Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Состояние энерго-пластических процессов при физиологической беременности в неблагоприятных экологических условиях

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Состояние энерго-пластических процессов при физиологической беременности в неблагоприятных экологических условиях"

рт в

I ц №

На правах рукописи

КРАСНОВА НАТАЛЬЯ АРОНОВНА

СОСТОЯНИЕ ЭНЕРГО-ПЛАСТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

ПРИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕРЕМЕННОСТИ В НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

03.00.04 - биологическая химия 14.00.01 - акушерство и гинекология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

УФА - 1997

Работа выполнена на кафедрах биологической химии и акушерства и гинекологии факультета последипломной подготовки Самарского государственного медицинского университета (ректор - академик РАМН А.Ф.Краснов)

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Ф.Н. Гильмиярова доктор медицинских наук, профессор О. И. Линева

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор П.Н. Шараев доктор медицинских наук, профессор В.А.Кулавский

Ведущее учреждение:

Саратовский государственный медицинский университет

Защита состоится "_"_1997 г. в "_" часов на

заседании диссертационного совета К084.35.02. при Башкирском государственном медицинском университете по адресу: г.Уфа, ул. Ленина д,3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного медицинского университета.

Автореферат разослан "_"_1997г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор Э.Г.Давлетов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Антропогенное загрязнение окружающей чреды поставило перед исследователями целый ряд актуальных проблем, заключающихся в изучении механизмов повреждающего действия экотоксикантов на биологическую систему мать-плацента-плод, а также адаптационно-приспособительных реакций, обеспечивающих нормальное функционирование этой биологической системы, с разработкой программы прогнозирования и профилактики.

Сформулировано новое направление в акушерстве -экология репродукции, выполнен целый ряд фундаментальных исследований, раскрывающих вышеперечисленные проблемы (Серов В.Н., Сивочалова О,В., Кожин A.A., 1990; Линева О.И.,1993; Машаева Л.П.,1995; Родкина P.A. и соавт., 1995).

В связи с уменьшением рождаемости на фоне увеличения смертности разработка системы защиты здоровья матери и ребенка приобретает все большее значение.

Так, по Самарской области рождаемость уменьшилась с 11,0 на 1000 в 1991 году до 8,4 на 1000 в 1996 году, а смертность возросла с 11,2 на 1000 с 1991 году до 14,4 на 1000 в 1996 году. Только за один год население области уменьшилось более, чем на 15000 человек, а России - более, чем на 750 тысяч человек.

Другим тревожным фактором является неуклонный рост числа гестационных осложнений. У каждой 4-5 беременной женщины развивается гестоз, а более 30% беременных страдают анемией. Только 20% родов можно отнести к категории физиологических.

Несомненно, одной из ведущих причин этого явилось техногенное загрязнение окружающей среды, что привело к развитию так называемого "эколого-генеративного диссонанса" (Серов В.Н., Кожин A.A., 1988; Линева О.И. 1990).

Самарская область является одной из неблагополучных в России в экологическом плане, а некоторые ее районы можно

отнести к зонам экологического бедствия. В связи с этим, представляется важным изучение механизма воздействия экотоксшсангов на организм беременной женщины, ибо наиболее действенные методы профилактики и лечения какой-либо патологии основаны на данных распознавания молекулярных механизмов патологических процесов.

Как известно, в основе жизнедеятельности организма ключевую позицию занимают энергетические, пластические процессы.

Состояние энерго-пластического метаболизма испытывает особенно большое напряжение при беременности, поэтому мы сочли необходимым провести изучение показателей энергопластического обмена при беременности в условиях техногенного загрязнения.

Цель настоящего исследования заключается в выявлении ключевых механизмов, обеспечивающих физиологическую беременность в регионах экологического напряжения, что позволит патогенетически обосновать программу профилактики гестационных осложнений у женщин, подвергающихся воздействию экотоксикантов, направленную на нормализицию энерго-пластических процессов.

Задачи исследования.

Определены следующие задачи исследования:

¡.Проанализировать течение беременности и состояние новорожденных в регионе экологического неблагополучия.

2.Изучить содержание интегральных метаболитов и активность малатдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы в крови беременных из экологически неблагополучного района и относительно благополучной экологической зоны.

3.Исследовать общий белок плазмы, концентрацию пептидов высокой и средней молекулярной массы в крови беременных.

4. Проанализировать клинико-биохимические данные у беременных с учетом места проживания.

5.Разработать научно-обоснованные меры, способствующие адаптации беременных к новым экологическим условиям.

Научная новизна.

Впервые на большом клиническом материале изучено состояние энергетических и пластических процессов в динамике у беременных, проживающих в регионах с различной степенью техногенного загрязнения. Изучена ранее неизвестная молекулярная основа, обеспечивающая протекание физиологической беременности в регионе экологического неблагополучия.

Выявлены биомаркеры, имеющие диагностическое и прогностическое значение для оценки здоровья женщин во время беременности.

Определена взаимосвязь между характером изменений в показателях энергетического и пластического обменов у беременных и клинической картиной гестационных осложнений.

Практическая значимость.

Антропогенное загрязнение окружающей среды диктует необходимость поиска средств рациональной профилактики заболеваний, угрожающих настоящим и будущим поколениям, так как представляется маловероятным наличие чистых в экологическом понятии мест проживания людей.

Ключ к решению этой проблемы найден в данной работе путем тщательного изучения лиц с физиологически протекающей беременностью в условиях проживания в экологически неблагоприятном районе.

На основании анализа и обобщения результатов исследований определены биомаркеры, позволяющие судить о степени нарушения в трех важнейших уровнМ защиты организма от повреждающего действия физических и химических факторов.

Совокупность сведений о состоянии отдельных этапов энергообеспечения, резервных возможностей для восполнения структуры материнского организма и развития плода при физиологической и патологической беременности является научной основой для разработки серии мероприятий по оздоровлению популяции населения.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1.В экологически неблагоприятных регионах возможно наступление и развитие физиологической беременности при отсутствии дополнительных отягощающих факторов.

2.Изучение энерго-пластических процессов у беременных в динамике может служить методологическим приемом для познания и профилактики патологии беременности на научно-обоснованной базе.

3.Совокупность клинических и биохимических признаков, не свойственных физиологической беременности, является вариантом нормы в новых экологических условиях проживания.

Внедрение в практику.

Разработанная система профилактики повреждающего действия антропогенных факторов на биологическую систему мать-плацента-плод внедрена в г.Новокуйбышевске, г. Чапаевске и Безенчукском районе Самарской области.

Раскрытые нами механизмы адаптации беременной женщины к воздействию экотоксикантов используются в учебном процессе кафедры акушерства и гинекологии ФПО и кафедры клинической биохимии Самарского государственного медицинского университета.

Апробация диссертации.

Основные положения работы доложены на: заседании биохимического общества Самарской области (1995); Всероссийской научно-практической конференции "Экология и здоровье человека" (г.Самара, 1995); 4-ом областном съезде

акушеров-гинекологов, педиатров и терапевтов (г.Самара, 1995), на межкафедральном совещании кафедр биологической и клинической химии и акушерства и гинекологии ФПО, проведенного совместно с заседанием Всероссийского биохимического общества (г.Самара, 1997).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ, из них 4 - в центральной печати. Объем и структура дисертации. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 17 рисунков, 27 таблиц. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы материалов и методов исследования, двух глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 256 работ, из них 193 отечественных и 63 иностранных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проведено в группе 258 беременных женщин, 138 из которых проживает в г.Безенчук, являющемся районном сильного антропогенного загрязнения, 120 - в Октябрьском районе г. Самары, относительно экологически благополучной зоне. Гигиеническая характеристика районов проживания составлена на основании данных ежегодных отчетов городских постов по наблюдению за состоянием атмосферного воздуха, городских санитарно-эпидемиологических служб и материалов, полученных в городском и областном Комитетах по экологии.

У 258 беременных, включенных в исследование, собирался соматический, акушерско-гинекологический, семейный анамнез, проводилось общеклиническое и специальное акушерское обследование. Проанализированы индивидуальные карты, истории родов, истории развития их новорожденных. В динамике у 128 женщин изучены специальные биохимические показатели: активность ферментов малатдегидрогеназы и лактат-дегидрогеназы в плазме крови (А. КогпЬе^,1955), содержание восстановленных (малат и лактат) и окисленных (пируват и оксалоацетат) метаболитов в крови (Гильмиярова Ф.Н. и соавт.,1986), а также белково-пептидный спектр: общий белок

плазмы (биуретовый метод), пептиды высокой и средней молекулярной массы (Николайчик В.В. и соавт.,1991). Всего произведено 917 исследований у 66 беременных основной группы и 62 - группы сравнения.Материал диссертации статистически обработан на персональном компьюторе с использованием стандартных электронных таблиц "Microsoft Excel".

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

На первом этапе работы были изучены особенности течения беременности, родов и состояния новорожденных у обследованных женщин. Физиологическая беременность в экологически неблагоприятном районе (г.Безенчук) наблюдалась у 18,8% женщин (из них доля первобеременных составила лишь 11,5%), а в относительно экологически благополучном районе - у 28,3% (из них доля первобеременных женщин - 32,4%) (рис.1).

Следует отметить крайне неблагоприятный фон, на котором протекает беременность у женщин основной группы, 28% беременных страдают заболеваниями верхних дыхательных путей, 25%) - заболевания почек, у 65% женщин обнаружена генитальная патология (инфантилизм, нарушение менстуального цикла, первичное бесплодие, генитальная инфекция).

У 81,2 % женщин основной группы отмечено осложненное течение беременности: анемии-65,9+4,1%, гестозы-42,0+4,2%, угроза прерывания беременности-39,1+4,2%. В группе сравнения патологическое течение гестации выявлено у 71,7 % беременных: анемии-28,3+ 3,8 % (р<0,001), гестозы-30,8+4,2% (р<0,05), угроза прерывания беременности-23,0+ 3,4 % (р<0,01) (рис.2).

Состояние новорожденного является критерием оценки негативных процессов в организме беременных женщин. В регионе экологического неблагополучия только 5,8+2,0 % новорожденных были оценены по шкале Ангар на 8-10 баллов, а в экологически благоприятном регионе - 37,2+4,4% (р<0,01). 33,8+4, Г/о новорожденных основной группы имели оценку по шкале Апгар 5 и менее баллов (в группе сравнения -7,4+2,6 %, р<0,001). Неблагоприятное течение беременности в зоне экологического риска привело к тому, что у 59,8+4,2% новорожденных

Ш патологическая беременность

□доля первобеременных женщин при физиологической беременности

В доля повторнобеременных женщин при физиологической беременности

Рис. 1 Доля первобеременных и повторнс беременных женщин с физиологической беременностью в основной группе и групш сравнения.

°1 10

анемии

гестозы

угроза прерывания беременности

I основная группа □ группа сравнения

Рис.2 Гестационные осложнения у женщин основной и сравниваемой групп

диагностирована гипотрофия, среднетяжелой и тяжелой степени, выявлена у 29,8+4,2% (р<0,001).

причем, в 60% случаев В группе сравнения гипотрофия

На втором этапе работы мы производили исследование ряда интегральных показателей, свидетельствующих о глубинных молекулярных процессах, происходящих в организме, которые дают возможность распознать механизм наступления и развитая физиологической беременности в районе экологического неблагополучия.

В основе жизнедеятельности ведущую роль играет сбалансированность в течении обменных процессов, ритмичность, возможность адекватной реакции на меняющиеся условия окружающей среды и внутренние запросы организма. Энергия АТФ куммулируется в предшественниках, которые в то же время выполняют роль эффекторов обменных процессов. Интермедианты - регуляторы многих обменных процессов -способствуют координации катаболизма и анаболизма.

В поле зрения наших исследований были фермент-субстратные системы анаэробного и аэробного назначения, в частности, малат-оксалоацетат и малатдегидрогеназа и лактатдегидрогеназная система, представленная лактатом, пируватом и собственно ферментом. - лактатдегидрогеназой. Перечисленные системы заняты также переброской восстановленных эквивалентов в митохондрии для терминального окисления с выработкой АТФ.

В качестве иллюстрации сбалансированности работы данных ферментов мы приводим сравнительную картину взаимоотношения малатдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы по триместрам беременности в норме. Так, в г.Самаре для начальной стадии беременности соотношение малатдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы составляет 1,6, в то же время в г.Безенчук этот показатель в 3 раза ниже (0,5). На основании наших исследований установлено, что, как в экологически неблагоприятном , так и в экологически благополучном районах критерием физиологической беременности является соотношение малатдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы равное во втором и

третьем триместрах - 0,7-0,8. При отсутствии выравнивания функции дегидрогеназ происходит развитие различных гестационных осложнений. Так, в частности, для анемии характерно резкое снижение показателя -0,3, для гестозов - 0,5-0,6.

Суммарное количество восстановленных эквивалентов для обеспечения жизни матери и плода в физиологических пределах должно колебаться от 13 до 17 мкмоль/мл. При патологии беременности количество данных субстратов энергетики увеличивается в 1,5-2 раза, то есть, не происходит в достаточной степени усвоения водорода для пополнения запасов АТФ. Следует считать физиологичным резкое уменьшение суммарного содержания лактата и малата в третьем триместре беременности (7,2+0,2 мкмоль/мл), что иллюстрирует восполнение энергозатрат для пластических целей. У женщин, проживающих в регионе экологического неблагополучия, напротив, в заключительном триместре отмечалось увеличение показателя до 21,3 мкмоль/мл.

Суммарное количество окисленных эквивалентов (оксалоацетата и пирувата) в относительно благополучном регионе увеличивается в динамике физиологической беременности беременности (гак, в I триместре -0,21+0,009 мкмоль/мл, во II триместре - 0,33+0,01 мкмоль/мл, в III триместре - 0,42+0,02 мкмоль/мл), в основной группе показатель на протяжении всей беременности остается монотонно низким (0,39+0,02 мкмоль/мл, 0,31+0,016 мкмоль/мл, 0,31+0,01 мкмоль/мл соответственно). Полученные данные указывают на сглаженность обменных процессов и протекание их в режиме напряжения в экологически неблагоприятных условиях.

В качестве показателя напряженности метаболических процессов, мы приводим отношение восстановленных и окисленных метаболитов (рис.3). Это подтверждает наше предположение о том, что физиологическая беременность в регионе экологического неблагополучия приводит к истощению адаптационных возможностей энергетического обмена.

Учитывая особую роль пластических процессов для протекания физиологической беременности, мы подвергли углубленному анализу белково-пептидный спектр плазмы крови.

-♦-основная группа -е-группа сравнения

Рис.3 Соотношение восстановленных и окисленных метаболитов в крови у женщин основной группы и группы сравнения в динамике беременности

Содержание общего белка плазмы крови при физиологической беременности у женщин в г.Самаре значительно выше, чем у женщин в г. Безенчук в I и во II триместрах (82,7+0,4 г/л и 70,2+2,5 г/л соответственно в I триместре,р<0,01), (85,3+0,7 г/ли 65,4+1,4 г/л соответственно во И триместре, р<0,001). В III триместре, напротив, в условиях экологического неблагополучия при физиологической беременности концентрация общего белка плазмы крови статистически достоверно выше (р< 0,001), чем в группе сравнения ( 78,6+0,5 г/л и 70,6+0,4 г/л соответственно). Именно это способствует физиологическому течению беременности в экологически неблагоприятном регионе. Во всех случаях клиническую картину гесгационных осложнений предваряет отсутствие повышения концентрации общего белка плазмы крови более 75 г/л.

Анализируя содержание одшгопептидов средней молекулярной массы в плазме крови, мы получили следующие данные. В первом триместре физиологической беременности в обеих группах уровень средних молекул не имел достоверных различий ( 0,83+0,01 г/л, 0,77+0,05 г/л соответственно,

р>0,05). Во втором триместре беременности в регионе экологического неблагополучия показатель снижается-0,58+0,01 г/л, в группе сравнения практически не изменяется-0,82+0,01 г/л, (р<0,01). В третьем триместре беременности показатели имеют противоположные тенденции. Так, в группе сравнения показатель снижается на 56% и достигает значений - 0,46+0,01 г/л, в основной группе показатель повышается на 155% и достигает величины -0,9+0,01 г/л. Полученные нами данные позволяют указать колебания уровня пептидов средней молекулярной массы, характерного дам физиологического течения гестации в регионе экологического напряжения - 0,7-0,8 г/л. Превышение данного шачения более 0,92 г/л характеризует патологическое течение эеремености.

Интересным, на наш взгляд, является показатель отношения ien-щцов высокой и средней молекулярной массы.Используя данный коэффициент, мы можем прогнозировать течение гестации различных экологических условиях Так, в III триместре для

физиологической беременности в основной группе характерна величина равная 2,1 , снижение показателя ниже 1,5 всегда сопровождает развитие патологической беременности. В группе сравнения в III триместре при физиолгической гестацик показатель равен 4,2 , а его повышение свыше 5,0 в 100% случаен сопровождало развитие многочисленных гестаиионных осложнений (рис.4).

Обобщая результаты наших исследований, мы считаем целесообразным привести схему изменений энерго-пластических процесов при физиологической беременности у женщин, проживающих в зоне экологического неблагополучия (см.схему).

Таким образом, мы делаем особый акцент на возможности протекания физиологической беременности в условиях техногенного загрязнения. Выявлен ряд параметров обмена и установлены границы колебаний значений этих параметров, которые обуславливают физиологическое течение беременности. Эти показатели могут быть расценены как биомаркеры, с одной стороны, с другой , они указывают на предельную напряженность молекулярных процессов, обеспечивающих программу воспроизводства.

ВЫВОДЫ

1.В экологически неблагополучных регионах беременность с физиологическим течением наблюдается в 18,8% случаев.

2. Наиболее частыми осложнениями беременности в экологически неблагоприятных условиях являются анемия, невынашивание беременности, гестоз.

3.Выявлены границы физиологических колебаний в содержании интегральных метаболитов: малата, лактата, оксалоацетата и пирувата, обеспечивающие физиологическое течение беременности в зоне экологического неблагополучия.

4.Для . физиологической беременности в районе значительного техного техногенного загрязнения характерны изменения белкового спектра плазмы крови, проявляющиеся увеличением

I триместр II триместр III триместр

□ основная группа Ш группа сравнения

Рис.4 Соотношение пептидов высокой и средней молекулярной массы у женщин основной группы и группы сравнения в динамике беременности

МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА БЕРЕМЕННЫХ К НЕБЛАГОПРИЯТНЫМ ЭКОЛОГИЧЕСКИМ УСЛОВИЯМ

увеличением концентрации общего белка и средних молекул, снижением коэффициента отношения пептидов высокой и средней молекулярной массы.

5.Снижение коэффициента отношения малатдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы, а также увеличение отношения суммарного количества восстановленных и окисленных эквивалентов можно рассматривать в качестве биомаркеров перехода физиологической беременности в патологическую.

6. Целесообразно формировать региональную норму биохимических показателей для оценки их прогностической значимости.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1.В экологически неблагополучных районах, следует внедрять целенаправленную комплексную догестационную подготовку беременных, включающую рациональное питание, индивидуальную очистку питьевой воды фильтрами, комплекс витаминов, микроэлементов, энтеросорбентов, фитотерапии (экстракт расторопши, натурсил).

2.0собое внимание следует обратить на первобеременных юных женщин, среди которых проводить санитарно-просветительную работу, направленную на объяснение необходимости планирования семьи и значимости догестационной подготовки.

3.В экологически неблагоприятных регионах строго ограничить труд женщин, не закончивших свою репродуктивную функцию, на производствах, связанных с воздействием вредных профессиональных факторов.

4.В целях стабилизации энерго-пластических процессов перманентно и последовательно, на протяжении всей беремености проводить курс превентивной терапии, включающий в себя:

- полноценную диету, содержащую не менее 100 г белка животного происхождения в сутки, использование овощей и фруктов из экологически благополучных зон;

хлебопродукты с добавлением расторопши, препарат "Натурсил", принимаемый по 1 десертной ложке натощак утром за 30-40 минут до еды и вечером через 2 часа после еды;

-антиоксиданты: витамин Е по 100-200 мг в день, аскорбиновую кислоту 100 мг в день, глутаминовую кислоту по 1 г 3 раза в день;

-препараты железа: ферроплекс по 2 драже 3 раза в день или ферамид по 0,1 г 3 раза в день;

-стимуляторы биосинтетических процессов: фолиевая кислота по 200 мг 3 раза в день, оротат калия по 500 мг 2 раза в день, фитин по 0,25 г 3 раза в день;

- кофакторы и субстраты ключевого звена метаболизма: липоевая кислота по 0,025 г 2 раза в день после еды, пантотенат кальция по 0,1 г 2 раза в день.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Патогенетическое обоснование профилактики экопатологии репродуктивной системы//Экология и здоровье человека:Тез. докл.2-ой междунар. науч.-практ. конф.- Самара, 1995.-С.56-57 (в соавт. Линева О.И., Гильмиярова Ф.Н., Шатунова Е.П.и др.).

2. Перспективность оценки интегральных показателей метаболизма в биосредах организма, получаемых неинвазивным путем// Неинвазивные методы диагностики:Тез. докл. 2-ого симпозиума.-М.,1995.-С.94-95 (в соавт. Радомская В.М., Виноградова Л.Н., Кретова И.Г. и др.).

З.Экопатология и экопротекторьксущность, концепции, принятие решений// Экология и здоровье человека:Тез. докл. 2-ой междунар. науч.-практ. конф.-Самара,1995.-С.24-25 (в соавт. Гильмиярова Ф.Н., Кошева Т.Л.,Расцветова Н.В. и др.).

4.Новые возможности и перспективы в диагностике заболеваний и мониторинга здоровья//Экология и здоровье человека:Тез.докл. междунар. науч.-лракт.конф.-Самара, 1995.-С.19 (в соавт. Гильмиярова Ф.Н., Линева О.И., Радомская В.М. и др.).

5.0ценка роли углеводного обмена в патогенезе гестационных осложнений у беременных в экологически неблагополучных регионах// Матер. 4-ого областного съезда акушеров-гинекологов, педиатров и терапевтов.-Самара, 1995.-С.71-72 (в соавт. Спиридонова Н.В.).