Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Показатели гомеостаза полости рта у жителей экологически неблагополучных регионов

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Показатели гомеостаза полости рта у жителей экологически неблагополучных регионов"

РГ с од

2 О МАЙ 1997

На правах рукописи

ШЛЬМИЯРОВ ЭДУАРД МАГРУФОВИЧ

ПОКАЗАТЕЛИ ГОМЕОСТАЗА ПОЛОСТИ РТА У ЖИТЕЛЕЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИ НЕБЛАГОПОЛУЧНЫХ РЕГИОНОВ

03.00.04 - биологическая химия 14.00.21 - стоматология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Уфа -1997

Работа выполнена на кафедрах биологической и клинической химии I терапевтической стоматологии Самарского государственного медицинское университета (ректор - академик РАМН А.Ф.Краснов)

Научные руководители - доктор медицинских наук профессор В.М.Радомская;

доктор медицинских наук профессор В.П.Бережной

Официальные оппоненты - член-корреспоцдент РАЕН, доктор медицинских наук,

профессор В.И.Рубин;

кандидат медицинских наук, доцент Мирсаева Ф.З.

Ведущее учреждение - Омская медицинская академия.8

Защита диссертации состоится " " _ 1997 г. в _

часов на заседании диссертационного Совета Д 084.35.01 при Башкирском государственном медицинском университете по адресу: г.Уфа, улЛенина, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного медицинского университета.

Автореферет разослан " " __ 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор медицинских наук, профессор

Э.Г.Давлетов

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В связи с интенсивным преобразованием среды нашего обитания, перегрузкой природных пространств - воздуха, почвы, водоемов химическими и физическими агрессивными факторами в настоящее время сформировалась как кардинальная биосоциальная проблема экологического неблагополучия. Она затрагивает все сферы жизни, существования биогеоценозов, их взаимоотношений. Антропогенное загрязнение окружающей среды является мощным механизмом обратной связи, действующим на организм человека. Этот эффект можно расценить как итоговый, а реализуется он через многозвеньевое участие в процессе накопления, взаимодействия, биотрансформации, включая токсификацию экотоксикантов в растительных, животных и микробных организмах (Телитченко М.М., Остроумов С.А., 1990, Яблоков A.B., 1992).

Естественным следствием неблагоприятного токсического фона является ухудшение здоровья, широкое распространение аллергических состояний, рост заболеваемости. По данным ВОЗ, 80 % заболеваемости обусловлено отрицательным воздействием на человека техногенного загрязнения окружающей среды (Воронков М., Каплан Е., 1996).

Характерным признаком нашего времени является рост заболевания тканей ротовой полости. В частности, за последние 10 лет частота кариеса возросла на 56 % по сравнению с 1986 годом; широко распространены парадонтиты, нуждаются в стоматологической помощи практически все возрастные группы, люди различной профессиональной ориентации (Боровский Е.В., Леонтьев В.К., 1991).

Уникальная функция ротовой полости в том аспекте, который обусловлен первичным контактом с внешней средой через пищу, воздух и воду с запрограммированным набором нутриентов и непрогнозированным сочетанием ксенобиотиков, и вторичным; контактом через соединения, секретируемые и рекретируемые из крови слюнными железами в ротовую жидкость, поступающие в нее из клеток спущенного эпителия, лейкоцитов, продуктов жизнедеятельности микробных сообществ, мало изучена и представляет несомненный интерес в теоретическом и прикладном отношении.

Многие вопросы относительно адекватного отражения внешних и внутренних воздействий на показателях метаболизма в ротовой жидкости остаются невыясненными.

Оценка диапазона возможности сохранения относительного динамического постоянства интегральных показателей ротовой жидкости, стабилизирующих их механизмов, отражение состояния организма в ответ на внешние и внутренние воздействия раскроют новые перспективы для оказания эффективной стоматологической помощи при патологии тканей полости рта, зуба.

ЦЕЛЬ настоящего исследования заключается в изучении механизмов влияния экзогенных, эндогенных воздействий на молекулярные процессы в ротовой полости.

ЗАДАЧИ:

1. Изучить влияние техногенного загрязнения на физико-химические показатели ротовой полости.

2. Исследовать состояние спектра пептидов, фонд общего белка, общей, эффективной концентрации альбумина и связывающей способности альбумина ротовой жидкости жителей экологически неблагополучного региона.

3. Выяснить эффективность антиоксвдантной защиты ротовой жидкости работающих в контакте с агрессивными веществами.

4. Оценить в динамике показатели метаболизма ротовой жидкости у беременных с физиологическим и патологическим течением.

5. Выяснить характер изменений гомеостатических параметров ротовой жидкости в ответ на эмоциональное напряжение.

6. Обобщить результаты наблюдений о динамичности характеристик ротовой жидкости с целью теоретического обоснования адекватных подходов в лечении стоматологических больных.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые дана оценка характера влияния антропогенного загрязнения окружающей среды на показатели обмена и гомеостатическис механизмы ротовой полости. Полученные результаты раскрывают новый аспект в детекторно-интеграционной функции ротовой полости.

Получены новые сведения о метаболической перестройке в организме, включая ротовую жидкость в ответ на техногенное загрязнение окружающей среды. Выявленные изменения могут служить метаболической предпосылкой развития стоматологической патологии. Ротовая жидкость является внутренней средой с динамично меняющимся составом в ответ на разнообразные нагрузки организма, что раскрывает новые перспективы детального изучения показателей обмена при пограничных и патологических состояниях не только с местной локализацией, но и общего характера.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Результаты исследований создают естественно-научную базу для формирования новых методических подходов в лечении и профилактике стоматологических заболеваний.

Полученные данные свидетельствуют, что ротовая жидкость является составной частью внутренней среды организма, выполняющей буферную, экранирующую роль между организмом и внешней средой, ротовой полостью, органами и системами организма.

Индикаторами возможности организма противостоять агрессивному воздействию служат пептидный спектр ротовой жидкости, общий уровень альбумина, его эффективная концентрация и связывающая способность. Нарушение сбалансированности анаэробных и аэробных процессов, прооксидантных и антиоксидантных систем создается прокариесогенную ситуацию, предпосылку для развития и обострения парадонтита и других заболеваний.

В целях диагностики и прогнозирования характера течения патологических процессов челюстно-лицевого аппарата и организма целесообразно определение содержания в ротовой жидкости средних молекул, эффективной концентрации альбумина, его связывающей способности.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Ротовая жидкость - составная часть внутренней среды организма, отражающая динамику происходящих в нем процессов. Это аргументируют данные об изменении гомеостатических показателей ротовой полости в динамике беременности - мощного фактора эндогенной перестройки организма.

2. Под влиянием техногенного загрязнения окружающей среды происходит снижение содержания общего белка, концентрации альбумина, истощение антиоксидантной защиты, усиление образования карбоновых кислот, повышение электропроводности, нарушение баланса аэробных и анаэробных окислительных процессов в ротовой жидкости, что расценивается как мощное негативное средовое воздействие.

3. Диапазон индивидуальных колебаний эффективной концентрации альбумина, связывающей способности альбумина слюны отражает метаболическую ёмкость и подвижность обменных процессов, устойчивость к агрессивным факторам.

4. Эмоционально-психологическое напряжение является пусковым моментом метаболических изменений в организме, что отражается на показаниях ротовой жгщкости, создавая прокариесогенную ситуацию, служит патогенетическим механизмом формирования патологии зубочелюстного аппарата.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований были представлены на Всероссийской научно-практической конференции «Экология и здоровье человека» (Самара, 1994); П Международном симпозиуме «Неинвазивные методы диагностики» (Москва, 1995); на 2-й Международной научно-практической конференции (Самара, 1995); научной конференции «Биологически активные соединения: способы получения, промышленный синтез и применение» (Пенза, 1995) на областной научно-практической конференции, посвященной 40-летию Самарской областной стоматологической поликлиники (Самара, 1995); III Национальном конгрессе по профилактической медицине и валеологии (Санкт-Петербург, 1996); на заседании кафедры биохимии и терапевтической стоматологии совместно с Самарским отделением Всероссийского биохимического общества (Самара, 1997).

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, имеется одно положительное решение на патент, 1 рацпредложение.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной описанию материалов и методов исследования, трех глав собственных данных, заключения, выводов, практических

рекомендаций и списка литературы. Работа изложена на 141 страницах машинописного текста, иллюстрирована 18 рисунками, содержит 10 таблиц. В работе использовано 198 источников, из них 127 отечественных и 71 зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Оценка специфики токсического воздействия на организм человека совокупности неблагоприятных экологических факторов с целью выявления их суммарной агрессивности и прогнозирования возможных нарушений дня разработки профилактических и лечебных мероприятий путем изучения особенностей обменных процессов ротовой жидкости нами проводилась в двух экологически неблагоприятных регионах Самарской области - г.Новокуйбышевске и г.Безенчуке.

Было обследовано 114 лиц из г.Новокуйбышевска в возрасте от 15 до 72 лет. Группу сравнения составляли 24 человека (12 мужчин и 12 жешцнк), проживающих в экологически благоприятном регионе Самарской области - на Красной Глинке.

Обследованные жители г.Новокуйбышевска были разделены на две группы: работающие на предприятиях химического профиля (34 человека) и работающие в организациях соцкультбьгга (80).

Кроме того, изучено состояние метаболизма в ротовой жидкости у 69 беременных в динамике, проживающих в другом экологически неблагоприятном регионе Самарской области - г.Безенчуке. Группу сравнения составили 79 беременных из относительно бгагоприятного региона - Октябрьского района г.Самары. Исследование было проведено в сроки до 14 недель, 14-28 недель, 29-40 недель. Объектом исследования явилась ротовая жидкость. Взятие ротовой жидкости осуществлялось в оптимальное время, в 10-11 часов после предварительного (за 30-40 минут) полоскания полости рта водой.

Для вьивления возможных отклонений в параметрах ротовой жидкости при кратковременных нагрузках нами проведено исследование на группе студентов 1820-летнего возраста (35 человек обоего пола). Анализ анатомических данных, отсутствие жалоб и данные объективного обследования позволили отнести их к практически здоровым. Взятие ротовой жидкости проводилось троекратно: для определения индивидуальных фоновых показателей в обьгчной обстановке; в состоянии эмоционального напряжения (до и через 30-40 минут после сдачи зачета).

В ротовой жидкости у всех обследованных были изучены показатели белкового метаболизма: содержание общего белка (Кочетков Г.А., 1980), общая эффективная концентрация, связывающая способность альбумина (Грызунов Ю.А. с соавт., 1994); уровень высокомолекулярных соединения и олигопептидов средней молекулярной массы (Николайчик В.В. с соавт., 1990); углеводного обмена: активность лактатдегидрогеназы определялась спектрофотометрическим методом с субстратом пирувата по А.КогпЬе^ (1955), малатдегидрогеназы (ОсЬоа Б., 1955); содержание метаболитов - лактата, пирувата, малата, оксалоацетата (специфическим спектрофотометрическим методом, унифицированным

сотрудниками кафедры биохимии Самарского государственного медицинского университета). Об активности свободно-радикального окисления судили по содержанию малонового диальдещда (Стальная И.Д., Гаришвили Г.Г., 1977) и активности супероксиддисмугазы (Дубинина Е.Е. с соавт., 1983). Активность щелочной фосфатазы, амилазы, креантинкиназы, содержание мочевой кислоты, триацилглицеринов, холестерина, кальция определялось на биохимическом анализаторе фирмы СШа-Сопшщ.

Результаты исследования обработаны методом вариационной статистики на ЭВМ 1ВМ РС АТ, процессор 486.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Человек, как часть биогеоценоза, включен в многообразие контактов среды обитания через множество информационных каналов. Особая роль в восприятии информационного потока принадлежит ротовой полости. Это детекторное обеспечение позволяет организму сориентироваться в потоке газообразных, жидких и твердых веществ, которыми представлены пшца, вода и воздух.

Новые условия проживания современного человека обусловлены антропогенным загрязнением окружающей среды, они предъявляют новые требования к организму. В соответствии с этим одной из задач нашего исследования было выявление состояния показателей гомеостаза ротовой жидкости жителей экологически неблагополучных, регионов и тех, работа которых сопряжена с контактом с химическими токсикантами.

Уникальной особенностью ротовой полости является то, что она служит средством сообщения с окружающей средой, настраивая функции организма своеобразно составу, соотношению физическому состоянию различньгх форм коммуникативной материи.

Характерно, что состояние отдельных органов и систем естественно отражается на составе ротовой жидкости, образующей внутреннюю среду полости рта В территориальном отношении ротовая жидкость - специфическая среда, омывающая мягкие ткани и зубочелюстной аппарат. Вместе с тем, на наш взгляд, слюна - это составная часть внутренней жидкой среды организма, находящаяся в динамическом состоянии, зависящем от средовых внешних факторов и эндогенной ситуации в организме.

Для получения аргументов в пользу данного положения мы провели серию исследований показателей обмена в ротовой жидкости у беременных с физиологическим течением, расценивая беременность как мощный эндогенный фактор многообразного воздействия на организм в целом. Вызывает ли это состояние изменение параметров ротовой жидкости, каков их характер, значимы ли они? На эти вопросы предстояло нам ответить.

В ротовой жидкости беременных нами определялись удельная электропроводность, интегральная величина, отражающая общее содержание в данной среде анионов и катионов органического и минерального происхождения. Этот суммарный показатель электролитного баланса ротовой жидкости у беременных, проживающих в экологически неблагополучном регионе, значительно повышен.

Нами установлено также, что поздний гестоз сопровождается повышение! электропроводности слюны по сравнению с данными при нормально протекающем неосложненной беременности. Таким образом, гомеостаз ротовой жидкост нарушается и под действием экзогенного химического воздействия, обусловленног фоном техногенного загрязнения окружающей среды, и при развитии токсикоз беременности, обусловленного нарушением компенсаторных механизмов организме женщины в связи с вынашиванием плода. Это служит основанием дл вывода о наличии тесной взаимосвязи показателей метаболизма ротовой жидкост] и внутренней среды организма, составной частью которой она является.

Определение рН ротовой жидкости в обследованных контингентах показалс что диапазон колебаний составляет довольно значительный предел от 5,5 до 7,5 Таким образом, эта величина характеризует состояние от кислой среды до слаб, щелочной. Сдвиг рН в кислую сторону является результатом истощения буферны; свойств слюны, избытком кислореагирующих соединений. Весомый вклад ] увеличение фонда анионов вносит лактат, концентрация которого возрастает н; 28% в ротовой жидкости в Ш триместре беременности. При этом активност лактатдегидрогеназы подвержена динамическим колебаниям (рис. 1).

Рис. 1. Состояние анаэробных окислительных процессов в ротовой жидкое™ при нормально протекающей беременности

II триместр Самара 2

Безунчук I--1-н

III триместр

III триместр

—•—Малатдсгидрогеназа, мкмоль

НАДН/мин.мг —□—Малат, мкмоль/мл

—Л— Оксалоацетат, мкмоль/мл

— I Безенчух

II триместр

Самара

Рис. 2. Состояние аэробных окислительных процессов в ротовой жидкости при нормально протекающей беременности

При беременности активность малатдещцрогеназы, индикатора аэробных окислительных процессов, увеличивается (рис.2). Наиболее характерно это для первого и второго триместра. Поздний гестоз вызывает угнетение активности фермента. В ротовой жидкости выявлено значительное увеличение содержания малата и оксалоацетата, что служит показателем дисбаланса метаболических процессов. Нарушение преемственности процессов биотраисформации легко утилизируемых субстратов является показателем глубоких изменений в метаболизме при беременности, отражающихся на параметрах ротовой жидкости. Накопление этих метаболитов усугубляет кариесогенную ситуацию, способствуя сдвигу рН в кислую сторону, нарушению электролитного баланса. Кислая среда в ротовой полости служит фактором деминерализации эмали. По данным, полученным нами с использованием биохимического анализатора, в ротовой жидкости увеличивается содержание кальция (+52 %, рис. 3). Маловероятным является его экзогенное происхождение. Логичным было бы предположить его происхождение из тканей зуба. Установленное увеличение активности щелочной фосфатазы (с 26 до 61 Е/л) наряду с накоплением кальция в ротовой жидкости является отягощающим моментом, свидетельствуя о деструктивных процессах в структурах зубо-челюстного аппарата. Этот факт обращает внимание на необходимость раннего выявления установленных сдвигов и применение профилактических и лечебных мер для стабилизации минеральной структуры зуба.

ЕЗ Щелочная фосфатаза

□ Кальций

И Удельная электропроводность

□ Оксокислоты

В Гидроксикислоты

Рис.3. Метаболические предпосылки формирования кариесогенной ситуации при беременности (за 100 % приняты показатели в ротовой жидкости в группе

сравнения)

Оценивая пептидный спектр ротовой жидкости беременных по уровню олигопептидов средней молекулярной массы и высокомолекулярным пептидам, то есть полипептидам, можно отметить, что эти парамеры слюны свидетельствуют о состоянии напряжения, мобилизации эндогенных, в том числе белково-пептидных, ресурсов в организме женщин. Возможно, эндогенный протеолиз служит средством обеспечения развивающегося организма сруктурно-пластическим материалом и наряду с алиментарным путем обеспечения играет важную роль в развитии плода. В данном случае показательным является рост высокомолекулярных пептидов в слюне. Естественно, что осложнения беременности, в том числе инфекционные, дополнительно усиливают катаболические процессы, о чем свидетельствует рост содержания пептидных структур на 86 %.

Характерно, что нарастание концентрации олиго- и полипептидов в ротовой жидкости отмечается, включая и третий триместр. В этом заложен как регуляторно-пластический потенциал, так и отражение загруженности организме небезразличными, токсическими соединениями. Как известно, нарастание содержания олигопептидов средней молекулярной массы служит признаков токсемии (Бышевский А.Ш. с соавт., 1986; Пирадов М.В. с соавт., 1991; КоролеЕ Ю.Н., Лысенко Г.И., 1991; Стуколова Т.И., 1994). Выявленное нами увеличение содержания олигопептидов в ротовой жидкости совпадает с аналогичное тенденцией изменения данного показателя в крови (Краснова H.A., 1997) Отражением токсического воздействия на организм техногенного загрязненш окружающей среды служит более значительный рост уровня средних молекул ) женщин, проживающих в регионе выраженного антропогенного загрязнения.

Рассматривая характер реакций обмена в ротовой жидкости, обращает внимание усиление анаэробных и аэробных окислительных процессов у женщин

беременность которых протекает в экологически более благополучных условиях. Неблагоприятным фактором для состояния зубочелюстного аппарата является нарастание содержания моно- и дикарбоновых оксо- и гидроксикислот. pH жидкости в динамике беременности на уровне 5,5 - 7,5 свидетельствуют об истощении буферных свойств слюны, что создает кариесогенную ситуацию, способствует деминерализации эмали.

У жителей экологически неблагополучных регионов складывается более отягощенная ситуация в организме, что отчетливо отражается на параметрах ротовой жидкости. У них характерно преобладание анаэробных окислительных процессов над аэробными, хотя в количественном отношении автивность лактатдегидрогеназы у жительниц Самары выше, чем в Безепчуке. На фоне более низкой окислительной способности наблюдается преимущественно анаэробное окисление субстратов.

Таким образом, протекание даже физиологической беременности отражается на гомеостатических показателях ротовой жидкости.

Обращает внимание тот факт, что в г.Самаре неосяожненная беременность встречается в 27 %. В регионах, где экологическая ситуация характеризуется выраженным неблагополучием существенно ниже - 18,8 % (Линева О.И., Спиридонова Н.В., 1996, Краснова H.A., 1997).

Следовательно, наступление и протекание беременности без осложнений возможны и в регионах с высоким техногенным загрязнением. Тем не менее основную часть беременных составляют женщины с беременностью, осложненной гестозами. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что техногенное загрязнение и осложненная беременность оказывают суммирующее воздействие на параметры ротовой жидкости, существенно изменяя ее гомеостатические характеристики. Это отражается на ионно-электролитном балансе, минерализующей функции слюны, соотношении аэробных и анаэробных окислительных процессов, пептидном спектре, уровне олигопептидов средней молекулярной массы, содержании мочевой кислоты.

То, что беременность изменяет характер и интенсивность обменных процессов в организме, не нуждается в аргументации, а факт отражения этих превращений на гомеостатических характеристиках ротовой жидкости является новым и служит доказательством непрерывной взаимосвязи жидких сред организма.

Как известно, многокомпонентная система, образующая ротовую жидкость, представлена в основном экскретом слюнных желез, синтезирующих и рекретирующих из крови соединения различного структурно-функционального назначения. Определенный вклад в ее состав вносит десневая жидкость, продукты жизнедеятельности микробных сообществ образующих в полости рта экосистему (Олейник И.И., 1991). Характер, состав пищи и воздуха, состояние организма

существенно влияют на флору полости рта. Интенсивность секреции слюны, ее рН вязкость, степень минерализации, ионная система, буферная емкость насыщенность метаболитами, нутриентами служат решающими факторами в этеж плане.

Богатство слюны биологически активными веществами, стероидными г пептидными гормонами, в том числе инсулином, глюкагоном, кортизолом кортизоном, тестостероном, прогестероном, урогастроном тиреотропином тиреолиберином, мелатонином, соматостатином, сиалогастроном адренокортикотропным гормоном, авдростероном, эстрадиолом, астроном фактором стимуляции роста нервов, гастрином, простагландинами, катехоламинамь и другими биорегуляторами, контролирующими метаболизм, структу-рообразовательные и поведенческие реакции, служит показателем сопричастностг ротовой жидкости к общеорганизменным процессам.

Слюна является высокоминерализованной жидкой средой. В ней содержится более 20 микроэлементов (Зайчик В.Б., Багиров ШТ., 1991). Минерализующая функция слюны обусловлена во многом электролитным составом. Основными макроэлементами слюны являются кальций и фосфор. Перенасыщенность слгонь ионами кальция и фосфора является основным механизмом поддержания постоянства состава тканей зуба. Он реализуется тремя процессами: препятствует растворению тканей зуба, способствует внедрению ионов из ротовой жидкости в эмаль, регулирует рН (Леонтьев В.К., 1978, 1983).

В настоящее время аргументирована концепция о слюне как о структурированной системе, имеющей мицеллярное строение (Боровский Е.В., Леонтьев В.К., 1991; Леонтьев В.К., Галиулина М.В., 1991).

Минеральные компоненты находятся в ротовой жидкости в виде ионов, наиболее биологически активной форме, солей и в связанной с белками форме. Белки стабилизируют мицеллы, образуют своеобразный резерв фосфорно-кальциевых солей, донором которых служат в зависимости от потребности. Ионы кальция и фосфора дозированно реализуются из этого депо и обеопечивают минерализацию эмали.

Общая концентрация белка в слюне и спектр индивидуальных белков играют важную роль в обеспечении гомеостаза полости рта, включая минерализующую функцию, восстановительную, репаративную, защиту от повреждающего действия химических, физических и механических факторов, ' пищеварительную, регуляторно-трофическую функции.

Нами установлено, что воздействие на организм смеси экотоксикангов, находящихся в составе воды, пищи, во вдыхаемом воздухе, вызывает существенные отклонения в качественном и количественном составе белков слюны.

Наблюдается снижение общего содержания белка в два раза, концентрация альбумина уменьшается по отношению к группе сравнения в 1,9 раза. Характерной чертой является снижение эффективной концентрации альбумина и его связывающей способности. Установлено, что характер контакта с токсикантами обуславливает выраженность изменений. У тех, кто работает с вредными веществами, эти параметры более значимо отклонены от средних значений но сравнению с группой работающих на предприятиях общего профиля, но проживающих в зоне техногенного напряжения.

Об этом свидетельствуют следующие данные (табл.1). Общее содержание альбумина у работающих в химической промышленности снижается на 58,3-68,2% (р < 0,01) относительно группы сравнения и на 30-39% ((р < 0,1)) по отношению к концентрации его в ротовой жидкости проживающих в том же регионе, но работающих вне производственного контакта с токсикантами. Связывающая способность альбумина у тех, кто работает с химическими агрессивными веществами, снижается на 13,5% и на 12,7% соответственно. Это служит иллюстрацией снижения потенциальной экранирующей функции альбумина. Уменьшение связывающей способности отражает насыщение центров связывания данного белка ксенобиотиками, биологически активными веществами. При снижении барьерной роли альбумина дальнейшее поступление экотоксикантов приведет к беспрепятственному поступлению их в кровь, а учитывая снижение эффективной концентрации и связывающей способности этого буфера ксенобиотиков, доступ к тканям и органам доя них будет открыт.

Наряду с этим мишенью действия токсикантов служат ткани ротовой полости, зуба, в первую очередь эмаль. Альбумин, связывая ионы тяжелых металлов, органические агрессивные соединения, экранирует зубо-челюстной аппарат от повреждения.

О том, что экотоксиканты попадают в организм и вызывают нарушения, приводящие, в частности, к токсемии, свидетельствуют данные анализа пептидного спектра в ротовой жидкости. Обращает внимание накопление олигопептидов средней молекулярной массы и полипептидов. Примечательно, что эти результаты совпадают с направленностью изменений в сыворотке крови. Установлено, что проживание в районах техногенного напряжения, длительный контакт с токсикантами ведет к развитию токсемии, показателем чего служит увеличение содержания олигопептидов средней молекулярной массы (Блок М.Л., 1996). Параллелизм изменения уровня олигопептидов средней молекулярной массы в крови и ротовой жидкости служит основанием для рекомендаций по определению данного показателя в ротовой жидкости с целью выявления токсемии у обследованных и формирования групп риска находящихся в преморбидном состоянии. Именно в этот период эффективные лечебно-профилактические

мероприятия смогут оборвать цепь молекулярных событий, инициированных экотоксикантами, и предотвратить развитие болезни, локализация которой обусловлена индивидуальными особенностями здоровья.

На наш взгляд определение этих показателей в ротовой полости позволит проводить скриншшговые обследования, охватывая широкие слои населения, включая детский контингент. Неинвазивность способа обеспечит безопасность и безболезненность исследований, а адекватность -информативность результатов.

Исследования показали, что в результате действия на организм химических агрессивных веществ происходит нарушение баланса окислительных процессов в ротовой полости. Определяемые оксвдоредуктазы в ротовой жидкости имеют множественное происхождение, поступая в нее в составе слюны, а также клеток различного происхождения, включая микробные сообщества. Таким образом, снижение активности лактатдегидрогеназы и малатдегидрогеназы, установленное нами, является суммарным показателем. Очевидно, что это следствие прямого действия экотоксикантов, результат нарушения метаболических процессов в организме. При этом содержание суммы определяемых педрокси- и оксокислот у работающих в контакте с токсикантами на 28,0% (р < 0,1) выше, чем у жителей Новокуйбьпиевска. Вместе с тем у них фонд данных карбоновых кислот на 40,7% (р < 0,01) больше, чем в группе сравнения.

Накопление малага, лактата, оксалоацетата служит также показателем нарушенного метаболизма. Усиленно образуясь, эти легко окисляемые субстраты не метаболизируются, что может свидетельствовать об энергодефиците мягких тканей, нарушениях в системах утилизации унифицированных субстратов. Очевидно такие изменения создают предпосылку для нарушения энергоемких процессов, обеспечивающих структурообразование, биосинтез пластического материала, в том числе многокомпонентные образования клеточного, внеклеточного материала мягких и твердых тканей зубо-челюстного аппарата.

Таким образом, при воздействии экотоксикантов наблюдается цепная реакция изменений, имеющих патогенетическое значение для нарушений непосредственно в ротовой полости и влекущих за собой нарушения процессов жизнедеятельности в целом.

Проведенные исследования показали, что проживание в районе экологического напряжения, контакт с химическими агрессивными веществами по роду работы оказывают прооксидаитное действие. Такой эффект можно было прогнозировать, так как многие вещества в составе смога, химические реагенты усиливают свободнорадикальное окисление. Установлено, что в ротовой жидкости при действии экотоксикантов усиливается генерация малонового альдегида, возрастая на 57,7% (р < 0,1) у жителей Новокуйбьпиевска и на 65-75% (р < 0,01) у работников химической промышленности.

Таблица 1

Показатели метаболизма в ротовой жидкости у жителей экологически неблагоприятного региона_

Показатели Регион сравнения г.Новокуйбышевск, на предприятиях химического профиля

не работающие работающие

женщины мужчины женщины мужчины женщины мужчины

Лактатдегидрогеназа, мкмоль 1,4510,26 0,98610,09 1,4110,16 0,74910,05* 0,599+0,045* 0,65610,04*

НАДН/мин-мг

Лактат, мкмоль/мл 1,84±0,27 1,1310,19 2,0310,18* 1,06Ю,15 1,9510,25 2,1810,27*

Пируват мкмоль/мл 0,37±0,08 0,3710,07 0,3610,04 0,37210,05 0,33310,079 0,19910,045*

Малатдегадрогеназа, мкмоль 0,558±0,084 0,622+0,11 0,59110,062 0,64910,068 0,26810,066* 0,32910,053*

НАДН/мин-мг

Малат, мкмоль/мл 0,893±0,16 0,61510,098 1,2010,165 0,52710,069 1,45+0,349* 0,605+0,07

Оксалоацетат, мкмоль/мл 0,11±0,02 0,093Ю,02 0,223Ю,033 0,19710,03 0,40210,07 0,3210,064

Малоновый диальдегид, мкмопь/л 0,577±0,09 0,525Ю,101 0,53710,058 0,826Ю,085* 0,95210,148* 0,919Ю,12*

Супероксидцисмутаза, условные 9,09±1,66 9,5412,22 13,5111,56* 14,5611,97* 20,6612,3* 18,812,34*

единицы за 1 мин в 1 мл слюны

Высокомолекулярные пеп-тиды, 0,62±0,07 0,6510,07 0,9110,11* 0,8110,12* 0,9110,12* 0,8810,17*

ед. оптической плотности

Олигопептиды средней 0,32±0,04 0,3610,04 0,5310,08* 0,43+0,09* 0,6510,10* 0,4510,12*

молекулярной массы, г/л

Электропроводность, тБ 2,08±0,2 2,1410,2 2,5910,39 2,5510,25 3,74Ю,55 3,510,51

Общий белок, г/л 0,017+0,002 0,03110,003 0,01110,002 0,01610,002* 0,008±0,001* 0,0110,001*

Общая концентрация альбумина, г/л 0,01210,001 0,02210,002 0,00710,0008* 0,01Ю,001* 0,00510,0006* 0,00710,0008*

Эффективная концентрация 0,00910,0007 0,02+0,002 0,00510,0006* 0,00910,001* 0,00410,0005* 0,0056+0,0006*

альбумина, г/л

Связывающая способность 75,0+8,0 90,918,7 71,418,2 90,0±9,0 80,019,0* 73,3±8,6*

альбумина, %

Примечание: *Р<0,01

Поскольку ротовая полость служит местом контакта с экзогенными веществами, в том числе с соединениями с повреждающим действием, а также с компонентами химической антимикробной защиты, содержащимися в слюне и образующимися в лейкоцитах при катализе лактопероксидазы, миелопероксидазы и других генераторов активных форм кислорода, гидроксильных и других свободных радикалов, естественно, она обладает и защитными механизмами, образующими антирадикальную систему защиты.

Как известно, активные формы кислорода служат факторами повреждения мембранных структур и свободных биомолекул (Филев JI.B. с соавт., 1990; Nathan C.F., Jscunawaki S., 1986; Morsel Т.Н., Meusel D., 1990). Они инициируют перекисное окисление липидов, вызывая разрушение нативной композиции мембран, образуют сшивки с белками, оказывают мутагенное действие за счет нарушения комплементарности, образование апуриновых сайтов в нуклеотидах нуклеиновых кислот, то есть служат фактором тотального повреждения при нарушении баланса в системе повреждение-защита, представленной прооксидаятно-антиоксидантной системой.

Определение активности супероксидцисмутазы, ключевого фермента антиоксидантной 'защиты у обследованных жителей региона техногенного напряжения и у работников химического производства показало, что активность супероксидцисмутазы возрастает. Это свидетельствует о двух моментах. Активация является показателем возросшего уровня диоксида, субстрата дисмутации, мощного фактора, вызывающего каскад биохимических превращений деструктивного характера. Увеличение активности фермента является показателем включения компенсаторного механизма, направленного на обезвреживание высокореакционного радикала, и носит защитный характер. Однако интенсивное образование пероксида водорода, продукта этой реакции, создает предпосылки для образования неферментативным путем гидроксильного радикала, не имеющего себе равных по реакционной способности, потенциалу агрессивного действия.

Таким образом, активация супероксидцисмутазы не исключает возможности деструктивного действия свободных редикалов, образование которых инициировано факторами техногенного . загрязнения окружающей среды. Повышение интенсивности прооксидантных процессов, активация свободнорадикального окисления служат патогенетическим механизмом в развитии заболеваний полости рта, парадонта, предрасполагают к действию повреждающих факторов на желудочно-кишечный тракт.

Проведенные нами исследования по изучению влияния неблагополучного экологического фона на здоровье жителей, а также сведения о характере изменения показателей ротовой жидкости у беременных свидетельствуют, что длительные нагрузки экотоксикантами за счет техногенного загрязнения окружающей среды и глубокие метаболические перестройки в связи с беременностью существенно отражаются на параметрах ротовой жидкости. С целью выяснения вопроса о значении транзиторных состояний напряжения для

нарушения функций, выполняемых слюной, создания предпосылок для формирования стоматологической патологии нами проведено исследование рН, удельной электропроводности, содержания общего белка, альбумина, его эффективной концентрации, связывающей способности, а также содержания малонового диальдегида, пирувата, лактата, глюкозы и активности супероксиддисмугазы, аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, лактатдегидрогеназы в ротовой жидкости контингента однородного по возрасту, полу и моделируемой ситуации эмоционально-психического напряжения (Рис.4).

Рис. 4. Содержание белка, общей и эффективной концентрации альбумина в

ротовой жидкости при психоэмоциональном напряжении (1 - концентрация общего белка, г/л, 2 - общая концентрация альбумина, г/л, 3 - эффективная концентрация альбумина, г/л)

Приведенные исследования показали, что работа мозга, интеллектуально-психические нагрузки, изменения метаболизма существенно меняют гомеостаз полости рта. В ротовой жидкости в период эмоционального напряжения отмечается относительное увеличение концентрации общего белка на фоне снижения соливации. Возможно, таким образом организм предотвращает одномоментное возвращение гормонов, в частности катехоламинов, их катаболитов во внутреннюю среду организма через пищеварительную систему, защищая ткани от дополнительного повреждения. Белки, в первую очередь альбумин, в данной ситуации связывают биологически активные вещества, выполняя функцию экрана для тканей. Нами выявлено снижение связывающей способности и эффективной концентрации альбумина. Уменьшение этих характеристик является показателем насыщенности центров связывания этого белка эндогенными продуктами.

3

Повышение вязкости слюны за счет увеличения концентрации белка способствует урежению актов глотания и тем самым задерживает в ротовой полости биологически активные вещества, включая гормоны в связанном с белками виде.

Состояние эмоционального напряжения служит стимулом для активации процессов свободно-радикального окисления, о чем свидетельствует увеличение содержания в ротовой жидкости малонового диальдегида.

Естественно, что компонентом реализации стрессовой реакции является катехоламиновая и кортикостероидная система гормонов, вызывающих мобилизацию полимеров углеводной и липидной структуры из депо и ускорение их распада для компенсации возросших энергетических потребностей. Интересным фактом является наблюдаемая нами активация свободнорадикального окисления в слюне, которая таким образом сопряжена с усилением катаболических процессов в организме. О компенсированности данного состояния в обследованной группе практически здоровых людей молодого возраста свидетельствует активация супероксидлисмутазы, ключевого фермента антирадикальной защиты.

Располагая этими данными, можно предположить, что длительные периоды эмоционально-психического напряжения могут вызвать истощение защитных механизмов, что обеспечит превалирование повреждающего действия над защитным и создаст в ротовой полости неблагоприятную ситуацию. Такой дисбаланс является предпосылкой и патогенетическим моментом для формирования и обострения парадонтита -заболевания, в развитии которого усиление свободнорадикального окисления играет патогенетическую роль.

Кроме того, метаболические изменения в ротовой жидкости при эмоционально-психическом напряжении носят прокариесогенный характер. При этом параллельно гипершикемии возрастает содержание глюкозы и интенсивность ее окисления. Об этом свидетельствует увеличение концентрации лактата в ротовой жидкости. Достигнув максимума в период психо-эмоциональной нагрузки эти показатели не достигают исходного уровня и через 40 минут. Происходит сдвиг электролитного баланса: удельная электропроводность возрастает в 2,3 раза.

Как известно, дозированная, то есть не чрезмерная для данного индивида, нагрузка, в том числе и эмоциональная, служит тренерующим фактором, компонентом адаптационного механизма (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988; Сердюковская Г.М., Чурьянова М.И., 1995). В этом плане стрессовый фактор включает комплекс процессов, которые носят для организма обучающий характер, создают проторенность метаболических путей и тем самьм обеспечивают адекватную реакцию внутренних систем на внешнее воздействие. Реализация этого механизма, естественно, осуществляется посредством участия гормональной регуляции, инициирующей каскад ферментативных процессов, следствием чего служит метаболическая перестройка, перераспределение субстратных фондов. Эти изменения в обмене нацелены на энерго-пластическое обеспечение возросших потребностей организма. Закономерно, что многообразные метаболические сдвиги,

происходящие в тканях, динамично отражаются на показателях крови и взаимодействуют посредством ее.

Полученные данные свидетельсвуют о генерализованном характере метаболических сдвигов в организме. Новым фактическим материалом являются сведения о перестройке в составе ротовой жидкости, сопряженной с динамикой изменений в организме при стрессе. Снижение защитных механизмов ротовой полости за счет активации свободнорадикальных процессов, несущих повреждающий потенциал, насыщения альбумина поступающими в ротовую жидкость биологически активными веществами, катаболитами, уровень которых резко возрос по данным кондуктомерии, накопление кисло реагирующих продуктов - все это создает условия для развития деструктивных, воспалительных заболеваний в полости рта. Частое воспроизведение этой ситуации истощает гомеостатические механизмы и предрасполагает к формированию стоматологической патологии.

Оценивая выявленные сдвиги показателей метаболизма в ротовой жидкости в сравнительном аспекте при действии зкотоксикантов, беременности и психоэмоционального напряжения, выявляется комплекс специфических и закономерных общеметаболических изменений. Характерно, что различные этиологические факторы реализуются через ряд общих патобиохимических механизмов. Омечается снижение белковой экранирующей функции в связи с уменьшением эффективной концентрации, связывающей способности альбумина слюны, увеличивается фонд электролитов и доля в нем кислореагирующих продуков, представленных оксо- и гидроксикислотами, регистрируются нарушения в пептидном спектре ротовой жидкости, нарастает уровень олипжептидов средней молекулярной массы, свидетельствуя об усиленном протеолизе и накоплении продуктов деградации белковых структур в ответ на повреждающее действие различных факторов.

Устойчивость данных изменений во всех группах обследованных позволила рассчитать и предложить для использования индекс емкости метаболической защиты, представленной отношением величины удельной электропроводности к эффективной концентрации альбумина. По нашим данным, в группе сравнения в среднем эта величина составляет 107-230; при воздействии зкотоксикантов - 630935; под влиянием психо-эмоционального напряжения - 250-260.

Этот показатель может служить прогностическим тестом, характеризующим снижение гомеостатических механизмов защиты ротовой полости, угрозу развития стоматологической патологии. Кроме того, учитывая регуляторно-трофическое, защитное, гомеостатическое влияние ротовой жидкости на пищеварительный тракт, общебиологические процессы регуляции внутренней среды организма, выявленные нарушения могут служить индикаторами развития патологии, донозологической перестройки обмена в организме.

ВЫВОДЫ

1. Общей закономерностью, характеризующей негативное слияние техногенного загрязнения, является нарушение спектра пептвдов в ротовой жидкости.

2. Выявленное стабильное увеличение уровня олнгопептидов средней молекулярной массы в ротовой жидкости жителей экологически неблагополучных регионов может служить способом неинвазивной диагностики токсемии.

3. Установлено, что в ротовой жидкости работающих в контакте с химическими агрессивными веществами снижается общая, эффективная концентрация и связывающая способность альбумина, усилена интенсивность анаэробного окисления, продукция оксо- и гидроксикислот, повышена удельная электропроводность, что служит показателем снижения защитных механизмов и отражает повреждающее действие экотоксикантов на организм, создает условия для развития патологии полости рта, зуба.

4. При беременности в ротовой жидкости отмечается преобладание анаэробных окислительных процессов над аэробными, накопление кислореагирующих продуктов обмена (малата, оксалоацетата, лактата), понижающих буферную емкость слюны, что способствует сдвигу рН в кислую сторону. Диапазон колебаний рН 5,5-7,5. Характерно увеличение уровня олнгопептидов средней молекулярной массы и полипептидов в динамике беременности.

5. Сравнительная оценка параметров ротовой жидкости беременных Самары и Безенчука показала, что в регионе с более высоким техногенным напряжением в ротовой жидкости резко увеличена активность щелочной фосфатазы и содержание кальция, что служит показателем дестабилизации эмали.

6. Эмоционально-психическое напряжение создает прокариесогенную сигуацию, обусловленную увеличением содержания глюкозы и усилением ее катаболизма до пирувата, лактата, повышение содержания ионов.

7. Увеличение интенсивности свободнорадикальных процессов в ротовой жидкости при эмоционально-психическом напряжении является метаболической предпосылкой формирования патологии зубо-челюсгаого аппарата.

8. Ротовая жидкость является составной частью жидкой внутренней среды организма, отражающей динамику метаболических изменений, сзязанных с экзогенными и эндогенными воздействиями.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Целесообразным является получение индивидуальных характеристик ротовой жидкости - альтернативной биосреды в диагностических исследованиях у жителей конкретных регионов и работающих на проивзодствах с физическими и

химическими агрессивными факторами для выработки среднестатистических популяционных показателей.

2. Для оценки повреждающего действия факторов техногенного загрязнения необходимо определение неинвазивным способом в ротовой жидкости содержания олигопептидов средней молекулярной массы. Превышение уровня 0,45 г/л расценивается как показатель токсемии.

3. Информативным показателем экранирующей способности ротовой жидкости является общая, эффективная концентрация альбумина и его связывающая способность, определение которых отражает метаболическую емкость обменных процессов, устойчивость к агрессивным факторам экзогенного и эндогенного характера.

4. Определение активности щелочной фосфатазы и содержания кальция в ротовой жидкости могут быть использованы для оценки минерализующей функции слюны и рекомендованы для проведения в контингентах, работа которых связана с воздействием агрессивных факторов внешней среды и метаболической перестройкой, в частности при беременности, создающих кариесогенную ситуацию и рассматриваемых как группу повышенного риска развития стоматологической патологии.

5. С целью выявления преморбидного состояния, метаболических предпосылок возникновения заболеваний челюстно-лицевого аппарата рекомендуется определение в ротовой жидкости удельной электропроводности, отражающее состояние ионоэлектролитного баланса в ротовой полости.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Перспектива массовой защиты населения от экотоксикантов: поиски и решения / Ф.Н.Гильмиярова, В.М.Радомская, Э.М.Гильмияров и др. // Экология и здоровье человека. - Самара. - 1994. - С.43-44.

2. Препараты нового поколения из Mustela vison / Ф.Н.Гильмиярова,

B.М.Радомская, Э.М.Гильмияров и др. //Биологически активные соединения: способность получения, промышленный синтез и применение. - Пенза, - 1995. -

C.29-30.

3. Новые возможности и перспективы в диагностике заболеваний и мониторинга здоровья / Ф.Н.Гильмиярова, О.ИЛинева, Э.М.Гильмияров и др. // Неинвазивные методы диагностики. Тез. докл. 2-го симпозиума. - Москва. - 1995. - С. 19.

4. Диагностическая ценность определения биохимических параметров слюны /А.В.Бабичев, В.П.Тлустенко, Э.М.Гильмияров и др.// Неинвазивные методы диагностики. Тез. докл. 2-го симпозиума. - Москва. - 1995. - С.58-59.

5. Доклиническая оценка влияния экотоксикантов на организм человека / Ф.Н.Гильмиярова, В.М.Радомская, Э.М.Гильмияров и др. //Впервые в медицине. - С.-Петербург. - 1995. - №2-3. - С.41-42.

6. Многозвеньевая защита организма в условиях экологического неблагополучия. Новые подходы в профилактике и лечение нарушений /В.М.Радомская, Л.Н.Виноградова, Э.М.Гильмияров и др. //2-я междунар. научно-практ. конф. Тез.докл. - Самара. - 1995. - С.78-79.

7. Тлустенко В.П., Гильмияров Э.М., Тлустенко Е.С. Оценка состояния костной ткани периимплантатной зоны методом денситометрии ортопантофамм //Профилактика и лечение основных стоматологических заболеваний. 4.2. -Ижевск. - 1995. - С.65-66.

8. Уровень средних молекул в слюне больных после дентальной имплантации и ортопедического лечения / Ф.Н.Гильмиярова, В.П.Тлустенко, А.И.Богатов, Э.М.Гильмияров //Актуальные вопросы современной стоматологии. - Самара. -1995. С.81-82.

9. Органопротектор широкого спектра действия как средство массовой защиты населения в регионах техногенного напряжения / Ф.Н.Гильмиярова, В.М.Радомская, Э.М.Гильмияров и др. //Ш национальный конгресс по профилактической медицине и валеологии. - С.-Петербург. - 1996. - С.41-42.

Ю.Композиция ингредиенов для производства хлеба и хлебобулочных изделий / Ф.Н.Гильмиярова, В.М.Радомская, Э.М.Гильмияров и др. - Положительное решение о выдаче патента о 13 февраля 1997 г.

11.Тлустенко В.П., Гильмияров Э.М., Бабичева Н.В. Оценка состояния костной ткани перименплантатной зоны методом денситометрии ортопантограмм. -Удостоверение на рационализаторское предложение № 308 от 14 января 1997 г.