений в репродуктивной системе потомства крыс, подвергнутых химическому воздействию, и разработка способа де-токсикации организма с помощью введения в рацион фруктово -пектинно-овощных смесей.

При этом необходимо было решить следующие исследовательские задачи:

1. Изучить динамику морфо-биохимических показателей, отражающих общетоксическое действие химического фактора, и изменения со стороны репродуктивной системы самок-крыс.

2. Оценить последствия влияния химической затравки на состояние потомства в различные периоды его развития.

3. Изучить биологическое действие фруктово-пектинно-овощ-ных смесей (ФПОС) на организм лабораторных животных, находящихся в различных функциональных состояниях.

4. Определить возможнс$:ть снижения токсического действия на плод и потомство химического фактора путем применения ФПОС в качестве добавки к рациону.

5. Изучить специфичность" антитоксического действия ФПОС.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ВЬНОСИНЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Наиболее выраженный токсический эффект на плод химический фактор оказывает, когда применяется непосредственно перед спариванием животных' вследствие сформировавшихся патохими-ческих изменений в организме самки. Наглядным критерием выраженности негативного воздействия явились показатели малонового . диальдегида и сульфгидрильных групп белков сыворотки крови.

2. Использование ФПОС для детоксикации организма оправдано как на фоне беременности, так и вне ее. Наиболее активным антитоксикантом являются консервы, состоящие из яблочно-тыквенной смеси с пектином, в которой, в отличии от других рассматриваемых препаратов содержание цинка наиболее высокое.

3. Уменьшение токсического влияния химического фактора.

благодаря введению ФПОС сопровождается, тем не менее, некоторым снижением функционального состояния репродуктивной системы у потомства крыс, что является своеобразной "платой" за выработку адаптации к хроническому стрессу самки и плода.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

Установлена определенная зависимость изменений функционального состояния организма потомства- животных от времени контакта самки с неблагоприятным фактором среды.

Показано, что репродуктивная система неполовозрелых животных является наиболее лабильной к действию факторов среды.

Несмотря на нормализацию биохимических показателей, отражающих интенсивность перекисного окисления липидов ( уровень стресса) в репродуктивном комплексе крысят, родившихся в условиях затравки самки перед гестацией, обнаружены признаки отставания в физиологическом развитии.

Разработаны перспективы ' применения естественных ФПОС как протекторов токсического действия неблагоприятных экологических факторов для сохранения репродуктивной способности организма и оптимального развития потомства.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

Полученными в работе данными обоснована целесообразность использования ФПОС в качестве растительных пищевых добавок для повышения ..резистентности и сохранения репродуктивной способности самой в условиях негативного воздействия факторов среды. Доказана определенная специфичность антитоксического действия ФПОС, связанная с особенностями их состава. Определены морфо-биохимические показатели, наиболее четко реагирующие на их введение. Установлена оптимальная рецептура компонентов ФПОС, оказывающая достаточно надежное детоксикационное влияние.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Материалы диссертации докладывались на заседаниях проблемной комиссии Ростовского НИИАП, региональной конференции "Экология города" (1994), съезде акушеров-гинекологов Северного Кавказа (1994), заседании президиума южного отделения Российской экологической академии (Ростов, 1996), Ростовского областного физиологического общества (1997).

ПУБЛИКАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

По теме диссертации опубликовано 6 статей. Подана заявка на изобретение.

СТРУКТУРА РАБОТЫ:

Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста и состоит из.введения, обзора литературы, описания постановки эксперимента, материалов и методов исследования, результатов, обсуждения и выводов. Работа содержит 31 таблицу, 15 рисунков. Список литературы включает 196 источников.

2. ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Поставленные задачи решались комплексными приемами исследования, позволяющими во взаимосвязи рассмотреть особенности Функционирования антиоксидантной и репродуктивной систем в условиях негативного воздействия факторов среды и испытуемого препарата оздоровительного питания.

Исследования проводились с учетом рекомендаций, направленных на изучение биологического действия новых пищевых продуктов (Покровский, 1988). Для практического изучения и теоретического осмысления в схему исследований включены 2, на наш взгляд, важных вопроса:

1. Моделирование патологического процесса в репродуктивной системе животных с помощью химического воздействия в предельно допустимых концентрациях, с последующим изучением мор-фо-биохимических показателей.

2. Определение степени эффективности действия разработанных и изученных нами, совместно с технологами Азовского комбината детского питания, фруктово-пектинно-овощных смесей на организм животных, испытавших влияние вредного химического фактора, и их потомство.

Для изучения поставленных вопросов было проведено 6 серий экспериментов с животными, смысл которых заключался в следующем:

В 1-й серии исследований (30 беспородных белых крыс-самок) отрабатывалась модель нарушений функции репродуктивной системы, путем помещения животных в условия статической химической затравки. Токсикологический эксперимент выполнялся согласно методическим рекомендациям И.В. Саноцкого и др. (1980) по изучению влияния химических веществ на половую систему. Затравка продолжалась в течение 2-х месяцев по 8 часов в день.

Химическая смесь состояла из паров ксилола (10 мг/м3) и краски, содержащей свинец. Концентрация установлена хроматографи-чески и не превышала п. д.к. Это сочетание по данным Г.Ю.Крох-маль /1984/ реально соответствует производственным условиям (малярные работы по окраске кузовов электровозов).

Динамическое исследование репродуктивной системы крыс, из 1 серии опытов выполнялось путем изучения цитологии влагалищных мазков, что позволяло установить ориентировочные сроки реакции на применяемое воздействие. По истечении срока затравки часть животных (20 крыс) забивалась методом декапитации для морфологических и биохимических исследований.

Во 2-й серии анализировали состояние потомства. Для этого оставшиеся после забоя животные (10 крыс) помещались вместе с интактными самцами для спаривания. После установления факта наступления беременности самок содержали в обычных условиях вивария. Другая группа (10 крыс), интактная до беременности, подвергалась химической затравке начиная с 3-4 дня гестации до ее окончания. Состояние потомства оценивалось по росто-весовым показателям. В этой же серии изучались последствия влияния химфактора на потомство родившееся у интактных крыс. После месячной затравки крысят, находившихся вместе с кормящими их самками, состояние потомства оценивалось по росто-весовым и биохимическим показателям. Для морфо-биохимических исследований, согласно задачам работы, из родившихся крыс отбирали только самок. Всего во 2-й серии израсходовано 100 животных (20 самок и 8.0 крысят).

В 3-й сбрии исследований определяли степень эффективности биостимулирующего адаптогена. Для этого 60 животным в ежедневный рацион включали ФПОС. Через 1 месяц после "профилактического курса" эти крысы подвергались испытанию химическим фактором по известной схеме. После окончания воздействия часть животных забивалась для оценки выраженности обще-и гонадотокси-ческого действия на фоне протектора. Остальные животные спаривались для выяснения способности к беременности. Контролем служили морфо-биохимические показатели, регистрируемые при забое животных, получавших ФПОС в течение месяца на фоне интакт-ного состояния (40 крыс). Всего в этой серии использовано 100 животных.

В 4-й серии задачей являлось изучение опосредованного биологического эффекта ФПОС на потомство крыс, в зависимости от времени его введения в рацион крыс-самок. Часть животных ( 10 крыс) получала ФПОС на фоне затравки до гестации. Другая часть во время гестации, протекающей при наличии химического фактора в среде обитания / 10 крыс/. Контролем служило потомс-

тво интактных самок (10 крыс), находящееся на обычном рационе вивария. Всего в 4-й серии использовано 90 крыс (самки, крысята) .

5-я серия экспериментов была посвящена изучению возможности корригировать состояние потомства животных, родившееся на наиболее неблагоприятном фоне. т. е., когда самки подвергались затравке накануне беременности,, при отсутствиим протекторных средств в рационе. Использовался более эффективный препарат ФП0С- в течение всего времени пребывания самки с потомством ( смесь N 3). -Крысята, после окончания естественного вскармливания, получали эту ФПОС как добавку к рациону до двухмесячного возраста. Контролем служили крысы первых месяцев жизни, родившиеся у интактных животных, часть которых не была кормлена ФПОС. В этой серии использовали 60 животных.

6-я серия эксперимента проводилась для выяснения специфичности антитоксического действия ФПОС. Учитывали показатели репродуктивной способности крыс, подвергнутых разным типам затравки, после предварительного.применения препарата N 3. В контрольную группу входили животные, получавшие в рацион ФПОС перед затравкой парами ксилола и свинцовосодержащей краски. Опытную группу составили крысы, получавшие такую же смесь, но с последующим ингаляционным воздействием формальдегидом. В этой серии использовали 40 крыс.

Регистрация функционального состояния животных осуществлялась по морфо-биохимическим показателям. В работе использовались общепринятые морфологические методы исследований. Полученные с их помощью, результаты рассматривались как индикаторы состояния гипоталамо-гипофизарно-гонадной интеграции. Они давали возможность количественно оценить выраженность моделируемых нейрогуморальных сдвигов. Для количественных цитофотомет-рических исследований суммарных нуклеиновых кислот (СНК) использовали окрашивание галлоцианин-хромовыми квасцами. Для вычисления содержания гистохимического вещества определяли размеры клеточных тел и ядер исследуемых структур в двух направлениям (большой, малый диаметры). Объем ядер и клеток вычисляли по формуле: Па в

V =-, где а - большой диаметр;

6 в - малый, и выражали в мкм3.

Содержание нуклеиновых кислот (НК) в клетках и ядрах определяли произведением оптической плотности на соответствующий объем и выражали в условных единицах. Фотометрия осуществлялась на микроспектрофотометрической установке МУФ-6 (ЛОМО).

Для оценки влияния ФПОС на обменные процессы изучалось содержание гликогена в печени. Вещество выявлялось реактивом

Шиффа с последующим фотометрированием. О наличии жировых включений в цитоплазме гепатоцитов судили качественным методом анализа при окрашивании препаратов Суданом (Лилли, 1980).

Биохимические методы были подобраны с целью изучения степени токсического действия затравочного комплекса веществ. Предметом исследований стали показатели крови, которые по общепринятым положениям, используются как в клинических, так и экспериментальных условиях. В нашей работе рассматривалось содержание токоферола, малонового диальдегида, БН-групп белковых и небелковых соединений крови, аскорбиновой кислоты. Их определение осуществлялось на спектрофотометре СФ-26, согласно известным методическим рекомендациям (Е.А.Кост, 1975), кроме того, при выявлении токоферола использовался флуоримент БЫтайги ЯР -510 (Япония).

В состав предлагаемых нами ФПОС в значительном количестве входят витамины группы В, аскорбат, провитамин А (Бета - каротин), а также микроэлементы,(железо, цинк, калий, натрий, кальций и др.), использование 'которых патогенетически обусловлено для коррекций анемий, сниженного иммунного статуса, асте-но-вегетативного синдрома (Ю.Е.Вельтищев и др., 1990). Поскольку перечисленные нозологические формы зачастую являются следствием интоксикации организма тяжелыми металлами, в состав плодово-овощной смеси был введен пектин - вещество, связывающее катионы поливалентных металлов, из расчета 2 г сухого вещества на 100г плодово-овощной основы. В работе использовались концентраты пектина, выпускаемые фирмой "Хербстрайт унд Фокс" (Германия). Они представляют собой растительные гетерополиса-хариды сложного строения.

В соответствии с основами рационального питания, в рационе здорового человека обязательно наличие 5-6г пектиновых веществ в сутки. При токсическом воздействии доза пектина может быть увеличена, так как отрицательного действия его на здоровье человека не установлено (В.М.Харламов, 1992). По мнению экспертов ВОЗ эта пищевая добавка может использоваться без строгих ограничений.

Так как в соответствии с условиями эксперимента животные испытывали ингаляционное воздействие негативного характера, в их рацион была включена достаточно большая доза ФПОС ( 50г на одну крысу, что составляло около 0,5г пектина в сутки). Эта пищевая добавка вводилась в течение месяца. Такого времени достаточнс, чтобы выработать состояние повышенной резистентности при использовании растительных адаптогенов (В.Б.Спири-чев. 1994).

Результаты исследований подвергались статистической обра-

ботке, степень достоверности различий показателей определялась по критерию Стыодента (Г.Ф.Лакин, 1973).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Изучение влияния на организм химического фактора показало, что спустя месяц контакта с ним подопытные крысы существенно отставали в прибавке массы тела, в среднем на 15-205?. В крови к этому времени наблюдались гипохромная анемия, анизаци-тоз, вакуолизация цитоплазмы эритроцитов, уменьшение количества лимфоцитов.

Демонстративным показателем стрессорного состояния животных был уровень малонового диальдегида (МДА) в сыворотке крови, который, как известно, отражает интенсивность процесса ПОЛ. Было обнаружено, что после затравки животных его содержание возрастало в два раза. Наряду с МДА интенсивность развития токсических изменений оценивали по содержанию альфа - токоферола и аскорбиновой кислоты. Уровень обоих показателей уменьшался на 24 и 33% соответственно. Параллельно изучали изменение уровня БН-групп белков сыворотки крови, который отличался прогрессивным снижением.

Общая интоксикация организма сопровождалась морфофункцио-нальными изменениями в печени. Было обнаружено значительное снижение количества гликогена в цитоплазме гепатоцитов, в некоторых из них имело место обилие жировых включений.

Воздействие затравки $ первые дни приводило к удлинению фазы течки у 60% крыс. К середине месяца, наоборот, развивался анэструс у большинства животных. На этом фоне проводились морфологические исследования. На срединных срезах яичников выявлялось значительное уменьшение числа примордиапьных фолликулов, в большом количестве встречались фолликулярные кисты с разрушенными оболочками. Цитофотометрически установлено незначительное содержание суммарных нуклеиновых кислот в оболочках фолликулов и эндометрии, что указывало на снижение гормональной продукции в текальной и гранулезной тканях. Учитывая, что функции яичника находятся под регуляторным контролем нейрогу-моральных комплексов, очевидно, что патогенез отмеченных пато-гистологических перестроек имел центральный характер.

Оценивая значимость выявленных нарушений в нейроэндокрин-ных интеграциях для функции воспроизводства мы провели 2-ю серию исследований. Животных, оставшихся после забоя, спаривали с интактными самцами. Беременность наступала у 40% самок. В большинстве случаев наблюдалось ее пролонгирование на 1-2 дня. Вторую группу представляли самки, интактные до наступления

гестации. У этого контингента животных беременность наступала в 100% случаев. С 5 по 20 день гестации самки подвергались затравке. Количество плодов у крыс первой группы было ниже, по сравнению с таковым для крыс данного вивария (5-7 плодов у самки против 10-11 в контроле). В то же время их количество у одной особи из второй группы отличалось от контрольных величин незначительно.

Обращало на себя внинание, что в зависимости от момента проведения затравки (до или во время беременности) изменения в показателях массы плодов, регистрируемые в первые дни после рождения, носили разнонаправленный характер. У плодов первой группы наблюдались признаки гипотрофии, в то время как плоды второй группы отличались повышенными весовыми показателями. По данным Н.Г. Кошелевой (1992) длительное негативное воздействие в догестационный период приводит к астенизации нейроэндокрин-ного статуса и, как следствие, развитию дистрофических изменений в фетоплацентарном комплексе. В то же время, по данным В.Г.Филимонова и др., (1986)'химические вещества в малых дозах, вводимые ингаляционным путем в течение всей беременности, обусловливают развитие гиперадаптоза у самки. В результате активации компенсаторно-приспособительных реакций возрастают росто-весовые показатели у плодов.

По нашим данным в том и другом случае потомство отличалась сниженной резистентностью, о чем (ложно было судить по показателю мертворождаемости. Более подробно о патофизиологических последствиях затравки для потомства, проведенной до и во время гестации, можно судить по исследуемым биохимическим показателям. Характерным было повышенное содержание МДА, особенно в первый месяц после рождения, что свидетельствовало об отсутствии компенсации цитотоксических нарушений, которые развивались у потомства от перинатального дистресса, индуцированного контактом с химическим фактором. К окончанию 2-го месяца жизни крысят перечисленные показатели несколько улучшались (особенно у крысят 2 группы).

О выраженной интоксикации организма.животных свидетельствовал уровень БН-групп белков сыворотки крови. Он бьш ниже контрольного как к концу первого, так и второго месяца наблюдения.

Морфологические исследования, проведенные у крысят по истечении 2-х месяцев после рождения позволили обнаружить явления задержки полового развития. На срезах яичников число при-мордиальных и созревающих фолликулов у крысят опытных групп было на 25% ниже, чем в контроле.

Подытоживая проведенные морфобиохимические исследова-

ния, оценивающие степень токсического влияния химического фактора на организм самки и плод, можно заключить, что оно оказывало более значительное негативное действие на потомство, когда использовалось в догестационный период. Патологические нарушения в нейроэндокринной системе самок обусловливали сниженное функциональное состояние их потомства, которое не восстанавливалось, в полной мере, в первые месяцы жизни.

Представляло интерес,- в порядке сравнения, изучить как отражается на .состоянии потомства интактных животных непосредственный контакт их с химическим фактором. Поэтому, в этой же серии были выполнены исследования на потомстве, родившемся у самок, беременность которых протекала в благоприятных условиях. Материал для анализов собирался после месяца пребывания крысят вместе с кормящей их самкой в условиях затравки.

Было установлено, что у подопытных крысят (3 группа) имела место тенденция негативных изменений исследуемых показателей, однако, она не носила столь выраженного характера, как это имело место у потомства, полученного от крыс 1 и 2 группы. На основании полученной информации можно заключить, что неблагоприятное воздействие, осуществляемое в неонатальный период развития, легче переносится здоровым потомством от интактных крыс.

Проведенные исследования выявили определенную зависимость между выраженностью эндокринно-обменных нарушений у потомства животных, и моментом его контакта с химическим фактором.

Логическим продолжением первой части исследований явилось изыскание средств, позволяющих снизить неблагоприятное влияние на организм используемого негативного фактора, который широко распространен в некоторых технологических процессах. В 3-й серии экспериментов исследовалась эффективность применения ФПОС в качестве протектора относительно химической затравки. Нами были использованы 3 варианта ФПОС: пюре из яблок с пектином (смесь N 1), пюре из тыквы с пектином (смесь N 2), пюре из яблок и тыквы с пектином (смесь N 3). Такой ассортимент консервов выпускался комбинатом в качестве опытной партии для изучения оздоровительного эффекта и разработки рекомендаций для применения. Перечисленные ФПОС отличались друг от друга соотношением микроэлементов и витаминов в плодово-овощной основе (Таблица 1).

Применение препаратов ФПОС способствовало изменению показателей красной крови. Через месяц специального рациона у крыс всех подопытных групп наблюдалось возрастание количества гемоглобина и гликогена в печени.

Таблица 1

Содержание основных ингредиентов консервов на ЮОг продукта и их энергетическая ценность

(данные технической документации)

Наименование продукта

Бел-|Уг-ки |ле-|во-|ды I I

~Г

Микроэлементы, мг '

Витамины, мг

Иа| К |Са I I I I

Ре

Р|2пф - | Вг I |каро| | |тин |

Энергетическая ценность, ккап.

Смесь N 1

0,6 11,1

18 210 12 0,5 И 2610,85 0,02 2,7 0,15

47

Смесь N 2

1,0 5.0

17 203 20 0,'9 20 30|1,2 0,05 3,2 0,12

40

Смесь N 3

0,8 11,2

12 190 25 0,7 19 37|1,1 0,08 3, 5 0, 161 55

Употребление в пищу животными перечисленных смесей отражалось на уровне изучаемых биохимических параметров. Наиболее заметно возрастало содержание аскорбата, что обусловлено его высокой концентрацией в применяемых ФПОС. Тенденция изменений МДА и альфа - токоферола была менее выраженной. 0 повышении детоксикационной способности организма крыс на фоне применения препаратов свидетельствовало некоторое увеличение БН-групп белков сыворотки крови. Этот процесс был более выражен у животных, получавших смесь N 3.

Оставшихся после забоя интантных самок, употреблявших ФПОС, спаривали для -изучения влияния препаратов на репродуктивную способность. Изучение показателей рождаемости и антропометрических параметров позволило заключить, что витаминизация организма самки существенно не повысила их репродуктивную способность, однако отмечалась тенденция к снижению мертворож-даемости, незначительному возрастанию массы плодов. Очевидно, это было связано с активацией трофических процессов, улучшением гемопоэза в организме беременных животных.

Незначительно выраженное биостимулируощее влияние препаратов ФПОС на репродуктивную систему наблюдалось и по результатам цитофотометрических исследований ткани яичников и эндо-

Е

метрия. Так, в яичниках незначительно возрастало содержание суммарных нуклеиновых кислот.

В дальнейшем, изучив действие препаратов ФПОС на интакт-ных животных, мы приступили к рассмотрению возможности применения их в качестве протектора относительно токсического влияния химического фактора. По регистрируемым показателям химическая затравка, используемая после витаминизации животных, индуцировала менее выраженные патологические изменения (Рис.1, табл.2).

Сопоставление биохимических и цитофотометрических показателей между собой, а также с контрольными значениями, позволило установить, что наиболее выраженное антитоксическое действие оказывал препарат N 3.

Оставшихся после забоя крыс спаривали для исследования их репродуктивной способности. По сравнению с результатами, полученными ранее, использование ФПОС способствовало более благог получному развитию беременности несмотря на проведенное ингаляционное химическое воздействие (Табл.3).

В 4-й серии экспериментов первая группа крыс получала смесь N 3, как наиболее эффективную, на фоне затравки до гес-тации в течение месяца. Вторая - во время гестации, протекающей также на фоне затравки. Исследования показали, что моделируемые условия приводили к негативным тенденциям в изменении биохимических параметров потомства. Наиболее резкие сдвиги наблюдались в показателях МДА у крысят из 1-й группы. Это свидетельствовало о значительном накоплении продуктов перекисного окисления липидов, следовательно, в этом случае антистрессовое влияние ФПОС было недостаточным. У потомства животных из 2-й группы показатели биологического развития отличались от контрольных в меньшей степени.

Попутно было также установлено, что смесь N 3, используемая в течение гестации, способствовала более лучшему функциональному состоянию самок в постродовом периоде, о чем можно было судить по биохимическим показателям (крысы 2-й группы).

$ 5-й серии экспериментов в рацион самок, подвергавшихся затравке накануне беременности, вводилась наиболее эффективная ФПОС N 3 в течение всего.периода вскармливания потомства. После его прекращения крысята, до окончания 2-го месяца жизни, получали ФПОС в качестве добавки к рациону. Затем животных забивали (1 группа) для проведения морфо-биохимических исследований. Потомство от подвергнутых затравке самок, не получавших ФПОС (2 группа), служило контролем. В опыт вошли также крысята первых месяцев жизни, родившиеся у интактных самок, часть из которых не получала ФПОС (3 группа), а часть получала (4 груп-

З^ох'.смические показатели сыворотки крози

»гТ

Васкорбиновая кислота ■токоферол ;<} ОМДА

1

У сливы е обвзваченяя:

1 - показатели крыс, не получавших ФПОС перед затравкой;

2 - показатели крыс,получавших перед затравкой препарат I;

3 - показатели крыс, получавших ФПОС перед затравкой препарат 2 ;

4 - показатели крыс,получавших перед затравкой препарат 3.

Примечание. * отмечены показатели, достоверно отличающиеся от

контрольных.

Рис.1 Изменения содержания ' малонового

дна л ьдеги да (мкм о ль/л),токоферол а, аскорбиновой кислоты (мкг/ил) у крыс, подвергнутых химической затравке после предварительной витаминизации.

Таблица 2

Изменения содержания НК в оболочках фолликулов и эндометрии крыс, подвергнутых затравке после витаминизации

Типы ФПОС, группы крыс Содержание суммарных НК, усл. ед.

Гранулезная оболочка Текальная ткань Эндометрий

Интактные животные 508, 6+13, 9 110,2+4,5 220+6, 7

Контроль-крысы, не^получавшие фпос перед затравкой 366, 5+12. 5 78.6+3,6' 126,7+4,7

Крысы, получавшие перед зат- , равкои препарат 1 427,6+13.2 89,3+3,5 190, 7+5, 5*

Крысы, получавшие перед зат- „ равкои препарат 2 437, 7+13.6 90, 6+3,7 188,9+5, 5*

Крысы, получавшие перед зат- „ равкои препарат 3 483.3+13.8* 98,4+3,8* 212,5+6,1*

Примечание: * отмечены значения, достоверно отличающиеся от контрольных

Таблица 3

Показатели репродуктивной способности^ подвергнутых химической затравке крыс, после предварительтюи вилюмишзации

Типы ФПОС, группы крыс % наступивших беременностей Кол-во ПЛОДОВ у 1 % мертворожденных крысят Масса плодов, г

Интактные животные 90 10,5+0,5 5 3,9+0,2

Контроль-крысы, не получавшие фпос перед затравкой 40 5, 7+0,2 30 3, 5+0.1

Крысы, получавшие перед зат- , равкои препарат 1 70* 7, 5+0, 3 10* 3, 7+0,1

Крысы, получавшие перед затравкой препарат 2 70* 8,1+0,3* 10* 3,8+0,2

Крысы, получавшие перед зат- „ равкои препарат 3 80* 8, 6+0,3* 5* 4,0+0,1

Примечание: * отмечены значения, достоверно отличающиеся от контрольных

па). Эти группы использовались с целью изучения злияния адап-тогенной добазки на физиологические параметры здорового растущего организма.

Было установлено, что антитоксическое влияние ФПОС прослеживается именно на фоне сниженных морфо-физиологических показателей (1 группа крысят) в результате эмбризтоксического действия химического фактора. У здорового потомства (3, 4 груп-. па) регистрируемые показатели мало отличались друг от друга. Очевидно, что на фоне оптимального развития физиологических процессов онтогенеза, ФПОС оказывала мягкое стимулирующее действие.

Несмотря на мало отличающиеся параметры биохимических показателей у крысят 1, 3, 4 групп, цитофотометрические индикаторы состояния половой системы имели более значительную разницу, что указывало на некоторую функциональную задержку полового развития у особей из 1 группы. Об этом свидетельствовали данные исследований генеративных элементов яичников. Приморди-альных и созревающих фолликулов в яичниках крысят этой группы было на 20% меньше по сравнению с таковым на срезах яичников крысят из 3 и 4 группы.

Установив возможность улучшить функциональное состояние потомства крыс в неонатальный период, путем введения в рацион ФПОС, актуальным оставался вопрос, насколько специфично антитоксическое действие используемых продуктов. Как показали наши исследования, наиболее биологически активным был препарат N 3. Поскольку все, препараты ФПОС содержали одинаковую дозу пектина, можно предположить, что профилактирующее действие, в значительной степени, было обусловлено особенностями плодо-во-овощной основы.

Последняя отличалась от таковой в смесях 1 и 2 несколько более высоким содержанием цинка, а также уровнем калорийности. Как известно, цинк по своим биологическим эффектам, является антагонистом свинца, в частности, его влияния на систему крови, ЦНС, эндокринные, интеграции (А.П.Авцын и др. ,1991).

Для проверки этого предположения была проведена дополнительная серия исследований, когда гонадотоксическое действие индуцировали путем затравки животных парами формальдегида, •который обусловливает возникновение патологических процессов в репродуктивных органах, а также эмбриотоксиче:кие эффекты (И. В.Саноцкий и др., 1980). Самок перед спариванием подвергали воздействию формальдегида. Как видно из таблицы 4 антитоксическое действие ФПОС (смесь N 3) было мало эффективным.

Таким образом, проведенные серии исследований позволили установить перспективность использования ФПОС, как адаптоген-

но-детоксикационной добавки к рациону. Эффективность их использования зависела от специфичности неблагоприятного воздействия, а также времени контакта беременных животных и их потомства с неблагоприятным производственно-экологическим фактором.

Базируясь на полученных результатах НИ?, анализе данных литературы, можно высказать гипотезу о механизме антитоксического действия ФПОС.. Он представляется достаточно полиморфным, что обусловлено химическим строением используемых препаратов,' состоящих из витаминно-минеральных ингредиентов, биологические эффекты которых отличаются определенной спецификой. Схематически он представлен на рисунке 2.

Таблица 4

Показатели репродуктивной способности крыс, подвергнутых разным типам затравки, после предварительного использования смеси 3

Группы крыс ) 1 % наступивших беременностей 1 Кол-во плодов у одной самки % Мертворожденных у I самки

1 2 3 4

КОНТРОЛЬ: крысы", получавшие смесь N 3 перед затравкой хим. фактором, содержащим свинец 80,0 8, 5+0,3 5,0

ОПЫТ: крысы, получавшие смесь N 3 перед затравкой формальдегид. 60,0 - 7, 0+0,2 ----1 20,0

Витаминный набор, состоящий из жиро- и водорастворимых витаминов способствует активации системы антиоксидантов организма, которые обеспечивают защиту клетки от свободнорадикаль-ного окисления. Известно, что концентрация вторичных продуктов ПОЛ возрастает при стрессе любой этиологии, в том числе и при ксеноинтоксикации. Об этом можно было судить по снижению уровня МДА после курса приема ФПОС, а также повышению уровня альфа - токоферола и аскорбата в сыворотке крови животных. Как известно, определяемые витамины являются ведущими эндо- и экзогенными антиоксидантами.

Как было сказано выше, наиболее выраженным антитоксическим действием отличалась смесь N 3. Очевидно это связано с бо-

лее высоким содержанием цинка (в пределах допустимой суточной дозы), что обусловлено рецептурой плодово-овощной основы. По литературным сведениям уменьшение токсического действия свинца цинком идет различными путями (Tarbes et. al., 1986). С одной стороны - антитоксическое действие цинксодержащих соединений, относительно свинца, объясняется высоким сродством цинка к SH-группам. Поскольку ионы цинка не участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, они способствуют стабилизации SH-групп, предупреждая их окисление тяжелыми металлами. С другой-уменьшение токсического действия свинца цинком объясняется способностью последнего индуцировать синтез специфического белка-металлотионеина, который связывает избыток свинца, способствуя его детоксикации. По данным А. П. Авцына и др.(1991) металлотионеин - белок, обладающий низкой молекулярной массой, состоит из 61 аминокислоты, половина их которых представлена цистеином, а остальные - глицином, лизином, серином. Один моль этого протеина связывает 7- 10 молей металла, такого как кадмий, золото, медь, свинец, ртуть и др. Кроме того, цинк снимает ингибирование свинцом порфобилиногенсинтезы - фермента, участвующего в синтезе гема (Meredith et. al., 1987).

Несомненно, что определенную роль в антитоксическом эффекте сыграло и наличие в составе плодово-овощных консервов пектина - сложного гетерополисахарида, являющегося компонентом растительной ткани. Пектин часто называют пищевым волокном, биологическим сорбентом и природным загустителем. По данным литературы он связывает и выводит из организма ксенобиотики, образуя с ними комплексоны, особенно с ионами тяжелых металлов.

Еще одним важным механизмом протекторного эффекта ФПОС является, на наш взгляд, повышение емкости и мощности антиок-сидантной системы (АО) путем введения экзогенных антиоксидан-тов, так и стимуляция эндогенных АО организма, относящихся к важнейшим стресс-лимитирующим системам.

Кроме перечисленных биологических эффектов ФПОС, в их антитоксическом действии важную роль играет активация некоторых системных реакций. Так, регистрируемое наци возрастание количества гемоглобина, обусловленное, очевидно, витаминным соста-зом ФПОС, несомненно индуцировало антигипоксический эффект, предотвращающий нарушения тканевого дыхания, характерного, по данным литературы (Miller et. al., 1984) при отравлениях тяжелыми металлами. Наблюдаемое возрастание содержания НК в структурах эндометрия и яичников свидетельствует о биостимулирующем влиянии витаминов на функции специфических клеток гипоталаму-са-аденогипофиза, регулирующих секрецию адаптогенных гормонов

Стабилизация содержания БН-групп белков

Связывание и выведение тяжелых металлов

Индукция синтеза металл о-тионеина

Стимуляция эндогенных антиокси-

дантов организма

Восстановление мембраноциторецеп-торного комплекса

Восстановление нейроэндокринного гомеостаза

Стимуляция функции надпочечника

Стимуля-

ция функ-

ции

яичника

Активация адаптационных реакций

п.— о -Ч1Т11ТП1/Л11110Л1/ПГП лойгтпко гЬпчяггпнп-пР^МННП-ПВПШНЫУ СМйСеЙ (ФПОС}.

надпочечника и яичника (Т.Б.Журавлева, 1980).

Таким образом, введение ФПОС в дневной рацион крыс приводило к восстановлению адаптационно-компенсаторных резервов, обусловливая сохранение гомеостаза. Гипотеза о возможных механизмах антитоксического действия ФПОС, как указывалось, схематически представлена на рис.2.

Проведенная НИР, по нашему мнению, доказывает принципиальную возможность снижения перинатальной заболеваемости и смертности за счет введения в рацион ФПОС, содержащих перечисленные витамины и микроэлементы. Как показывают многочисленные исследования общность механизмов регуляции гомеостаза у всех видов млекопитающих позволяет экстраполировать полученные данные на клинический уровень. Это доказывают и собственные результаты по апробации предлагаемых продуктов питания. По данным литературы использование витамино-минеральных комплексов необходимо, особенно на фоне адаптационного напряжения организма (В.Б.Спиричев и др., 1995). С нашей точки зрения, полученные сведения об эффективности применения комбинированного продукта детского питания с заданными свойствами (ФПОС), выпускаемого отечественным промышленным предприятием , перспективны для разработки медико-экологических проблем охраны материнства и детства.

ВЫВОДЫ

1. Длительное ингаляционное воздействие на экспериментальных животных химического фактора, содержащего ксилол и свинец в дозе, не превышающей ПДК, индуцирует в репродуктивной системе патоморфологические изменения, обусловливающие снижение генеративной способности самок крыс: малоплодная беременность, повышенная эмбриотропная смертность.

2. Развитие патоморфологических изменений в яичниках и эндометрии, индуцированных проводимым ингаляционным воздействием комплекса химических веществ у крыс происходило на фоне активации процессов перекисного окисления липидов, на что указывало резкое возрастание уровня малонового диальдегида и снижение концентраций ведущих жиро- и водорастворимых низкомолекулярных антиоксидантов (альфа-токоферол, аскорбат).

3. Наиболее выраженные негативные изменения биохимических показателей (малоновый диапьдегид, сульфгидрильные группы белков сыворотки крови) в организме потомства имели место, когда ингаляционное воздействие неблагоприятного фактора осуществлялось непосредственно перед спариванием животных.

4. Яблочно-тыквенная смесь с пектином (препарат 3) обла-

дала более выраженным антитоксическим эффектом в отношении комплексного химического фактора, используемого в эксперименте, по сравнению с препаратами 1 и 2, имеющими иную плодо-во-овощную структуру.

5. Протекторное действие фруктово-пектинно-овощных смесей отличалось специфичностью. По морфо-биохимическим показателям в большей степени, она эффективна в отношении химического фактора, содержащего пары ксилола и свинец. В то же время на фоне действия паров формальдегида, в дозе не превышающей ПДК и при той же экспозиции, фруктово-пектинно-овощная смесь не позволяла снизить обще- и гонадотоксические эффекты.

6. Введение в рацион питания фруктово-пектинно-овощных смесей обусловливает положительные изменения рассматриваемых биохимических показателей (малоновый диальдегид, сульфгидриль-ные группы белков) у потомства крыс как непосредственно, так и опосредованно (в перинатальный период) контактирующих с химическим фактором. Однако, морфофункциональные характеристики яичников и эндометрия позволили констатировать отставание в биологическом развитии репродуктивной системы экспериментальных животных.

7. Препараты фруктово-пектинно-овощных смесей отличаются антистрессовой активностью, способствуя восстановлению исследуемых биохимических показателей у самок в постродовый период.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Экспериментальное исследование возможности применения лечебного питания для профилактики экологически обусловленной патологии //Сб. "Экология и современность". Международная нау-но-практическая конференция, Ростов-на-Дону, 1995, с. 92 (с со-авт. Е.Ф.Комаровой).

2. Экспериментальное обоснование применения специализированных растительных адаптогенов для профилактики интоксикаций организма комплексом химических веществ //Сб. Лекций и статей "Экопатология детского возраста", М., 1995, с.366-367 (с со-авт. А. А. Кожиным, Е. Ф. Комаровой, А. И. Ивановым).

3. Морфофункциональные изменения щитовидной железы экспериментальных животных при неблагоприятном химическом воздействии //Межвузовская научно-техническая коференция физиологических исследований молодых ученых Северо-Кавказского региона "Автоматизированные системы медико-биологического назначения", Ростов-на-Дону, 1995, с. 98-100 (с соавт. Е.Ф.Комаровой).

4. Маркерные заболевания населения и перспективы их профилактики //Сб. научных трудов "Актуальные вопросы патологии

репродукции онтогенеза", Ростов-на-Дону, 1996, с.84-85 (с со-авт. А.А.Кожиным, Е.Ф.Комаровой, А.Д.Берлизевой).

5. Изменения биохимических показателей крови крыс под влиянием фруктово-пектинных смесей //Сб. научн.труд. "Актуальные вопросы патологии репродукции и онтогенеза", Ростов-на-Дону, 1996, с. 79-81 (с соавт. Е.Ф.Комаровой).

6. Способ проведения массовых детоксикационно-оздорови-тельных мероприятий у детей //Заявка на изобретение N 96119829/026632 , приоритет от 3.10.96г., заявитель Ростовский НИИ акушерства и педиатрии (с соавт. А. А. Кожиным, В. А. Поповой, Т. Ф. Поддубной, И. Г. Логиновой, Е. Ф. Комаровой).

7. Профилактика заболеваемости детей, проживающих в экологически неблагоприятных районах //Пособие для врачей, Ростов-на-Дону, 1977, с.54 (с соавт. А.А.Кожиным, В.А.Поповой, С. Ю. Воскресовой).