Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние окружающей среды на неспецифический иммунитет жителей Республики Карелия и Мурманской области

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Влияние окружающей среды на неспецифический иммунитет жителей Республики Карелия и Мурманской области"

4841762

ТРОЦЕНКО АЛЛА АНАТОЛЬЕВНА

Влияние окружающей среды на неспецифический иммунитет жителей Республики Карелия и Мурманской области

03.02. 08. - экология (биология)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2011

3 1 1.1-.Р 2011

4841762

Работа выполнена на кафедре биоэкологии Биологического факультета Федерального ' государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Мурманского государственного технического университета» и на кафедре общей экологии Биологического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова.

Научные руководители:

доктор биологических наук, профессор Журавлёва Нонна Георгиевна кандидат технических наук, с.н.с. Будилова Елена Вениаминовна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, старший научный сотрудник Музея землеведения МГУ имени М.В. Ломоносова Макеева Вера Михайловна

кандидат биологических наук, доцент кафедры медицинской биофизики медико-биологического факультета Российского государственного медицинского университета Деев Анатолий Иванович

Ведущая организация:

Российский университет дружбы народов, экологический факультет

Защита состоится.. ¡¡.СУ:.//.. года в 14-00 часов на заседании Диссертационного совета Д 501.001.55 при Московском государственном университете им.М.В.Ломоносова по адресу: 119991, г.Москва, Ленинские Горы, д.1, корп. 12, МГУ, Биологический факультет, ауд.389.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова

Автореферат разослан / 20 У г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета к.б.н. Н.В.Карташева

Введение

Актуальность темы исследования. В настоящее время проблема определения состояния здоровья человека в разных экологических условиях остается актуальной и приобретает черты научного поиска.

Многочисленные данные свидетельствуют о том, что в промышленных городах регистрируется повышенная заболеваемость, как взрослых, так и детей. При этом прослеживается определенная связь между иммунным статусом жителей и климатическими особенностями региона и степенью промышленного загрязнения.

Иммунитет - это способность организма к защите от патогенных факторов. Существуют различные виды и формы иммунитета. Наиболее древняя и самая мощная система иммунитета - это неспецифический иммунитет (конституциональный иммунитет, врожденная резистентность, неспецифическая резистентность). Эта форма иммунитета обусловлена барьерными и антимикробными свойствами кожи и слизистых оболочек, клеточными факторами (фагоцитарной реакцией макрофагов и полиморфноядерных лейкоцитов), гуморальными факторами (системой комплемента, лизоцимом, бета-лизинами, интерфероном и другими антимикробными белками).

В ряде работ показано существенное влияние окружающей среды на функционирование иммунной системы, что может приводить к развитию экологически обусловленного вторичного иммунодефицитного состояния. Поэтому актуальным становится переход от эпизодических исследований к постоянному мониторингу состояния и функции иммунной системы людей, подвергающихся длительному воздействию неблагоприятных факторов. Необходим поиск информативных и неинвазивных методов оценки влияния климатических и промышленных факторов на неспецифический иммунитет человека.

Такие методы немногочисленны и ни один из них не может претендовать на универсальность. Несмотря на значительное количество работ по влиянию различного рода факторов на иммунитет человека, чувствительность неспецифического иммунитета в различных экологических условиях изучена не достаточно.

Поскольку неспецифический иммунитет тесно связан с общими категориями гомеостаза и резистентности, характеристики неспецифического иммунитета могут использоваться в качестве неинвазивного экспресс-теста, а изучение особенностей неспецифического иммунитета жителей различных регионов России в зависимости от воздействия факторов окружающей среды представляется актуальным.

Цели и задачи исследования. Цель работы: исследовать влияние окружающей среды на неспецифический иммунитет жителей Республики Карелия и Мурманской области. В соответствии с целью работы в ходе настоящего исследования решались следующие задачи:

-выявить влияние демографических факторов на неспецифический иммунитет жителей регионов исследования;

- выявить влияние территориальной принадлежности населённого пункта на неспецифический иммунитет жителей исследуемых регионов;

- выявить влияние промышленного пресса на неспецифический иммунитет жителей регионов исследования

Объект исследования. Жители Мурманской области и Республики Карелия.

Предмет исследования. Критерии неспецифического иммунитета: бактерицидная активность кожи, микрофлора полости рта, лейкоформула.

Научная новизна исследования. В диссертационной работе представлены новые данные об особенностях неспецифического иммунитета жителей Республики Карелия и Мурманской области. Впервые применены синхронно два неинвазивных теста: буккальный тест (качественный и количественный состав микрофлоры полости рта), бактерицидная активность кожи (БАК) в сочетании с показателями формулы периферической крови.

Практическая значимость исследования. Экспресс - метод, основанный на измерении качественного и количественного состава микрофлоры полости рта и бактерицидной активности кожи может быть использован для мониторинга иммунного статуса населения из экологически неблагоприятных районов.

Определение функциональных возможностей анатомо-физиологического барьера (кожи и слизистых оболочек) и цитохимического состава крови может служить индикатором изменения резистентности организма, что позволяет рекомендовать включение исследуемых критериев в индивидуальный паспорт здоровья для своевременного выявления и коррекции иммунного статуса.

Апробация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 16 работ; 4 статьи в рецензируемых журналах.

Основные положения работы доложены и опубликованы: на Международной научной конференции «Василий Васильевич Налимов - математик и философ» (Москва, 2010); на Всероссийской научно - практической конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования» (Москва, 2010); на Международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2006» (Мурманск, 2006); на Международной научно — технической конференции (Мурманск, 2005); на VIII конгрессе педиатров России (Москва, 2003); на II- ой Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 10-летию специальности «Социальная работа» (Самара, 2002); на Всероссийской студенческой научной конференции «Экология и проблемы защиты окружающей среды» (Красноярск, 2002); на научно-практической конференции «Здоровье и образование ребенка» (Пермь, 2002); на Ш-ей Международной конференции молодых ученых (Самара, 2002); на 54-й и 55-й научных студенческих конференциях (Петрозаводск, 2002).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, заключения, списка литературы и приложения. Количество страниц в рукописи диссертации - 133, таблиц - 15, рисунков - 60. Список литературы насчитывает 264 источника, в том числе 79 - на иностранных языках.

Благодарности. Автор выражает благодарность Терёхину Анатолию Тимофеевичу и Будиловой Елене Вениаминовне за неоценимую помощь в работе над диссертацией. Также автор благодарит коллективы Карельского Научного Центра, Петрозаводской городской больницы, Мурманской областной клинической лаборатории за предоставление возможности проводить исследовательскую деятельность. Особая благодарность научному руководителю

Журавлёвой Нонне Георгиевне, коллегам - Селезнёву Антону Александровичу, Гамовой Анастасии Сергеевне; сотрудникам кафедры Микробиологии, фармакологии и вирусологии Петрозаводского государственного университета, в частности, Образцовой Антонине Михайловне и Сидоровой Наталье Анатольевне; сотрудникам кафедры Биоэкологии Мурманского государственного технического университета.

Глава 1. Обзор литературы

В главе подробно описаны физиологические, эколого-биологические аспекты иммунитета человека, рассмотрено влияние кроветворения на его защитные механизмы. Описаны функции анатомо-физиологического барьера, лейкоцитарной формулы и биохимических показателей периферической крови. Проведён анализ сведений о влиянии региональных факторов и загрязнений окружающей среды на иммунитет на разных этапах онтогенеза.

Глава 2. Сравнительный анализ регионов исследования

Был проведён подробный анализ статистических данных по загрязняющим веществам в регионах исследования за период с 2000 по 2009 годы. Оценивались климатические и эпидемиологические особенности регионов исследования, миграционный и социально - демографический факторы (особенность питания, довольствие на душу населения, валовый продукт и т.д.).

Климат. Умеренно континентальный климат Республики Карелия за счёт частых циклонов с запада характеризуется большой изменчивостью температуры и атмосферного давления, повышенной влажностью (среднегодовая относительная влажность - более 80%), сильными ветрами (скорость ветра 20 -25 м/сек), продолжительной зимой (более 5 месяцев) с температурой до -30°С, резкими колебаниями содержания кислорода в воздухе. Среднегодовое количество осадков ~ 600 мм.

Республика Карелия и Мурманская область различаются по широте расположения. Почти вся территория Мурманской области расположена за Северным полярным кругом. Климат - умеренно морской (в северной части Мурманской области - субарктический), относительно мягкий за счёт влияния ветви теплого Атлантического течения. Средняя температура зимой достигает -8°С на севере и до -13°С в центральной части; средняя температура июля +8°С и +14°С соответственно. Среднегодовое количество осадков ~ 800 мм. Характерно наличие полярного дня и полярной ночи. Безморозный период длится в среднем 120 дней в узкой прибрежной полосе суши и укорачивается по мере удаления от побережья до 60 дней. На вершинах Хибин температура выше 0°С - менее 40 дней в году. На большей части территории области зимой преобладают южный и юго-западный, а летом северный и северо-западный ветры. Среднегодовая скорость ветра составляет 7-8 м/с на морском побережье и 4-5 м/с - на равнинах и в низинах.

Промышленные загрязнения. Как на территории Республики Карелия, так и в Мурманской области, расположены промышленные и непромышленные населенные пункты. На рисунке 1 приведены результаты количественного анализа загрязняющих веществ в атмосфере и воде в регионах исследования за период с 2000 по 2009 гг.

КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВЫБРОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТ В Республика Карелия и Мурманская область

Тысяч тонн в год

105,68

106,5 '

/6,80

139,51

Л

Вещества Твёрдые Жидкие и

от крупных вещества газообразные

предприятий вещества

□

публика Карелия

Мурманская область

Рис. 1. Количественный анализ загрязняющих веществ в атмосфере и воде в регионах исследования (2000 - 2009гг.).

В данной работе было проведено исследование неспецифического иммунитета жителей 19 промышленных и непромышленных населённых пунктов Республики Карелия и Мурманской области (табл. 1.).

Таблица 1.

Число обследованных в Республике Карелия и Мурманской области (п = 1513).

Населённые пункты в Республике Карелия Населённые пункты в Мурманской области

непромышленные промышленные непромышленные промышленные

Муезерка 23 Надвоицы 568 Мурманск 195 Мончегорск 45

Пудож 35 Петрозаводск 172 Кола 23 Никель 5

Питкяранта 17 Кондопога 26 Мурмаши 90 Оленегорск 62

Лоухи 11 Молочный 13

Олонец 46 Умба 12

Пряжа 116 Гремиха 29

Сортавала 25

Всего: 273 766 362 112

Социально - демографические данные. По результатам анализа общая смертность и заболеваемость в Мурманской области ниже, чем в Республике Карелия (рис. 2, рис. 3.).

I.

I

Республика Карелия Мурманская область

Рис. 2. Среднее значение общей смертности (на ЮООчел.) в Республике Карелия и Мурманской области за 2000 - 2008 гг. (п = 16; р=0,0000).

1100 1050 1000 950 900 850 800 750

Рис. 3. Среднее значение заболеваемости (на 1000 чел.) в Республике Карелия и Мурманской области за 2000 - 2008 гг. (п = 16; р=0,0000).

Средний коэффициент миграционного прироста в Республике Карелия практически равен нулю, тогда как в Мурманской области этот коэффициент имеет отрицательное значение (- 95). Также отличается и соотношение между численностью мужчин и женщин: в Карелии больше женщин в составе населения, а в Мурманской области, наоборот, больше численность мужского населения. По ряду социально-экономических и демографических критериев достоверных различий между данными регионами не обнаружено, а именно: по младенческой смертности, общей продолжительности жизни, среднедушевому доходу, уровню бедности.

7

19 18 17 16 15 14 13 12 11

Республика Карелия

Мурманская область

Таким образом, регионы исследования различаются по климатическим факторам, ряду социально - демографических критериев и по уровню промышленного загрязнения.

Глава 3. Материалы и методы исследования

Исследования неспецифического иммунитета проводились с 2000 по 2009 гг. среди жителей разных возрастных групп Мурманской области и Республики Карелия. Фиксировался анамнез испытуемых (пол, возраст, северный «стаж», наличие хронической патологии, менархе, район проживания).

Исследовались следующие показатели неспецифического иммунитета: бактерицидная активность кожи (Клемпарская, 1963), буккальный тест (Беляева, 1986), цитохимические показатели периферической крови (Назаренко, 2006). Всего было обследовано 1513 человек из 19 населённых пунктов.

Бактерицидную активность кожи (БАК) выражали в виде индекса бактерицидное™ по формуле: ИБ = Kj_- К?_х 100, где К,

Ki - количество колоний на см2 поверхности кожи сразу после нанесения культуры Escherichia coli;

К2 - количество колоний на см2 поверхности кожи через 15 минут после нанесения бактерий.

ИБ - индекс бактерицидности (индекс бактерицидности кожи здоровых людей составляет 90-100%) Буккальный тест

Мазки-отпечатки слизистой щеки окрашивали по Граму (Козинец, 1997; Назаренко, 2006) и проводили цитологическую идентификацию микрофлоры. Оценка микробиологического статуса включала в себя следующие показатели:

- общее микробное число без стрептококков (ОМЧ). ОМЧ в норме составляет ~ 50 клеток на мм2;

- количество стрептококков. Количество стрептококков в норме составляет = 100 клеток на мм2;

- соотношение стрептококков и ОМЧ (КДБ - коэффициент дифференцировки буккальных микроорганизмов). Соотношение стрептококков к ОМЧ в норме составляет 2:1.

Цитохимия лейкоцитов является источником информации о состоянии обмена веществ, иммунного статуса, гомеостаза организма человека, о патологических изменениях защитных, компенсаторных и приспособительных реакций организма. Одним из методов оценки является выявление в лейкоцитах, на обычном мазке периферической крови, веществ, принимающих участие в клеточном метаболизме (гликогена, щелочной фосфатазы) (Бутенко, 1974).

Используются термины «процент положительно реагирующих клеток» и «средний цитохимический коэффициент» (К). Оба показателя учитываются одновременно и сравниваются с нормальными показателями (Назаренко, 2006; Козинец, 2000).

А) Биохимические показатели - средний цитохимический коэффициент (К):

- гликоген в нейтрофилах (норма: 2,09 - 2,99);

- гликоген в лимфоцитах (норма: 0,02 - 0,52);

- щелочная фосфатаза (норма: 0,115-0,15).

Б) Количественное определение лейкоцитов в 1 л крови (норма: 4-11* 109):

количество лейкоцитов = (Х*20)*106 = X* 109, 100 (4 * 10"3)

где X - количество посчитанных лейкоцитов; 20 - разведение; 106 -перерасчёт на литр; 100 - число больших квадратов (в камере Горяева); 4 * 10"3 объём больших квадратов.

В) Качественный состав лейкоцитов - % от общего числа лейкоцитов:

- моноциты (норма: 3 - 8);

- палочкоядерные нейтрофилы (норма: 1-6)

- сегментоядерные нейтрофилы (норма: 35 - 70)

- лимфоциты (норма: 20 - 50)

- эозинофилы ('норма: 1-5)

- базофилы (норма: 0-1)

Достоверность практических результатов и теоретических выводов обеспечивалась использованием комплекса научно обоснованных методов сбора эмпирических данных, их количественным и качественным анализом, применением для обработки данных математико-статистических методов, экспертной проверкой полученных результатов.

Глава 4. Исследование изменчивости анатомо-физиологического барьера

Функция анатомо-физиолгического барьера, как одного из критериев неспецифического иммунитета, характеризуется бактерицидной активностью кожи и состоянием микрофлоры слизистых оболочек. Было изучено влияние возраста, пола, регионального и миграционного факторов, климата и промышленного загрязнения на показатели анатомо-физиологического барьера.

Влияние возраста и пола. Из таблицы 2 видно, что в выборке промышленных населённых пунктов Карелии среди испытуемых присутствуют жители самого большого диапазона возрастов - 3 - 72 года.

Таблица 2.

Состав обследованных по возрасту.

Пункт проживания Диапазон возрастов (лет)

Непромышленные населённые пункты Республики Карелия 19-72

Промышленные населённые пункты Республики Карелия 3-72

Непромышленные населённые пункты Мурманской области 10-56

Промышленные населённые пункты Мурманской области 2-10

Наиболее многочисленная группа обследованных жителей промышленных населённых пунктов Республики Карелия была разделена на три группы, соответствующие следующим возрастным границам: 2 - 10, 11 - 18 и 19 - 72 лет. По результатам исследования выявилась следующая тенденция: бактерицидная активность кожи достоверно выше у лиц из второй возрастной группы (11 - 18

9

лет) (рис. 4.); по общему микробному числу достоверных различий в трёх возрастных группах не выявлено (рис. 5.); по количеству стрептококков достоверно отличаются данные среди жителей младшей возрастной группы (рис.6.).

Рис. 4. Влияние возраста на бактерицидную активность кожи (жители промышленных населённых пунктов Республики Карелия, п = 766).

Рис. 5. Влияние возраста на значения общего микробного числа в ротовой полости (жители промышленных населённых пунктов Республики Карелия, п = 766).

О 72 * о о 68 1 ь е а> Р- 64 " о Ф Ф

Количество 01 сл о Ю О) о т ±

48 <►

1 2-10 11 -18 19-72 |

ВОЗРАСТ

Рис. 6. Влияние возраста на количество стрептококков в ротовой полости (жители промышленных населённых пунктов Республики Карелия, п = 766).

Поскольку между тремя показателями анатомо-физиологического барьера имеются статистически значимые положительные корреляции (корреляция между БАК и ОМЧ - 0,36; между БАК и количеством стрептококков - 0,44; между ОМЧ и количеством стрептококков - 0,26), то они были объединены в один общий показатель (главную компоненту), объясняющий 57% общей дисперсии. Факторные нагрузки трех показателей близки: наибольший вклад в главную компоненту вносит БАК (0,82), наименьший - ОМЧ (0,69), количество стрептококков - 0,75.

Рис. 7. Влияние возраста на показатели анатомо-физиологического барьера (жители промышленных населённых пунктов Республики Карелия, п = 766).

Из рисунка 7 видно, что возраст оказывает влияние на анатомо-физиологический барьер: у жителей младшей возрастной группы показатели неспецифического иммунитета ниже, чем у жителей старших групп.

Различия между регионами значительно превосходят тендерные различия (рис.8.). Обобщённый показатель анатомо-физиологического барьера мужчин в Республике Карелия несколько ниже, чем у женщин, тогда как в Мурманской области - обратное соотношение. Таким образом, тендерные различия показателей анатомо-физиологического барьера выражены слабо.

Женщ. Карелии Женщ Мурм.обл.

Мужч. Карелии Мужч. мурм.обл.

Рис. 8. Тендерные различия показателей анатомо-физиологического барьера (жители непромышленных населённых пунктов Карелии и Мурманской области, п = 635).

Влияние регионального и промышленного факторов. Показатели анатомо-физиологического барьера чувствительны к региональному и промышленному факторам. Из рисунков 9-10 следует две тенденции: первая тенденция состоит в том, что показатели анатомо-физиологического барьера у жителей промышленных населенных пунктов ниже, чем у жителей непромышленных, вторая - в том, что эти показатели у жителей Республики Карелия ниже, чем у жителей Мурманской области.

На рисунке 9 сравниваются показатели бактерицидной активности кожи, общего микробного числа и количества стрептококков жителей непромышленных населенных пунктов Карелии и Мурманской области. Все три показателя выше у жителей Мурманской области (р<0,000001).

Карелия Мурм.обл. Карелия Мурм.обл. Карелия Мурм.обл.

Рис. 9. Средние и 95-процентные доверительные границы бактерицидной активности кожи, общего микробного числа и количества стрептококков кожи для непромышленных населенных пунктов Республики Карелия и Мурманской области.

Карелия Мурм.обл. Карелия Мурм.обл. Карелия Мурм.обл.

Рис. 10. Средние и 95-процентные доверительные границы бактерицидной активности кожи, общего микробного числа и количества стрептококков кожи для промышленных населенных пунктов Республики Карелия и Мурманской области.

Различие между средними значениями по бактерицидной активности кожи (66,0 и 86,3% для Республики Карелия и Мурманской области) составляет 20,3%, между средними значениями по общему микробному числу (30,8 и 39,2) - 8,4 микробных тел и между средними значениями по количеству стрептококков (77,4 и 82,5)-5,1 клеток.

На рисунке 10 сравниваются показатели бактерицидной активности кожи, общего микробного числа и количества стрептококков жителей промышленных населенных пунктов Республики Карелия и Мурманской области. В этом случае имеется статистически значимое различие также в пользу жителей Мурманской области по бактерицидной активности кожи и общему микробному числу (р=0,00071 и р=0,00099, соответственно), однако различие по количеству стрептококков статистически незначимо (р=0,45). Различие между средними значениями по бактерицидной активности кожи (59,2 и 71,4% для Республики Карелия и Мурманской области) равно 12,2%, между средними значениями по общему микробному числу (28,1 и 31,5) - 3,4 микробных тел и между средними значениями по количеству стрептококков (66,1 и 67,5) - 1,4 клеток.

Таким образом, анализ показывает, что имеется статистически значимое различие по уровню анатомо-физиологического барьера: у жителей непромышленных населённых пунктов его значения выше, чем у жителей промышленных городов; сравнение же между регионами выявило, что уровень неспецифического иммунитета выше у жителей Мурманской области.

На рисунке 11 представлены средние значения и 95-процентные доверительные границы обобщённого показателя анатомо-физиологического барьера для непромышленных и промышленных населенных пунктов Республики Карелии и Мурманской области. Наиболее высокий показатель неспецифического иммунитета наблюдаются у жителей непромышленных населенных пунктов Мурманской области, наиболее низкий - у жителей промышленных населенных пунктов Карелии.

1,0 £ 0.5

I §

1= -0.6

-1.0

Рис. П. Средние и 95-процентные доверительные границы первой главной компоненты бактерицидной активности кожи, общего микробного числа и количества стрептококков кожи для групп непромышленных и промышленных населенных пунктов Республики Карелия и Мурманской области.

Показатели данных критериев неспецифического иммунитета у жителей непромышленных населенных пунктов Республики Карелия и промышленных

I

Непромышленная Промышленная Непромышленная Промышленная Карелия Карелия Мурманская обл. Мурманская обл.

населенных пунктов Мурманской области находится примерно на одинаковом уровне.

Оценивалось влияние природно-климатических факторов на показатели анатомо-физиологического барьера: широта, минимальная и максимальная месячная температура, диапазон температур, минимальное и максимальное месячное давление, диапазон давления (на основе статистических данных метеорологических станций в районах исследования). Республика Карелия и Мурманская область различаются по широте их расположения. В таблице 3 приведены значения коэффициентов корреляции между показателями анатомо-физиологического барьера и природно-климатическими факторами для непромышленных территорий Республики Карелии, поскольку они расположены в относительно большом диапазоне - от 61 до 66 градусов северной широты.

Таблица 3.

Коэффициенты корреляции между уровнем неспецифического иммунитета и природно-климатическими факторами в непромышленных населенных пунктах Карелии.

Климатические факторы

Широта Минимальная температура Диапазон температур Минимальное давление Диапазон давлений

Коэффициент корреляции -0,02 0,09 -0,12 0,05 0,01

р-значение 0,73 0,12 0,048 0,38 0,89

Коэффициент корреляции между уровнем анатомо-физиологического барьера и разностью между максимальной и минимальной среднемесячными температурами статистически значим. Этот фактор отрицательно влияет на неспецифический иммунитет — чем больше диапазон колебаний температуры, тем ниже неспецифический иммунитет. В Мурманской области среднемесячные колебания температуры составляют 23,7 градусов, а в Карелии достигают почти 27 градусов. Это согласуется с тем, что в Мурманской области среди испытуемых выше уровень анатомо-физиологического барьера.

Влияние миграг/ионного фактора. Подавляющая часть обследованных, проживающих в непромышленных районах Республики Карелия - местные жители (родившиеся в Карелии от родителей, родившихся в Карелии). На долю родившихся не в Карелии и тех, чьи родители родились в средних или южных широтах приходится 16,8%. На рисунке 12 видно, что функция анатомо-физиологического барьера местных жителей ниже, чем не местных.

-2,0 -:-:-

КК КЮ ММ ЮМ юю

Рис. 12. Зависимость иммунитета от места рождения обследованных и их родителей в непромышленных населенных пунктах Карелии.

Обозначения: КК - родившиеся в Карелии от родителей из Карелии; КЮ - родившиеся в южных и средних широтах от родителей из Карелии; ММ - родившиеся в Мурманской области от родителей из Мурманской области; ЮМ - родившиеся в Мурманской области от родителей из южных и средних широт; ЮЮ - родившиеся в южных и средних широтах от родителей из южных и средних широт.

В Мурманской области, в отличие от Карелии, доля местных жителей относительно невелика. Рисунок 13 показывает, что функция анатомо-физиологического барьера этой группы населения относительно высокая. 2.0

1.5

1.0

0,5

^ 0.0

-0,5

-1,0

-1.5

-2,0

ММ ЮМ ЮЮ

Рис. 13. Зависимость иммунитета от места рождения обследованных и их родителей -непромышленные населенные пункты Мурманской области.

Несколько ниже обобщённый показатель анатомо-физиологического барьера у жителей, родившихся в Мурманской области от родителей, родившихся в средних или южных широтах.

Самое высокое значение анатомо-физиологического барьера у детей, родившихся в средних или южных широтах от родителей из тех же широт.

Глава 5. Исследование изменчивости формулы периферической крови

Кроветворение можно рассматривать как колебательную систему, в которой происходят изменения различных типов физико-химических и морфологических параметров, протекающих в относительно узких границах. Изменения в системе кровообращения имеют адаптационный характер (Ярилин, 1999). Система кроветворения прямо или косвенно реагирует на действие климатических факторов и промышленное загрязнение (Прохоров, 1991; Черешнев, 1999).

Исследовалось влияние климатических и промышленных факторов на формулу крови 1125 жителей непромышленных и промышленных районов Республики Карелия и Мурманской области. Однако для оценки влияния двух факторов была выделена однородная по возрасту группа испытуемых - 480 человек в возрасте 19-56 лет. Определяли средние значения цитохимических показателей периферической крови с 95-процентными доверительными границами.

Наиболее чувствительными к региональному фактору оказались следующие показатели: моноциты и гликоген в лимфоцитах (рис. 14, рис. 15.).

%

8,0 "

2,6 ' 2,4 ' 2,2 2,1 1,9

§ 1,7.

0

1

о

5 1,5 ¿-

Ф

Ф

Республика Карелия Мурманская область | | Республика Карелия [

Непромышленные ругнмы

Промышленные регионы

Рис. 14. Доля моноцитов в крови жителей промышленных и непромышленных населенных пунктов Карелии и Мурманской области.

Рис. 15. Содержание гликогена в лимфоцитах крови жителей промышленных и непромышленных населенных пунктов Карелии и Мурманской области.

Наиболее чувствительны к промышленному фактору - базофилы, увеличение этого показателя также свидетельствует о тенденции к иммунному напряжению, о повышенной аллергической готовности организма.

Из таблицы 4 видно, какие показатели крови оказались достоверно чувствительнее к промышленному и региональному факторам. Также заметны региональные различия по некоторым показателям крови, находящихся в пределах нормы - это сегментоядерные нейтрофилы и гликоген в нейтрофилах. Все показатели крови оказались чувствительны к промышленному загрязнению.

Коэффициенты корреляции между всеми показателями периферической крови статистически значимы, кроме корреляций между моноцитами и базофилами (г = 0,03), между моноцитами и гликогеном в нейтрофилах (г = 0,02). Поэтому все исследуемые показатели периферической крови были объединены в один обобщённый показатель.

Таблица 4.

Средние значения и уровни значимости показателей крови жителей промышленных и непромышленных населенных пунктов Карелии и Мурманской области (п = 480).

Показатели периферической крови Мурманская область Республика Карелия

Л е й к о ф о р м у л л Непромышлен ные населенные пункты Р = Непромыт ленные населенные пункты р = Промышлен ные населенные пункты

Моноциты (N = 3-8%) 0.64 <-0,000 — 1,98 < 0,024 V

Пялочкоядерные нейтрофнлы (№ = 1-6 1,4? <-0,045 -> 1,27 < 0,000— 2,65©

Сегл 1е нтояд ерные н4*йтрофн лы (N = 35 - "0 °о) 50,6 © v-0,000 -> @ <-0,001— 43©

лимфоциты (И = 2« - 50 °о> 42,47© <-0,852 — 42,58© <-0,000 - íggg

к»инофилы (И = 1 - 5 фо) 2,03 <-0,064— 2,24© < 0,004 > 2,67 ©

б.иофнлы (И = ДО 1 °о) 0,92 © < 0,844 ♦ 0,93 © < 0,001 — 1

лейкоциты (N = 4-11* Ю°/л) 4,3 <0,125 — 4,2 <-0,025— 4,9 ©

Биохимические показатели

Гликоген в нептрофнлах (N=»¿• = 2,05) -2,99) 2,45 © < 0,001 -. 2,33© <—0,025 -> 2,54©

Гликоген в лимфоцитах (И = А" = 0,02 - 0,52) <-0,945— <— 0,001 - ят

Щелочная фосфата™ А'=0,115-0,15 0,12 <-0,002— 0,101 <-0,001— 0,14©|

Щ Значительно ниже нормы Ц Нижняя граница нормы^ Незначительно выше нормы |//Э Незначительно ниже иормы[Э Середина нормы Щ 'Значительно выше нормы

Из рисунка 16 видно, что компоненты крови чувствительны к промышленному фактору. У жителей непромышленных населённых пунктов Республики Карелия обобщённый показатель крови выше, чем у жителей промышленных городов.

Непромышленные Промышленные

Населённые пункты Республики Карелия

Рис. 16. Влияние промышленного загрязнения на показатели крови (жители Карелии, п = 763).

Также из рисунка 17 видно, что компоненты крови реагируют и на региональный фактор. У жителей непромышленных населённых пунктов Мурманской области показатель значимо выше, чем у жителей непромышленных городов Республики Карелия.

0.95

0.75

0.55

0.45

Непромышленные населённые пункты Республики Карелия

Непромышленные населённые пункты Мурманской области

Рнс. 17. Влияние регионального фактора на показатели крови (жители непромышленных населенных пунктов Республики Карелия и Мурманской области, п = 635).

5.1. Исследование связи между показателями анатомо-физиологического барьера и крови

Коэффициенты корреляций компонентов крови и показателей анатомо-физиологического барьера статистически значимы на уровне 5% (табл. 5.).

Таблица 5.

Корреляции между показателями анатомо-физиологического барьера и показателями крови.

БАК ОМЧ СТРЕПТОКОККИ

Моноциты -0.18 -0.17 -0.23

Лимфоциты -0.32 -0.15 -0.36

Палочкоядерные нейтрофилы -0.26 -0.15 -0.34

Сегментоядерные нейтрофилы 0.30 0.16 0.29

Эозинофилы -0.22 -0.12 -0.24

Базофилы -0.12 -0.07 -0.18

Щелочная фосфатаза -0.11 -0.07 -0.11

Гликоген в нейтрофилах 0.08 -0.06 -0.07

Гликоген в лимфоцитах 0.19 0.10 0.31

Лейкоциты -0.29 -0.12 -0.31

На рисунке 18 показана взаимосвязь главных компонент анатомо-физиологического барьера и параметров периферической крови.

5 го 3,51-

главная компонента по показателям крови

Рис. 18. Взаимосвязь показателей неспецифического иммунитета (г = 0.52; р<0.000001; п= 1237).

Таким образом, используемые экспресс - тесты качественного и количественного анализа анатомо-физиологического барьера информативны и значимы.

Метод Н.Н.Клемпарской (Клемпарская, 1966) по определению бактерицидной активности кожи, предложенный ею в 1960 году, претерпел в наших исследованиях изменения. По стандартной методике необходимо было использовать 5 миллионов единиц культуры Esherichia coli в физиологическом растворе; однако при таком разведении выросшее большое число колоний Esherichia coli на бактериальных отпечатках в 105 случаях не поддавалось подсчету. Поэтому по модификации А.М.Образцовой культуру разводили в два раза (то есть использовали 2,5 миллиона единиц культуры). Это дает основание предполагать, что бактерицидная активность кожи у людей почти 40 лет назад была выше в два раза.

Выводы:

1. Выявлено влияние возраста на бактерицидную активность кожи и показатели микрофлоры полости рта: наибольшую чувствительность к этому фактору имеет бактерицидная активность кожи, наименьшую - общее микробное число. Более высокая бактерицидная активность кожи характерна для возраста 11-18 лет, наиболее низкая - для возраста 19 -72 года. Наименьшее количество стрептококков характерно для возрастной группы 2-10 лет, различия по этому показателю в более старших возрастах статистически незначимы.

2. Тендерные различия показателей анатомо-физиологического барьера выражены слабо.

3. Региональный фактор значимо влияет на показатели анатомо-физиологического барьера и лейкоформулу. Бактерицидная активность кожи и показатели микрофлоры полости рта у жителей Мурманской области выше, чем у жителей Республики Карелия. К региональному фактору чувствительны моноциты, нейтрофилы, гликоген в нейтрофилах и щелочная фосфатаза.

4. Климатический фактор - среднемесячное колебание температур значимо влияет на показатели анатомо-физиологического барьера. Так, у жителей Мурманской области при относительно меньшем диапазоне среднемесячного колебания температур показатели анатомо-физиологического барьера выше, чем у жителей Республики Карелия.

5. Миграционный фактор значимо влияет на формирование анатомо-физиологического барьера. В Республике Карелия более высокими показателями анатомо-физиологического барьера обладают жители, родившиеся в Мурманской области и в южных широтах; в Мурманской области более высокие показатели также у тех, кто родился на территории этой области и южных широт.

6. Промышленный фактор влияет на все показатели лейкоформулы и оказывает значительное влияние на показатели анатомо-физиологического барьера, а именно: снижается бактерицидная активность кожи и защитная функция слизистой полости рта.

7. Исследование лейкоцитарной формулы крови жителей обоих регионов показало, что большая часть ее показателей находится в пределах нормы. Два показателя выходят за границы нормы: концентрация моноцитов в

крови жителей обоих регионов значительно ниже нормы, а содержание гликогена в лимфоцитах, наоборот, существенно превышает норму. 8. Выявлена значимая корреляция между всеми исследуемыми показателями крови и критериями анатомо-физиологического барьера.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

/. Троценко A.A., Журавлева Н.Г., Будилова Е.В., Терёхин А.Т. Факторы изменчивости неспецифического иммунитета жителей Северо - Запада европейской части России // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности» - № 1 - Москва, - 2010. - С. 59-67.

2. Троценко A.A., Журавлева Н.Г., Будилова Е.В., Терёхин А.Т. Влияние демографических и природно-климатических факторов на неспецифический иммунитет жителей Республики Карелия и Мурманской области//Народонаселение - № 1 -Москва, -2010. -С. ИЗ - 119.

3. Троценко A.A., Журавлева Н.Г., Терёхин А.Т., Будилова Е.В., Матишов Г.Г. Анализ микрофлоры и показателей крови жителей в условиях разного уровня промышленного пресса// Вестник Южного научного центра РАН. 2010. Т. 6, № 2. - Ростов н/Д. - С. 70-80.

4. Троценко A.A., Журавлева Н.Г., Будилова Е.В., Терёхин А.Т. Влияние окружающей среды на иммунный статус жителей Республики Карелия и Мурманской области. - Актуальные проблемы экологии и природопользования. Вып. 12: Сборник научных трудов РУДН - М.: ИПЦ «Луч», 2010. - 390 с. - С. 279 - 282.

5. Троценко A.A., Будилова Е.В., Терёхин А.Т., Журавлёва Н.Г. Влияние экологических факторов на формулу крови жителей Мурманской области и Республики Карелия. Сборник докладов международной научной конференции «Василий Васильевич Налимов - математик и философ», 9-10 ноября 2010, МГУ, Москва (в печати).

6. Троценко A.A., Журавлева Н.Г. Влияние экологических факторов на неспецифический иммунитет человека, проживающего в условиях Северо-запада // Вестник МРТУ -Мурманск, - 2006. - Т.9.- Вып. 5. - С. 853 -863.

7. Троценко A.A. Влияние экологических факторов на неспецифический иммунитет детей и подростков, проживающих в Северо-Западном регионе России // Матер. II- ой Всероссийской научно-практич. конф., посвящ. 10-летию специальности «Социальная работа» (26-27 января 2006г., г.Самара). Самара, 2006. С.246-251.

8. Троценко A.A., Журавлева Н.Г. Валеологическое образование как важный фактор для формирования у студентов адекватного отношения к своему здоровью // Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2006». (4-12 апреля 2006г., г.Мурманск, МГТУ). Мурманск, 2006.С. 704-706.

9. Троценко A.A., Журавлева Н.Г. Эумикробиоз ротовой полости и кожи у детей с ограниченными возможностями развития // Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2006». (4-12 апреля 2006г.,г.Мурманск,МГТУ). Мурманск, 2006. С. 707.

10. Троценко A.A., Журавлева Н.Г. Причины возникновения дисбактериозов // Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2006».(4-12 апреля 2006г., г.Мурманск, МГТУ). Мурманск, 2006. С. 708-711.

11. Троценко A.A., Журавлева Н.Г. Особенности конституционального иммунитета детей с заболеваниями желудочно-кишечного тракта, страдающих нарушениями ЦНС и здоровых детей // Сборник научных трудов Мурманского Гуманитарного Института за 2005. -Мурманск МГИ, 2005. С. 137-140.

12. Троценко A.A., Журавлева Н.Г. Особенности неспецифического иммунитета здоровых детей и страдающих различными заболеваниями. / Материалы Международной научн. - техн. Конф. (г.Мурманск, 6-14 апреля 2005г. ): в 7 ч. Наука и образование - 2005. Мурманск: МГТУ. 2005,- Ч. YI. - С. 43-45.

13. Троценко A.A., Сидорова H.A. Экология дисбиоза у детей // Материалы 54-й научной студенческой конференции. Петрозаводск, 2002. С. 248.

23

14. Троценко A.A., Сидорова H.A. Экспресс - диагностика конституционального иммунитета детей, проживающих в зонах экологического риска // Материалы Всероссийской научной конференции. «Экология и проблемы окружающей среды». Красноярск, 2002. С. 199.

15. Троценко A.A., Шляхтенкова Т.В. Особенности неспецифического иммунитета у детей, страдающих хроническими заболеваниями желудочно-кишечного тракта // Материалы 1-й Всероссийской научной конференции. «Здоровье и образование ребенка». Пермь, 2002. С. 72.

16. Троценко A.A., Образцова A.M. Эумикробиоз ротовой полости и кожи у детей с ограниченными возможностями развития // Труды III - Международной конференции молодых ученых и студентов. «Актуальные проблемы современной науки. Медицинские и естественные науки». Самара, 2002. С.52.