WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

ЭЛЬБЕКЬЯН Карине Сергеевна

Экологическая и экспериментальная характеристика токсичности тяжелых металлов и оценка возможного антитоксического механизма

03.00.16 экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Саратов 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ставропольская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» на кафедре биологии с экологией

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

  Анищенко Татьяна Григорьевна

доктор медицинских наук, профессор

Спирин Владимир Федорович

доктор биологических наук, профессор

Батлуцкая Ирина Витальевна

Ведущая организация – Научно-исследовательский институт гигиены,

токсикологии и профпатологии, г. Волгоград

Защита состоится «________» 2008 г. в ___ ч. на заседании диссертационного совета Д 212.243.13 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского» по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, д. 83. E-mail: biosovet@sgu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке ФГОУ ВПО «СГУ им. Н.Г. Чернышевского».

Автореферат разослан «___» __________ 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета С.А. Невский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В последние десятилетия значительно возросло понимание роли состояния окружающей среды как важнейшего фактора, определяющего качество здоровья населения. Особенно это касается урбанизированных территорий, поскольку 73% от общей численности населения Российской Федерации представлено городскими жителями (Онищенко, 2001; Ревич и др., 2004; Рахманин и др., 2006).

К числу серьезных экологических проблем современного человечества относится и проблема неуклонного роста содержания соединений тяжелых металлов (ТМ) в почве, воде и атмосфере индустриально развитых стран и городов (Боев, 1995; Ляпкало, Гальченко, 2005). Накопление ксенобиотиков в окружающей среде проявляется, как правило, в учащении общей заболеваемости населения с развитием различного рода соматической и иммунологической патологии. Данная проблема актуальна и для краевого центра Ставропольского края г. Ставрополя.

С другой стороны, известно, что микроэлементный состав биосубстратов человека (моча, волосы, ногти, зубы, слюна) отражает суммарное поступление загрязняющих веществ из атмосферного воздуха, воды и продуктов питания (Ревич, 1990). С этих позиций особенно актуальным становится поиск неинвазивных методов оценки состояния здоровья населения, позволяющих определять начальные проявления действия факторов окружающей среды на состояние здоровья населения и оценивать защитные функции организма в целом (Янно, 1993; Беляева, 2006; Ревазова, 2006). Понятно, что оценка опасности загрязнения окружающей среды, в частности ТМ, должна не только опираться на их общетоксическое действие, но и учитывать вероятность возникновения отдаленных последствий. Такого рода биотестирование может проводиться в модельных экспериментах на биологических объектах.

Сведения о физиологических и биохимических ответных реакциях макроорганизма в ответ на действие ТМ противоречивы и недостаточны, чтобы составить четкое представление об общих экологических закономерностях их токсического действия. В этой связи представляется актуальным проведение комплекса экспериментальных исследований на лабораторных животных по оценке изменений гомеостаза организма на фоне действия ТМ. Несомненный интерес вызывает также поиск и изучение естественных способов защиты организма от различного рода химической агрессии. В ликвидации нарушений, обусловленных различными ксенобиотиками, в том числе и ТМ, могут участвовать не только печень и иммунная система, но и другие органы и системы организма. На такую роль вполне может претендовать мозговая железа эпифиз. Его основной гормон мелатонин в различных ситуациях проявляет протективные свойства и участвует в ограничении последствий стрессорных нагрузок и действия лекарственных ксенобиотиков (Арушанян, 1995, 1996). Вместе с тем, возможности протекторных свойств мелатонина для токсикологии ТМ до сих пор не были изучены. В связи с этим, теоретический и практический интересы представляет исследование возможного антитоксического механизма действия мелатонина, что дает возможность найти подходы к разработке эффективных способов профилактики различных повреждений и заболеваний, вызванных влиянием ТМ. Вышеизложенное в совокупности определило цель и основные задачи настоящего исследования.

Цель работы: изучить влияние комплекса солей ТМ на показатели здоровья населения Ставрополья, иммунный статус и морфофункциональное состояние печени экспериментальных животных, а также оценить антитоксические возможности эпифизарного гормона мелатонина.

Задачи исследования:

  1. Изучить эколого-гигиеническую ситуацию в г. Ставрополе по материалам Управления природных ресурсов, служб городского Центра гидрометеорологии и Роспотребнадзора для выявления приоритетных групп экотоксикантов.
  2. Провести сравнительное исследование заболеваемости населения г. Ставрополя и контрольного сельского района Ставропольского края по официальной статистической отчетности для изучения распространенности экологически обусловленных (маркерных) патологий.
  3. Провести сравнительное неинвазивное исследование содержания ТМ в слюне и состояния секреторного иммунитета среди различных возрастных категорий (дети, подростки, взрослые) населения г. Ставрополя и контрольного сельского района.
  4. Изучить влияние комплекса солей ТМ, загрязняющих окружающую среду г. Ставрополя, на иммунологические и биохимические показатели крови и морфофункциональное состояние печени экспериментальных животных.
  5. Оценить защитную роль эпифиза и его основного гормона мелатонина при воздействии на экспериментальных животных комплекса солей ТМ.

Научная новизна. Впервые дана комплексная экологическая и экспериментальная оценка токсичности ТМ, загрязняющих окружающую среду г. Ставрополя. На основе сравнительного изучения эколого-гигиенической ситуации, общей заболеваемости, распространения экологически обусловленных патологий определена группа приоритетных экотоксикантов. Впервые методом неинвазивного обследования определена разная степень накопления ТМ в слюне жителей г. Ставрополя и сельского контрольного Апанасенковского района Ставропольского края. Установлена взаимосвязь между уровнем накопления ТМ в слюне и изменением состояния секреторного иммунитета городского и сельского населения Ставрополья. Впервые на экспериментальных животных определены сдвиги в иммунологических и биохимических показателях крови, изменения в морфофункциональном состоянии печени при действии на организм комплекса ТМ, содержащихся в окружающей среде г. Ставрополя. Установлена роль мозговой железы эпифиза в обеспечении защиты организма животных при отравлении солями ТМ. Впервые проанализирован возможный механизм антитоксического действия гормона мелатонина на фоне действия комплекса ТМ на организм экспериментальных животных.

Практическая значимость работы. Проведенный анализ уровня загрязнения воздушного бассейна, питьевой воды и почвы г. Ставрополя ТМ, накопления их в биологических средах и общей заболеваемости населения показал взаимосвязь между этими процессами, а также позволил обосновать необходимость проведения ежегодных скрининговых обследований жителей техногенных территорий различных возрастных категорий, начиная с раннего детства. Апробированный в работе неинвазивный метод оценки содержания ТМ в слюне и состояния секреторного иммунитета может быть рекомендован для скрининговых исследований ранних неблагоприятных изменений в состоянии здоровья населения, позволяющих обосновать проведение своевременных целенаправленных профилактических мероприятий. Доказано наличие у эпифизарного гормона мелатонина выраженной антитоксической активности при отравлении солями металлов, что позволяет ставить вопрос о целесообразности применения гормона в дальнейшем как потенциального средства для борьбы с последствиями интоксикации. Мелатонин, не вызывающий серьезных побочных реакций и лишенный собственной токсичности, может оказаться весьма ценным препаратом для токсикологической практики.

Внедрение результатов исследования. Результаты диссертационного исследования использованы в подготовке краевой целевой программы «Приоритетные направления здравоохранения Ставропольского края на 2009–2011 гг.», составлении программы отдела здравоохранения г. Ставрополя «Здоровый город – здоровые люди» на 2008–2009 гг. Результаты и выводы диссертационной работы внедрены в курс лекций и практических занятий на кафедрах Ставропольской государственной медицинской академии: биологии с экологией, общественного здоровья и здравоохранения, общей и биоорганической химии.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: 2-м съезде Российского научного общества фармакологов (Москва, 2003); 7-й и 8-й научно-практических конференциях «Недели медицины Ставрополья» (Ставрополь, 2003, 2004); X Международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации и III Европейском конгрессе по астме (Афины, Греция, 2005); I Съезде физиологов СНГ (Сочи - Дагомыс, 2005); научно-практической конференции «Качество медицинского обеспечения работающих, в том числе в условиях профессионального риска» (Москва, 2005); конференции «Естествознание и гуманизм» (Томск, 2005); научно-практической конференции с международным участием «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (Астрахань, 2006); XIII и XV Российских национальных конгрессах «Человек и лекарство» (Москва, 2006, 2008); Международной научной конференции по биомедицине (Херсон, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «50 лет мелатонину: итоги и перспективы» (Санкт-Петербург, 2008). Диссертация апробирована на расширенном заседании проблемной комиссии Ставропольской государственной медицинской академии.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 43 научных работах, в числе которых 3 методических указаниях для врачей и студентов, 2 монографии, 8 статей в изданиях перечня ВАК РФ.

Личный вклад автора. Постановка задач и разработка методов их решения, экспериментальные исследования выполнялись автором лично или при непосредственном его участии. Обработка полученных данных, их интерпретация и оформление осуществлены автором самостоятельно. В совместных публикациях вклад автора составил 50–80%.

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, обзора литературы, 6 глав собственных результатов, обсуждения, заключения, выводов, библиографического указателя, включающего 182 отечественных и 125 иностранных источников. Диссертация изложена на 209 страницах компьютерного текста и иллюстрирована 33 рисунками и 32 таблицей.

Основные положения, выносимые на защиту

  1. В условиях хронической интоксикации солями ТМ значительно повышается уровень общей заболеваемости жителей г. Ставрополя, особенно детей и подростков – в 3–3,5 раза. В структуре заболеваний населения всех возрастных категорий первые ранговые места принадлежат болезням органов дыхания, пищеварения, кожи и подкожной клетчатки.
  2. Соли токсичных металлов (Ni, Pb, Cr), обладая способностью накапливаться в организме, становятся причиной дисбаланса эссенциальных микроэлементов (Zn, Cu, Mn, Fe) и оказывают негативное влияние на состояние секреторного иммунитета городских жителей по сравнению с сельскими.
  3. Комплексное воздействие солей ТМ в условиях эксперимента вызывает угнетение активности иммунной системы в организме животных, проявляющейся дисбалансом клеточного и гуморального звеньев.
  4. На фоне действия комплекса солей ТМ изменяется функциональное состояние печени, выражающееся в повышении экспрессии маркеров цитолиза печени, снижении активности антиоксидантных ферментов и нарушении гистологической структуры гепатоцитов.
  5. Удаление эпифиза у экспериментальных животных сопровождается усилением токсического действия солей ТМ на их иммунную систему и морфофункциональное состояние печени.
  6. Основной эпифизарный гормон мелатонин способен оказывать антитоксическое действие и обладает протективной активностью в отношении иммуно- и гепатотоксического эффектов действия комплекса ТМ.

Содержание работы

       Во введении обосновывается актуальность исследования, сформулированы цель и задачи, показаны научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы.

Глава 1. ПРОБЛЕМА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ХИМИЧЕСКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ

(обзор литературы)

       В данной главе рассмотрены актуальные проблемы экологии человека; методологические аспекты факториальной и экспериментальной экологии, позволяющие оценить загрязнение окружающей среды. На основании анализа отечественной и иностранной литературы показано влияние экологических факторов на состояние здоровья населения. Представлены данные о влиянии ТМ на организм человека и животных. Приведены современные представления о механизмах защиты организма от ксенобиотиков на клеточном, тканевом, системном и организменном уровне.

       В отдельном разделе представлены данные об иммунотропных свойствах мозговой железы эпифиза и его основного гормона мелатонина. Описаны протективные свойства мелатонина в отношении стрессорных нагрузок и последствий применения лекарственных ксенобиотиков. Приведены данные об участии эпифиза и мелатонина в защите от токсического действия металлов. Отмечено отсутствие данных в литературе о возможных протекторных свойств мелатонина для токсикологии ТМ. Обоснован выбор научного направления диссертационного исследования и намечены основные пути решения поставленной проблемы.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

       Исследования проведены на базе кафедры биологии с экологией Ставропольской государственной медицинской академии, иммунологической лаборатории Ставропольского краевого Центра по профилактике и борьбе со СПИД и инфекционными заболеваниями, клинико-диагностической лаборатории Ставропольского краевого Клинического Центра организации специализированных видов медицинской помощи, испытательной лаборатории ФГУ «Ставропольский ЦСМ»  в период с 1997 по 2007 гг.

       Для достижения поставленной цели был разработан алгоритм исследований в двух направлениях:

        – эколого-эпидемиологическое направление (рис. 1), в котором основным объектом исследования было население краевого центра г. Ставрополя и жители с. Дивное Апанасенковского района Ставропольского края в качестве контроля, изучали состояние здоровья населения трех возрастных категорий: детей от 2 до 6 лет, подростков от 15–17 лет, лиц 25–45 лет и от 50 лет и старше, всего было обследовано 857 человек;

       – эколого-экспериментальное направление (рис. 2), в котором основным объектом исследования были лабораторные животные. Изучали влияние смеси солей ТМ на иммунную систему и морфофункциональное состояние печени экспериментальных животных, а также участие в защитных антитоксических реакциях организма эпифиза и его основного гормона мелатонина. Всего было использовано 225 самцов крыс весом 150–180 г.

Рис. 1. Алгоритм изучения влияния загрязнения окружающей среды на

состояние здоровья населения: эколого-эпидемиологическое направление

       Животных содержали на стандартном рационе вивария. Все эксперименты проводили в соответствии с требованиями Женевской конвенции «International Guiding Principles for Biomedical Research Inroling Animals (Geneva, 1990).

Методы эколого-эпидемиологического исследования. Изучение загрязнения окружающей среды г. Ставрополя ТМ проводили по данным городского Центра гидрометеорологии, Роспотребнадзора, Управления природных ресурсов Ставропольского края за период с 1997 по 2005 гг.

Для оценки влияния ТМ, присутствующих в питьевой воде и атмосферном воздухе г. Ставрополя, на состояние здоровья населения были проведены эпидемиологические исследования по оценке заболеваемости, смертности, инвалидности населения г. Ставрополя и контрольной (фоновой) территории – Апанасенковского района Ставропольского края.

Эпидемиологический анализ проводили по материалам медицинской статистики анализируемых территорий. Для изучения распространенности заболеваний среди жителей г. Ставрополя и Апанасенковского района была

Рис. 2. Алгоритм исследования токсичности комплекса тяжелых металлов:

эколого-экспериментальное направление

использована учетная форма № 12 «Сведения о числе заболеваний, зарегистрированных больных, проживающих в районе обслуживания лечебного учреждения», утвержденная Госкомстандартом. Была изучена общая заболеваемость населения, смертность, инвалидность, распространенность всех зарегистрированных заболеваний у различных контингентов населения за период с 1998 по 2005 гг. согласно отчету «Здоровье населения и здравоохранение в 1998–2005 гг. в Ставропольском крае», представленному Управлением здравоохранения департамента социальной политики г. Ставрополя и Информационно-аналитическим центром Министерства здравоохранения Ставропольского края. Анализировали также ведущие показатели работы лечебно-профилактических учреждений сравниваемых населенных пунктов.

Параллельно с эпидемиологическими исследованиями было проведено неинвазивное обследование людей по результатам анкетирования населения г. Ставрополя (436 человек) и контрольного Апанасенковского района (421 человек). Анкетирование проводилось по методике сплошной выборки; анкета состояла из 18 вопросов о возрасте, месте жительства и работы, социальном положении, наличии производственных вредностей, материальном уровне, жилищных, бытовых условиях, о частоте и наличии хронических заболеваний и т.д. По данным анализа анкет из сравниваемых населенных пунктов, в каждой возрастной группе была выделена группа риска (по 20 человек), которые имели хронические заболевания из группы маркерных.

Определение качественного и количественного содержания ТМ и некоторых показателей местного иммунитета в группах риска людей проводили путем неинвазивного обследования.

Определение концентрации ТМ в слюне проводили атомно-абсорбционным методом (ГОСТ 30178 - 96). Метод основан на распылении раствора минерализата в воздушно-ацетиленовом пламени и измерении резонансного поглощения атомов определенного элемента при помощи атомно-абсорбционного спектрофотометра УМТ-9151.

Для оценки показателей секреторного иммунитета в пробах слюны обследуемых людей определяли следующие иммунологические показатели: содержание комплемента, иммуноглобулинов А и G, циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК), а также фагоцитарную активность взвешенных в слюнной жидкости нейтрофилов (Новиков, Новиков, 2000).

Методы эколого-экспериментального исследования. Экспериментальные животные были разделены на 2 группы: неоперированных и эпифизэктомированных. Животные каждой группы были поделены на подгруппы, одной из них вводили смесь ТМ в концентрациях, соответствующих их присутствию в атмосфере и питьевой воде г. Ставрополя; другой вводили мелатонин; третьей – одновременно смесь ТМ и мелатонин. Контрольным животным четвертой подгруппы вводили физиологический раствор. У всех животных изучали гематологические показатели, содержание некоторых ферментов и метаболитов в сыворотке крови, некоторые показатели иммунного статуса и морфофункционального состояния печени.

Приготовление растворов солей ТМ. Для моделирования экологического риска действия ТМ были взяты максимальные (за период с 1999 по 2005 гг.) среднегодовые концентрации каждого из ТМ в атмосферном воздухе и питьевой воде г. Ставрополя.

Для введения животным производили расчет доз, учитывая следующие данные: 1 – о том, что человек за день вдыхает 20 м3 воздуха и выпивает 2 л воды (Онищенко, 2002); 2 – что крысы в среднем в 6 раз устойчивее к различным токсическим соединениям по сравнению с людьми, что связано с увеличенным соотношением поверхности тела к его массе (257 см2/кг у человека и 1517 см2/кг у крысы) и, соответственно, с более высокой скоростью окислительно-метаболических процессов (Саноцкий, 1970; Гуськова, 2003). Расчет дозы производили по формуле (Ревич и др., 2004):

I = C · CR · ED / BW · AT,

где I – поступление мг/кг массы тела в день;

  C – средняя концентрация вещества, воздействующая в период экспозиции (мг/л);

CR – кол-во загрязненной среды, контактирующей с телом человека в единицу времени (л/день; см2/кг);

ED – продолжительность воздействия (число дней/год);

BW – средняя масса тела;

  AT – число дней, период осреднения.

Рассчитанные дозы солей ТМ для введения крысам внутрибрюшинно (моделирование поступления ТМ из атмосферного воздуха) и внутрижелудочно через зонд (моделирование поступления ТМ из питьевой воды) были умножены на 100 (период осреднения). В данном случае 100 является эмпирическим коэффициентом, подобранным нами по результатам предварительных краткосрочных опытов. Таким образом, крысам ежедневно вводили дозы ТМ, соответствующие получаемым жителями г. Ставрополя за 100 дней из атмосферного воздуха и воды, и с учетом поправки на меньшую в 6 раз их чувствительность к токсическим соединениям по сравнению с людьми. В пересчете на соответствующие значения LD50 для каждого из путей введения, крысам ежедневно вводили 0,033 LD50 внутрижелудочно и 0,005 LD50 внутрибрюшинно, всего 0,038 LD50.

Смеси солей ТМ для внутрибрюшинного и внутрижелудочного введения готовили ежедневно из следующих маточных растворов: K2GrO4 – 017,85 мг/2мл; MnCl2 – 20.4 мг/2мл; NiSO4•7Н2О – 14,7 мг/2мл; Fe2(SO4)3•7Н2О – 565,95 мг/6мл;  ZnSO4 •7Н2О – 8,85 мг/2мл; CuSO4 •5Н2О – 51,9 мг/2мл; PbC4H6O4 (ацетат свинца) – 36 мг/ 6 мл.

Определение иммунологических показателей. Содержание Т- и В-лимфоцитов и их субпопуляций в крови животных определяли по общепринятой методике в иммуноферментном анализе (ИФА) с использованием диагностикумов на основе моноклональных антител (мАТ) против антигенов: СД3 (Т-лимфоцитов), СД4 (Т-хелперов), СД8 (Т-супрессоров), СД19, СД22, СД72 (В-лимфоцитов).

Определение биохимических показателей. Определение активности супероксиддисмутазы (СОД) проводили по методу Mistra и Fridowich в модификации О.С. Брусова (1976). Супероксиддисмутаза является ферментативной системой защиты клетки, обезвреживающей супероксидные анионы путем их дисмутации в перекись водорода и триплетный кислород.

Определение активности каталазы проводили по методике А.Н. Баха и С.А. Зубковой (1997). Функцией данного фермента является предотвращение накопления перекиси водорода, образующейся при дисмутации супероксидного аниона. Принцип метода основан на способности перекиси водорода образовывать стойкий окрашенный комплекс с солями молибдена.

Ферментные маркеры цитолиза и печеночноклеточных некрозов выявляли общепринятым методом (Reitman, Frankel, 1957). Аланин (АЛТ)- и аспартат (АСТ)-аминотрансферазы определяли в сыворотке крови унифицированным динитрофенилгидразиновым методом Райтмана - Френкеля с помощью стандартных наборов реактивов для клинико-диагностических и научных лабораторий.

Определение -липопротеинов сыворотки крови проводили турбидиметрическим методом (Бурштейн, Самай, 1956). Принцип метода заключается в том, что гепарин в присутствии хлористого кальция избирательно осаждает -липопротеины сыворотки. Интенсивность помутнения раствора пропорциональна содержанию -липопротеинов.

Определение билирубина осуществляли колориметрическим диазометодом (Iendrassik, Cleghorn, 1936) с помощью набора реагентов фирмы «Ольвекс диагностикум». Общий билирубин определяли на основе реакции с диазотированной сульфаниловой кислотой после диссоциации неконъюгированного (непрямого, свободного) билирубина при участии кофеинового реагента.

Определение общего белка сыворотки крови проводили по биуретовой реакции (Lowry, 1951). Принцип метода основан на образовании окрашенного в фиолетовый цвет комплекса пептидных связей белка с ионами двухвалентной меди (сульфата меди) в щелочной среде.

Определение альбумина в сыворотке крови проводили по реакции с бромкрезоловым зеленым (Shirardin, Ney, 1972). При взаимодействии альбумина с красителем бромкрезоловым зеленым (БКЗ) в слабокислой среде в присутствии детергента образуется комплекс сине-зеленного цвета, оптическая плотность которого при 625 нм пропорциональна концентрации альбумина.

Морфометрические методы. Для гистологического анализа брали кусочки печени крыс, которые фиксировали в 10% нейтральном формалине, тщательно промывали водой, проводили через спиртовую батарею (спирты возрастающей крепости). Затем заливали в парафин и готовили срезы толщиной 6–8 микрон. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином, а также пирофуксином по Ван Гизону, после чего заключали в канадский бальзам и микроскопировали с последующим определением площади поврежденных гепатоцитов и площади их ядер с помощью системы «Видео-тест-Мастер 4,0».

Удаление эпифиза производили хирургическим путем под нембуталовым наркозом по оригинальной методике К.Б. Ованесова (1987). После вскрытия черепа слева от саггитального и кпереди от левого поперечного синусов производили разрез твердой мозговой оболочки. В разрез под оболочку вводили бранши глазного пинцета к месту расположения эпифиза, который хорошо виден через обескровленный синус. Железу извлекали за сосудистую ножку. Затем производили исследование удаленного эпифиза под малым увеличением микроскопа. По целости капсулы судили о надежности экстирпации. При ложной операции костный лоскут выделяли несколько кпереди от проекций эпифиза с целью сохранения его нервных и сосудистых связей. После этого производили широкий разрез твердой мозговой оболочки (как при эпифизэктомии) и на этом операцию заканчивали. Эпифизарный гормон мелатонин вводили экспериментальным животным внутрибрюшинно в дозе 0,1 мг/кг в вечернее время суток (18–19 часов) в объеме 0,5 мл.

Статистическую обработку результатов проводили по общепринятым методам с использованием пакета программ Microsoft Office Excel. При количественной обработке результатов сопоставляли значения, полученные в опытных группах, с контрольными и исходными данными. Достоверность различий оценивали по значению t-критерия Стьюдента. Различия считались достоверными при p < 0,05, в случае 0,05 < p < 0,020 изменения характеризовались как тенденция.

Для исследования взаимосвязи между двумя количественными признаками, каждый из которых имеет нормальное распределение, применяли корреляционный анализ по Пирсону (программа “Statistica”). Оценку корреляции производили по силе (r- слабая, сильная и полная) и направлению связи (прямая «+» и обратная «–»).

Глава 3. РОЛЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В СОХРАНЕНИИ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ

       На первом этапе работы была составлена эколого-географическая и санитарно-гигиеническая характеристика г. Ставрополя. В табл. 1 представлены данные городского Центра Росгидромета по среднегодовым концентрациям семи ТМ в атмосферном воздухе г. Ставрополя за период с 1998 по 2006 гг. Комплексный показатель загрязнения атмосферного воздуха ТМ, рассчитанный по приведенным в таблице 1 среднегодовым концентрациям, колебался от 0,39 до 0,72 ПДК. В то же время для г. Ставрополя были характерны достаточно высокие сезонные колебания уровней загрязнения атмосферного воздуха ТМ.

Таблица 1

Среднегодовые концентрации тяжелых металлов в атмосферном воздухе

г. Ставрополя за период с 1998 по 2006 гг.

(по данным городского Центра гидрометеорологии)

Металл

ПДК, мкг/м3

Среднегодовые концентрации в атмосферном воздухе, мкг/м3

1998 г.

1999 г.

2000 г.

2001 г.

2002 г.

2003 г.

2004 г.

2005 г.

2006 г.

Хром

1

0,018

0,012

0,022

0,027

0,03

0,014

0,015

0,009

0,015

Марганец

0,6

0,045

0,035

0,029

0,023

0,023

0,045

0,029

0,053

0,044

Железо

7

1,934

0,758

0,373

0,32

0,373

1,934

1,699

2,714

2,403

Никель

0,2

0,025

0,04

0,052

0,042

0,04

0,025

0,023

0,015

0,009

Медь

2

0,074

0,032

0,03

0,029

0,03

0,074

0,037

0,066

0,065

Цинк

50

0,249

0,148

0,228

0,177

0,22

0,249

0,201

0,168

0,146

Свинец

0,3

0,046

0,023

0,023

0,015

0,015

0,046

0,024

0,038

0,009

Мониторинг состояния почв и составленный экологический паспорт свидетельствовали о существующих проблемах загрязнения городских земель. Как показано в таблице 2, в почве г. Ставрополя концентрации ТМ колебались в широких пределах и в некоторых районах города в десятки и сотни  раз превышали допустимые санитарные нормы.

Таблица 2

Состояние почв селитебной зоны г. Ставрополя

(число определений 487)

Металл

Содержание, мг/кг

Индекс загрязненности в ПДК

среднее значение

min

max

среднее значение

min

max

Медь

9

1

170

3,0

0,3

57

Цинк

89

0

3600

3,9

0

157

Свинец

26

0

1000

1,3

0

50

Никель

14

0

140

3,6

0

35

Хром

13

0

40

2,7

0

8

Железо

0,5

0

30

0,2

0

10

Марганец

200

0

1900

0,2

0,05

2,4

Поэтому можно предположить, что на высоте человеческого роста (и тем более роста ребенка младшего возраста) содержание в воздухе ТМ гораздо выше, чем это следует из вышеприведенных данных Росгидромета. Особенно это касается почв восточного и центрального районов города. Благодаря ветровой эрозии почвы происходит формирование стойких аэрозолей ТМ в приземном слое атмосферного воздуха, которые широко распространяются ветрами. Это объясняет постоянное присутствие вышеуказанных токсикантов в атмосфере города при замедленных темпах работы промышленных предприятий.

Химико-аналитические показатели качества питьевой воды были относительно благополучны. Содержание большинства металлов не превышало пределы ПДК (табл. 3). Суммарное превышение ПДК по тем семи ТМ, которые регистрировались Росгидрометом также и в атмосферном воздухе (Cr, Mn, Ni, Fe, Zn, Cu, Pb), за период между 1997 и 2002 гг. составляло от 1,43 ПДК (1999 г.) до 2,58 ПДК (2002 г.).

Таблица 3

Средняя концентрация (мг/л) содержания

тяжелых металлов в питьевой воде г. Ставрополя

Металл

ПДК

1997 г.

1998 г.

1999 г.

2000 г.

2001 г.

2002 г.

Cu

1

0,05

0,03

0,02

0,05

0,04

0,04

Pb

0,03

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

Zn

0,05

0,05

0,05

0,05

0,07

0,1

0,1

Fe

0,3

0,04

0,06

0,01

0,04

0,04

0,05

Mn

0,1

0,004

0,005

0,004

0,004

< 0,01

0,004

Ni

0,1

<0,0005

0,0005

< 0,0001

0,0001

< 0,0001

<0,0001

Cr

0,05

0,0002

0,0003

< 0,001

< 0,001

< 0,001

<0,001

Известно, что самые тяжелые экологические последствия вызываются загрязнением поверхностных и подземных вод. На территории г. Ставрополя обнаружено 9 устойчивых очагов загрязнения подземных вод. Широкого мониторинга за состоянием грунтовых вод не проводится, поэтому уровень среднесарматского водоносного горизонта сохраняется достаточно высоким – превышение норм ПДК по ТМ составляет до нескольких сотен ПДК.

На территории контрольного сельского Апанасенковского района превышение ПДК по ТМ в атмосферном воздухе, воде и почве городским Центром Росгидрометра не зарегистровано.

Далее была составлена характеристика состояния здоровья населения г. Ставрополя, проживающего в условиях антропогенной нагрузки. Оценка частоты возникновения отдельных нозологических форм болезней, появление которых может быть связано с действием солей ТМ, невозможна без анализа состояния здоровья населения изучаемых районов. Общеизвестно, что ведущими показателями здоровья населения являются общая заболеваемость, инвалидность и смертность.

Установлено, что на протяжении пятилетнего периода у жителей г. Ставрополя частота регистрируемых заболеваний существенно выше  (p < 0,01), чем в контрольном Апанасенковском районе. Среди взрослого населения частота патологических состояний выше в 1,3 раза, среди подростков и детей – соответственно в 3 и 3,5 раза. Как взрослые, так и дети в г. Ставрополе болеют чаще, а в структуре заболеваемости ведущие места занимают болезни органов дыхания, кожи и подкожной клетчатки, пищеварения, считающиеся маркерными в эпидемиологических исследованиях, возникновение которых возможно под влиянием солей ТМ.

По результатам анкетного опроса как на основной изучаемой территории (г. Ставрополь), так и на контрольной территории Апанасенковского района взрослое население оценивало состояние своего здоровья как «удовлетворительное» в 63–64% случаев, а состояние своих детей – в 53–56% случаев. При этом в г. Ставрополе доля лиц, оценивающих свое здоровье и здоровье своих детей как «хорошее», была существенно ниже, а как «плохое» -  достоверно выше (p < 0,01) в сравнении с мнением жителей контрольной территории.

На следующем этапе работы было проведено изучение содержания ТМ и показателей секреторного иммунитета в слюне жителей г. Ставрополя и с. Дивное. Для количественной оценки содержания изученного комплекса металлов в слюне из числа опрошенных жителей г. Ставрополя была выделена и сформирована группа «риска», в которую входили часто болеющие или имеющие хронические заболевания люди. У них же определяли активность секреторного иммунитета.

Индивидуальный анализ количества ионов в слюне у лиц, живущих в разных экологических условиях, показал, что сдвиги в содержании «эссенциальных» микроэлементов (цинк, железо, медь, марганец) и более токсичных (свинец, хром, никель) имели разную степень выраженности.

При определении концентрации ионов железа в слюне было установлено, что в группе детей от 2 до 6 лет, родившихся в г. Ставрополе, содержание данного микроэлемента выше в 1,4 раза (р < 0,001), чем у детей контрольной группы (рис. 3). В возрастной группе «50 лет и старше» (рис. 4), напротив, содержание данного микроэлемента в слюне оказалось почти во столько же раз ниже (р < 0,05).

Концентрация микроэлементов цинка и меди в слюне была снижена во всех анализируемых группах жителей г. Ставрополя. Степень снижения уровня цинка отчетливее проявилась у лиц пожилого возраста (на 44%, р < 0,01) и у детей (на 27%, р < 0,05). Содержание марганца в слюне было выше у жителей г. Ставрополя, чем в контрольной группе лиц, но только в возрастных категориях «от 15 до 17 лет» и «50 и старше» (отличие от контрольных цифр было достоверным).

Определение содержания ТМ (свинец, хром, никель) в слюне у жителей г. Ставрополя показало, что во всех возрастных группах содержание этих элементов заметно выше, чем у лиц, проживающих на контрольной территории. Причем превышение содержания никеля в возрастной группе от «2 до 17 лет» было в 2,7 раза, в группе от «25–35 лет» в 3,6 раза, а у лиц пожилого возраста -  в 4,7 раза. Степень увеличения содержания свинца составила 175, 160, 224 и 354% в соответствующих возрастных группах. Во всех случаях различия статистически значимы (р < 0,001). Таким образом, можно отметить, что наиболее высокие уровни накопления ТМ, таких как никель, хром и свинец, наблюдались у городских жителей.

Изучение содержания микроэлементов в слюне позволило оценить изменения и самого микроэлементного баланса, т.е. количественных взаимосвязей между эссенциальными и токсичными элементами. Для населения наиболее «чистого» района корреляция между содержанием отдельных микроэлементов практически отсутствовала. В условиях же воздействия загрязненных атмосферного воздуха и питьевой воды возникали устойчивые корреляционные связи. У детей наблюдалось снижение содержания меди при одновременном увеличении концентрации никеля (r = – 54, p < 0.05), снижении содержания цинка и повышении уровня хрома (r = – 0,73,  p < 0.05), а также прямая пропорциональная связь между содержанием цинка и никеля (r = + 0,51), меди и свинца (r = + 0,56, p < 0.05). У взрослых, коэффициент корреляции определяли между железом и свинцом (r = + 0,7, p <0,05), цинком и медью (r = + 0,5), железом и медью (r = – 0,4).

Следовательно, полученные данные позволяют считать, что такие ТМ, как никель, хром и свинец, обладая способностью кумулироваться в организме, являются причиной дисбаланса эссенциальных микроэлементов (цинк, медь, железо, марганец), что в свою очередь может приводить к изменению активности ряда ферментов (СОД и каталазы), участвующих в процессах свободнорадикального окисления. 

Рис. 3. Содержание тяжелых металлов в слюне детей, проживающих в г. Ставрополе (I) и в контрольном районе (II)

Рис. 4. Содержание солей тяжелых металлов в слюне у лиц 50 лет и старше, проживающих в г. Ставрополе (III) и контрольном районе (IV)

Изучение состояния секреторного иммунитета показало, что у городских жителей концентрация IgА в слюне (кроме категории от «25 до 35 лет») оказалась ниже, чем у сельчан, а максимально низкий уровень регистрировался у детей (0,38 ± 0,06 против 0,56 ± 0,08) и подростков (0,63 ± 0,08 против 1,22 ± 0,2 соответственно).

Одновременно с пониженным содержанием IgА среднее содержание IgG в слюне у детей (10,7 ± 0,24 г/л против 7,5 ± 0,32 г/л в контроле) и подростков (11,6 ± 0,2 г/л в сравнении с 9,02 ± 0,7 г/л), проживающих в г. Ставрополе, оказалось на 30 и 27% выше, чем у их сверстников контрольного района (рис. 5). Содержание IgG достоверно выше оказалось и у возрастной категории «50 лет и старше» (13,2 ± 0,19 г/л, в контроле 11,4 ± 0,35г/л, p< 0,001).

1 – жители г. Ставрополя; 2 – жители контрольного района,

I. II, III, IV – возрастные категории «2–6 лет», «15–17 лет», «25–35 лет» и «50 лет

и старше» соответственно; * – статистически значимый сдвиг при р < 0,001

Рис. 5. Содержание IgG в слюне жителей г. Ставрополя и Апанасенковского (контрольного) района

Изменение показателей фагоцитоза имело ту же направленность, что и IgG. Уровень комплемента среди жителей г. Ставрополя был выше только у лиц в возрасте 50 лет и старше (71 ± 4,1 г/л, в контроле 51,7 ± 3,1 г/л). Все различия были статистически достоверны (р < 0,001).

Анализ результатов изучения секреторного иммунитета у лиц, проживающих в разных экологических условиях, показал, что наиболее уязвимыми к действию ксенобиотиков являются возрастные категории от 2 до 6 лет и лица старше 50 лет, что, по всей вероятности, связано с возрастными особенностями функционирования иммунной системы.

При сопоставлении количественных показателей секреторного иммунитета и содержания микроэлементов в слюне с использованием корреляционного анализа по критерию Пирсона была установлена прямая корреляционная связь (p < 0,05): у детей – между никелем и IgА ( r = + 0,7), IgG  (r= + 0,4) и циркулирующими иммунными комплексами (r = + 0,5). У взрослых (группа «50 лет и старше») также наблюдалась корреляционная связь между активностью секреторного иммунитета и содержанием токсичных металлов: никелем и IgА (r = + 0,3), IgG (r= + 0,4) и циркулирующими иммунными комплексами. (r = + 0,3), а также между хромом и IgА (r = – 0,8), IgG (r = + 0,4).


Глава 4. ПРОЯВЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

В ЭКСПЕРИМЕНТЕ


При проведении эколого-экспериментальных исследований представляло интерес прежде всего оценить иммунологические и биохимические сдвиги при воздействии комплекса солей ТМ на организм животных. Были изучены в хроническом эксперименте некоторые показатели, характеризующие иммунологический статус и функциональное состояние печени белых беспородных крыс в ответ на введение смеси металлов в концентрациях, моделирующих их содержание в питьевой воде и атмосферном воздухе г. Ставрополя. Животные были разделены на 2 подгруппы: контрольные (с введением физиологического раствора) и опытные, которым вводили смесь ТМ в течение 10, 30 и 90 суток.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что после введения смеси солей ТМ в крови опытных животных наблюдались статистически значимые изменения некоторых показателей периферической крови. В частности, в ходе эксперимента была зарегистрирована лейкоцитопения, абсолютная лимфоцито- и эозинофилопения. Уже через 10 сут. от начала введения смеси солей ТМ содержание лейкоцитов (в сравнении с показателями животных контрольной группы) было достоверно ниже (7,7±0,64·109 г/л против 18,2 ± 2,19·109 г/л). Их содержание оставалось ниже и через 30 и  90 сут. эксперимента (6,33 ± 0,02·109 г/л и 6,31 ± 0,56·109 г/л соответственно, p < 0.001). Абсолютное число лимфоцитов после 10 сут. эксперимента было в 2 раза меньше показателей у контрольных животных в эти же сроки наблюдений (5,46 ± 1,81·109 г/л против 11,5 ± 0,15·109 г/л в контроле). Через 30 сут. это падение достигало трехкратного уровня (3,16 ± 0,87· 109 г/л , в контроле 9,7 ± 0,12·109 г/л) и оставалось низким до конца опытов. Для моноцитов в начале эксперимента отмечена незначительная тенденция к увеличению. Однако, к концу эксперимента (90 сут) их абсолютное число резко возрастало, достигнув величины 0,41 ± 0,06·109 г/л (в контроле 0,25 ± 0,04·109 г/л). Рост числа моноцитов может свидетельствовать о развитии воспалительного процесса, поскольку известно, что моноциты появляются и накапливаются в очаге воспаления именно в этот период. Данный факт подтверждается увеличением количества циркулирующих иммунных комплексов (2,8 ± 0,09·109 г/л против 1,1 ± 0,03·109 г/л) в те же сроки наблюдения. Содержание эозинофилов оказалось заметно ниже у животных, которым вводили смесь солей металлов в течение 10 сут. (0,08±0,01·109 г/л в опыте и 0,25 ± 0,02·109 г/л в контроле) в сравнении с показателями контрольных животных. Отмечено их полное отсутствие через месяц от начала введения солей ТМ, вплоть до окончания эксперимента.

В ходе исследования были обнаружены сдвиги и со стороны клеточного и гуморального иммунитета. Содержание абсолютного числа Т-лимфоцитов через 10 сут. от начала введения смеси солей металлов снизилось на 28% в сравнении с показателями контрольной группы в те же дни наблюдений. К концу эксперимента, т.е. на 90-е сутки, содержание Т-лимфоцитов составляло 1,1±0,1·109 г/л (это 58% от контрольных определений).

Под влиянием смеси солей ТМ содержание Т-хелперов и Т-супрессоров уменьшалось. Через 10 сут от начала эксперимента число Т-хелперов снижалось в 2 раза (1,38 ± 0,04 • 109 г/л , в контроле 2,91± 0,66  •109 г/л, p < 0,05), а через 90 сут регистрировалась их минимальная концентрация, что составляло 0,9 ± 0,08 • 109 г/л (в контроле 2,72 ± 0,45 •109 г/л). Аналогичные изменения наблюдались и при подсчете числа Т-супрессоров. Однако здесь падение было четырехкратным через 10 сут, пятикратным – через 30 дней и девятикратным в конце эксперимента. Такие сдвиги приводили к росту коэффициента СД4/СД8 в 2–3 раза.

Абсолютное число В-лимфоцитов в первые дни эксперимента достигало наибольшей величины (0,8 ± 0,01· 109 г/л против 0,7 ± 0,03 · 109 г/л, p<0,001). Через 90 сут. от начала эксперимента при одновременном увеличении содержания ЦИК (с 1,00 ± 0,02· 109 г/л до 2,8 ± 0,09 · 109 г/л, р<0,01) повышенное содержание В-лимфоцитов (в сравнении с показателями контрольной группы) сохранялось.

       Таким образом, изменения в состоянии иммунной системы, обусловленные действием изучаемого комплекса солей ТМ, можно рассматривать как иммунологическую недостаточность по Т-клеточному типу с активацией В-звена иммунитета.

Наряду с иммунодепрессивным эффектом, у изученной комбинации солей ТМ обнаружена способность влиять на функциональную активность печени. Нарушения были выявлены со стороны белоксинтезирующей функции печени. Через 30 сут. после начала эксперимента содержание общего белка оказывалось достоверно низким (56,2 ± 1,2 г/л против 74,8 ± 1,5 г/л) и продолжало уменьшаться, достигнув к концу эксперимента величины 52 ± 1,2 г/л (в контроле 75,1 ± 0,9 г/л, р < 0,001). Снижение количества общего белка в крови, в сравнении с показателями контрольной группы животных, было выявлено значительно раньше, нежели изменения в содержании альбуминов. У интактных животных уровень альбумина в сыворотке крови находился в пределах 35 ± 0,8 г/л. Через 10 сут. после введения солей тяжелых металлов содержание альбумина составляло 96,5% относительно контрольных величин, через 30 сут. – 74% к третьему месяцу – всего лишь 59% (р<0,001). Поскольку в печени синтезируется 95% альбуминов и известно, что именно цитоплазматический белок печеночной клетки идет на пополнение белка сыворотки крови, то становится понятной важность данного параметра. Концентрация -липопротеинов через 10 сут. после введения смеси солей металлов снижалась в 1,6 раза, продолжала уменьшаться, и к концу эксперимента достигала 0,4 ± 0,01 г/л ( в контроле 0,79 ± 0,12 г/л).

Особого внимания заслуживают результаты исследования в крови концентрации билирубина. Плазменное содержание общего билирубина через месяц после начала инъекций достигало 15,4 ± 0,2 мкмоль/л (в контроле – 13,0 ± 0,2 мкмоль/л, p < 0,001) и продолжало прогрессировать, достигая максимума к концу эксперимента 16,4 ± 0,4 мкмоль/л (p < 0,001). Уровень мочевины в ходе всего эксперимента заметно не изменялся, хотя и отмечалась некоторая тенденция к повышению.

Существенная информация о состоянии паренхимы печени была получена при определении активности ферментов аспартат (АСТ)- и аланин (АЛТ)-аминотрансфераз. Десятидневная затравка крыс комбинацией металлов сопровождалась гепатотоксическим эффектом, признаком которого являлось статистически значимое повышение активности АЛТ (с 0,116 ± 0,02 МЕ/мл до 0,244 ± 0, 01 МЕ/мл). К концу первого месяца наблюдаемое нарастание активности АЛТ оставалось значимым (0,270 ± 0,021 МЕ/мл, в контроле 0,114 ± 0,03 МЕ/мл, p < 0,001) и достигало наибольшего уровня к концу третьего месяца (0,370 ± 0,017 МЕ/мл, p < 0,001). Повышение активности АСТ становилось заметным лишь через 90 сут от начала затравки (0,4± 0,01 МЕ/л против 0,200 ± 0,03 МЕ/л, p < 0,001), что свидетельствует о глубоких изменениях в печеночной ткани.

Известно, что первую линию защиты в обезвреживании активных радикалов клетки составляют антиоксидантные ферменты – супероксиддисмутаза (СОД) и каталаза (КАТ).Под влиянием солей ТМ их активность изменялась. Как свидетельствуют полученные данные, смесь солей ТМ вызывала снижение активности СОД (с 335,3 ± 13,3 МЕ/мл до 216,2 ± 9,5 МЕ/мл) и КАТ (с 6,50 ± 0,7 МЕ/л до 3,1 ± 0,1 МЕ/л) уже в первые 10 сут затравки полиметаллической смесью. На 30-е сут активность ферментов еще больше снижалась, достигая наименьших значений (СОД 190 ± 4,1 МЕ/мл и КАТ 2,9 ± 0,3 МЕ/л, p < 0,001).

Морфологические исследования показали наибольшие изменения спустя 90 сут. после введения модельной смеси металлов. При этом определялись различные виды дистрофических процессов, среди которых наиболее распространенной оказалась белковая вакуольная дистрофия клеток печени. Гепатоциты были увеличены в размерах, цитоплазма их зернистая, с наличием множества вакуолей. Анализ морфологических изменений в печени при использовании смеси ТМ показал, что на фоне сосудистых нарушений развивались тяжелые дистрофические изменения гепатоцитов вплоть до деструкции паренхимы с развитием некротических процессов, воспалительной инфильтрации стромы и перипортального фиброза. При морфометрическом исследовании у большинства гепатоцитов под действием комплекса солей металлов было выявлено резкое увеличение размера площади ядер (15,3 ± 0,2 мкм, в контроле 7,17 ± 0,033 мкм).

Средняя площадь цитоплазмы также была заметно увеличена (27,7 ± 0,175 мкм против 20,01 ± 0,01 мкм в контроле) (рис. 6). В результате этих сдвигов значение ядерно-цитоплазматического индекса оказалось в 1,5 раза больше, чем у контрольной группы животных.

1 - контрольная группа животных, 2 – группа животных, получавших соли ТМ

* – статистический сдвиг при р < 0,001


       Рис. 6. Изменение размеров площади ядер (ПЯ) и площади цитоплазмы (ПЦ) гепатоцитов под влиянием смеси солей ТМ

Глава 5. ЗАЩИТНАЯ РОЛЬ ЭПИФИЗА ПРИ ИНТОКСИКАЦИИ СОЛЯМИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

В данной части исследования оценивался вклад эпифиза в регуляцию деятельности иммунной системы и морфофункциональное состояние печени. Для решения этой задачи были проведены две серии экспериментов: первая – по изучению влияния эпифизэктомии и мелатонина на иммунологические, биохимические, гистологические и морфометрические показатели. Во второй серии экспериментов было выяснено влияние эпифизэктомии на токсический эффект ТМ. Все экспериментальные животные были разделены на три группы: 1-я – животные с удаленным эпифизом, 2-я – с ложной операцией и 3-я – интактные.

Стойкие иммунологические, биохимические и морфологические сдвиги в изучаемых показателях были зарегистрированы только через 3 месяца после удаления эпифиза. По завершению опытов у эпифизэктомированных животных было обнаружено достоверное снижение концентрации лейкоцитов (5,88 ± 0,14 . 109 г/л в сравнении с контролем 8,38 ± 0,77 •109 г/л, р < 0,01) периферической крови. В то же время после ложной операции сдвиг оказывался менее резким 7,86 ± 1,08 • 109 г/л. Абсолютное число моноцитов существенно возрастало только у эпифизэктомированных животных 0,7 ± 0,02• 109 г/л (в контроле 0,18 ± 0,02•109 г/л; у ложнооперированных животных 0,2±0,01•109 г/л). Через три месяца после эпифизэктомии существенные изменения наблюдались в показателях клеточного и гуморального иммунитета. У оперированных животных было выявлено значительное снижение числа Т-лимфоцитов 0,92 ± 0,045•109  г/л (в контроле 2,00 ± 0,33·109 г/л; 2,07 ± 0,46·109 г/л у ложнооперированных). Наблюдалось достоверное увеличение популяции Т-хелперов (0,29 ± 0,028• 109 г/л против 0,13 ± 0,04 •109 г/л) при одновременном падении числа Т-супрессоров (1,06 ± 0,023• 109 г/л). Это приводило к устойчивому снижению значения коэффициента СД4/СД8, что свидетельствует об активации гуморального иммунитета. Число ЦИК было зарегистрировано на 56% выше, чем в контрольной группе животных. В группе животных с ложной операцией достоверных сдвигов не обнаруживалось.

Экстирпация железы провоцировала заметные сдвиги и в биохимических показателях крови. Наблюдалось постепенное снижение общего белка до 60,4 ± 1,04 г/л (в контроле 75,3 ± 1,2 г/л) при одновременном уменьшении концентрации альбуминов (22,1 ± 0,12 г/л против 25 ± 0,8 г/л; р < 0,01). Уровень общего билирубина в крови также заметно снижался и достигал 9,77 ± 2,5 мкмоль/л (в контроле 15,39 ± 0,1 мкмоль/л; р < 0,05). Отмечалось нарастание уровня -липопротеинов, которое к концу третьего месяца после операции оставалось достоверно высоким (1,04 ±0,02 г/л; р < 0,001). Концентрация мочевины в течение всего эксперимента находилась в пределах нормы, возможно, потому, что мочевинообразование относится к одной из самых устойчивых функций печени.

Удаление железы сказывалось на активности цитолитических ферментов. Через 10 сут заметно снижалась активность фермента АЛТ и к концу эксперимента достигала минимума 0,07 ± 0,02 МЕ/л (в контроле 0,12 ± 0,01 МЕ/л), а АСТ до 0,175 ± 0,02 МЕ/л (против 0,194 ± 0,04 МЕ/л). Выраженные сдвиги наблюдались и в содержании фермента СОД (262±  ±4,24 МЕ/л, в контроле 338 ± 11,2). Активность каталазы также демонстрировала тенденцию к уменьшению.

В печени эпифизэктомированных крыс резко выраженных гистологических изменений не наблюдалось. Гепатоциты центральной части долек имели обычную форму и размеры, но в перипортальной зоне отмечено было уменьшение количества двуядерных гепатоцитов. Эпителий внутрипеченочных желчных протоков был преимущественно низким, призматическим. В сравнении с клетками интактных животных число делящихся эпителиоцитов было снижено, что может указывать на ослабление интенсивности процесса обновления эпителия внутрипеченочных желчных протоков.

Морфометрический анализ показал, что через 30 сут. после эпифизэктомии в печени крыс средние величины площадей ядра и цитоплазмы гепатоцитов обнаруживали тенденцию к уменьшению. На 90-е сут. после эпифизэктомии площадь ядер гепатоцитов достигала 6,6 ± 0,03 мкм (7,17 ± 0,033 мкм в контроле), а величина площади цитоплазмы 19,44 ± 0,01мкм (в контроле 20,01 ± 0,01 мкм). Величина ядерно-цитоплазматического индекса оставалась почти неизменной.

       По истечении длительного срока введения мелатонина (90 сут.) отмечены выраженные изменения некоторых показателей крови, рост абсолютного числа лимфоцитов (13,2 ± 0,8 109 г/л , p < 0,001), эозинофилов (0,97 ± 0,01 •109 г/л, p < 0,001) и нейтрофилов (3,37 ± 0,02 •109 г/л, p < 0,01) в сравнении с данными у контрольной группы животных на тот же срок наблюдения.

Абсолютное количество Т-лимфоцитов после 10 сут введения мелатонина оказалось в 2,7 раза выше (8,85+0,11 •109 г/л против 3,29 ± 0,7 •109 г/л, p < 0,001), чем в контрольной группе и продолжало нарастать, достигнув максимума к концу третьего месяца (9,5 ± 0,09 •109 г/л). В первый месяц наблюдений абсолютные значения регуляторных субпопуляций – Т-супрессоров и Т-хелперов – практически не изменялись. Через 90 сут содержание Т-хелперов становилось заметно меньше (0,26 ± 0,01 •109 г/л против 0,35 ± 0,13 •109 г/л, p < 0,001), при некоторой тенденции к увеличению Т-супрессоров. Это приводило к заметному росту значения коэффициента СД4/СД8. Число ЦИК оставалось в ходе эксперимента в пределах нормы. Через 10 сут. после начала эксперимента регистрировалось максимальное количество В-лимфоцитов (1,7 ± 0,09• 109 г/л и 0,45 ± 0,04 •109 г/л в контроле), которое оставалось значимым до конца эксперимента.

Изучение биохимических показателей крови установило, что после 10 сут. введения крысам мелатонина содержание общего белка начало снижаться, и это снижение имело выраженный характер через месяц  (65±1,2 г/л против 74,8 ± 1,5 г/л в контроле, р < 0,05). Одновременно наблюдалось значимое уменьшение содержания сывороточных альбуминов во все сроки наблюдений. Известно, что об интенсивности синтеза экспортных белков плазмы крови судят по альбумину, синтезирующемуся преимущественно в крови. Поэтому, возможно, что под влиянием мелатонина усиливаются пролиферативные процессы в гепатоцитах, сопровождающиеся интенсивным синтезом собственных белков ткани и уменьшением синтеза экспортных пептидов.

Содержание -липопротеинов через 10 сут. после начала инъекций гормона падало в 1,7 раза по сравнению с контрольной группой и, постепенно снижаясь, достигало своего минимального значения к концу эксперимента (0,42 ± 0,02 г/л против 0,79 ± 0,12 г/л в контроле). Существенных изменений в активности цитолитических ферментов не наблюдалось. Изменения наблюдались в показателях антиоксидантных ферментов. Активности ферментов СОД (25%) и КАТ(14%) на 90-е сут. оказались соответственно ниже контрольных величин.

После введения гормона в печени животных грубые морфологические изменения не наблюдались. Нормальная гистоархитектоника органа была сохранена. Гепатоциты сохраняли многогранную форму. Цитоплазма большинства гепатоцитов содержала слабо выраженную зернистость. Под влиянием мелатонина наблюдалось усиление функциональной активности клеток, о чем свидетельствовало некоторое увеличение количества двуядерных клеток, а также клеток с гипертрофированными гиперхромными ядрами. Эти изменения наблюдались преимущественно в перипортальной зоне.

Морфометрически было установлено, что под влиянием мелатонина средние размеры ядер (8,8 ± 0,083 мкм и 7,17 ± 0,033 мкм в контроле,  р < 0,01) и цитоплазмы (25,1 ± 0,22 мкм и 20,01 ± 0,01 мкм в контроле, р < 0,01) гепатоцитов стали больше, однако ядерно-цитоплазматический индекс остался неизменным.

Полученные нами данные свидетельствуют о том, что у животных после удаления эпифиза заметно усиливались неблагоприятные эффекты солей ТМ. Так, при изучении гематологических показателей крови было установлено, что комплексное введение солей ТМ сопровождалось одинаковым снижением количества лейкоцитов у оперированных (8,4±1,5• 109 г/л) и неоперированных (8,33±2,56 •109 г/л ) животных в сравнении с данными крыс, которым вводили физиологический раствор (18,2±2,19•109 г/л). Абсолютное число лимфоцитов в этих группах также оказалось пониженным, оставаясь практически на одном уровне. У всех наблюдаемых животных содержание моноцитов уменьшалось, однако этот сдвиг был сильнее выражен у крыс с удаленным эпифизом 0,06 ± 0,014 (в контроле 0,37 ± 0,018 •109 г/л; у неоперированных 0,24 ± 0,06 • 109 г/л). Это может свидетельствовать о большей глубине иммунной депрессии. Одновременно заметно усиливался выброс нейтрофилов (11,5 ± 0,2•109 г/л и 12,6 ± 0,001•109 г/л, вместо 6,3 ± 0,08 •109 г/л в контроле).

При изучении активности клеточного и гуморального иммунитета также отмечены отчетливые изменения. В соответствии с ранее приведенными данными, если соли ТМ снижали абсолютное содержание Т-лимфоцитов в 3 раза, то на фоне эпифизэктомии это падение потенцировалось (0,9 ± 0,01· 109 г/л против 3,29 ± 0,7 •109 г/л в контроле). Число Т-хелперов было на 20% ниже, чем в группе неоперированных животных.

Смесь солей ТМ, как ранее было показано, вызывала активацию В-клеточного иммунитета. Однако после удаления эпифиза наблюдалось снижение активности звена иммунитета, которая проявлялась в достоверно низком количестве абсолютного числа В-лимфоцитов в сравнении с контрольными величинами. Но и в этом случае у эпифизэктомированных крыс содержание В-лимфоцитов оказалось на 22% ниже, чем у животных без удаленной железы. Таким образом, можно констатировать, что эпифизэктомия потенцирует токсическое действие солей ТМ, в виде усиления депрессии клеточного и гуморального иммунитета.

Анализ функциональной активности печени также свидетельствовал о том, что на фоне удаленного эпифиза токсическое действие солей усиливалось. Так, введение солей ТМ на фоне эпифизэктомии более резко снижало активность антиоксидантного фермента СОД. Если количество цитолитического фермента АЛТ повышалось в 2 раза под влиянием солей ТМ, то в условиях эпифизарного дефицита наблюдалось четырехкратное увеличение активности данного фермента. Для АСТ и количества β-липопротеинов таких резких сдвигов не было отмечено, однако их содержание оставалось достоверно выше показателей контрольной группы. Концентрация альбуминов крови под воздействием солей ТМ уменьшалась до 20,1±1,1 г/л против 26,9±0,81 г/л в контроле. Эпифизэктомия потенцировала падение уровня альбуминов. Содержание билирубина в сравнении с данными контрольной группы было выше на 16%.

У животных с удаленной железой под воздействием солей ТМ внутрипротоковый и паренхиматозно-канальцевый холестаз носил более распространенный характер, чем в группе неоперированных животных. Наблюдалась инфильтрация стенки желчных протоков лейкоцитами и мононуклеарами. Усиливались дистрофические, некробиотические и деструктивные изменения паренхимы. Последние характеризовались образованием очагов гибели клеток, преимущественно по типу колликвационных некрозов. К концу эксперимента в печени крыс возникали воспалительные изменения с явлениями фиброза в перипортальных зонах долек, диффузный склеротический процесс с нарушением гистоархитектоники, с предцирротическими и цирротическими изменениями.

На участках вблизи очагов некроза в результате морфометрических измерений установлено уменьшение площадей цитоплазмы (14,9±0,18 мкм) и ядра (4,78 ± 0,06 мкм) гепатоцитов в сравнении с показателями площади цитоплазмы (17,7 ± 0,32мкм) и площади ядер (5,7 ± 0,06 мкм) животных, которым вводили только смесь солей ТМ.

Следовательно, результаты биохимического и морфологического изучения печени также указывают на то, что при удалении эпифиза заметно возрастает токсическое действие солей ТМ.

Глава 6. УЧАСТИЕ ЭПИФИЗА В ЗАЩИТЕ ОТ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ МЕТАЛЛОВ

При использовании в экспериментальных исследованиях солей ТМ в сочетании с мелатонином было отмечено в целом ослабление токсического действия ксенобиотиков. Прежде всего, положительные сдвиги отмечены в показателях периферической крови животных. Так, уже через 10 сут. от начала инъекций заметно возрастало число лейкоцитов (13,6±1,6•109 г/л, против 7,7± 0,64 •109 г/л), лимфоцитов (8,14±0,2 •109 г/л, против 5,46±0,18 •109 г/л) и моноцитов (0,48±0,02• 109 г/л в сравнении с 0,35±0,02 •109 г/л).        Если в экспериментах по влиянию смеси солей металлов на животных число эозинофилов использованными лабораторными методами не определялось, то при введении ТМ в сочетании с мелатонином величина этого показателя быстро увеличивалась, и к 30-м суткам эксперимента были отмечены, пожалуй, самые его высокие значения. Многие гематологические показатели приближались к значениям контрольных величин (табл. 4).

Таблица 4

Комбинации солей тяжелых металлов и мелатонина на гематологические показатели (M±m)

Группап

Животных

  дни

Лейко-циты

Лимфоциты

Моноциты

Нейтрофилы

Эозинофилы

О

А

О

А

О

А

О

А

I

10

18,2±

2,19

55,5±

3,0

11,5±

0,15

2,11±

0,3

0,24±

0,09

10,5±

3,1

1,3±

0,08

1,2±

0,3

0,25±

0,02

30

13,5±

1,25

62,1±

2,7

9,7±

0,12

2,15±

0,2

0,271±

0,04

12,2±

1,5

1,1±

0,2

1,5±

0,2

0,22±

0,01

90

10,4±

0,57

65,4±

0,4

5,46±

1,81

2,35±

0,1

0,25±

0,04

16,1±

2,8

1,92±

0,22

1,3±

0,2

0,20±

0,01

II

10

7,78±

0,64*

67.2±

8,33

5,46±

0,18*

3,5±

0,7

0,27±

0,09*

26,1±

4,9*

6,03±

0,05

0,37±

0,02*

0,08±

0,01*

30

6,33±

0,02*

54,4±

1,2

3,16±

0,87*

7,4±

2,1*

0,31±

0,08*

29,1±

4,3*

6,70±

0,03

нет

нет

90

6,31±

2,56*

51,6±

1,4

4,15±

0,51*

7,8±

0,1

0,44±

0,06*

31,3±

5,0*

11,50±

0,2*

нет

нет

III

10

17,7±

3,3

69.0±

2,7

11,60±

1,93

2,1±

0,4

0,35±

0,02

26,1±

4,9*

4,60±

0,08*

5,3±

0,25*

0,87±

0,009*

30

18,2±

2,05

70,3±

1,87

12,80±

0,96

2,5±

0,27

0,49±

0,06*

20,1±

4,9

3,60±

0,07*

5,34±

0,22*

0,93±

0,01*

90

19.0±

0,2

75.0±

2,5*

13,2±

0,8*

3.0±

0,2*

0,44±

0,01*

22,5±

1,5*

3,37±

0,02*

5,3±

0,1*

0,97±

0,01*

IV

10

13,6±

1,6#

60,3±

+3,7

8,14±

0,2*#

3,36±

0,6

0,48±

0,02*#

35,5±

4.0*

4,62±

0,06*#

2,2±

0,2*#

0,300±

0,004*#

30

15,5±

1,25

62,2±

1,9

9,20±

0,9*#

3,26±

0,4*#

0,49±

0,01*#

27,5±

3,9*

4,20±

0,1*

2,4±

0,19*

0,350±

0,02*

90

17,3±

2,42#

64,3±

1,4

10,20±

0,23#*

2,9±

0,65

0,56±

0,02#

12,1±

1,4#

5,2±

0,09#*

3,5±

0,3*

0,27±

0,04

Примечания: I – данные у контрольных животных, II – при введении солей ТМ, III – эффект мелатонина, IV – ответ на комбинацию солей ТМ и мелатонина, О – относительные значения величин (%), А – их абсолютные значения (х109 г/л); * – р<0,05 – достоверность сдвига показателей по отношению к I группе; # – в сравнении с данными II группы.

Изучение состояния клеточного и гуморального иммунитета свидетельствовало о существовании у мелатонина защитной роли (табл. 5). Комбинированное введение гормона и солей ТМ заметно влияло на степень активации Т-клеточного иммунитета в сравнении с показателями крови крыс, затравленных солями тяжелых металлов. В случае 10 суточных инъекций гормона число Т-супрессоров было больше в 8,5 раза (0,68 ± 0,03· 109 г/л против 0,08 ± 0,002· 109 г/л), а к концу эксперимента уже в 17,5 раза (0,7 ± ±0,06· 109 г/л против 0,04 ± 0,001· 109 г/л). Количество Т-хелперов увеличивалось постепенно и только через месяц оказалось устойчиво высоким (2,1 ± 0,12· 109 г/л против 1,18 ± 0,02· 109 г/л).

Таблица 5

Комбинация солей тяжелых металлов и мелатонина на показатели (M±m) специфического иммунитета крови крыс

Группа

живот-

ных

  Дни

Т-лимфоциты

Т-хелперы

Т-супрессоры

СД4 /

СД8

В-лимфоциты

ЦИК

О

А

О

А

О

А

О

А

I

10

45,3±

4,6

3,29±

0,7

33,0±

5,0

2,91±

0,66

12,3±

1,10

0,39±

0,12

7,6±

0,27

5,9±

1,09

0,70±

0,03

1,00±

0,02

30

42,3±

2,7

2,95±

0,2

34,2±

2,4

2,54±

0,25

10,3±

2,1

0,32±

0,04

7,9±

0,37

6,3±

0,92

0,52±

0,01

1,00±

0,03

90

44,4±

2,9

3,12±

0,4

33,6±

3,7

2,72±

0,45

10,8±

1,5

0,35±

0,03

7,7±

0,32

6,0±

1,01

0,45±

0,04

1,10±

0,03

II

10

32,4±

7,0

1,46±

0,5*

24,3±

1,5

1,38±

0,04*

7,5±

1,2*

0,08±

0,002*

17,2±

0,12*

7,63±

1,98

0,80±

0,03*

2,45±

0,41*

30

30,1±

3,9

1,31±

0,1*

23,4±

4,2

1,18±

0,02*

7,2±

1,1*

0,06±

0,003*

18,1±

2,5*

7,9±

2,1

0,7±

0,05*

2,45±

0,32*

90

25,9±

2,7

1,10±

0,1*

20,2±

1,1*

0,9±

0,028*

6,8±

0,7*

0,04±

0,001*

22,5±

5,3*

8,2±

1,4

0,6±

0,04*

2,80±

0,09

III

10

34,8±

5,5

8,85±

0,11*

28,6±

5,8*

2,78±

0,40

6,2±

1,1

0,27±

0,03

10,3±

0,6*

10,7±

1,75*

1,74±

0,42*

1,40±

0,43*

30

35,8±

3,75

9,03±

0,09*

29,6±

6,0*

3,04±

0,4*

5,7±

0,1

0,27±

0,02

11,3±

0,07*

9,48±

0,95*

1,04±

0,0,2

1,10±

0,001*

90

40,0±

3,9

9,50±

0,09*

33,6±

6,2*

3,04±

0,18*

5,2±

0,1

0,26±

0,06

3,78±

0,7*

9,44±

1,05

1,70±

0,09*

1,04±

0,05*

IV

10

34,7±

4,8

2,45±

0,58

22,8±

4,3

1,77±

0,4

6,69±

1,7*

0,68±

0,03*#

11,6±

0,4*#

4,92±

0,91

0,79±

0,21

2,75±

0,4*

30

37,0±

3,9

2,74±

0,8

27,5±

3,3

2,10±

0,12#

8,9±

2,4

0,72±

0,01*#

2,90±

0,16*#

4,70±

0,62

0,70±

0,12*

1,90±

0,12*

90

42,0±

5,0

2,91±

0,65#

28,5±

2,9

2,20±

0,09#

10,2±

1,2#

0,70±

0,06*#

3,10±

0,07*#

5,20±

0,90

0,79±

0,01#

1,2±

0,05#

Примечание: см. табл.4.

Заметные сдвиги в активации В-клеточного иммунитета также наблюдались в конце эксперимента. Через 90 сут. от начала опыта число В-лимфоцитов стало на 76% больше, чем в группе крыс, которым вводили только полиметаллическую смесь, и приблизилось к аналогичным данным в контрольной группе животных.

При сочетанном введении смеси изучаемых солей металлов и мелатонина в первые дни эксперимента заметных сдвигов в содержании ЦИК не наблюдалось. Однако на 90-е сут. содержание ЦИК оказалось на 57% меньше, чем в группе животных, которым вводили только смесь солей ТМ, и приближалось к значениям контрольных величин.

Таким образом, на основании полученных данных мы можем констатировать, что мелатонин ослабляет токсичное действие солей тяжелых металлов на клеточный и гуморальный иммунитет.

В соответствии с ранее приведенными сведениями введение солей ТМ существенно сказывалось на функциональной активности печени. Выражением этого служило повышение концентрации ферментов АСТ и АЛТ, снижение уровня СОД и КАТ. Под действием солей ТМ количество β-липо-протеинов уменьшалось в два раза в сравнении с показателями контрольной группы. Уровень альбуминов крови также оказывался ниже, что приводило к падению содержания общего белка. Изолированное применение мелатонина существенных сдвигов не вызывало. Если же соли ТМ комбинировали с мелатонином, то их негативное влияние заметно ослабевало, также свидетельствуя о существовании антагонистических отношений между гормоном и ксенобиотиками.

Для фермента АЛТ (уже через 10 сут. от начала наблюдений) это проявлялось в снижении энзиматической активности в 1,4 раза (0,17±0,02 МЕ/л против 0,244 ± 0,01 МЕ/л, p < 0,001) в сравнении с группой животных, получавших только смесь солей ТМ. К концу эксперимента отмечено двукратное падение активности данного фермента (с 0,37 ± 0,01 МЕ/л до 0,17 ± 0,05 МЕ/л, p < 0,001). Содержание второго цитолитического фермента АСТ достоверно низким оказывалось лишь на 90-й день использования комбинации веществ (0,18 ± 0,01 МЕ/л против 0,4 ± 0,01 МЕ/л, p < 0,001).

Уровень активности антиоксидантных ферментов СОД и КАТ, наоборот, заметно возрастал в первые дни: СОД – на 55%, КАТ – на 35%; через месяц – уже на 68 и 48% соответственно. Через три месяца (90 сут) активность СОД была выше на 74%, а КАТ на 83% от показателей сравниваемой группы животных.

Количество -липопротеинов достоверно выше становилось через 30 дней (0,71 ± 0,01 г/л против 0,5 ± 0,01 г/л во II группе, p < 0,001) и сохранялось до конца эксперимента (0,94 ± 0,08 г/л вместо 0,4 ± 0,001 г/л). Концентрация альбумина достигала величины 25,9 ± 0,35г/л на 90-е сут (в контроле 20,1 ± 1,1г/л). Содержание общего билирубина уменьшалось (13,8 ± 0,02 мкмоль/л вместо 16,39 ± 1,2 мкмоль/л), приближаясь к контрольным величинам.

Таким образом, на основании полученных сведений можно говорить о том, что мелатонин сглаживал неблагоприятные биохимические сдвиги, вызванные солями ТМ, что проявлялось в снижении активности цитолитических ферментов АЛТ и АСТ, усилении выработки антиоксидантных ферментов (СОД и КАТ) и восстановлении значений основных показателей крови (билирубина, общего белка, альбумина и липопротеинов).

Анализ результатов морфологического исследования при воздействии металлов в комбинации с мелатонином показал, что в печени крыс наблюдались изменения, аналогичные изменениям в группе животных, получивших только смесь металлов (белковая и жировая дистрофия гепатоцитов, отек и сосудистые нарушения, воспалительная инфильтрация и склероз). Однако эти изменения носили очаговый характер и были менее интенсивными. У животных данной группы реже встречались очаги некроза и активация апоптоза в печеночной ткани. Описанные изменения указывают на то, что мелатонин уменьшает развитие деструктивных изменений в печени, несмотря на введение тяжелых металлов. Кроме того, мелатонин снижает интенсивность и распространенность воспалительной реакции, о чем свидетельствует наличие лишь мелкоочаговых инфильтратов в перипортальной зоне. Под влиянием гормона снижается также развитие фиброза печени.

Повторное использование комбинации солей металлов и мелатонина способствовало уменьшению площади ядер (9,42 ± 0,11мкм вместо 20,9 ± 0,21мкм у эпифизэктомированных крыс, которым вводили смесь солей тяжелых металлов). Средняя площадь цитоплазмы также оказалась меньше площади клеток печени эпифизэктомированных животных, получавших смесь солей тяжелых металлов. Отмечалась регенерация гепатоцитов. Наблюдалось увеличение числа крупных гепатоцитов с площадью цитоплазмы 25,1 ± 0,22 мкм и площадью ядер гепатоцитов 10,3 ± 0,11 мкм. Это может указывать на то, что был запущен механизм репаративной регенерации в ответ на повреждающее действие металлов.

Таким образом, подводя итог проведенным исследованиям, можно прежде всего сделать заключение о комплексном влиянии ТМ на здоровье населения г. Ставрополя. В работе также дана экспериментальная оценка степени токсического действия ТМ на гистологическую структуру печени, ее функциональную активность, проанализированы возможные механизмы протективного антитоксического действия мелатонина. Полученные данные позволили научно обосновать возможность применения гормона шишковидной железы мелатонина в качестве биопротектора для профилактики развития токсического эффекта на фоне действия комплекса ТМ.

ВЫВОДЫ

  1. У всех категорий населения г. Ставрополя (взрослые, подростки, дети) распространенность заболеваний органов дыхания, пищеварения, кожи и подкожной клетчатки достоверно выше (в 2–3 раза), чем у жителей экологически «чистого» сельского Апанасенковского района. Это может быть  обусловлено, наряду с действием других экологических факторов, повышенным содержанием тяжелых металлов в окружающей среде. Подтверждающим фактом является установленное у жителей г. Ставрополя повышенное содержание тяжелых металлов в слюне по сравнению с сельскими жителями.
  2. Показателем иммунотоксичности тяжелых металлов является прямая корреляционная связь между уровнем их накопления в слюне и активностью факторов секреторного иммунитета в организме обследованных людей.
  3. Соли тяжелых металлов вызывают у экспериментальных животных гематологические и иммунодепрессивные сдвиги со значительным снижением числа эозинофилов, резким моноцитозом с уменьшением количества Т-лимфоцитов и их субпопуляций (Т-хелперов и Т-супрессоров).
  4. В условиях острой и хронической интоксикации солями тяжелых металлов происходят значительные сдвиги в функциональном состоянии печени экспериментальных животных в виде повышения уровня общего билирубина, активности маркеров цитолиза аланин- и аспартатаминотрансфераз, снижения концентрации альбумина и уровня антиоксидантных ферментов – супероксиддисмутазы и каталазы.
  5. Экспериментальная оценка гепатотоксичности комплекса солей тяжелых металлов показала появление дистрофических изменений в печени животных, вплоть до грубых деструктивных и некротических процессов в паренхиме с воспалительной инфильтрацией и увеличением ядерно-цитоплазматического индекса.
  6. Удаление эпифиза у животных потенцирует иммунологические и биохимические сдвиги, вызванные токсическим действием солей тяжелых металлов, что проявляется большим падением уровня Т- и В-лимфоцитов, в более резком снижении активности антиоксидантного фермента супероксиддисмутазы, увеличении количества аланинаминотрансферазы, падении уровня альбуминов.
  7. Показано, что при комбинированном введении солей тяжелых металлов с мелатонином заметно ослабевает негативное влияние ксенобиотиков на организм экспериментальных животных: увеличивается число Т-хелперов и Т-супрессоров, заметно активируется В-клеточный иммунитет; содержание ферментов СОД и АСТ, а также количество общего белка и билирубина приближается к контрольным цифрам.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

  1. Использованный в работе неинвазивный метод может быть рекомендован в качестве теста для эколого-гигиенической оценки влияния ксенобиотиков на защитные функции организма.
  2. Выявленные у эпифизарного гормона мелатонина защитные свойства позволяют рекомендовать его для дальнейших клинических испытаний в качестве потенциального средства профилактики и коррекции токсичности тяжелых металлов.

Автор выражает огромную благодарность за научные консультации и помощь в работе заслуженному деятелю науки РФ, д.м.н., профессору  Э.Б. Арушаняну и д.м.н., профессору А.Б.Ходжаян.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

* – публикации в изданиях ВАК РФ

        1. Эльбекьян К.С., Ходжаян А.Б,. Гевандова М.Г. Влияние солей тяжелых металлов на иммунную систему и иммуномодулирующий эффект мелатонина // Здоровье как междисциплинарная проблема : сб. науч. ст. – Ставрополь, 2000. – С. 220–223.
        2. Эльбекьян К.С., Ходжаян А.Б., Гевандова М.Г. Иммуномодулирующий эффект мелатонина при сдвигах, вызываемых солями тяжелых металлов // Фундаментальные проблемы фармакологии: тез. докл. 2-го съезда Рос. научн. об-ва фармакологов. – Москва, 2003. – С. 298.
        3. Эльбекьян К.С. Влияние эпифизэктомии на иммунотоксичность тяжелых металлов // Человек как объект комплексного исследования: сб. науч. ст. – Ставрополь, 2003. – С. 220–223.
        4. Эльбекьян К.С. Использование биохимически активных веществ в профилактике токсического действия тяжелых металлов // Актуал. вопр. охраны здоровья населения Ставропольского края: сб. науч. трудов 7-й недели медицины Ставрополья, 2003. – С. 59–61.
        5. Эльбекьян К.С. Морфологические изменения в гепатоцитах печени при экспериментальном воздействии смеси солей тяжелых металлов и их коррекция мелатонином // тез. докладов 8-й недели медицины Ставрополья: – Ставрополь, 2004. – С. 75.
        6. Эльбекьян К.С. Влияние тяжелых металлов на иммунный статус экспериментальных животных // Токсико-гигиеническая оценка суммарного воздействия солей тяжелых металлов в условиях моделирования экологической ситуации г. Ставрополя. –Ставрополь, 2004. – С. 97–109.
        7. Эльбекьян К.С. Влияние антидепрессантов на эпифизарно-надпочечниковые отношения. // Глава в книге «Современные аспекты хронофармакологии и хронофизиологии» /под ред. Арушаняна Э.Б. – Ставрополь, 2004. – С. 57–81.
        8. Эльбекьян К.С. Ходжаян А.Б.. Эпидемиологическая оценка иммунного статуса детей как основа профилактики здоровья // мат. межрег. конференции «Здоровые города» – Ставрополь, 2004. – С. 35–37.
        9. Эльбекьян К.С., Гевандова М.Г. Влияние тяжелых металлов на иммунный статус экспериментальных животных. // глава в монографии «Токсико-генетическая оценка суммарного воздействия солей тяжелых металлов в условиях моделирования экологической ситуации г. Ставрополя». под ред. А.Б. Ходжаян. Ставрополь, 2004. – С. 97–104.
        10. Эльбекьян К.С. Биохимия ротовой полости // Учебное пособие, рекомендованное УМО для студентов медицинских вузов. – Ставрополь, 2004. – 57 с.
        11. *Эльбекьян К.С. Коррекция мелатонином нарушений иммунного статуса, вызываемых солями тяжелых металлов // Токсиколог. вестник, 2005. – № 1. – С. 25–27.
        12. Эльбекьян К.С. Влияние смеси солей тяжелых металлов на иммунологические и биохимические показатели в крови крыс // Здоровье: социальные и медико-биологические аспекты исследования: сб. науч. ст. СГМА. – Ставрополь, 2005. – С. 330–334.
        13. Эльбекьян К.С., Ходжаян А.Б. Некоторые аспекты реакции иммунной системы экспериментальных животных на введение модельной смеси солей тяжелых металлов // Здоровье: социальные и медико-биологические аспекты исследования: сб. науч. трудов СГМА. – Ставрополь, 2005. – С. 66–70.
        14. .Арушанян Э.Б,.Арушанян Л.Г, Эльбекьян К.С. Иммунологические сдвиги, вызываемые солями тяжелых металлов и защитная роль эпифиза // тез. X Междунар. конгресса по реабилитации в медицине. – Афины, 2005. – С. 434.
        15. Эльбекьян К.С. Изучение некоторых показателей секреторного иммунитета в слюне у лиц, живущих в разных экологических условиях // Естествознание и гуманизм: сб. науч. трудов – Томск, 2005. – С. 50–51.
        16. Эльбекьян К.С. Использование слюны в качестве тест-объекта в эколого-аналитическом мониторинге тяжелых металлов // Естествознание и гуманизм: сб. научных трудов – Томск, 2005. – С. 90–91.
        17. Эльбекьян К.С., Ходжаян А.Б. Неодинаковые иммунологические сдвиги в слюне у детей и подростков, проживающих в разных экологических условиях // науч. тр. 1-го съезда физиологов СНГ. – Сочи, 2005. – Т. 2. – № 309. – С. 110–110.
        18. *Эльбекьян К.С. Влияние мелатонина на биохимические показатели токсичности солей тяжелых металлов при внутрибрюшинном введении крысам // Токсиколог. вестник.  2006. – № 1. – С. 24–26.
        19. Эльбекьян К.С. Оценка суммарного влияния существующих уровней загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами на иммунную систему детей // Человек и лекарство: тез. докл. XIII конгресса. – Москва, 2006. – С. 613.
        20. Эльбекьян К.С. Ходжаян А.Б, Гевандова М.Г. Экспериментальная оценка гепатопротекторных свойств мелатонина в условиях хронической интоксикации // сб. материалов 5-й конф. «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины». – Астрахань, 2006. – С. 347–350.
        21. *Арушанян. Э.Б, Эльбекьян К.С. Иммунотоксичность солей тяжелых металлов и защитная роль эпифизарных факторов // Биомедицинская химия, 2006. – Вып. 6. – Т. 52. – С. 547–555.
        22. *Эльбекьян К.С. Влияние эпифизэктомии на сдвиги обусловленные солями тяжелых металлов // Медицина труда и промышленная экология. 2006. – № 9. – С. 9–11.
        23. Эльбекьян К.С., Ходжаян А.Б. Изучение содержания микроэлементов в слюне у лиц, живущих в разных экологических условиях // Мат.  межрегион. конф. «Экология и здоровье человека». – Ставрополь, 2006. – С. 295.
        24. Эльбекьян К.С., Ходжаян А.Б. Гепатотоксичность солей тяжелых металлов и антитоксическая роль эпифиза // Естествознание и гуманизм: сб. науч. трудов – Томск, 2007. – Т. 4. – № 2. – С. 99–100.
        25. Эльбекьян К.С. Участие иммунной системы в токсичности солей тяжелых металлов // Естествознание и гуманизм: сб. науч. трудов. – Томск, 2007. – Т. 4. –№ 2. – С. 123–124.
        26. Арушанян Э.Б, Ходжаян А.Б., Эльбекьян К.С. Неинвазивная оценка токсичности солей тяжелых металлов в условиях антропогенного загрязнения // сб. науч. трудов междунар. конф. по биомедицине. – Херсон, 2007. – С. 43–44.
        27. Арушанян Э.Б., Ходжаян А.Б, Эльбекьян К.С. Протективная роль эпифиза при интоксикации солями тяжелых металлов // Междунар. конф. «Новые технологии в рекреации здоровья населения», – Владикавказ, 2007. – С. 110–111.
        28. Эльбекьян К.С. Неинвазивные методы в диагностике донозологических состояний организма при антропогенных воздействиях: метод. рекомендации. – Ставрополь, 2007. – 23 с.
        29. Эльбекьян К.С. Мелатонин и его роль в экспериментальной иммунологии // сб. материалов 5-й конф. «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины». – Астрахань, 2007. – С 14–15.
        30. Эльбекьян К.С. Эколого-гигиенические проблемы влияния тяжелых металлов на организм и возможные протективные механизмы. Монография. – Ставрополь, 2007. – 125 с.
        31. Эльбекьян К.С., Радцева ГЛ. Коррекция гистологических и морфометрических сдвигов, возникших под влиянием смеси тяжелых металлов // Здоровье: социальные и медико-биологические аспекты исследования: сб. научных ст. СГМА. – Ставрополь, 2007. – С. 323–325.
        32. Эльбекьян К.С. Показатели здоровья населения при повышенной антропогенной нагрузке.// тез. докл. региональной конф. молодых ученых и специалистов. – Ставрополь, 2007 – С. 25–26.
        33. Андрусенко Л.П., Эльбекьян К.С., Гончаров В.И. Биогенные элементы: рекомендовано УМО в качестве учебного пособия для студентов медицинских вузов. – Ставрополь, 2007. – 63 с.
        34. *Эльбекьян К.С. Роль местного иммунитета в эколого-гигиенической оценке защитных функций организма// Вестник РУДН, – 2007. – № 6. – С. 574–578.
        35. Эльбекьян К.С., Радцева Г.Л Влияние эпифизэктомии на морфологическую структуру печени крыс при длительном воздействии комплекса солей тяжелых металлов // Естествознание и гуманизм: сб. научных трудов. – Томск, 2007 – Т. 4 – № 3. – С. 100–101.
        36. Ходжаян А.Б., Радцева Г.Л, Федоренко Н.Н., Краснова Л.А., Эльбекьян К.С., Гевандова М.Г. К вопросу об иммунотоксичности солей тяжелых металлов // Естествознание и гуманизм: сб. науч. трудов. – Томск, 2007. – Т. 4. – № 3. – С. 104–105.
        37. *Эльбекьян К.С. Караков К.Г. Неинвазивные иммунологические методы в оценке здоровья населения // Врач, 2008. – № 4. – С. 82–83.
        38. *Арушанян Э.Б., Эльбекьян К.С. Гуморальные доказательства защитного действия эпифизарного гормона мелатонина при отравлении солями тяжелых металлов // Вестник ВолГМ, 2008. – № 2. – С.31-33.
        39. *Эльбекьян К.С., Ходжаян А.Б. Влияние антропогенных факторов на микроэлементный состав слюны // Проблемы региональной экологии, 2008. – № 3. – С.172-174.
        40. Арушанян Э.Б., Эльбекьян К.С. Защитные свойства мелаксена при интоксикации солями тяжелых металлов // Человек и лекарство: тез. докл. XV конгресса. – Москва, 2008. – С. 29–30.
        41. Арушанян Э.Б., Эльбекьян К.С. Противоположное влияние мелаксена и удаления эпифиза на гуморальные и морфологические проявления токсичности солей тяжелых металлов// 50 лет мелатонину: итоги и перспективы исследований: тез. докл. Всероссийской научно-практической конф. – Санкт-Петербург, 2008. – С. 45–46.
        42. Эльбекьян К.С., Арушанян Э.Б. Влияние интоксикации солями тяжелых металлов на состояние здоровья людей и антиоксидантную систему защиты животных // «Адаптационная физиология и качество жизни» : тез. симпоз. – Москва, – 2008. – С. 382–383.

       43. Эльбекьян К.С. Роль оксидантного стресса в механизме токсического действия солей тяжелых металлов и коррекция его последствий мелатонином//  «Новое в теории и практике стоматологии» мат. научной конференции  -Ставрополь. -2008. – С.329-331.







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.