Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сравнительная эколого-физиологическая характеристика элементного гомеостаза жителей различных районов Московской области

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Демидов, Василий Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 понятие биогеохимических провинций и геохимической экологии болезней.

1.2 ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА И СОВРЕМЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ НАРУШЕНИЙ ЕГО ПОСТОЯНСТВА.

1.3 микроэлементозы как следствие изменений окружающей человека среды природного и техногенного происхождения.

1.4 Информативность биосубстратов, используемых в медико-экологических исследованиях по изучению влияния химических элементов на организм человека.

ГЛАВА 2. ОБЪЕМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. эколого-гигиеническая характеристика московской области.

2.2. Общий объем исследований. Характеристика обследованных групп и объектов.

2.3. Методы анализа элементного состава биосубстратов и объектов окружающей среды.

ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭЛЕМЕНТНОГО ОБМЕНА У ЖИТЕЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ РАЙОНОВ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ.

3.1. Общие данные о содержании химических элементов в волосах жителей Московской области.«;««.

3.2. Изменение концентраций химических элементов в волосах детей в зависимости от эколого-географических факторов.

3.3. Изменение концентраций химических элементов в волосах взрослого населения московской области в зависимости от эколого-географических факторов.

3.4. Различия в элементном статусе городских и сельских жителей.

3.5. Анализ состояния элементного гомеостаза у городского населения на примере крупных районных центров Московской области.

ГЛАВА 4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ОРГАНИЗМЕ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА НЕКОТОРЫЕ АНТРОПОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ.

4.1. Взаимодействие химических элементов в организме.

4.2. Корреляционная зависимость некоторых антропометрических параметров и содержания отдельных химических элементов в волосах человека.

4.3. влияние цвета волос на их элементный состав.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Сравнительная эколого-физиологическая характеристика элементного гомеостаза жителей различных районов Московской области"

Актуальность исследования. Воздействие на человека неблагоприятных социальных, экономических и экологических факторов - одна из причин ухудшения состояния здоровья населения во многих регионах России. Чаще всего ухудшение демографических показателей вызывают опасные для здоровья химические и физические факторы антропогенной природы. В тоже время во многих регионах России большое влияние на здоровье населения оказывают природно-обусловленные дефициты или избытки элементов. В настоящее время установлено, что отклонения в поступлении в организм макро- и микроэлементов, нарушение их соотношений в рационе питания непосредственно сказываются на деятельности организма, могут снижать или повышать его сопротивляемость, а, следовательно, и способность к адаптации (А.П.Авцын с соавт., 1991, Н.А.Агаджанян, А.В.Скальный, 20016, Г.А.Бабенко, 2001). Таким образом, отрицательные факторы антропогенного воздействия, включая избыточное поступление тяжелых металлов и дефицит жизненно важных химических элементов, и неблагоприятные климатогеографические условия проживания большой части населения России способствуют снижению здоровья на индивидуальном и популяционном уровнях (А.А.Келлер, 1992, Е.Д. Савилов с соавт., 1996), а в некоторых регионах- нарастанию процессов депопуляции (Ю.П.Лисицын, 1997, Госдоклад, 1999). Многочисленными социологическими и клиническими исследованиями доказано, что состояние здоровья населения, особенно наиболее ранимого детского, в районах с загрязненной средой обитания существенно отличается в худшую сторону при сопоставлении с аналогичными показателями на малозагрязненных территориях, то есть в формировании здоровья населения влияние факторов окружающей среды стоит на одном из первых мест (В.Г.Маймулов с соавт., 2000, В.Л.Сусликов, 2000). Хорошо известно, что антропогенное загрязнение окружающей среды во многом связано с микроэлементами из группы тяжелых металлов, которые не только оказывают непосредственный токсический эффект на организм человека, но и способствуют нарушению обмена жизненнонеобходимых макро- и микроэлементов. В конечном итоге наблюдается снижение сопротивляемости организма, способности к адаптации и ухудшение здоровья на индивидуальном и популяционном уровнях.

Вместе с тем, в настоящее время методы оценки элементного статуса человека разработаны недостаточно, мало известно о половых различиях, возрастной и сезонной динамике элементного обмена, о связи изменений в элементном статусе индивидуума и популяции, возникающих под влиянием неблагоприятных факторов среды обитания на их адаптационные резервы (G.F.Gordon, 1985; Л.Ф.Фитин с соавт., 1998, А.В.Скальный, 20006). Отсутствуют репрезентативные аналитические данные о распространенности элементозов в различных регионах страны, хотя в ряде работ была продемонстрирована практическая значимость сведений об особенностях элементного портрета жителей отдельных регионов России для понимания причин распространения некоторых неинфекционных заболеваний и демографической ситуации в регионах. В результате предпринимаемые в последнее время Правительством и Минздравом РФ шаги по снижению заболеваемости населения, обусловленной дефицитом йода и других микронутриентов, могут оказаться недостаточно эффективными из-за отсутствия должного научно-методологического, комплексного эпидемиологического обоснования.

Таким образом, исследования взаимосвязи элементного равновесия у жителей различных районов и населенных пунктов могут оказать существенное влияние на управленческие решения на популяционном уровне, быть основой в деятельности специалистов по экологии и здравоохранению Московской области, а также служить методической базой для проведения медико-экологических исследований в других регионах России.

Цель работы: дать сравнительную характеристику состояния элементного гомеостаза и обеспеченности макро- и микроэлементами жителей различных возрастных групп, проживающих в Московской области, на основании многоэлементного анализа волос.

Задачи исследования.

1. Сравнить показатели обеспеченности макро- и микроэлементами жителей различных районов Московской области;

2. Изучить зависимость элементного состава волос от возраста и пола обследованных жителей Московской области и дать характеристику ареалов элементного гомеостаза жителей по степени удаленности от мегаполиса и географическому положению;

3. Изучить связь особенностей элементного обмена детей и взрослых с основными антропометрическими показателями, такими как рост, вес, цвет волос, а также попытаться установить корреляционные связи между отдельными химическими элементами и рядом физиологических констант, отражающих соотношение в организме токсичных и эссенциальных химических элементов;

4. Дать научно обоснованные рекомендации по проведению корригирующих мероприятий, направленных на устранение дисбалансов макро- и микроэлементов у населения Московской области.

Научная новизна работы.

Впервые на репрезентативной выборке проведено скрининг-диагностическое исследование взрослого и детского населения субъекта РФ (Московская область) на предмет выявления групп риска по дефициту, дисбалансу и избытку макро- и микроэлементов с помощью многоэлементного анализа волос. Проведено сопоставление антропометрических данных с особенностями элементного обмена в различных возрастных и половых группах, а также, впервые в отечественной науке, изучено влияние урбанизации на элементный статус населения. На основе корреляционного анализа изучен ряд особенностей взаимодействий как между отдельными химическими элементами, так и между константами, отражающими соотношение поступления в организм токсичных и эссенциальных макро- и микроэлементов, антропометрическими параметрами.

Научно-практическая значимость.

Диссертация выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Московского научно-практического центра спортивной медицины по теме «Разработка и апробация медицинской и лабораторной аппаратуры (скрининг-диагностические методы) и новых фармакологических средств и препаратов», шифр темы 2.10.13.

Обоснована необходимости системного эколого-физиологического изучения региональных особенностей элементного статуса населения на примере Московской области. Разработана и апробирована методика системного изучения нарушений элементного баланса в различных половозрастных группах. Разработана научно-практическая модель реализации схемы изучения нарушений элементного баланса на уровне областного региона. Подготовлены методические рекомендации по профилактике и предложения по коррекции выявляемых нарушений минерального обмена.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. «Элементный портрет» жителей Московской области зависит от удаленности от мегаполиса, а также от особенностей географического положения места проживания по отношению к областному центру.

2. Особенности обмена большинства эссенциальных химических элементов, установленные для отдельных районов, могут быть экстраполированы на значительные (областные) территории, в то же время особенностью большинства токсичных химических элементов является локальный характер распределения их концентрации в популяции.

3. Эколого-физиологическая интерпретация результатов многоэлементного анализа волос может служить показателем состояния элементного обмена на популяционном уровне.

4. Для целей массовых скрининг-диагностических исследований в большей степени подходит обследование детского населения, характерной особенностью которого является более выраженная реакция на особенности среды обитания, в то время как взрослое население, в особенности женское, значительно менее чувствительно к особенностям поступления макро- и микроэлементов в организм в силу большей развитости систем, обеспечивающих гомеостаз.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Демидов, Василий Александрович

выводы

1. В результате комплексного исследования состояния элементного гомеостаза у жителей различных районов Московской области и сравнения полученных данных с элементным составом волос жителей г. Москвы и Российской Федерации в целом, выявлены региональные особенности Московской области - повышенное содержание Са, Mg, Fe, Zn, Р, Ni, Pb, Cd и сниженное As у детей, повышенное содержание Са, Mg, Fe, К - у взрослых, в том числе РЬ и Cd только у мужчин.

2. Группой повышенного риска по развитию нарушений обмена макро- и микроэлементов являются дети дошкольного возраста, как наиболее чувствительная к неблагоприятным воздействиям окружающей среды часть населения. Нарушения обмена макро- и микроэлементов в возрасте от 20 до 40 лет чаще встречаются у мужчин, чем у женщин.

3. Изменения элементного статуса в зависимости как от удаленности места жительства от мегаполиса, так и от его географического положения, показывает, что данные об обеспеченности населения жизненнонеобходимыми химическими элементами, полученные в отдельно взятом районе, с достаточной степенью вероятности могут быть экстраполированы на всю область, в то время как изменения уровня токсичным элементов носят локальный характер.

4. При рассмотрении результатов скрининговых исследований, основанных на многоэлементном анализе волос, необходим анализ соотношений между элементами (синергизм и антагонизм).

5. Положительная корреляция индекса массы тела с показателями: Zn/Ni, Mg/Pb, Zn/Pb, Ca/Mg и Ca/Pb отражает возрастные и половые особенности обмена макро- и микроэлементов и из связь с состоянием питания и уровнем загрязнения окружающей среды.

6. Показано, что анализ волос адекватно отражает обеспеченность организма некоторыми жизненноважными химическими элементами и воздействие на организм токсичных химических элементов и его результаты могут быть использованы в разработке и проведении массовых оздоровительных мероприятий.