М А Ч Е В А Н а т а л и я В и к е н т ь е

Авторефераты по всем темам >> Авторефераты по разное 1

На правах рукописи

Т О Л М А Ч Е В А Н а т а л и я В и к е н т ь е в н а ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УРОВНЕЙ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ И ПИЩЕВЫХ РАЦИОНАХ 03.03.01 - физиология А в т о р е ф е р а т диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва 2011

Работа выполнена на кафедре профилактической медицины медицинского факультета ФГОУ ВПО Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова

Научный консультант: Заслуженный деятель наук РФ, академик РАМН доктор медицинских наук, профессор Агаджанян Николай Александрович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ, академик РАМН доктор медицинских наук, профессор Пивоваров Юрий Петрович доктор медицинских наук, профессор Радыш Иван Васильевич доктор медицинских наук, профессор Скальный Анатолий Викторович

Ведущая организация: ГОУ ВПО Московский государственный медико- стоматологический университет

Защита состоится л14 сентября 2011 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.203.10 при ГОУ ВПО Российский университет дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ГОУ ВПО Российский университет дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.

Автореферат разослан ___________________2011 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор Ермакова Н. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Существенным достижением отечественной физиологической и экологофизиологической науки в последние годы следует считать, вынесенные на государственный уровень, важнейшие проблемы безопасности питьевого водоснабжения и концепции оптимального питания населения страны. Актуализируя пути реализации в Российской Федерации решения ООН о провозглашении десятилетия 2005-2015 гг. Международной декадой Вода для жизни, Г.Г.

Онищенко (2005) особо обратил внимание на введение нового критерия для гигиенического нормирования микроэлементов в питьевой воде, лфизиологической полноценности питьевых вод, т.е. необходимость ориентации не только на максимально допустимые концентрации солевого компонента, но и на минимально необходимые уровни содержания наиболее важных из них, для которых водный путь поступления в организм является предпочтительным и даже преимущественным и по существу служит важным фактором саногенеза.

Отечественные и зарубежные ученые Н. А. Агаджанян (2003), Ю.П. Пивоваров (2000), А. В. Скальный (2000), С. В. Нотова (2010), И. В. Радыш (2009), А. И. Воложин (1987), Ю. П. Гичев (2002), M. Anke (2004), F.H.Nielsen (1988) E.I. Underwood (1977), E. Sabbion (2001) и др. акцентировали внимание на необходимости эколого-физиологических подходов в нормировании макро- и микроэлементов в среде обитания, определении экологического портрета человека в различных эколого-биогеохимических регионах проживания.

В Постановлении Правительства Российской Федерации О мерах по профилактике заболеваний, обусловленных дефицитом йода и других микронутриентов также ставится задача оптимизации макро-и микроэлементного состава суточных пищевых рационов за счет восполнения дефицита витаминов, минеральных веществ Ca, Na, K, пищевых волокон и микроэлементов J, F, Se, Zn, Fe. Предлагается ее решить лвосполнением дефицита микроэлементов за счет подземных вод, если их солевой состав соответствует представлениям об оптимальном содержании в ней макро- и микроэлементов. Однако следует признать, что эколого-физиологические критерии оптимальности микроэлементного состава питьевых вод и рационов питания до настоящего времени не обоснованы, что в значительной степени затрудняет исполнение Федерального Закона Российской Федерации № 29-ФЗ от 02. 01. 2000 г О качестве и безопасности пищевых продуктов (2000). Это определяет высокую актуальность проблемы.

В свете вышеизложенного целью настоящей работы явилось экологофизиологическое обоснование оптимальных уровней содержания и соотношения макро- и микроэлементов в питьевой воде и суточных пищевых рационах для последующего их физиолого-гигиенического нормирования.

Задачи исследования 1. Провести эколого-физиологическое и биогеохимическое зонирование территории Чувашской Республики для определения и оценки значений опти мальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и суточных рационах питания.

2. Дать характеристику эколого-биогеохимических зон по уровням содержания и соотношения микроэлементов в пищевой биогеохимической цепи и анализа достоверных статистических связей с заболеваемостью и смертностью населения.

3. В условиях экспериментального моделирования на лабораторных животных изучить влияние на обменные процессы различного микроэлементного состава водно-кормовых рационов из двух контрастных экологобиогеохимических зон Чувашии.

4. В экспериментальных условиях изучить влияние различных соотношений макро- и микроэлементов на репродуктивную функцию.

5. На основе анализа демографических показателей различных экологобиогеохимических зон Чувашии в естественных условиях изучить влияние эколого-биогеохимических особенностей территории проживания на формирование репродуктивной функции женщин.

6. Провести сравнительные физиологические исследования липидного, минерального обменов, функции сердечно-сосудистой системы, иммунного и микробного статусов у обследованных жителей различных экологобиогеохимических зон.

7. На основе анализа результатов комплексного эколого-физиологического исследования и оценки состояния здоровья населения научно обосновать критерии и нормативы оптимальных уровней и соотношений микроэлементов и дать рекомендации по региональным нормативам их содержания в воде и пищевых рационах.

Научная новизна работы В настоящем исследовании:

- с целью эколого-физиологического обоснования оптимальных уровней содержания и соотношения макро- и микроэлементов в питьевой воде и суточных пищевых рационах для последующего их физиолого-гигиенического нормирования проведено эколого-биогеохимическое зонирование территории Чувашской Республики, что позволило уточнить границы зоны оптимума.

- выявлена зависимость формирования липидного обмена, иммунного и микробного статусов у практически здоровых жителей из различных экологобиогеохимических зон проживания от концентрации микроэлементов в воднопищевых рационах;

- показано влияние дисбаланса макро- и микроэлементов на обмен липидов у практически здоровых жителей, установлена связь с неравномерной распространенностью заболеваний сердечно-сосудистой системы, определена этиологическая значимость различных соотношений макро- и микроэлементов в питьевых водах и кормах в развитии дислипидопротеинемий у экспериментальных животных в условиях моделирования двух контрастных экологобиогеохимических зон;

- по результатам сравнительной эколого-физиологической оценки микроэлементного гомеостаза у обследованных жителей из различных экологобиогеохимических зон выявлены особенности, формируемые неодинаковым макро- и микроэлементным составом водно-пищевых рационов. Эти результаты подтверждены в исследованиях при экспериментальном моделировании на лабораторных животных;

- разработано принципиально новое представление о причинноследственных связях хронических неинфекционных заболеваний с экологобиогеохимическими и социальными факторами среды обитания, что позволило выявить причинно-следственную связь атеросклероза и его последствий и установить главный лпусковой фактор, названный нами лгеохимический дисбиоз. Он проявляется выраженным дисбиозом аутомикрофлоры кишечника в ответ на аномально нерегулируемые соотношения макро- и микроэлементов в питьевой воде и рационах питания. Аналогичные результаты получены в эксперименте на лабораторных животных.

- по результатам сравнительных, комплексных эколого-физиологических исследований адаптивных реакций организма на дисбаланс макро- и микроэлементов разработаны, научно обоснованы и установлены критерии и методологические принципы физиолого-гигиенической оценки среды обитания и здоровья населения, а также оптимальные уровни и соотношения макро- и микроэлементов в питьевой воде и пищевых рационах.

Практическая значимость работы Полученные данные имеют не только теоретическое, но и практическое значение, поскольку позволяют объективно оценить значение уровней и соотношений микроэлементов в водно-пищевых рационах населения, из различных эколого-биогеохимических зон и разработать целенаправленные мероприятия по коррекции элементных статусов. В работе впервые предложены физиологически оптимальные концентрации и соотношения макро- и микроэлементов, которые установлены на основе эколого-физиологических исследований адаптивных реакций организма в различных эколого-биогеохимических зонах Чувашии. Адекватные критерии и методологические принципы физиологогигиенической оценки среды обитания и здоровья населения научно обоснованы и апробированы.

Результаты исследований позволяют рекомендовать установленные концентрации и соотношения микроэлементов в водно-пищевых рационах экологически благоприятной зоны оптимума в качестве региональных норм для использования их, как в практическом здравоохранении для проведения профилактических и лечебных мероприятий, так и в пищевой промышленности для создания продуктов функционального питания.

Впервые в данной работе выявлена пусковая роль аномальнонерегулируемых соотношений микроэлементов экологически неблагоприятных районов в развитии лгеохимического стафилококкового дисбиоза и как следствие - развитие предпатологических и патологических реакций у практически здоровых жителей. Установленные эколого-физиологические критерии оценки микроэлементной обеспеченности организма человека могут быть использованы для обоснования причинно-следственных связей заболеваний человека с эколого-биогеохимическими факторами, объективной оценки масштабов распространенности различных хронических неинфекционных заболеваний среди населения не только Чувашской Республики, но и других территорий Российской Федерации.

Практическая значимость работы определяется возможностью использования результатов работы для принятия адекватных менеджерских решений органами здравоохранения и государственной власти, как в масштабе республики, так и на уровне отдельных эколого-биогеохимических регионов в разработке адекватных, научно обоснованных профилактических мероприятий по микроэлементной коррекции водно-пищевых рационов.

На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по мониторингу здоровья населения и среды обитания для служб Роспотребнадзора РФ, разработаны нормативы оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевых водах и пищевых рационах на основании выделения оптимальной зоны физиологических параметров практически здоровых жителей, получен патент на изобретение № 2359338 Способ моделирования артериальной гипертензии, утверждены рацпредложения (удостоверение № 110 от 28.06.2007г. Методика забора проб полостной и пристеночной микрофлоры кишечника крыс для микробиологических исследований; удостоверение № 1109 от 28.06.07г. Способ забора проб и пробоподготовка отделов кишечника крыс для исследований микроэлементов.

Материалы исследований используются: на медицинском факультете кафедрами нормальной физиологии и профилактической медицины ЧГУ, вошли в спецкурс Геохимическая экология болезней; в преподавании на кафедре нормальной физиологии РУДН, на кафедре терапии и семейной медицины ГОУ ДПО Институт усовершенствования врачей Министерства здравоохранения и социального развития Чувашской Республики; в программе восстановительного лечения на базе ГУЗ Республиканский детский санаторий Лесная сказка Министерства здравоохранения и социального развития Чувашской Республики и МУЗ ГДБ № 4; в программах профилактики и формирования здорового образа жизни Министерства здравоохранения и социального развития Чувашской Республики. Подготовлены и изданы учебное пособие Проблемы современного питания (2001) и конспект лекций Пищевые отравления человека (2006), монография Эколого-физиологическое обоснование оптимальности макро- и микроэлементов в водно-пищевых рационах.

Основные положения, выносимые на защиту 1. Различные уровни содержания и соотношения макро- и микроэлементов в водно-пищевых рационах формируют характерные физиологические реакции населения, которые можно рассматривать как адаптационно-компенсаторные, в ответ на эколого-биогеохимические условия среды обитания.

2. Эколого-биогеохимическое зонирование территорий является методологической основой для сравнительной оценки среды обитания и здоровья населе ния, которое позволило определить зону эколого-биогеохимического оптимума с преобладанием физиологических реакций в пределах установленных норм у коренного практически здорового населения (экологически благоприятную) и зоны с выявленными изменениями физиологических показателей состояния здоровья в сторону экстремумов физиологических норм (экологически неблагоприятные).

3. При эколого-биогеохимическом зонировании территорий необходимо использовать критерии комплексной оценки оптимальности среды обитания, на основании которых определяется зона оптимальных значений показателей здоровья населения.

4. Эколого-физиологическая оценка показателей иммунного, микробиологического, минерального, липидного обменов у практически здоровых жителей сравниваемых зон позволила выявить участие различных уровней содержания и соотношения микроэлементов в водно-пищевых рационах в формировании особенностей адаптивных реакций организма.

5. Физиолого-гигиеническая оценка микроэлементной обеспеченности организма и мониторинг питания практически здорового населения различных эколого-биогеохимических зон, позволили определить обнаруженные концентрации и соотношения микроэлементов в сыворотке крови, питьевой воде и суточных пищевых рационах практически здоровых жителей из зоны оптимума как оптимальные и рекомендовать их для гигиенического нормирования в качестве региональных норм.

Апробация работы Основные положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Международных конференциях и симпозиумах: Ninth International Symposium on Trace Elements in Human: New Perspectives. Athens, Greece.

1997.; Современные проблемы геохимической экологии болезней I Международный симпозиум Чебоксары, 2001; X Международный симпозиум Эколого-физиологические проблемы адаптации, Москва, 2001; VI Международный симпозиум Биологически активные добавки к пищи и проблемы оптимизации питания, Сочи, 2002; 21 Workshop The biological essentialiti of macro and trace elements Germany, Jena, 2002; XXI Международный симпозиум Эколого-физиологические проблемы адаптации, Москва, 2003; XII Международный симпозиум Эколого-физиологические проблемы адаптации Москва, 2007; II Международная научно-практическая конференция Биоэлементы Москва., 2007; XII Международный симпозиум Эколого-физиологические проблемы адаптации, Москва, 2007.; VIII Международный конгресс Здоровье и образование в XXI веке; концепция болезней цивилизации, Москва, 2007;

Международная научно-практическая конференция Роль здравоохранения в охране общественного здоровья, Москва, 2008; Международная научнопрактическая конференция Роль профилактики и диспансеризации в охране общественного здоровья, Москва, 2009; а также на Всероссийских и региональных конференциях, Российских школах: Региональная научнопрактическая конференция Экология и здоровье детей Чувашской Республи ки. Чебоксары, 1997; 1-я Российская школа Геохимическая экология и биогеохимическое районирование биосферы, Москва, 1999; 2-я Российская школа Геохимическая экология и биогеохимическое районирование биосферы, Горно-Алтайск, 2000; Региональная научно-практическая конференция Проблемы профилактической педиатрии, Чебоксары, 2002; 4-я Российской биогеохимической школы Геохимическая экология и биогеохимическое районирование биосферы, Москва, 2003; Всероссийская научно-практическая конференция:

Инновационная экономика и региональное инновационно-устойчивое развитие. Экологические аспекты регионального инновационо-устойчивого развития, Чебоксары 2006; IV Общероссийская научная конференция Современные проблемы науки и образования, Москва, 2009;

Официальная апробация работы состоялась 14 февраля 2011 г. на расширенном заседании кафедры профилактической медицины и нормальной физиологии ФГОУВПО Чувашский государственный университет медицинский институт имени И.Н.Ульянова (протокол апробации № 7 от 14.02.2011).

Публикации По теме диссертации опубликовано 40 статей, из них 12 - в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК России, 1 учебное пособие, 1 Патент на изобретение № 2359338, 2 Удостоверения на рационализаторское предложение (№№ 1119, 1110), 1 монография.

Структура и объем диссертации Диссертация изложена на 281 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, обсуждения результатов исследования, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 39 рисунками, 45 таблицами, Указатель литературы содержит 275 отечественных и 58 зарубежных источников.

С О Д Е Р Ж А Н И Е Р А Б О Т Ы Методы и объем исследований Для решения поставленных задач, наряду с базовыми экологофизиологическими и гигиеническими исследованиями использовались 5 основных методологических подходов: 1) скрининг; 2) мониторинг; 3) анкетирование; 4) экспериментальное моделирование; 5) математическое моделирование.

Методологической базой и основой исследований служили материалы эколого-биогеохимического зонирования ограниченной территории, которые позволили уточнить ранее определенные (В. Л. Сусликов, 2001) границы зоны эколого-биогеохимического оптимума для дальнейших, последовательных этапов сравнительных физиологических и экспериментальных исследований.

Эколого-биогеохимическое зонирование Чувашской Республики проводилось по заданию Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН, при поддержке РГНФ (грант № 00-06-00153а) и единых наряд заказов министерства образования РФ (темы № Б-7, В-2).

Изучение демографических показателей проводилось с использованием ежегодных статистических отчетных форм МЗ и СР ЧР. Для изучения заболеваемости ССС, распространенности смертности с оценкой структуры сердечнососудистых заболеваний (ОИМ, ГБ, ИБС) использованы формы годового отчета (Ф. 30, Ф. 14), карты диспансерного наблюдения (030/у), журналы диспансерного наблюдения, ежегодные республиканские отчеты о состоянии здоровья населения ЧР распространенности и смертности от ИБС и ОИМ за период 19962008 гг. и заболеваемости АГ за период 2003-2006 гг. Изучение показателей рождаемости и смертности проводили по ежегодным отчетным документам МЗ и СР Чувашской Республики за период с 1965 по 2007 гг. и по Российской Федерации за период 1960-2008 гг.

Сбор данных, анализ и оценку заболеваемости населения с учетом комплексного действия факторов осуществляли с соответствии с методическими рекомендациями, утвержденными ГОСкомитетом Госсанэпиднадзора № 0119/12-17 от 26.02.1996 г. Полученный цифровой материал по заболеваемости, смертности, рождаемости был стандартизован по возрасту. За стандарт были взяты данные переписи 1989 года (Алексеева Т. И., 1986). Для увеличения наполняемости групп брали 20 - летние интервалы.

При сравнительных эколого-физиологических исследованиях соблюдался главный принцип выборочной совокупности лкопия-пара и идентичность сравниваемых групп по количеству детей, возрасту, образованию, семейному бюджету, профессиональной принадлежности, национальности, индексу Кетле, отношению к здоровью, алкоголю, курению, медицинскому обслуживанию. Общая характеристика и объем выполненных работ при проведении натурных и экспериментальных исследований представлен в таблице 1.

Таблица Общая характеристика, объем и методы исследования Кол-во № Раздел Число Методы обследоп/п и серии исследований иссле- исследований ванных дований 1 2 3 4 1. Гигиенические исследования СанПиН № 2.1.7.1287-03;

1.1. Содержание микроэлементов в - 1№ 2.1.7.2041-06; № 2.1.7.2042-проб почве (J, Co, Cu, Mo, Zn, B, Mn, МУК 4.1.763-4.1.779-99; 4.1.1896Sr, Si, K) 4.1.1900-04; 4.1.1481-03; 4.1.985-00;

4.1.986-00; 4.1.9.91-СанПиН 2.1.4.1074-01; СанПиН 1.2. Микроэлементы в воде (общая - 272.1.4.1175-01; МУК 4.1.1090-02;

жесткость, SO4, OCL, Cd, Co, Cu, проб Mo, Zn, Si, Se, Mn, Ca, Mg, Pb, As, J, F) СанПиН № 3080-1.3. Атмосферный воздух (SO2 CO, С, - 3СН, NO2, NО, ПАУ) проб Содержание микроэлементов в пи- - МУК 4.1.763-4.1.779-99; 4.1.18961.4. 24.1.1900-04; 4.1.1481-03; 4.1.985-00;

щевых продуктах (Cu, Mo, Cd, Co, проб 4.1.986-00; 4.1.9.91-Si, J, F, Se) Таблица 1. Продолжение 1 2 3 4 Расчетно-весовой метод В.И. По1.5. Мониторинг питания населения - 1кровского (1964), в модификации определение и микроэлементов в проб В.Л.Сусликова с соавт. (2008);

рационах питания (J, Co, Mo, Mn, Определение микроэлементов см.

Zn, Cu, Fe, Si, Al, F, Pb, Cd, Ni, п. 1.4.

Be, Cr, Sr, Mg, Ca, P, K, Ag) По Георгиевой с соавт. (1981) 2.1. Тонометрия прямым методом 30 МУК 4.1.763-4.1.779-99; 4.1.18962.2. Микроэлементы в крови и моче 30 44.1.1900-04; 4.1.1481-03; 4.1.985-00;

(Cd, Co, Cu, Mo, Zn, Si, Se, Mn, 4.1.986-00; по Р.С. Матвееву (2002) Ca, Mg, Pb, As, Li, J, F) ОХС по Либерману-Бурхарду и 2.3. Содержание в крови липопротеи- 30 1Абеля Кенделю; ТГ- реакции с ацедов (ХС ЛПНП, ХС ЛПОНП, ХС тилацетоном; ХСЛПВП - осаждеЛПВП), триглицеридов (ТГ), хоние ЛПНП и ЛПОНП гепарином лестерина (ОХС), индекса атеро(1997), ХС ЛПНП, ХС ЛПОНП, генности (ИА) ИА по А.Н. Климову (1989) 2. Физиологические исследования (лабораторные животные (крысы)) Способ забора проб и пробоподго2.4. Содержание микроэлементов в 20 3товка отделов кишечника крыс по разных отделах толстого кишечавторской методике (2007) ника Авторская методика микробиологи2.5. Аутомикофлора в разных отделах 30 1ческих исследований (2007); рекотолстого кишечника мендации Московского НИИ эпидемиологии и микробиологии МЗРФ, И.Н.Блохиной (1979), И.Н.Лизько (1975).

Методика оценки влияния химиче2.6. Расчет количества живорожден- 96 - ских веществ на эмбриотоксиченых жизнеспособных животных скую и репродуктивную функцию (1983) в авторской модификации 3. Физиологические исследования (практически здоровые жители разных возрастных групп) 3.1. Измерение артериального давле- 1700 чел - Тонометрия, тахометрия ния (40-49, 50-59, 60-69 лет) Электрокардография 6 отведений 3.2. Электрокардография (14-17 лет) 33 чел до и после физической нагрузки См. п. 2.3.3. Сыворотка крови (Cd, Co, К, Na, 144 27P, OCl, Cu, Mo, Zn, Si, Se, Mn, Ca, проб Mg, Pb, As, Li, J, F) (30-45 и женщины 30-39 лет) 3.4. Волосы, ногти (Cd, Co, Cu, Mo, 2460 - // - // - // - 1Zn, Si, Se, Mn, Ca, Mg, Pb, As, Li, проб J, F) (30-45 и женщины 30-39 лет) 3.5. Кал, моча (Cd, Co, Cu, Mo, Zn, Si, 120 1800 - // - // - // - Se, Mn, Ca, Mg, Pb, As, Li, J, F) проб (30-45 лет) Стандартный набор тест-систем 3.6. Гормоны в сыворотке крови: 24 1специализированной лаборатории (женщины 30-39 лет) чел пробы Гормон-хелп См. п. 2.3.

3.7. Липидограмма (30-45 лет) 916 чел - метод непрямой иммунофлюарес3.8. Содержание в крови Т- 80 - ценции с использованием монолимфоцитов, В-лимфоцитов, им- чел клональных антител; осаждения муноглобулинов, НСТ-тест, полиэтиленгликолем (ПЭГ- 6000);

Таблица 1. Окончание 1 2 3 4 фагоцитарная активность нейтро РБТЛ (30-45 лет) филов в латекс-тесте, метаболическая активность в тесте восстановления нитросинего тетразоля (НСТтест); РБТЛ на фитогемаглютинине Методики И.Н.Блохиной (1979), 3.9. Аутомикрофлора кишечника (30- 82 чел - И.Н.Лизько (1975).

45 лет) Итого: животных - 1 человек - 2 9 Определена величина реальной нагрузки (РН) каждого административнотерриториального района Чувашии с использованием ежегодных отчетов и протоколов исследований центров Санэпиднадзора, лабораторий министерства охраны окружающей среды, МЗ и СР ЧР. В соответствии с методическими рекомендациями по определению (РН) антропогенных факторов на человека химических веществ, поступающих с атмосферным воздухом, питьевой водой и пищевыми продуктами. За 1995-2005 гг. проанализировано 12 231 протоколов.

Уровень загрязнения атмосферного воздуха передвижными источниками оценивался с использованием методики, разработанной и утвержденной Министерством транспорта РФ и рекомендованный для определения степени загрязнения окружающей среды Министерством природных ресурсов РФ (2004).

Для сравнительного изучения фактического питания и водоснабжения населения использовали опросно-весовой метод А. А. Покровского (1964), в нашей модификации (В. Л. Сусликов, Н. В. Толмачева, 2008). Сбор суточной мочи, кала, волос, крови для исследования микроэлементов проводили одновременно по общепринятым в клинической и лабораторной практики методам.

Оценка качества питьевой воды проводили в соответствии с действующими требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения.

Контроль качества; СанПиН 2.1.4.1175-01 Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников. Микроэлементы в воде исследовали атомно-абсорбционным и ионоселективным методами в соответствии с МУК 4.1.1090-02 в условиях проблемной научно-исследовательской лаборатории (ПНИЛ) кафедры профилактической медицины (санитарно-эпидемиологическое заключение № 21.01.04.000.М.0533.12.06 от 26.12.2006 г., выданное Управлением Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Чувашской Республике - Чувашия). Все пробы подвергали одинаковой пробоподготовке с использованием электрического автоклава в соответствии с требованиями МУК 4.1.763-4.1.779-99; МУК 4.1.1896-4.1.1900-04 Определение химических соединений в биологических средах; МУК 4.1.1481-03 Определение массовой концентрации йода в пищевых продуктах, продовольственном сырье, пищевых и биологически активных добавках вольтамперметрическим методом; МУК 4.1.985-00 Определение содержания токсических элементов в пищевых продуктах и продовольственном сырье. Методика автоклавной пробо подготовки; МУК 4.1.986-00 Методика выполнения измерений массовой доли свинца и кадмия в пищевых продуктах и продовольственном сырье методом электрометрической атомно-абсорбционной спектрометрии; МУК 4.1.991-Методика выполнения измерений массовой доли меди и цинка в пищевых продуктах и продовольственном сырье методом электротермической атомноабсорбционной спектрометрии. Количественное содержание исследовали во всех пробах одновременно. Йод и фтор определяли на флюориметре Эксперт - 001 по методике Р. С. Матвеева с соавт. (2002) Для сравнительного изучения состояния обменных процессов, иммунной реактивности, аутомикрофлоры толстого кишечника провели выборку совокупности лкопия-пара среди практически здоровых жителей (ПЗЖ) из различных зон Чувашии. Оценку минерального обмена провели по исследованию концентрации в крови и моче Cd, Co, К, Na, P, OCl, Cu, Mo, Zn, Si, Se, Mn, Ca, Mg, Pb, As, Li, J, F и нагрузке лактатом кальция по методике А. И. Бокиной с соавт. (1972; 1976 гг.).

Бактериологические исследования фекалий проводили в соответствии с рекомендациями Московского НИИ эпидемиологии и микробиологии МЗСР РФ по методикам И. Н. Блохиной (1979) и И. Н. Лизько (1975).

Состояние липидного обмена оценивали по результатам исследований общего холестерина (ОХС), липопротеидов низкой плотности (ХС ЛПНП), липопротеидов очень низкой плотности (ХС ЛПОНП), липопротеидов высокой плотности (ХС ЛПВП), триглицеридов (ТГ) и индекса атерогенности (ИА) по стандартной методике Центра профилактической медицины РАМН в лаборатории Республиканского кардиологического диспансера МЗ и СР Чувашской Республики. Метод определения ОХС по Либерману-Бурхарду в модификации Абеля Кенделя; ТГ - унифицированным методом в реакции с ацетилацетоном после экстракции их смесью гептан-изопропанол; ХСЛПВП - метод осаждения ХС ЛПНП и ХС ЛПОНП гепарином в присутствии солей марганца (Г.Р.Томпсон, 1997); ХСЛПНП, ХСЛПОНП, ИА по методике А. Н. Климова (1989).

Для изучения иммунного статуса были отобраны по 20 человек в возрасте 30-45 лет из четырех эколого-биогеохимических зон Чувашии. Объектом исследования служила периферическая кровь (ПК). Проводили иммунофенотипирование мононуклеарных клеток (МНК) методом непрямой иммунофлюоресценции с использованием моноклональных антител (МКАТ) CD3, CD4, CD8, CD16, CD20, CD25, CD71, HLA-DR, CD95 (Сорбент, Москва), определение концентраций сывороточных Ig M, IgG, IgА по Манчини, циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) методом осаждения полиэтиленгликолем (ПЭГ - 6000), изучение фагоцитарной активности нейтрофилов в латекс-тесте и метаболической активности нейтрофилов в тесте восстановления нитросинего тетразоля (НСТ-тест) согласно стандартным методикам. Функциональную активность Т-лимфоцитов оценивали по реакции бласттрансформации лимфоцитов (РБТЛ) на фитогемагглютинине (ФГА) В. В.Меньшиков (1987). Результаты рассчитывали в индексах стимуляции (ИС) радиометрическим методом на -счетчике УTri-CarbФ (Packard, USA).

Мониторинг атеросклероза проводили по методике комплексного изучения причинно-следственных связей хронических неинфекционных заболеваний (ХНЗ), разработанной В. Л. Сусликовым (МУ № 12-21 а/193 от 12.06.1980 г). на выделенных группах обследованных двух контрастных по показателям смертности от острого инфаркта миокарда (ОИМ) территориях. Эталонная группа из зоны эколого-биогеохимического оптимума (коэффициент смертности менее 100,0 на 100 тыс. населения) и сравниваемая группа из зоны бедствия (коэффициент смертности более 400,0 на 100 тыс. населения).

Изучение показателей рождаемости и смертности проводили в соответствии с материалами эколого-биогеохимического зонирования. Были выбраны два сельских населенных пункта: эталонный - в зоне экологобиогеохимического оптимума (с. Турмыши Янтиковского района с высокими коэффициентами рождаемости 12,5-10,9 Й); сравниваемый - в зоне экологобиогеохимического бедствия (с. Кудеиха Порецкого района - со сверхнизкими коэффициентами рождаемости (5,68-7,38Й)). Из выборочной совокупности лкопия-пара были обследованы 24 практически здоровых женщины в возрасте 30-39 лет по 12 из каждого населенного пункта. Забор проб крови из локтевой вены по 10 мл, волос и ногтей осуществляли с письменного согласия обследованных. В пробах сыворотки крови и волос микроэлементы определяли атомноабсорбционным и ионоселективным методами. Йод и фтор - на флюориметре Эксперт - 001 по методике Р. С. Матвеева с соавт. (2002). Уровни гормонов - тестостерона, лептина, пролактина, лютеинстимулирующего гормона (ЛГ) и фолликулинстимулирущего гормона (ФСГ) на базе специализированной лаборатории Гормон-хелп с использованием стандартных тест-систем.

Для доказательства влияния различных соотношений микроэлементов на формирование микробиологического, микроэлементного статусов, репродуктивной функции и липидного обмена проведены исследования в условиях экспериментального моделирования на лабораторных крысах. Для хронических экспериментальных исследований (13 мес.) использовали нелинейных крыс самцов с начальной массой 145,0 13,0 г. Животных содержали на кормах и питьевой воде из двух населенных пунктов: контрольного - с. Турмыши Янтиковского района (зона оптимума) и опытного - с. Кудеиха Порецкого района (зона бедствия) Массовые концентрации микроэлементов в кормах и воде исследовали в ПНИЛ по описанным выше методическим указаниям.

В ходе эксперимента проводили динамическое наблюдение за измерением артериального давления у крыс обеих групп прямым методом (С. А. Георгиева, Н. В. Беликина, 1981), приняв за эталонное значение, согласно литературным данным, кровяное давление регистрируемое на бедренной артерии у большинства крыс 100-130 мм рт. ст. (И. П. Западнюк с соавт., 1974).

Забор суточного количества мочи для последующего определения микроэлементов проводили по методу С. А. Георгиевой и Н. В. Беликиной (1981).

Кровь (10 мл) для определения микроэлементов и показателей липидного обмена забирали из хвостовой вены. Показатели липидного обмена оценивали по стандартной методике Центра профилактической медицины РАМН (г. Москва).

В ходе эксперимента проводились ежеквартальные исследования микробиоценоза разных отделов толстого кишечника по разработанной нами методике (Удостоверение на рацпредложение № 1110 от 28 июня 2007г. Методика забора проб полостной и пристеночной микрофлоры кишечника крыс для микробиологических исследований), а также в соответствии с утвержденными рекомендациями Московского НИИ эпидемиологии и микробиологии им. И. Н. Габричевского МЗ и СР РФ. Для оценки микробиологических показателей толстого кишечника использовали критерии четырех степеней дисбактериоза по И. Н.

Блохиной (1979). Суммарную величину нормы логарифма КОЕ/г испражнений рассчитывали с использованием данных И. Н. Лизько и соавт. (1975): бифидумбактерии - 8,5 lg KOE/г; лактобактерии - 6,9 lg KOE/г; бактериоиды - 8,7 lg KOE/г. Материал помещали в стерильный флакон и проводили разведение (1:10) фосфатным буферным раствором. Определение количества бактерий, относящихся к группе кишечной палочки в 1г фекалий, проводили путем посева на среду Эндо и кровяной агар по методу Голда в модификации Ю.М. Фельдмана. Для выделения стафилококков материал засевали на желточно-солевой агар, бифидобактерий - на среду Блаурокка, лактобактерий - на стерильное молоко, условно-патогенных грибов - на среду Сабуро, других факультативноанаэробных микроорганизмов - на шоколадный агар.

Микроэлементы в тканях различных отделов толстого кишечника определяли по разработанной нами методике: удостоверение на рацпредложение № 1109 от 28 июня 2007 г. Способ забора проб и пробоподготовка отделов кишечника крыс для исследования микроэлементов в условиях ПНИЛ.

Изучение влияния микроэлементов на репродуктивную функцию в условиях экспериментального моделирования осуществлено в соответствии с методическими указаниями № 2926-83 Изучение эмбриотоксического действия химических веществ при обосновании их ПДК в воде водных объектов НИИ гигиены им. Ф Ф Эрисмана (1983) в нашей модификации. В частности: 1) исключили необходимость дозирования затравки во времени и по концентрациям, поскольку вместо химических веществ использовали воду и корма из районов, контрастных по коэффициенту рождаемости, с природными концентрациями микроэлементов; 2) вместо использования беременных животных, взяли половозрелых самок и самцов массой 180-240 г; 3) животные получали воднокормовые рационы из двух сравниваемых зон до спаривания; 4) продолжительность опытов соответствовала 6 поколениям рождённых животных в стандартных условиях вивария под постоянным наблюдением ветеринарного врача;

5) использовали крыс линии Вистар.

В ходе настоящей работы, используя результаты экспериментов, был осуществлен сравнительный анализ показателей рождаемости, смертности, уровней содержания ОХС, ХС ЛПВП, ТГ, ХС ЛПНП, ХС, ЛПОНП, ИА, минерального обмена и микробиоценоза кишечника обследуемого населения и экспериментальных животных.

В основе определения экологически благополучной зоны (зоны оптимума) использовали разработанный нами способ группировки территориальных обра зований по величинам показателей заболеваемости, смертности и инвалидизации населения (В. Л. Сусликов с соавт. 2003).

Статистический анализ проведен в среде табличного процесса Excell из пакета прикладных программ MS Office 2003 и с помощью пакета прикладных статистических программ Statistica 6,0.

Результаты исследований и их обсуждение В соответствии с целями и задачами исследования проведено экологобиогеохимическое зонирование территории Чувашии, при котором уточнены географические границы зоны оптимума. Для этого, были использованы критерии эколого-биогеохимической оценки территории Чувашской Республики, которые разработаны В. Л. Сусликовым (2001).

К настоящему времени на территории республики границами зоны экологобиогеохимического оптимума являются: южная и юго-восточная части Вурнарского, южная часть Канашского и Янтиковского, северо-восточная часть Ибресинского, северо-западная часть Батыревского и западная часть Комсомольского районов. Ретроспективный и проспективный анализ статистических данных, отражающий уровень здоровья населения на данной территории, позволил выявить наиболее благоприятные показатели: высокий удельный вес (44,5%) детей школьного возраста (10 - 12 лет) первой группы здоровья, низкие показатели общей заболеваемости, смертности и инвалидизация населения, большое количество долгожителей - 18,6Й. В структуре причин смертности населения этой зоны зарегистрированы самые низкие показатели смертности по классам болезней системы кровообращения (52%), новообразований (8,3%). Таким образом, данную территорию можно признать как экологически благоприятную.

Эколого-физиологическое обоснование оптимальных физиологических концентраций и соотношения макро- и микроэлементов проведено при сравнительном изучении и последующем анализе состояния здоровья жителей из двух контрастных зон по исследованиям демографических, иммунологических, микробиологических показателей, оценки водно-пищевых рационов, липидного и минерального обменов.

Ретроспективный анализ показателей рождаемости и смертности населения Чувашской Республики за последние 43 года (1965-2008 г.г.) привлек внимание явлением территориальной неравномерности демографических процессов. При проведении группировки районов по средним многолетним коэффициентам рождаемости и смертности выявлено, что коэффициенты рождаемости, выше средне-республиканских значений (12,51-10,9 Й,) относится к зоне оптимума и сверхнизкой рождаемости к зоне бедствия. Напротив, коэффициент смертности выше средне-республиканских значений (21,3- 27,5Й) относится к зоне бедствия.

Для изучения влияния эколого-биогеохимических особенностей сравниваемых субрегионов на репродуктивную функцию определены уровни макро- и микроэлементов в сыворотке крови и волосах практически здоровых женщин двух контрастных по рождаемости и смертности зон с. Кудеиха Порецкого рай она (зона бедствия) и с. Турмыши Янтиковского района (зона оптимума) (табл. 2, 3).

Таблица Массовые концентрации микроэлементов в сыворотке крови практически здоровых женщин сравниваемых эколого-биогеохимических зон Микроэлементы Зона оптимума Зона бедствия Достоверность различий, Р Кадмий, мкг/г 0,490,04 0,3430,02 NS Кобальт, мг/кг 0,020,001 0,0260,0005 NS Медь, мг/кг 0,6860,025 0,6750,02 NS Молибден, мг/кг 0,0090,0003 0,0070,00028 NS Цинк, мг/кг 1,0340,051 1,1180,09 NS Кремний,*мг/кг 1,3070,035 1,9020,09 <0,Селен, мг/кг 0,110,027 0,1130,0023 NS Марганец, мг/кг 0,0040,0002 0,0040,00042 NS Кальций, мг/кг 93,8552,179 106,2664,23 NS Магний,*мг/кг 13,4620,227 10,0540,23 <0,Свинец, мг/кг 0,0150,001 0,0070,00028 NS Хром,*мг/кг 0,0060,0005 0,0170,0012 <0,Мышьяк, мг/кг 0,0350,0008 0,0310,001 NS Литий, мг/кг 0,0090,0004 0,0080,0008 NS Йод 4,610,229 2,50,32 NS Фтор 3,080,1207 2,00,12 NS Как показано в табл. 2 в сыворотке крови обследованных из зоны ЭБбедствия достоверно повышено содержание Si в 1,5 раза (Р<0,01), Cr в 2,8 раза (Р<0,05) и снижено Mg в 1,3 раза (Р<0,01).

Концентрации микроэлементов в волосах обследованных групп практически здоровых женщин также отличаются (табл. 3).

Таблица 3.

Массовые концентрации микроэлементов в волосах практически здоровых женщин сравниваемых эколого-биогеохимических зон Микроэлементы Зона оптимума Зона бедствия Достоверность различий, Р Кадмий мкг/г* 0,0520,004 0,0180,001 <0,Кобальт, мг/кг 0,220,009 0,2540,01 NS Медь, мг/кг 8,6510,26 7,1770,24 NS Молибден,*мг/кг 0,0980,003 0,1360,004 <0,Цинк, мг/кг 91,4747,549 85,7958,23 NS Кремний, мг/кг 19711,91 204,53815,16 NS Селен, мг/кг 0,5810,02 0,4870,02 NS Марганец, мг/кг 0,4110,04 0,1090,001 NS Кальций, мг/кг 1,9070,118 1,310,05 NS Магний,*мг/кг 113,1473,44 79,042,8 <0,Свинец,*мг/кг 1,0940,082 0,2710,02 <0,Хром, мг/кг 0,5570,041 0,7020,05 NS Мышьяк, мг/кг 0,1350,006 0,1450,013 NS Литий, мг/кг 0,1690,007 0,150,008 NS Как показано в табл. 3, в волосах женщин из зоны бедствия достоверно (Р<0,01) снижены концентрации Cd в 2,8 раза, Mg в 1,5 раза, Pb в 4 раза и повышены Mo в 1,4 раза.

При определении уровней гормонов у обследованных из зоны бедствия выявлено повышение уровней тестостерона в 1,6 раза (3,451,7 нмоль/л и 2,151,1 нмоль/л, соотв., Р<0,05), лептина в 1,9 раза (6,90,9 нг/мл и 3,660,нг/мл, соотв., Р<0,05), пролактина в 1,5 раза (129,91,6 мМЕ/л и 86,61,мМЕ/л, соотв.), лютеинстимулирующего гормона (ЛГ) на 17,5 % (10,61,МЕд/л и 8,751,2 МЕд/л, соотв.) и снижение на 9 % содержание фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) (12,51,8 МЕд/л и 13,61,9 МЕд/л, соотв.) по сравнению с обследованными из зоны оптимума.

Исследование корреляционной связи показало, что между содержанием Si и тестостерона в сыворотке крови обнаруживается сильная прямая корреляционная связь (r = + 0,84; Р<0,05), а между Si и пролактином, Si и ЛГ сильная обратная корреляционная связь (r = - 0,82; r = - 0,81 соотв.; Р<0,05). Отмечено также наличие сильной обратной связи между уровнем Cr и лептином (r = - 0,92; Р <0,05) и Mg и лептином (r = - 0,9; Р<0,05), а Mg с ФСГ показал сильную прямую связь (r = + 0,92; Р<0,05).

В волосах сильная обратная связь выявлена также между Mg, лептином и ФСГ (r = - 0,8 и r = - 0,7; Р<0,05); Cd с ЛГ и пролактином (r = - 0,87; r = - 0,соотв.; Р<0,05), а Mo с ФСГ (r = - 0,73).

Тяжелые металлы, которым отводится ведущая роль во влиянии на репродуктивную функцию, в нашем исследовании показали слабую корреляционную связь с половыми гормонами.

Полученные результаты свидетельствуют о влиянии комплекса микроэлементов на уровни половых гормонов, а не отдельных элементов, как считалось ранее.

Для определения участия микроэлементного состава водно-пищевых рационов в формировании репродуктивной функции, проведен специальный эксперимент на лабораторных крысах линии Вистар. Животных содержали на водно-кормовых рационах двух отличающихся по показателям рождаемости и смертности зон. Сравнительные данные состава питьевых вод приведены в табл. 4.

Как видно в табл. 4, в питьевой воде из зоны бедствия достоверно выше содержание сульфатов (Р<0,05), хлоридов (Р<0,05), а также выявлены достоверные различия по общей жесткости (Р<0,001). Содержание Cd превышает показатели воды из зоны оптимума в 1,5 раза (Р<0,05), Cu в 4,5 раза (Р<0,01). Различия наблюдаются и по содержанию F, Ca (Р<0,05). Количественное содержание Si, по сравнению с зоной оптимума выше в 4,4 раза, что не соответствует гигиеническим нормативам (СанПиН 2.1.4.1074-01). В воде из зоны бедствия в 4 раза ниже содержание Mg (Р<0,001) и отмечается неблагоприятное (аномальное) соотношение микроэлементов с йодом, при оптимальных в зоне оптимума.

Таблица Сравнительные данные химического состава питьевых вод сравниваемых населенных пунктов.

Показатели, Достоверность мг/л Зона оптимума Зона бедствия различий, P Общ. жесткость, мгэкв./л 5,660,003 3,900,007 <0,0хлориды 24,237,73 80,975,03 <0,сульфаты 25,534,90 103,018,52 <0,I 0,0070,0003 0,0060,0002 >0,Zn 0,0330,0185 0,0210,0033 >0,Cd 0,020,001 0,030,005 <0,Co 0,000270,000085 0,000260,000069 >0,Mo 0,0010,0003 0,0030,0003 >0,Cu 0,0040,0003 0,0180,002 <0,F 0,690,030 0,930,068 <0,Si 3,330,65 14,50,37 <0,Mg 27,810,68 7,20,07 <0,0Ca 71,560,31 74,600,81 <0,As 0,0010,0002 0,0010,0002 >0, Как показано на рис.1, в ходе эксперимента в четвертом поколении крыс опытной группы произошло выраженное снижение (37,2%) рождаемости, тогда как в контрольной группе она оставалась высокой и составляла 62,8%. К V и VI поколению в контрольной группе наблюдалось дальнейшее увеличение рождаемости при хорошей жизнеспособности животных, которое составило 70,% к VI поколению. В опытной группе, напротив, отмечалось выраженное снижение этих показателей (V поколение - 37,2 %, VI поколение - 29,3 %) при слабой жизнеспособности потомства. Так в VI поколении опытной группы животных жизнеспособными осталось лишь 21,9 % от 29,3 % рожденных (рис.1).

А Б А Б А Б А Б А Б А Б I II III IV V VI всего рожденных поколения крыс жизнеспособных Рис. 1. Коэффициенты рождаемости крыс в шести поколениях животных в контрольных (А) и опытных (Б) группах, % (I поколение 12.07-04.08; II поколение 03.08-07.08; III поколение 09.08-12.08;

IV поколение 02.09-05.09; V поколение 06.09-09.09; VI поколение 11.09-03.10).

% Таким образом, нам удалось выявить обусловленные водно-кормовым рационом различия рождаемости сравниваемых экспериментальных групп животных, которая в контрольной группе была в 2,5 раза больше, чем опытной.

Полученные результаты совпадают с коэффициентами рождаемости населения в исследуемых субрегионах Чувашии.

Влияние аномально-нерегулируемых соотношений микроэлементов водно-кормовых рационов зоны бедствия на репродуктивную функцию экспериментальных животных согласуется с данными Н. А. Агаджаняна (1994), Н.А.Матвеевой (2000), И. В. Радыш (2009), A. S. Prasada et. al. (1979) и объясняет причинно-следственную связь между многофункциональными нарушениями у женщин, постоянно проживающих в зоне бедствия, установленными ранее В.Н. Демьяновой (2001), В.А. Родионовым (2003), М.В. Красновым (1997), А.К.

Тимуковой (2001), Т.В. Зольниковой (1999) и др. Таким образом, сравнительный анализ рождаемости с оценкой репродуктивной функции является наиболее объективным критерием оптимальности, который позволяет определить концентрации микроэлементов экологически благополучной зоны, как физиологически оптимальные.

При изучении иммунного статуса практически здоровых жителей из четырех эколого-биогеохимических зон Чувашии нами выявлены существенные различия иммунологических показателей (табл. 5).

Таблица Показатели иммунного статуса практически здоровых жителей из различных экологобиогеохимических зон проживания (10-12 лет) (Мm) Эколого-биогеохимические зоны Чувашии Показатели Оптимума Риска Кризиса Бедствия (n=20) (n=20) (n=20) (n=20) Лейкоциты(n106/л) 5585,01110,0 5320,01170,0 5395,01219,0 5615,01099,Лимфоциты(n106/л) 2011,0570,0 1696,0544,0 1715,0541,0 2154,0566,CD3+ (n106/л) 1212,0310,0 946,2219,1* 955,8301,2* 1310,0315,CD4+ (n106/л) 738,0198,0 536,0177,0** 555,0201,0** 785,0222,CD8+ (n106/л) 471,0159,0 398,0102,0* 401,0121,0* 496,0150,CD4+/ CD8+ 1,580,31 1,340,22* 1,420,35* 1,890,30* CD16+ (n106/л) 310,0105,0 301,0179,5 305,0189,0 325,0130,CD20+ (n106/л) 292,0140,0 260,0117,0 265,0113,0 301,0150,CD25+ (n106/л) 141,571,0 81,046,0** 82,950,0** 143,083,CD71+ (n106/л) 110,095,0 74,045,0** 91,856,9 140,0105,0* HLA-DR+ (n106/л) 370,0113,0 256,0118,0 289,0120,0 405,0119,CD95+ (n106/л) 395,0130,0 498,0220,0* 390,0137,0 370,0145,ЦИК усл.ед. 18,18,9 21,510,1 22,611,5 36,910,9** РБТЛ,% инд.стимул. 51,31,13 40,12,5 54,51,7 59,51,8** Ig M, г/л 1,230,31 1,320,35 1,190,25 1,190,Jg G, г/л 10,51,14 12,81,98 13,62,13 14,92,28** Jg A, г/л 1,550,31 2,110,95 1,830,53 1,490,Фагоцитарный индекс (%) 60,54,3 55,255,15* 57,56,6* 68,86,2* НСТ-тест (%) 9,763,7 8,653,5 9,703,7 13,94,01** Примечание: * - р<0,05; **- р<0,01; ***- р<0,0 В табл. 5 видно, что у обследованных из зоны риска наблюдается снижение поглотительной функции нейтрофилов на 8,4 %, образование супероксидных радикалов на 17,5 %, снижено как абсолютное, так и относительное число лимфоцитов на 15,7 % по сравнению с показателями зоны оптимума. Напротив, у обследованных зоны бедствия абсолютное и относительное количество лимфоцитов повышено на 6,6 % по сравнению со сравниваемой группой из зоны оптимума. Анализ популяционного распределения лимфоцитов среди обследованных зоны риска выявил достоверное снижение количества CD4+ в 1,4 раза, CD 25 и CD 71 в 1,7 раза, HLA-DR - клеток в 1,5 раза, а экспрессия CD 95 оказалась достоверно увеличенной в 1,3 раза по сравнению с группой оптимум. В сравниваемой группе из зоны бедствия напротив, наблюдалось увеличение этих показателей: повышение концентрации IgG и ЦИК в 1,4 раза, индекса стимуляции реакции бласттрансформации лимфоцитов (РБТЛ) с митогенами ФГА и конвалином А и фагоцитарной активности нейтрофилов на 12 % по сравнению с зоной оптимума.

Выявленные закономерности естественной физиологической защиты можно расценить как реакцию адаптации на различные уровни и соотношения микроэлементов. Так, у обследованных из зоны риска, обусловленной естественным дефицитом микроэлементов и их аномально-регулируемым соотношением, определяется однонаправленное угнетение клеточного звена иммунной системы и фагоцитарной активности лейкоцитов, т.е. снижение иммунной реактивности. Иммунологические показатели жителей из зоны бедствия, отличающейся преимущественным избытком микроэлементов и их аномальнонерегулируемым соотношением, указывают на повышенную фагоцитарную активность лейкоцитов, усиление реакции бласттрансформации нейтрофилов и оценены нами как гипериммунные. Иммунологическая реактивность обследованных из зоны оптимума не отражает существенных сдвигов в показателях иммунного статуса и оценена нами как физиологическая, оптимальная. Полученные данные согласуются с исследованиями, проведенными в условиях экспериментального моделирования З. Д. Акугиновой и Г. Э. Каюкиновой (2001).

Нам впервые удалось выявить региональные особенности иммунологических показателей у обследованных, формируемые под воздействием макро- и микроэлементного состава водно-пищевых рационов. Они находятся в диапазоне физиологических норм, но значительно отличаются друг от друга, располагаясь в области экстремумов референтных интервалов, соблюдая строгую эколого-биогеохимическую зональность.

На основании вышеизложенного, иммунологические реакции жителей из зоны эколого-биогеохимического оптимума, можно оценить как физиологические и рекомендовать в качестве объективного критерия оптимальности. Концентрации и соотношения микроэлементов в водно-пищевых рационах этой зоны принять как оптимальные (физиологические).

Нами проведено ретроспективное и проспективное исследование частоты, распространенности и смертности от ишемической болезни сердца (ИБС) и острого инфаркта миокарда (ОИМ) населения Чувашии за 1996-2008 г.г. и заболеваемости артериальной гипертонией (АГ) за период 2003-2006 г.г. Оцени вая динамику показателей распротраненности ИБС за изучаемый период, необходимо отметить его нарастание по годам на 35 %. Обращает внимание неравномерность распространенности ИБС в Канашском районе (160,17 на 10000 населения), в Алатырском районе (394,26 на 10000 населения). Группировка административно-территориальных образований по уровню распространенности ИБС выявила районы, где ежегодно регистрируются высокие показатели: Алатырский, Порецкоий и Шумерлинский районы. Они превышают среднереспубликанские значения (на 20,14 на 10000 населения или 30 % соотв.). Низкая распространенность ИБС на 10 000 населения в течение многих лет регистрируется в Батыревском (158,10 18,3), Красноармейском (196,57 23,3), Шемуршинском (166,27 26,38), Янтиковском (204,0 22,6) районах.

В структуре смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (ССС) ИБС является основной причиной и составляет 48 % по Чувашской Республике.

Анализируя сведения об умерших от ИБС по районам, следует отметить, что сверхвысокие показатели смертности от ОИМ, превышающие среднереспубликанские более чем в 3 раза, на протяжении многих лет постоянно регистрируются в юго-западной части республики (Алатырский, Порецкий, Шумерлинский районы), т.е. в зоне ЭБ-бедствия. В то же время в восточной ее части выделяются районы, в которых показатели смертности в 2 раза ниже среднереспубликанских (Янтиковский, Батыревский, Комсомольский районы). Таким образом, выявлено, что распространение ОИМ по показателям смертности на территории Чувашии имеет выраженную зональность.

В Чувашской Республике также имеет место неоднородность показателей распространенности АГ: от 145,2 на 10000 населения в Янтиковском районе (зона ЭБ-оптимума) до 1012,8 на 10000 населения в Шумерлинском районе (зона ЭБ-бедствия). Что указывает на полное совпадение по зональности с распространенностью ОИМ и ИБС. По нашему мнению высокие показатели заболеваемости и смертности в зоне бедствия обусловлены повышенными концентрациями микроэлементов в питьевых водах, а также их аномальными соотношениями, связанными с геохимическими разломами земной коры.

Для эколого-физиологического анализа динамики функции ССС, нами были выбраны территории со сверхвысокими (>10,9) - зона бедствия и сверхнизкими (<5,27) - зона оптимума показателями заболеваемости и смертности от ОИМ. Результаты сравнительно-физиологических исследований функции ССС обследуемых показали, что средние величины САД у мужчин и женщин в возрастных группах 40 - 49 лет, 50 - 59 лет и 60 - 69 лет из зоны бедствия достоверно (р<0,05) более высокие (136,91,2; 141,61,3; 149,11,2 соотв.) по сравнению с данными в этих же поло-возрастных группах из зоны оптимума (117,60,7; 121,60,8; 121,60,9 соотв.). Средние величины ДАД в тех же возрастных группах оказались достоверно (р<0,05) повышенными (84,91,1;

88,60,7; 90,30,8 соотв.) только у мужчин из зоны бедствия (79,51,1; 81,11,1;

82,11,1 соотв.). Среди практически здоровых подростков 14-17 лет из зоны бедствия во втором и третьем отведениях ЭКГ выявлено достоверное (р<0,05) удлинение отрезков QRST и TP после физической нагрузки, а также более уд линенный отрезок ТР до физической нагрузки в третьем отведении, по сравнению с зоной оптимума (0,350,02 и 0,310,03 сек. р<0,05).

Полученные данные свидетельствуют о том, что у обследованных из зоны бедствия под воздействием эколого-биогеохимических факторов формируются функциональные изменения сердечно-сосудистой системы. Это дает основание считать зону бедствия, территорией поддерживающей специфические особенности адаптивных реакций организма с явными сдвигами со стороны функционального состояния ССС.

Вышеизложенные материалы сравнительных исследований послужили причиной изучения характера изменений липидного обмена у обследованных из зон оптимума и бедствия (табл. 6).

Таблица Уровни содержания липидов и индекс атерогенности в сыворотке крови обследуемых из сравниваемых эколого-биогеохимических зон Чувашской Республики Показатели Зона Зона липидного обмена бедствия оптимума ммоль/л (240) (212) ОХС 5,710,09** 3,130,ХС ЛПВП 1,220,02** 1,750,ХС ЛПОНП 0,310,03** 0,210,ХС ЛПНП 2,700,07** 2.310,ТГ 1,410,07** 1,350,ИА (ед.) 2,800,05** 1,610,(Примечание: Достоверность разницы Р *< 0,05; Р **< 0,01; Р ***< 0,001) Как видно в табл. 6 при анализе показателей липидного обмена у обследованных из зоны бедствия выявлено повышение общего холестерина (ОХС) на 45,2%, липопротеидов очень низкой плотности (ХС ЛПОНП) на 61,3 %, липопротеидов низкой плотности (ХС ЛПНП) на 14,5 %, индекса атерогенности (ИА) на 42,5 %, триглицеридов (ТГ) на 4,3 %, и снижение липопротеидов высокой плотности (ХС ЛПВП) на 30,3 % по сравнению с зоной оптимума.

Определенная разница наблюдалась и при определении микроэлементов в сыворотке крови. Сравнительный анализ содержания микроэлементов выявил достоверное снижение Cu на 12 % и повышение Si на 49,9 %, F на 70,4 %, J на 53,3 %, Zn на 58,2 %, Mo на 26,6 %, As на 66,6 % и Cd на 33,3 % у обследованных из зоны бедствия по сравнению с зоной оптимума.

Представленные материалы свидетельствуют о том, что аномальнонерегулируемые уровни и соотношения микроэлементов в биогеохимической пищевой цепи способствуют развитию сердечно-сосудистой патологии у населения.

Данное предположение нашло свое подтверждение в условиях экспериментального моделирования на лабораторных крысах. В связи с различными ЭБ- условиями двух регионов использованные вода и корма существенно отличались как по количественному содержанию микроэлементов, так и по качественному их соотношению. Так в воде зоны бедствия отмечается избыток Si в 3,5 раза, Cu в 5,0 раз, F в 1,4 раза, Мо в 3 раза, Cd в 1,5 раза, SO4 в 4 раза, OCl в 3,3 раза и недостаток Mg в 3,5 раза, Zn в 1,6 раза, а также неблагоприятное (аномальное) соотношение c йодом по сравнению с зоной оптимума.

При содержании опытной группы животных на водно-кормовом рационе зоны бедствия, произошли изменения содержания микроэлементов в моче: увеличение концентрации J, F, Ca, Mg, Zn в 2-2,5 раза, снижение Cu в 4 раза, Co, Se, Cd и Cr в 2 раза, Si на 35%. В сыворотке крови опытной группы по сравнению с контрольной увеличилось содержание J в 2,7 раза (Р<0,05), F в 1,5 раза (Р<0,05), As в 1,8 раза (Р<0,001) и снизилось Cr в 6,6 раза (Р<0,001) (табл. 7).

Таблица Среднее содержание микроэлементов в сыворотке крови экспериментальных групп животных Контрольная группа Опытная группа Достоверность разМикроэлементы Мm, мг/л Мm, мг/л личий, P йод (I) 3,130,18 8,71,84 <0,кобальт (Co) 0,0120,002 0,0150,004 - медь (Cu) 1,490,37 1,660,49 - молибден (Mo) 0,0440,014 0,0440,014 - цинк (Zn) 1,340,54 1,740,41 - марганец (Mn) 0,012 <0,001 - кальций (Ca) 141,01 142,26 - свинец (Pb) 0,028 0,033 - магний (Mg) 24,39 19,47 - мышьяк (As) 0,0240,0007 0,0440,0003 <0,0кремний (Si) 0,890,29 0,990,34 - кадмий (Cd) 0,0020,0008 0,0020,0008 - фтор (F) 1,980,06 2,980,31 <0,хром (Cr) 0,245 0,037 <0,0Примечание: здесь знак л- - отсутствие достоверности различий Сдвиги микроэлементного гомеостаза сочетались с ростом кровяного давления у животных в опытной группе, которое превысило к концу эксперимента фоновые и контрольные значения на 12 мм.рт.ст (рис.2) 111контроль опыт I II III IV Рис. 2. Динамика изменения показателей кровяного давления опытной и контрольной групп экспериментальных животных в I-IV кварталах года АД, мм.

рт.

ст.

Приведенные на рис. 2 данные свидетельствуют о разнонаправленном действии водно-кормовых рационов на динамику изменений кровяного давления у крыс, а аномальные их соотношения имеют выраженный гипертензивный эффект.

Проанализировав влияние микроэлементного состава питьевых вод и кормов на изменение в липидном обмене экспериментальной группы животных, было установлено, что в их организме произошло увеличение ОХС на 0,ммоль/л (Р<0,05), содержание ХС ЛПНП увеличилось в 4 раза (Р<0,01). Наблюдалась тенденция к снижению ХС ЛПВП, а ИА увеличился на 48% (Р<0,001) (рис.3).

контроль опыт 1,1,1,1,0,0,0,0,ОХС ХС ЛПВП ТГ ХС ЛПНП ХС ЛПОНП ИА ммоль/л Рис. 3. Уровни общего холестерина, липопротеидов, триглицеридов и индекса атерогенности в крови экспериментальных животных (крыс) Представленные результаты экспериментальных исследований объективно доказывают пусковую причинную роль эколого-биогеохимических особенностей в развитии нарушений, приводящих к формированию патологии сердечнососудистой системы через адаптационные сдвиги липидного обмена и микроэлементного гомеостаза и отражены в патенте № 2359338 Способ моделирования артериальной гипертензии (2009). Совокупные данные об экологофизиологических особенностях липидного обмена и реакции сердечнососудистой системы на различные уровни и соотношения микроэлементов дают основание для физиологического обоснования концентрации макро- и микроэлементов в водно-пищевых рационах зоны оптимума как физиологически оптимального и объективного критерия.

При эколого-физиологическом анализе особенностей минерального обмена у обследованных из зоны бедствия было выявлено повышение средних уровней содержания Ca, K в 1,6 раза, P в 1,7 раз, J и Mo в 1,3 раза, Zn в 2,4 раза, Si в раза, F в 3,4 раза, As в 3 раза, Cd в 1,5 раза, а уровни Co и Cu снижены на 5 и 12 % соответственно по сравнению с зоной оптимума (табл. 8).

Как показано в табл. 8, концентрации микроэлементов в крови ПЗЖ зоны ЭБ-бедствия значительно превышают показатели жителей зоны ЭБ-оптимума.

Причем, следует заметить, что содержания K превышали физиологические нормы у 88,64 %, Ca у 70,05 %, а P у 57,2 % обследованных.

Отмеченные нами существенные различия в уровнях содержания макро- и микроэлементов в сыворотке крови у практически здоровых жителей сравниваемых зон свидетельствуют об участии среды обитания в формировании специфического микроэлементного гомеостаза. Если у практически здоровых жителей из зоны оптимума его можно оценить как физиологически нормальный, или оптимальный, то гомеостаз обследованных из зоны бедствия является выражено патологическим, требующим медицинской коррекции на начальных фазах развития патологического процесса. Данное заключение обосновано проведенными исследованиями фосфорно-кальциевого обмена на фоне функциональной нагрузочной пробы лактатом кальция, которые позволили выявить значительные нарушения у обследованных из зоны бедствия.

Таблица Массовые концентрации микроэлементов в крови практически здоровых жителей из сравниваемых эколого-биогеохимических зон Макро- и микроэле- Зона Зона Достоверность менты бедствия оптимума Различий, (n) M m (n) M m Р Калий, ммоль/л (62) 4,94 0,9 (90) 3,11 0,4 < 0,Натрий, ммоль/л (75) 142,5 2,7 (90) 137,1 1,8 > 0,Кальций, ммоль/л (165) 3,42 0,3 (150) 2,13 0,1 < 0,Фосфор, ммоль/л (202) 1,29 0,07 (140) 0,75 0,09 < 0,Хлориды,ммоль/л (75) 183,4 2,1 (65) 179,9 2,5 > 0,Йод мг/л (10) 0,045 0,007 (10) 0,036 0,008 < 0,Кобальт мг/л (10) 0,019 0,001 (10) 0,020 0,002 > 0,Молибден мг/л (10) 0,045 0,001 (10) 0,033 0,005 < 0,Цинк мг/л (10) 1,580 0,310 (10) 0,660 0,070 < 0,Медь мг/л (10) 0,950 0,055 (10) 1,080 0,080 < 0,Кремний мг/л (10) 0,895 0,091 (10) 0,450 0,120 < 0,Фтор мг/л (10) 2,530 0,035 (10) 0,750 0,190 < 0,Мышьяк мг/л (10) 0,125 0,020 (10) 0,040 0,010 < 0,Кадмий мг/л (10) 0,045 0,001 (10) 0,030 0,010 > 0, Таким образом, эколого-физиологические особенности минерального обмена у практически здоровых жителей зоны оптимума следует считать объективным критерием для физиологического обоснования оптимальных уровней и соотношений микроэлементов в питьевой воде и пищевых рационах.

При сравнительном изучении аутомикрофлоры кишечника у практически здоровых жителей выявлено, что самый высокий удельный вес (85 %) обследованных с нормальными показателями видового состава регистрируются в пределах зоны оптимума. В зоне бедствия у 80 % обнаруживался дисбактериоз третьей и четвертой степени с выраженным присутствием условно-патогенной и гемолитической стафилококковой микрофлоры на фоне увеличения количества кишечной палочки со сниженной ферментативной активностью (В. Л.

Сусликов, Н. В. Толмачева, 2009).

Для изучения влияния аномально-нерегулируемых уровней и соотношений микроэлементов зоны бедствия на формирование микробиоциноза кишечника, были проведены 2 серии опытов на лабораторных животных (нелинейные кры сы). Режим кормления и водоснабжения полностью моделировал естественные условия сравниваемых зон. Материалы первой серии экспериментов показали, что у опытной группы животных через 5 и 9 месяцев произошли глубокие изменения в качественном и количественном составах аутомикрофлоры толстого кишечника, заключающиеся в достоверном снижении количества E. Coli с нормальной ферментативной активностью (1,3102 и 1,1102 КОЕ/г соотв.;

Р<0,05), достоверном увеличении Proteus mirabilis, Staphilococcus epidermalis (102 КОЕ/г; Р<0,01) (рис. 4).

Рис. 4. Содержание E. Coli с нормальной ферментативной активностью в разных отделах толстого кишечника экспериментальных животных (полостная и пристеночная микрофлора), КОЕ/г Здесь и далее: условные обозначения: I - контроль (103 КОЕ/г); II - опыт(102 КОЕ/г);

А - пристеночная микрофлора; В - полостная микрофлора; 1 - слепой отдел; 2 - восходящий отдел; 3 - поперечный отдел; 4 - нисходящий отдел; 5- сигмовидный отдел; 6 - прямой отдел.

На рис. 4 видно, что у опытной группы животных произошло снижение E. Coli с нормальной ферментативной активностью как в полостной так и пристеночной аутомикрофлоре.

Вторая серия эксперимента показала отсутствие в полостной и пристеночной микрофлоре опытной группы животных лактобактерий, снижение бифидобактерий (107 КОЕ/г; Р<0,01) и E. Coli (102 КОЕ/г; Р<0,01) с нормальной ферментативной активностью в пристеночной микрофлоре толстого кишечника. В поперечном отделе толстого кишечника обнаружилось присутствие патогенных микроорганизмов в виде гемолитических стафилококков (рис.5).

На рис. 5 показано содержание бифидобактерий в кишечнике опытной и контрольной групп экспериментальных животных. Согласно приведенным данным, наименьшее их количество наблюдалось в пристеночной флоре нисходящего отдела толстого кишечника опытной группы животных, а в сигмовидном и прямом отделах они не были обнаружены. В аутомикрофлоре контрольной группы изменений в содержании бифидобактерий не происходило.

Рис. 5. Содержание бифидобактерий в разных отделах толстого кишечника экспериментальных животных (полостная и пристеночная микрофлора), КОЕ/г Условные обозначения: I - контроль (109 КОЕ/г); II - опыт(107 КОЕ/г);

Исследование показало практически полное отсутствие лактобактерий в пристеночной микрофлоре во всех отделах толстого кишечника опытной группы крыс (рис.6).

Рис. 6. Содержание лактобактерий в толстом кишечнике экспериментальных животных (полостная и пристеночная микрофлора), КОЕ/г Условные обозначения: I - контроль (107 КОЕ/г); II - опыт(102 КОЕ/г);

Как видно на рис. 6, полостная аутомикрофлора, содержащая лактобактерии в небольшом количестве выявлена лишь в слепом, поперечном и нисходящем отделах кишечника опытной группы животных. Во всех отделах толстого кишечника контрольной группы животных полостная и пристеночная микрофлора, содержащая лактобактерии, обнаруживалась постоянно и в достаточном количестве (КОЕ107) с незначительным снижением полостной флоры в сигмовидном отделе и мукоидной флоры - в восходящем, прямом и сигмовидном отделах. Как показали наши исследования, изменения в видовом составе аутомикрофлоры кишечника опытной группы животных происходят под воздействием водно-кормовых рационов из зоны бедствия.

Таким образом, в результате проведенного исследования нормальные, физиологичные показатели микробиоценоза кишечника выявлены у практически здоровых жителей и лабораторных животных, которые употребляли питьевую воду и пищевые продукты из зоны оптимума.

Мониторинг питания населения за период 1980-2005 гг., из различных по показателям смертности от ИБС эколого-биогеохимических зон Чувашии, выявил незначительные изменения в содержании макронутриентов, тогда как исследование содержания микроэлементов в пищевых рационах двух сравниваемых зон: оптимума и бедствия показало наличие достоверной разницы. Так, в водно-пищевых рационах зоны бедствия увеличены концентраций Mg, Mo в 1,3 раза, F, Zn, Cr, Mn в 1,4 раза, Fe в 2,4 раза, Cd в 4,3 раза, Si в 5,6 раза, As в 9,4 раза по сравнению с зоной оптимума (табл. 9).

Таблица Уровни макро- и микроэлементов в сыворотке крови сравниваемых групп населения в связи с показателями смертности по ИБС При стандартизованных показателях смертности по ИБС на 10 тыс. населения Макро- и Зона бедствия Зона оптимума микроэлементы 315,511,6 51,34,7 P (n) Mm (n) Mm Натрий, ммоль/л (20) 199,32,0 (20) 154,01,5 < 0,Калий, ммоль/л (20) 0,651,2 (20) 1,281,8 < 0,Кальций, ммоль/л (20) 3,20,4 (20) 2,80,8 < 0,Фосфор, ммоль/л (20) 1,10,1 (20) 1,60,2 < 0,Хлориды, ммоль/л (20) 134,63,1 (20) 129,91,6 < 0,Йод, мг/л (17) 0,0550,001 (15) 0,0550,001 > 0,Фтор, мг/л (17) 0,560,05 (15) 0,190,07 < 0,Мышьяк, мг/л (17) 0,0190,0001 (15) 0,0090,0001 < 0,Цинк, мг/л (17) 1,160,3 (15) 1,230,5 < 0,Медь, мг/л (17) 0,540,09 (15) 1,510,09 < 0,Кремний, мг/л (17) 1,150,9 (15) 0,550,09 < 0,Молибден, мг/л (17) 0,00260,0001 (15) 0,00410,001 < 0,Из представленной табл. 9 видно, что в сыворотке крови обследованных из экологически неблагоприятной зоны повышены концентрации таких микроэлементов, как: Na в 1,3 раза, Ca в 1,2 раза, F в 3 раза, As и Si в 2 раза, в то время как уровни K и Mo снижены по сравнению с зоной оптимума в 1,6-2 раза со ответственно. Выявленные достоверные различия содержания микроэлементов в водно-пищевых рационах и сыворотке крови обследуемых из сравниваемых зон свидетельствуют о влиянии эколого-биогеохимических условий на формирование элементного статуса практически здоровых жителей. Если принять во внимание, что зона бедствия является территорией с высокими показателями смертности от ИБС, то содержание и соотношение микроэлементов этой зоны можно отнести к основным факторам процесса атерогенеза. Особого внимания в качестве внутренних потенциальных инициаторов ИБС заслуживают Na, K, Ca, P, хлориды, F, As, Cu, Si, и Mo, уровни содержания которых, в сыворотке крови сравниваемых групп населения также имели достоверную разницу.

Результаты проведенных эколого-физиологических исследований способствовали более глубокому пониманию влияния аномально-нерегулируемых уровней и соотношений макро- и микроэлементов в водно-пищевых рационах экологически неблагополучной зоны на изменение адаптационноприспособительных механизмов в организме обследованных коренных практически здоровых жителей, которые приводят к развитию нарушений репродуктивной функции, предпатологическим сдвигам в иммунной системе, минеральном, липидном обменах и аутомикрофлоре кишечника.

На основании проведенных исследований установлено, что наиболее объективным критерием для оценки оптимальной обеспеченности организма человека микроэлементами являются результаты комплексного экологофизиологического исследования, которые позволяют выделить зону оптимума, с физиологически оптимальными соотношениями макро- и микроэлементов в крови и водно-пищевых рационах.

При использовании такого методологически обоснованного принципа оценки обеспеченности организма человека микроэлементами нами установлены оптимальные уровни и соотношения макро- и микроэлементов в суточных водно-пищевых рационах, которые рекомендованы к использованию в качестве региональных норм на территории Чувашской Республики (табл. 10).

Таблица Рекомендуемые оптимальные уровни и соотношения макро- и микроэлементов в воднопищевых рационах населения.

Макро- и микроэлементы Средний уровень Соотношение Мm с йодом Йод, мкг/сутки 149,58,6 Кобальт, мкг/сутки 70,56,3 0,Молибден, мг/сутки 0,120,01 0,Марганец, мг/сутки 5,30,9 30,Цинк, мг/сутки 14,31,3 70,Медь, мг/сутки 1,90,05 11,Железо, мг/сутки 13,51,1 80,Кремний, мг/сутки 10,31,3 35,Алюминий, мг/сутки 0,30,03 2,Фтор, мг/сутки 2,250,2 12,Свинец, мг/сутки 0,110,04 0,Кадмий, мг/сутки 0,910,09 0,Никель, мг/сутки 0,70,03 0, Таблица 10. Продолжение Макро- и микроэлементы Средний уровень Соотношение Мm с йодом Бериллий, мкг/сутки 0,020,001 0,0Хром, мг/сутки 0,250,08 0,Стронций, мкг/сутки 0,220,03 0,Магний, г/сутки 0,350,01 3000,Кальций, г/сутки 0,90,01 5000,Фосфор, г/сутки 1,20,09 9500,Калий, мг/сутки 4,30,1 28,Серебро, мкг/сутки 0,10,01 0, Таким образом, установленные оптимальные уровни содержания и соотношения макро- и микроэлементов зоны эколого-биогеохимического оптимума целесообразно использовать в качестве региональных нормативов содержания элементов в питьевой воде и пищевых продуктах для эффективной профилактики хронических неинфекционных заболеваний. Ориентируясь на физиологически обоснованные нормативы, становится возможным проведение комплексных корригирующих мероприятий на территории экологически неблагополучных зон, как части государственной программы по улучшению качества питьевой воды, пищевых продуктов и здоровья населения.

ВЫВОДЫ:

1. В результате комплексных исследований по эколого-физиологическому и биогеохимическому зонированию территории Чувашии уточнены ранее установленные географические границы эколого-биогеохимической зоны оптимума, которая по уровню содержания и соотношения микроэлементов в пищевой цепи обоснована как оптимальная (физиологическая).

2. По результатам анализа достоверных статистических связей с заболеваемостью и биологическими эффектами, подтвержденными в условиях экспериментального моделирования, на территории Чувашии выделены четыре эколого-биогеохимические зоны, различающиеся по уровням содержания и соотношения микроэлементов в пищевой биогеохимической цепи: 1) зона эколого-биогеохимического бедствия характеризуется аномальнонерегулируемым содержанием и соотношением микроэлементов за счет природного избытка Si, F, Ca; 2) зона эколого-биогеохимического риска с умеренным природным дефицитом J, Co, Zn, Si, F, Ca, Mg, Mo, B, Fe, K;

3) зона эколого-биогеохимического кризиса с аномально-регулируемыми концентрациями микроэлементов и умеренным дефицитом J, Co, Zn, F, Ca, Mg, Mo, B, Fe и K и относительным избытком Si; 4) зона экологобиогеохимического оптимума характеризуется физиологическими, оптимальными концентрациями и соотношениями микроэлементов.

3. В экспериментальных исследованиях с моделированием природных условий сравниваемых регионов выявлены существенные физиологические и биохимические различия. Так, при содержании крыс на водно-кормовом рационе зоны бедствия, произошло увеличение концентрации в моче J, F, Ca в 2Ц2, раза, Mg, Zn в 1,5 раза, снижение Cu в 4 раза, Co, Se, Cd, Cr в 2 раза. В сыворотке крови выявлено достоверное увеличение содержания J в 2,7 раза (Р<0,05), F в 1,5 раза (Р<0,05), As в 1,8 раза (Р<0,001) и снижение Cr в 6,раза (Р<0,001), а также повысились уровни общего холестерина на 0,ммоль/л (Р<0,05), липопротеидов низкой плотности в 4 раза (Р<0,01), индекса атерогенности на 48 % (Р<0,001) по сравнению с контрольной группой, снизились липопротеиды высокой плотности в 1,1 раза. Микробиологическое исследование микрофлоры кишечника крыс опытной группы показало резкое снижение КОЕ/г лактобактерий, кишечной палочки с нормальной ферментативной активностью и бифидобактерий и увеличение КОЕ/г гемолитических стафилококков. В контрольной группе животных в этих условиях существенных изменений не наблюдалось.

4. Комплексными исследованиями установлено, что под воздействием воднокормовых рационов, отличающихся содержанием и соотношением микроэлементов изменяется репродуктивная функция. В ходе экспериментального моделирования к шестому поколению животных произошло увеличение рождаемости на 70,7 % в контрольной группе и снижение рождаемости на 29,3 % в опытной группе животных.

5. Сравнительный анализ демографических показателей различных экологобиогеохимических зон Чувашии выявил неравномерность и экологобиогеохимическую зональность. Коэффициент смертности выше среднереспубликанских значений (21,3-27,5 Й) обнаруживается в зоне экологобиогеохимического бедствия. Данные, по коэффициенту рождаемости населения свидетельствуют о высоких показателях в условиях зоны экологобиогеохимического оптимума (12,51-10,9 Й). Проведенное в естественных условиях определение концентрации микроэлементов и уровней гормонов в сыворотке крови практически здоровых женщин выявило наличие сильных корреляционных связей, которые показывают участие макро- и микроэлементов в развитии репродуктивной функции.

6. Сравнительными физиологическими исследованиями выявлена зависимость функционального состояния организма обследованных и экологобиогеохимической территории проживания. Показано, что у 89 % жителей зоны бедствия наблюдаются выраженные сдвиги минерального обмена, проявляющиеся на фоне функциональных нагрузочных тестов. У обследованных экологически неблагоприятной зоны выявлены нарушения: 1) деятельности сердечно-сосудистой системы и липидного обмена - повышены уровни общего холестерина на 45,2 %, липопротеидов очень низкой плотности на 61,3 %, липопротеидов низкой плотности на 14,5 %, индекса атерогенности на 42,5 %, триглицеридов на 4,3 %, а уровни липопротеидов высокой плотности достоверно понижены на 30,3 %; 2) иммунного статуса - достоверно повышены концентрации Jg G на 29,53 %, ЦИК - 54,95 %, РБТЛ - 13,8 %, НСТ-тест - 29,8 %, фагоцитарного индекса на 12 %; 3) микробного статуса - дисбактериоз третьей и четвертой степени с выраженным преобладанием условно-патогенной и гемолитической стафилококковой микрофлоры на фоне увеличения количества кишечной палочки со сниженной ферментативной активностью у 80 % обследованных.

7. При изучении механизмов адаптации и оценки состояния здоровья населения в естественных и экспериментальных условиях выявлено, что под воздействием различных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в воде и пищевых рационах изменяются физиологические показатели состояния здоровья. Изменение этих показателей в сторону экстремумов референтных значений, указывает на напряжение адаптационноприспособительных механизмов, способствующих развитию патологии.

Эколого-биогеохимические условия зоны оптимума предъявляют минимальные требования к компенсаторно-приспособительным механизмам адаптации населения. На основании такого научно-обоснованного подхода установлено, что оптимальные (физиологический) концентрации макро- и микроэлементов этой зоны являются объективным критерием нормального уровня содержания и соотношения макро- и микроэлементов в воднопищевых рационах и рекомендованы в качестве региональных норм на территории Чувашской Республики.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Уровни содержания и соотношения микроэлементов в водно-пищевых рационах, принятые нами при эколого-физиологическом обосновании как оптимальные, должны явиться отправной базой для создания новых нормативов в воде и суточных пищевых рационах на территории Чувашии и других регионов РФ. Зоны различия в зависимости от содержания и соотношения макро- и микроэлементов требуют проведения целенаправленных мероприятий по коррекции элементного статуса.

2. При проведении профилактических и корригирующих мероприятий в регионах следует принять во внимание гетерогенность биосферы и как следствие, различие микроэлементного состава окружающей среды для более объективного выбора методов микроэлементной коррекции.

3. Лечебно-профилактическим учреждениям Чувашской Республики рекомендовано внедрение научно-обоснованных результатов работы в разработку мероприятий по первичной профилактике заболеваемости, смертности и инвалидизации населения.

4. Полученные результаты комплексного изучения эколого-биогеохимических особенностей территории Чувашии могут быть использованы в проектах государственных, законодательных документов для осуществления профилактических и лечебных мероприятий МЗ и СР РФ и ЧР, Роспоребнадзору РФ и ЧР.

5. Министерствам и технологам пищевой промышленности рекомендовано внедрение научно-обоснованных результатов работы в биотехнологию производства пищевых продуктов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Толмачева Н.В. К вопросу об экологическом районировании территории Чувашской Республики / В.Л. Сусликов, Ю.Г. Максимов, Н.В. Толмачева // Известия ИТА ЧР. - Чебоксары, 1997. - № 4. - С. 263-267.

2. Толмачева Н.В. О критерии оценки обеспеченности организма человека атомовитами (микроэлементами) / В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева, В.А. Родионов, В.Н. Демьянова // Микроэлементы в медицине. - 2001. - Т. 2. - Вып. 3. - С. 2-9.

3. Толмачева Н.В. Геохимическая экология сахарного диабета на территории Чувашской Республики / В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева, И.Н. Капитова // Экологофизиологические проблемы адаптации: материалы II Междунар. симпозиума. - М.:

Изд-во РУДН, 2001. - С. 156-157.

4. Толмачева Н.В. К вопросу о критериях оценки обеспеченности организма человека микроэлементами / Н.В. Толмачева // Биологически активные добавки к пищи и проблемы оптимизации питания: материалы VI Междунар. симпозиума. - Сочи, 2002.

- С. 68-69.

5. Толмачева Н.В. Эколого-биогеохимическое зонирование территорий - методологическая основа нормирования микроэлементов в питании / В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева, В.А. Козлов // 4 Российская биогеохимическая школа. - М., 2003. - С. 224229.

6. Толмачева Н.В. Атомовитозы как реакция дезадаптации населения в различных эколого-биогеохимических зонах проживания / Н.В. Толмачева // Экологофизиологические проблемы адаптации: материалы IV Междунар. симпозиума. - М.:

Изд-во РУДН, 2003. - С. 512-515.

7. Толмачева Н.В. К вопросу о роли аутомикрофлоры и микроэлементов в формировании эколого-физиологических особенностей адаптации / Н.В. Толмачева // Успехи соврем. естествознания. - 2003. - № 5. - С. 89-90.

8. Толмачева Н.В. Физиолого-гигиеническое изучение причинно-следственных связей миомы матки с эколого-биогеохимическими факторами среды обитания / В.Л.

Сусликов, Н.В. Толмачева, Т.Ю. Советникова / Среда обитания и здоровье: сб. научн.

тр. - Москва-Чебоксары, 2005. - С. 17-21.

9. Толмачева Н.В. Воспалительные заболевания женских половых органов как эколого-биогеохимическая проблема / В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева, Е.М. Смолякова // Среда обитания и здоровье: сб. научн. тр. - Москва-Чебоксары, 2005. - С. 97-101.

10. Толмачева Н.В. Влияние эколого-экономических факторов на здоровье населения Чувашии // Материалы Всеросс. научн.-практ. конф. - Чебоксары, 2006. - С. 196-197.

11. Толмачева Н.В. К физиолого-экологическому обоснованию оптимальной обеспеченности организма человека биоэлементами (атомовитами) / В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева // Вестн. Оренбургского гос. ун-та. Приложение Биоэлементология. - 2006. - № 12. - С. 260-262.

12. Толмачева Н.В. К проблеме геохимической экологии иммунной системы / В.Л.

Сусликов, Н.В. Толмачева, З.Д. Акугинова, Г.В. Воронова, М.Н. Григорьева, Е.М.

Смолякова. К проблеме геохимической экологии иммунной системы // Экологофизиологические проблемы адаптации: материалы XII Международн. симпозиума. - М.: Изд-во РУДН, 2007. - С. 427-428.

13. Толмачева Н.В. Эколого-биогеохимические детерминанты здоровья населения Чувашии / В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева // Биоэлементы: материалы II Международн. научн.-практ. конф. - М., 2007. - С. 56-62.

14. Толмачева Н. В. К проблеме геохимической экологии атеросклероза и его последствий / В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева, Т.Ю. Винокур, Р.В. Степанов, Н.Б. Ефейкина, Ж.В. Маслова // Эколого-физиологические проблемы адаптации: материалы VIII Международн. симпозиума. - М.: Изд-во РУДН, 2007. - С. 429-430.

15. Толмачева Н.В. О закономерностях адаптации населения Чувашии в различных эколого-биогеохимических зонах проживания / В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева // Эколого-физиологические проблемы адаптации: материалы VIII Международн. симпозиума. - М.: Изд-во РУДН, 2007. - С. 445-447.

16. Толмачева Н.В. Исследование риска атеросклероза в условиях экспериментального моделирования / Н.В. Толмачева, В.Л. Сусликов // Успехи соврем. естествознания.

- 2007. - № 12. - С. 61-62.

17. Толмачева Н.В. Эколого-биогеохимическое зонирование территорий - необходимый этап для нормирования оптимальных уровней и соотношений микроэлементов в крови / В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева // Здоровье и образование в XXI веке; концепция болезней цивилизации: сб. науч. тр. VIII-го Международн. конгресса. - М.: Издво РУДН, 2007. - С. 633-638.

18. Методика забора проб полостной и пристеночной микрофлоры кишечника крыс для микробиологических исследований: рационализаторское предложение / Ж.В.

Маслова, В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева. - Удостоверение № 1110 от 28.06.2007.

19. Способ забора проб и пробоподготовка отделов кишечника крыс для исследования микроэлементов: рационализаторское предложение / Ж.В. Маслова, В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева, О.И. Лихова. - Удостоверение № 1109 от 28.06.2007.

20. Толмачева Н.В. Эколого-биогеохимическое зонирование территорий - необходимый этап изучения причинно-следственных связей атеросклероза и его последствий / В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева // Фундаментальные исследования. - 2007. - № 12. - С. 127-130.

21. Толмачева Н.В. Научные основы регламентации оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в водно-пищевых рационах населения Российской Федерации / В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева // Успехи соврем. естествознания. - 2008.

- № 5. - С. 140-144.

22. Толмачева Н.В. Мониторинг питания населения Чувашии, проживающего в районах с разной степенью распространения ишемической болезни сердца / В.Л.

Сусликов, Н.В. Толмачева // Вопр. питания. - 2008. - Т. 77. - № 5. - С. 54-58.

23. Толмачева Н.В. К вопросу о геохимической экологии ишемической болезни сердца и артериальной гипертензии / В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева // Успехи соврем. естествознания. - 2009. - № 2. - С. 61-63.

24. Толмачева Н.В. Сравнительная характеристика липидного обмена у больных ИБС, ОИМ и здоровых из различных эколого-биогеохимических зон их постоянного проживания на территории Чувашской республики / Н.В. Толмачева // Успехи соврем. естествознания. - 2009. - № 2. - С. 65-67.

25. Толмачева Н.В. Сравнительная характеристика демографических процессов в связи с эколого-биогеохимическими особенностями территории Чувашской Республики / Н.В. Толмачева, Л.И. Исакова // Здоровье и образование в XXI веке: сб. науч.

тр. X-го Международн. конгресса. - М., 2009. - С. 801-805.

26. Толмачева Н.В. Особенности колонизационной резистентности микрофлоры кишечника в различных эколого-биогеохимических условиях постоянного проживания на территории Чувашской республики / Н.В. Толмачева, В.Л. Сусликов, Н.Б. Ефейкина // Мед. альманах. - Н. Новгород. - 2009. - № 2 (7). - С. 127-131.

27. Толмачева Н.В. Эколого-биогеохимическое зонирование регионов как средство научного обоснования корригирующих методов восстановительной медицины / Н.А. Агаджанян, Н.В. Толмачева, В.Л. Сусликов // Вестн. восст. мед. - 2009. - № 3 (31). - С. 4-8.

28. Толмачева Н.В. Методология причинно-следственных связей болезней системы кровообращения с социальными и эколого-биогеохимическими факторами / В.Л.

Сусликов, Н.В. Толмачева // Бюллетень Национального НИИ Общественного здоровья. - 2009. - Вып. 2. - С. 124-127.

29. Толмачева Н.В. Методология и принципы гигиенического нормирования оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и пищевых рационах. Обзор литературы / Н.В. Толмачева // Казанский медицинский журнал. - 2009. - Том ХС. - № 6. - С. 605-611.

30. Способ моделирования артериальной гипертензии: пат. 2359338 Рос. Федерация:

МПК51 G 09 B 23/28 / Ж.В. Маслова, В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева, О.И. Лихова;

заявитель и патентообладатель Чуваш. гос. ун-т. № 2008106685/14; заявл. 20.02.08;

опубл. 20.06.09, Бюл. № 17. - 11 с.

31. Толмачева Н.В. Значение баланса макро- и микроэлементов в корригирующей терапии дисбактериоза / Н.А. Агаджанян, Н.В. Толмачева // Вестн. восст.

мед. - 2010. - № 6. - С. 42-45.

32. Толмачева Н.В. Методология и принципы гигиенического нормирования оптимальных концентраций и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и пищевом рационе / Н.В. Толмачева // Вестн. Чувашского ун-та. - 2010. - № 3. - С. 154-161.

33. Толмачева Н.В. Физиологическое обоснование причинно-следственных связей артериальной гипертонии с эколого-биогеохимическими факторами / Н.А.

Агаджанян, Н.В. Толмачева, Ж.В. Маслова, А.Ш. Капланова // Фундаментальные исследования. - 2010. - № 11. - С. 17-21.

34. Толмачева Н.В. Эколого-физиологическое обоснование нормативов оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и суточных пищевых рационах / Н.В. Толмачева, В.Л. Сусликов, Т.Ю. Винокур // Фундаментальные исследования. - 2011. - № 3. - С. 155-160.

35. Толмачева Н.В. Философский анализ причинно-следственных связей процесса лздоровье-болезнь / В.Л. Сусликов, Н.В. Толмачева // Вестн. Чувашского унта. - 2011. - № 1. - С. 160-167.

36. Толмачева Н.В. Единство причинно-следственных связей и социальнопсихологических аспектов в исследовании процесса лздоровьеболезнь / Н.В.

Толмачева, В.Л. Сусликов // Вестн. Чувашского ун-та. - 2011. - № 1. - С. 167-172.

37. Толмачева Н.В. Феномен оптимальности как философская и физиологогигиеническая проблема / Н.В. Толмачева, В.Л. Сусликов // Вестн. Чувашского ун-та. - 2011. - № 1. - С. 173-177.

38. Tolmacheva N.V. About the method and technology in biogeochemical zoning of territories / V.L. Suslikov, S. Banjade, S.V. Legenina, N.V. Tolmacheva // Ninth International Symposium on Trace Elements in Human: New Perspectives. - 1997. - Athens. - Greece. - P. 403-407.

39. Tolmacheva N.V. The biogeochemical zoning of the territories is the methodological basis for studing the role of trace elements in man / V.L. Suslikov, N.V. Tolmacheva, S.V.

Legenina // Ninth International Symposium on Trace Elements in Human: New Perspectives. - 1997. - Athens. - Greece. - P. 341-349.

40. Tolmacheva N.V. Evaluation criteria of providing human organism with trace elements / V.L. Suslikov, N.V. Tolmacheva // 21 Workshop The biological essentialiti of macro and trace elements. - Germany. - Jena. - 2002. - P. 813-817.

Список сокращений ЭБ-зоны - эколого-биогеохимические зоны ССС - сердечно-сосудистая система ИБС - ишемическая болезнь сердца ОИМ - острый инфаркт миокарда АГ - артериальная гипертония РН - реальная нагрузка ПНИЛ - проблемная научно-исследовательская лаборатория ОХС - общий холестерин ХС ЛПНП - холестерин липопротеиды низкой плотности ХС ЛПОНП - холестерин липопротеиды очень низкой плотности ХС ЛПВП - холестерин липопротеиды высокой плотности ТГ - триглицериды ИА - индекс атерогенности ПДК - предельно допустимые концентрации ЛГ- лютеинстимулирующий гормон ФСГ - фолликулостимулирующий гормон ЧР - Чувашская Республика МЗ и СР ЧР - министерство здравоохранения и социального развития Чувашской Республики ПАУ - полициклические ароматические углеводороды Толмачева Наталия Викентьевна Эколого-физиологическое обоснование оптимальных уровней макро- и микроэлементов в питьевой воде и пищевых рационах По материалам натурных исследований и экспериментального моделирования на животных было дано эколого-физиологическое обоснование оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и в суточных пищевых рационах коренного практически здорового населения из разных эколого-биогеохимических зон проживания. Показано влияние различных уровней и соотношений микроэлементов на изменение физиологических показателей, указывающих на напряжение адаптационно-приспособительных механизмов и способствующих развитию патологии. Одним из механизмов реализации патологии является изменение микробиоценоза, которое определяется изменением микроэлементного статуса. Оптимальный баланс макро- и микроэлементов является объективным критерием нормального уровня содержания и соотношения элементов в водно-пищевых рационах населения и рекомендован в качестве региональных норм.

Tolmacheva Natalya Vikentjevna ФEcologo-physiological Substantiation of Optimal Levels of Macro- and Trace Elements in Drinking Water and Dietary IntakeФ According to data of natural investigation and experimental modeling on animals the ecologo-physiological substantiation of optimal levels and correlations of macro- and trace elements in drinking water and daily dietary intake of native practically healthy residents of different ecologo-biological zones of permanent residence was given. The influence of different levels and correlations of macro- and trace elements on physiological indicesТ changes, indicating tension of adaptive-adjustment mechanisms and being conductive to pathology development, was shown. One of pathology realization mechanism is micribiocenosis change, which is determined by microelemental status change. Optimal balance of macro- and trace elements is the objective criterion of normal level content and correlations of elements in watery-dietary intake of population and is recommended as regional standards.

Авторефераты по всем темам >> Авторефераты по разное

Blog