Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
На правах рукописи
Барышева Елена Сергеевна
РОЛЬ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ФУНКЦИОНАЛЬНОМ И СТРУКТУРНОМ ГОМЕОСТАЗЕ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ (клинико-экспериментальное исследование)
03.00.13 - физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук
Москва - 2008
Работа выполнена на кафедре профилактической медицины химикобиологического факультета ГОУ ВПО Оренбургский государственный университет
Научный консультант:
доктор медицинских наук, профессор Нотова Светлана Викторовна
Официальные оппоненты:
академик РАМН, доктор медицинских наук, профессор Панченко Леонид Федорович, Национальный научный центр наркологии Росздрава доктор медицинских наук, профессор Шакула Александр Васильевич, ФГУ Российский научный центр восстановительной медицины и курортологии Росздрава доктор медицинских наук, профессор Велданова Марина Владимировна ООО Польские лекарства
Ведущая организация:
Российский государственный медицинский университет
Защита диссертации состоится л__________________200__ года в _ часов на заседании диссертационного совета Д 212.203.10 при Российском государственном университете дружбы народов по адресу: 117198, Москва, ул. МиклухоМаклая, д. 8.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского Университета дружбы народов по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.
6.
Автореферат разослан л_______________________200__ г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор Н.В. Ермакова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Концепция о ключевой роли йода в функциональной и структурной реорганизации щитовидной железы в настоящее время считается общепризнанной (Алешин Б.В., 1990; Авцын А.П. и соавт., 1991; Жаворонков А.А. и соавт., 1997; Древаль А.В. и соавт., 2000; Дедов И.И. и соавт., 2001; Герасимов Г.А., 2001; Teng W. et al., 2006; Li M. et al., 2007; Zubiaur C.A. et al., 2007). К хорошо изученным аспектам описываемой проблемы можно отнести роль йодного дефицита в нарушении функции щитовидной железы, включая данные о патогенетических механизмах на уровне тиреоидной ткани и гипоталамо-гипофизарной нейроэндокринной системы (Щеплягина Л.А., 1998; Кандрор В.И., 1999; Ревич Б.А., 2002; Касаткина Э.П., 2006; Mathur S.R. et al., 2005; Rego-Iraeta A. et al., 2007; Camargo R. et al., 2007).
Вместе с тем, в литературе встречаются сведения о том, что морфофункциональное состояние щитовидной железы в той или иной мере зависит от поступления других эссенциальных (селен, цинк, медь) и токсичных химических элементов. В отношении последних подробно описаны разнообразные биологические эффекты на разных уровнях организации живого и вариантах экспозиции, в популяционных исследованиях и эксперименте (Сусликов В.Л., 2000; Агаджанян Н.А. и соавт., 2001;
Панченко Л.Ф., 2004; Dabbaghmanesh M.H. et al., 2007). Накопление токсичных микроэлементов в организме человека и животных при этом чаще связывают с воздействием неблагоприятных факторов среды обитания, например, промышленных производств (Боев В.М., 2004; Пономаренко А.М. и соавт., 2007; Brasfield S.M. et al., 2004;
Mori K. et al., 2006; Wistuba J. et al., 2007).
Кроме того, в последние годы в литературе появились работы, связывающие действие ряда микроэлементов с развитием относительного дефицита йода в организме (Утенина В.В., 1999; Велданова М.В., 2000; Касаткина Э.П., 2001), что расценивается авторами в качестве возможного механизма развития патологии щитовидной железы. Эти сведения позволили сформулировать концепцию йодного дефицита как комплексного микроэлементоза и выдвинуть задачи поиска новых струмогенных факторов (Решетник Л.А. и соавт., 2001; Derumeaux H. et al., 2003; Brzozowska M. et al., 2006).
Однако, немногочисленность популяционных исследований в этой области и экспериментальных подтверждений нарушенного структурно-функционального гомеостаза щитовидной железы диктует необходимость комплексного популяционного исследования и моделирования дефицита микроэлементов с последующим их включением для разработки новых подходов к коррекции микроэлементных дисбалансов и нарушений функций органа.
Цель и задачи исследования Целью настоящего исследования явилось определение роли эссенциальных и токсичных микроэлементов как факторов, обуславливающих структурнофункциональное состояние щитовидной железы.
Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Определить влияние особенностей обмена эссенциальных и токсичных микроэлементов на функциональное и структурное состояние щитовидной железы.
2. Экспериментально обосновать роль эссенциальных микроэлементов как факторов, определяющих функцию и структуру щитовидной железы.
3. Исследовать в эксперименте особенности накопления эссенциальных и токсичных микроэлементов в ткани щитовидной железы.
4. Изучить влияния токсичных микроэлементов (свинца и кадмия) на клеточную организацию щитовидной железы и органы нейроэндокринной регуляции, продукцию тиреоидных гормонов в условиях эксперимента.
5. Установить ведущие факторы влияния на функциональную и структурную реорганизацию щитовидной железы методом главных компонент.
6. Разработать практические рекомендации по нормализации функции щитовидной железы, основанные на применении препаратов эссенциальных микроэлементов, а также по использованию особенностей их накопления в организме человека для диагностики заболеваний щитовидной железы.
Положения, выносимые на защиту:
1. Морфофункциональное состояние щитовидной железы обусловлено уровнем поступления и накопления в организме широкого спектра микроэлементов. Наиболее выраженные протиреоидные эффекты, помимо йода, характерны для селена и цинка и проявляются в их позитивном синергидном влиянии на тиреоидную ткань и продукцию гормонов (регенерация при минеральном дефиците, протективные свойства при воздействии токсичных микроэлементов и конкурентные взаимоотношения с ними, взаимное потенцирование). Антитиреоидное действие токсичных микроэлементов кадмия и свинца выражается в угнетении клеточных структур ткани щитовидной железы, передней доли гипофиза и гипоталамуса, приводящем к снижению продукции тиреоидных гормонов и дисбалансу регуляторных механизмов тиреоидной системы.
2. Антагонизм эссенциальных и токсичных микроэлементов является одним из важнейших факторов тиреоидного гомеостаза и выражается в устойчивых конкурентных взаимоотношениях между обменом в организме кадмия и свинца с одной стороны и йодом, селеном и цинком с другой.
3. Установленные взаимосвязи между особенностями накопления эссенциальных и токсичных микроэлементов в организме и морфофункциональным состоянием щитовидной железы информативны при прогнозировании заболеваний щитовидной железы у людей, занятых во вредном производстве, и могут быть использованы для обоснования корригирующих мероприятий по нормализации тиреоидной функции.
Научная новизна Впервые проведено комплексное экспериментальное и клиническое исследование сопряженности изменений функции и структуры щитовидной железы с параметрами потребления и накопления токсичных и эссенциальных микроэлементов. При этом установлено, что продукция тиреоидных гормонов и морфологические особенности щитовидной железы определяются обменом широкого спектра микроэлементов.
Показано, что антитиреоидное действие токсичных микроэлементов (кадмия и свинца) выражается в угнетении клеточных структур ткани щитовидной железы, передней доли гипофиза и гипоталамуса, приводящем к снижению продукции тиреоидных гормонов и дисбалансу регуляторных механизмов тиреоидной системы. При этом впервые обоснованы протективные эффекты йода, селена и цинка в отношении щитовидной железы с позиций межэлементного антагонизма, который выражается в устойчивых конкурентных взаимоотношениях между поступлением и накоплением в организме эссенциальных и токсичных микроэлементов. Обоснован вывод о важной роли антагонизма эссенциальных и токсичных микроэлементов как фактора тиреоидного гомеостаза, функционально проявляющемся в разнонаправленном влиянии на щитовидную железу и нивелировании биологических эффектов друг друга.
Впервые установлено синергидное влияние йода, селена и цинка на тиреоидную ткань и продукцию гормонов, которое наблюдалось как при регенерации на фоне восполнения минерального дефицита, так и при воздействии токсичных микроэлементов.
Экспериментальное моделирование дефицита эссенциальных микроэлементов в организме лабораторных животных с использованием полусинтетических рационов позволило впервые определить клиренс эссенциальных микроэлементов из организма на фоне тотального минерального дефицита, изолированного дефицита йода, селена и цинка, в том числе в условиях избыточного алиментарного поступления кадмия и свинца. Проведено моделирование и показаны особенности алиментарного восполнения дефицита эссенциальных микроэлементов. Представлено более выраженное снижение содержания йода и селена в органах и тканях на фоне избыточного алиментарного поступления кадмия и свинца.
Впервые проведен многоэлементный анализ ткани щитовидной железы крыс и определены особенности накопления макро- и микроэлементов в данном органе на фоне применения различных рационов, в том числе в условиях формирования дефицита микроэлементов и избыточного поступления кадмия и свинца. Выявлены отрицательные зависимости между уровнем накопления токсических (кадмия и свинца) и эссенциальных (йод, селен, цинк) микроэлементов в железе.
При экспериментальном моделировании дефицита йода, селена и цинка и токсического влияния кадмия и свинца впервые показано вовлечение в процессы структурной реорганизации тиреоидной системы органов нейрорегуляции (передней доли гипофиза и гипоталамуса).
Впервые проведен сравнительный анализ сил влияния эссенциальных и токсичных микроэлементов на функциональные и структурные параметры щитовидной железы экспериментальных животных. Показана статистически значимая роль алиментарного поступления йода, селена, цинка, а также токсичных кадмия и свинца на базовые морфологические признаки железы и продукцию тиреоидных гормонов. Впервые установлено, что влияние цинка и селена на функцию и структуру щитовидной железы проявляется не только в их прямом протективном действии, но и в потенцировании протиреоидного действия йода.
При сопоставлении концентраций микроэлементов в волосах в группах, отличающихся по уровню накопления йода и профессиональной принадлежностью, выявлен параллелизм в накоплении эссенциальных микроэлементов и отрицательная взаимосвязь концентрации йода с содержанием токсичных микроэлементов. Увеличение содержания в волосах токсичных элементов сопровождалось усилением их антагонизма с эссенциальными микроэлементами, в частности с йодом. На этом фоне ослабевали положительные корреляционные связи между уровнями накопления йода и других эссенциальных микроэлементов (цинк, марганец, селен).
Теоретическая и практическая значимость работы Результаты исследования расширяют представления о роли микроэлементов в формировании структуры и функции щитовидной железы в частности, касающейся протиреоидных эффектов йода, селена и цинка, а также антитиреоидного действия токсичных микроэлементов (кадмия, свинца, ртути). При проведении комплексного клинико-лабораторного и экспериментального исследования установлены и проанализированы взаимосвязи между особенностями накопления эссенциальных и токсичных микроэлементов в организме и морфофункциональным состоянием щитовидной железы. Определены особенности функциональной и структурной реорганизации щитовидной железы при токсическом воздействии кадмия и свинца, установлены и описаны признаки их влияния на нейрорегуляторные механизмы тиреоидной системы. Выявлено взаимное потенцирование протиреоидных свойств йода, селена и цинка.
Указанные обстоятельства определили практическую значимость работы. В частности, предложено рассматривать уровни накопления токсичных и эссенциальных микроэлементов в волосах как информативные соответственно при прогнозировании заболеваний щитовидной железы у людей, занятых во вредном производстве (Способ прогнозирования заболеваний щитовидной железы у людей, занятых на вредном производстве, Патент РФ №2305846), и выявлении структурных нарушений щитовидной железы (Способ определения структурных нарушений щитовидной железы, Патент РФ №2302640).
Экспериментальное моделирование процессов формирования и восполнения дефицита микроэлементов, в том числе на фоне токсичного влияния кадмия и свинца, с учетом морфологических изменений в щитовидной железе и ее функции позволило обосновать использование препаратов йода, селена и цинка для нормализации тиреоидной функции и разработать соответствующие практические рекомендации.
Выпущено информационно-методическое письмо Комплексное применение препаратов йода, селена и цинка в коррекции нарушений тиреоидной функции (МЗ Оренбургской области, 2007г.).
Работа выполнена в рамках программ НИР ГОУ ОГУ Изучение влияния микроэлементов на морфофункциональные показатели щитовидной железы (№ гос. регистрации 01200510042) и Эколого-биохимическое обоснование методов коррекции микроэлементного статуса человека (№ гос. регистрации 01200510043) при грантовой поддержке в рамках программы Университеты России (регистрационные номера УР.11.01.234 и УР.11.01.235), а также гранта РГНФ 06-06-81604 а/У.
Внедрение. Результаты исследования используются в научной и учебной работе кафедры профилактической медицины Оренбургского государственного университета, кафедры патологической анатомии Оренбургской медицинской академии, а также в клинической практике Оренбургской областной клинической больницы, медикобиологического научно-исследовательского центра Ростоши, санаторияпрофилактория Солнечный, медпункта ПО Стрела, здравпункта Сакмарской ТЭЦ.
Апробация работы Материалы диссертации доложены и обсуждены на Межрегиональной конференции Биохимиков Урала, Западной Сибири и Поволжья Биохимия: от исследования молекулярных механизмов до внедрения в клиническую практику и производство (Оренбург, 2003); I Международной научно-практической конференции Биоэлементы (Оренбург, 2004); I Съезде Российского общества медицинской элементологии (РОСМЭМ, Москва, 2004); Всероссийской научно-практической конференции Модернизация образования: проблемы, поиски, решения (Оренбург, 2004); IX Всероссийском конгрессе Экология и здоровье человека (Самара, 2004); III и IV Межрегиональной научно-практической конференции Питание здорового и больного человека (Санкт-Петербург, 2005, 2006); III International medizinischer congress Evromedia (Hanover, 2006); Международной научной конференции Человек, питание, здоровье (Тверь, 2006); VII и VIII Международной научно-практической конференции Здоровье и Образование в XXI веке (Москва, 2006, 2007); 23th Workshop Macro and Trace Elements Mengen- und spurenelemente (Jena, 2006); I Всероссийской конференции Центры оздоровительного питания - региональная политика здорового питания населения (Новосибирск, 2006); II Международной научно-практической конференции Биоэлементы (Оренбург, 2007); Сателлитном симпозиуме XX Съезда физиологов России (Москва, 2007); Third international symposium Federation of European societies on trace elements and minerals Festem (Santiago de Compostela, Spain, 2007); Международном форуме Фундаментальные и прикладные проблемы питания (Санкт-Петербург, 2007); III Всероссийской научно-практической конференции Проблемы экологии Южного Урала (Оренбург, 2007); VIII Международном конгрессе Здоровье и образование в XXI веке, Концепции болезней цивилизации (Москва, 2007); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием Социально-медицинские аспекты экологического состояния Центрального экономического района России (Тверь, 2007).
Работа награждена золотой медалью V Московского международного салона инноваций и инвестиций (Москва, 2005).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 55 научных работы, из них - в рецензируемых периодических изданиях. Приоритетность исследований защищена двумя патентами РФ.
Объем и структура. Диссертационная работа изложена на 334 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, четырех глав с описанием собственных исследований, заключения, выводов и указателя использованной литературы. Материал иллюстрирован 58 таблицами и 79 рисунками. Список использованной литературы включает 633 источников, в том числе 324 - на иностранных языках.
ОБЪЕМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В ходе работы было проведено обследование жителей Оренбургской области в возрасте от 16 до 58 лет (n=1310). При этом группы обследованных различались по возрасту и социальному статусу и состояли из учащихся колледжей и студентов университета (n=396), работников промышленных предприятий (n=611), служащих (n=303). Среди работников промышленных предприятий были отобраны три рандомизированные по полу и возрасту группы людей с различными доминирующими вредными факторами производства: работники электроэнергетических предприятий (профессиональная группа ЭЭП; n=121), рабочие промышленного производства ПО Стрела (ПП; n=190) и рабочие химического предприятия (ХП; n=179). Работники промышленного производства были связаны с паяльными, сварочными, литейными и кузнечными работами. Работники химического производства - с обработкой резин, резинотехнических изделий и пластмасс, малярными работами. Работники электроэнергетических предприятий подвергались воздействию таких факторов как электромагнитные и магнитные поля электроустановок, тепловое излучение, шум. Идентификация вредных производственных факторов и отбор работников проводились на основании Приказа МЗ РФ №126 от 28.03.2003 г., Списка производств, работ, профессий, должностей и показателейЕ, утвержденного Постановлением правительства СССР №10 от 26.01.1991 г., Постановления Госкомтруда СССР №52 от 26.02.19г., Постановлений Минтруда РФ №№13-14 от 31.03.2003 г. Группа служащих (n=303) включала в себя работников офисов предприятий и учреждений, не подвергавшихся влиянию вредных производственных факторов.
В указанных профессиональных группах проведено исследование, включающее оценку среднесуточного потребления нутриентов и элементного статуса волос, сбор клинического анамнеза, а также консультирование врачами - терапевтом и эндокринологом. По показаниям проводилось комплексное изучение структуры (ультразвуковое исследование сканером с датчиком 7,5 МГц; оценку пальпаторных размеров щитовидной железы по классификации ВОЗ, 1994) и функции щитовидной железы (определение уровня Т3 (общий), Т4 (свободный) и ТТГ; ИФА тест-наборы ЗАО Вектор-Бест и ООО Иммунотех, Россия; анализатор StatFax, США). Оценка микронутриентной обеспеченности проведена у 496 человек с помощью программы АСПОН-Питание (утверждена МЗ РФ в 1996 г.). Полученные данные по содержанию основных питательных веществ и калорийности сравнивались с рекомендуемыми ВОЗ нормами потребления, микронутриентов - с адекватными уровнями потребления пищевых и биологически активных веществ (Методические рекомендации 2.3.1.1915-04). Определение концентраций химических элементов в исследуемых образцах осуществлялось в лаборатории АНО Центра биотической медицины (г. Москва, аттестат аккредитации ГСЭН.RU.ЦОА.311, РОСС RU.0001.513118). Все образцы биосубстратов подвергались пробоподготовке согласно требованиям МУК МЗ РФ 4.1.1482-03 и 4.1.1483-03 Определение химических элементов в биологических средах и препаратах методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. При этом использовались приборы атомно-эмиссионного (Optima 2000DV, PerkinElmer Corp.) и масс-спектрального (ELAN 9000, Perkin Elmer Corp.) анализов с индуктивно связанной плазмой, а также система пробоподготовки с микроволновым разложением (Multiwave 3000, A. Paar). Результаты сравнивали с референтными значениями (по P.
Bertram, 1992, с дополнениями А. В. Скального, 2000; V.Iyengar, 1988).
Вычисление суммарного коэффициента относительного содержания макроэлементов, эссенциальных и токсичных микроэлементов осуществлялось по формуле:
Ксум = К1+ K2+K3+Kn, где К1, K2, K3, Kn - уровни содержания химических элементов по отношению к 50-му центилю диапазона выявленных концентраций (Нотова С.В., 2005).
Экспериментальное изучение влияния эссенциальных и токсичных микроэлементов на структурную организацию и функционирование щитовидной железы производили, используя оригинальные подходы к формированию дефицитов йода, селена и цинка в организме лабораторных животных, а также методики восполнения этих дефицитов и алиментарного воздействия, токсичных свинца и кадмия. Основой исследования явилось применение разнообразных полусинтетических рационов, отличающихся по содержанию изучаемых химических элементов. Принципиальная схема экспериментального исследования включала в себя следующие периоды: а) синхронизация животных на специальной диете с тотальным минеральным дефицитом; б) формирование сбалансированного или дефицитного по йоду, селену и цинку состояния при использовании полусинтетических рационов; в) восполнение дефицитов дозированными количествами йода, селена, цинка или комплекса этих элементов, либо воздействие токсичными свинцом и кадмием.
Исследование проводилось на самцах крыс линии Wistar (питомник РАМН Столбовая) массой 100Ц250 г, содержавшихся в стандартных условиях вивария ОГУ. Все манипуляции, связанные с умерщвлением (декапитация под нембуталовым наркозом 40 мг/кг), отбором образцов тканей и органов и утилизацией отходов производили в соответствии с правилами работы с экспериментальными животными (Приказ МЗ СССР №179 от 10.10.1983). Всего в работе использовано 380 лабораторных животных, 40 из которых составили контрольную группу.
Полноценный сбалансированный рацион (общевиварный, в дальнейшем обозначен как РП), на котором содержалась контрольная группа животных, был составлен в соответствии с рекомендациями Института питания РАМН (2001). Рацион включал в себя натуральные ингредиенты. Синхронизация животных производилась на рационе с тотальным минеральным дефицитом (РД), основу которого составлял вываренный в дистиллированной воде полированный рис и поливитаминный комплекс (A, D, C, E, PP, B1, B2, B6, B12 в дозах, рекомендованных Институтом питания РАМН). Поение осуществлялось бидистиллированной водой без ограничений. Для всех опытных групп животных при моделировании дефицитов йода, селена и цинка, а также токсического воздействия свинца и кадмия в качестве основы применяли полусинтетический сбалансированный рацион, разработанный Институтом питания РАМН (Обольский О.Л., 2001). Воспроизведение дефицита эссенциальных микроэлементов (R.F.
Burk, 1987) достигалось за счет исключения из рациона соответствующих солей (йодистого калия, сульфата цинка и селенопирина; РД/I,Se,Zn). Влияние йода, селена, цинка, кадмия и свинца изучалось с применением РД/I,Se,Zn, содержащего только йод (0,0003 мг KI/ 1 животное/сутки), цинк (0,042 мг ZnSO4), селен (0,014 мг селенопирина), кадмий и свинец (0,004 мг PbSO4 и 3 мг CdSO4) или все эти компоненты (РI, РZn, РSe, РPb+Cd, РI+Zn+Se, РI+Zn+Se+Pb+Cd). Указанные дозы рассчитаны в соответствии с рекомендациями Дж. Эмсли (1993).
Изучение морфологии щитовидной железы, гипоталамуса и передней доли гипофиза в экспериментальном исследовании на лабораторных животных проводилось с применением методов световой и электронной микроскопии. При световой микроскопии после стандартной гистологической пробоподготовки готовили парафиновые срезы, которые окрашивали гематоксилином Майера и эозином. Мукополисахариды выявляли перйодат-Шифф-реакцией по методу Мак-Мануса-Хочкисса-Шабадаша (Пирс Э., 1962). Для выявления С-клеток использован метод импрегнирования серебром по Гримелиусу. С помощью окуляр-микрометра измеряли высоту тироцитов, диаметр и объем их ядер в соответствии с рекомендациями A. Arnold (1951). Кроме того, с помощью окулярной точечной сетки определяли относительный объем основных тканевых компонентов щитовидной железы (эпителий, коллоид, строма), количество фолликулов на условной единице площади, относительный объем фолликулов мелких, средних размеров и крупных кистоподобных. При электронномикроскопическом исследовании после стандартной последовательной фиксации полутонкие срезы окрашивали по методике T.Sato и M.Shamoto (1973). Ультратонкие срезы, полученные на ультратоме LKB-III, контрастировали цитратом свинца. Срезы просматривали в электронных микроскопах ЭВМ 100АК и JEM-100CX2 при увеличении от 5600 до 40000.
Результаты были подвергнуты статистической обработке стандартными методами вариационной статистики. Для определения сил влияния признаков на результирующие параметры использовали процедуру дисперсионного анализа (Езекиэл М., 1966; Лакин Г.Ф., 1990) с расчетом собственно сил влияния методом Плохинского.
Как правило, использовали анализ неортогональных дисперсионных комплексов.
Кроме того, при анализе взаимосвязей между признаками применена процедура факторного анализа, в частности, метод главных компонент с варимаксным вращением факторов. Редуцирование матрицы данных и определение факторной структуры переменных проводилось в соответствии с рекомендациями (Окунь Я., 1974).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Общие параметры нутриентной обеспеченности обследуемых. На начальном этапе исследования закономерный интерес представляли данные об уровнях потребления микроэлементов обследуемыми и его возрастно-половых и региональных особенностях. Анализ базовых параметров рационов (потребление белков, жиров, углеводов, калорийность) с учетом возраста и пола обследованных показал, что среди достоверных отличий доминировали возрастные. Так, для всех четырех макронутриентных параметров уровни потребления у взрослых женщин были статистически значимо выше, чем у девушек (на 25,7%, 21,5%, 41,3%, и 33,6% по белкам, жирам, углеводам и калорийности соответственно от АУП). Мужчины, по сравнению с юношами, характеризовались достоверно более высоким уровнем потребления белков (на 30,7% от АУП). Еще более выраженные возрастные различия и их доминирование над гендерными проявились при сопоставлении уровней алиментарного потребления макро- и микроэлементов. При этом по ряду элементов отмечены существенные превышения над нормальными уровнями (железо, кобальт, магний). Во всех возрастно-половых группах обследованных зарегистрирован значительный недостаток кальция (минимальный средний показатель потребления 52,64,5% от АУП отмечен у девушек, максимальный - 66,65,1% и 66,23,4% - у женщин и мужчин, у юношей -59,56,3%) Наиболее устойчивые дефициты микроэлементов отмечены в отношении йода (минимальный показатель потребления 35,16,5% от АУП отмечен у девушек, максимальный - 56,37,2% - у женщин), селена (минимальный уровень - 49,76,0% - у девушек; наибольший - 75,411,3% - у женщин) и, в меньшей степени, цинка (минимальный уровень - у девушек - 76,96,2%, максимальный - у мужчин - 99,15,1%). В отношении дефицитов йода и селена (возможно, цинка) следует отметить, что они являются важной региональной особенностью Оренбургской области (Боев В.М., 1998, 2002; Утенина В.В., 1999; Нотова С.В., 2005). С другой стороны, учитывая эссенциальность йода, селена и цинка в функционировании щитовидной железы, данный феномен, применительно к нашему исследованию, послужил существенным обстоятельством, во многом определившим его направленность при экспериментальном моделировании дефицита эссенциальных микроэлементов в организме лабораторных животных.
Профессиональная принадлежность как фактор накопления макро- и микроэлементов в организме. Антропогенные неблагоприятные факторы среды во многом определяют химический состав организма, его элементный статус. В первую очередь это относится к людям, занятым на вредных производствах или проживающим вблизи промышленных предприятий (Агаджанян Н.А. и соавт., 2001; Маймулов В.Г. и соавт., 2002; Боев В.М. и соавт., 2002). Крайние варианты такого влияния выражаются в виде профессиональных микроэлементозов (Авцын А.П. и соавт., 1991), отличающихся повышенным, по сравнению с фоновыми значениями, содержанием в биосубстратах (в т.ч. волосах) приоритетных для конкретного производства химических элементов (Скальный А.В. и соавт., 2003).
При оценке уровней накопления эссенциальных и токсичных микроэлементов в волосах обследуемых (n=854) мы, прежде всего, ориентировались на возможное влияние производственных факторов на профессиональную принадлежность обследуемых.
Эссенциальные микроэлементы проявили значительные межгрупповые отличия.
Наибольший суммарный коэффициент накопления (Ks-ess=12,3) отмечен в группе работников промышленного производства и был обусловлен более высоким накоплением кобальта, хрома, железа, йода и селена. У работников электроэнергетических предприятий (Ks-ess=9,1) относительно высокий суммарный коэффициент определялся повышенным уровнем накопления хрома и железа. У работников химических производств более высокие концентрации зарегистрированы для йода и селена (КI =2,65; КSe =0,27), по сравнению с учащимися (КI =0,49; КSe =0,17), при существенно меньших концентрациях марганца.
Наибольшая межгрупповая вариабельность выявлена в отношении накопления токсичных микроэлементов. При этом доминирующей закономерностью распределения было преимущественное их накопление в волосах работников промышленного (Ks-tox=14,6) и химических (Ks-tox=7,4) производств, а также электроэнергетических предприятий (Ks-tox=11,8). Наиболее существенный вклад в столь высокое накопление токсичных микроэлементов в этих группах был обеспечен кадмием, свинцом и ртутью. Последние два элемента при этом во всех профессиональных группах работающих (включая служащих) встречались в достоверно больших концентрациях по сравнению с учащимися. Для группы работников химических производств существенно менее высокий уровень накопления алюминия (КAl=0,47, против КAl=1,48 для ЭЭП и КAl=0,60 для ПП) определил и меньшее значение соответствующего суммарного коэффициента.
Таким образом, при анализе накопления микроэлементов в организме показано, что в отношении токсичных микроэлементов (свинца, кадмия, ртути) влияние профессиональной принадлежности обследуемых является доминирующим. Максимальные концентрации и соответствующие суммарные коэффициенты накопления отмечены в профессиональных группах, связанных с металлообработкой и у работников электроэнергетических предприятий. При этом межгрупповые отличия концентраций эссенциальных микроэлементов были обусловлены в основном элементами (хром, кобальт, железо), которые также могут быть отнесены к производственным поллютантам.
Анализ корреляций между поступлением и накоплением эссенциальных и токсичных микроэлементов. На следующем этапе исследования изучались связи уровня поступления с пищей эссенциальных микроэлементов с их концентрациями в волосах, а также с накоплением в волосах токсичных микроэлементов (кадмия, свинца, ртути). В целом результаты такого сопоставления с использованием корреляционного анализа выявили множественные положительные связи между поступлением и накоплением эссенциальных микроэлементов (для цинка r=+0,310; P<0,05 и селена r=+0,353; P<0,05). Так, концентрация йода в волосах была достоверно связана с его количеством в пище (рис.1). Для токсичных микроэлементов кадмия, свинца и ртути показаны отрицательные корреляционные связи с уровнем поступления йода в организм. Соответствующие коэффициенты корреляции составили для кадмия r=Ц0,2(P<0,05), свинца r= Ц0,189 (P<0,05) и ртути r=Ц0,119 (P<0,05).
Значимые положительные межэлементные взаимосвязи, характерные для эссенциальных микроэлементов, могут свидетельствовать как о биологической сопряженности биохимических процессов их утилизации, так и о влиянии небиологических причин (например, социальных различий обследуемых, традиций и привычек в питании).
Установленные отрицательные связи между поступлением эссенциальных и накоплением в организме токсичных микроэлементов свидетельствуют об антагонистических взаимоотношениях между эссенциальными и токсичными микроэлементами в организме, отмеченные помимо нашего исследования и рядом других авторов (Gupta P. et al., 1999; Панченко Л.Ф., 2004; Скальный А.В. и соавт., 2004). Такой антагонизм может быть обусловлен конкурентным связыванием транспортных белков, включая трансмембранные транспортные системы, а также тканевых субстанций, отвечающих за депонирование эссенциальных микроэлементов в организме.
y = 0,0595x - 1,10R2 = 0,380 50 100 150 2Рис. 1 Связь концентрации йода в волосах с уровнем его потребления с пищей Обозначения: По оси абсцисс - среднесуточное потребление йода, мкг. По оси ординат - концентрация йода в волосах, мкг/г.
16,4** Ks-macro Ks-ess Ks-tox 12,4** 9,4* 8,7,9* 7,7,7,6,<0,27 мкг/г 0,27-4,2 мкг/г >4,2 мкг/г Рис. 2 Суммарные относительные показатели накопления элементов в волосах обследуемых при различных уровнях йода (все профессиональные группы) Обозначения: По оси абсцисс - уровень накопления йода в волосах. По оси ординат - значения суммарных коэффициентов накопления макро- эссенциальных микро- и токсичных химических элементов (усл. ед.). * - P<0,05 для различий с группой с пониженным уровнем йода. ** - P<0,05 для различий с группой с нормальным уровнем йода.
Поскольку для формирования структуры и функции щитовидной железы критическим является накопление йода в организме, нами проведен анализ концентраций химических элементов в волосах в группах, полученных ранжированием по содержанию йода (до 0,27 мкг/г, от 0,27 до 4,2 мкг/г и более 4,2 мкг/г). При этом проводилось также ранжирование элементов по их относительной концентрации в волосах (по отношению к медиане нормальных диапазонов концентраций) и расчет суммарных коэффициентов накопления макро- микро- и токсичных элементов (рис.2). Кроме того, такое сопоставление концентраций йода в волосах с концентрациями других элементов проведено во всей выборке, а также в группах обследуемых, отличающихся профессиональной принадлежностью.
Полученные результаты в целом подтверждают данные корреляционного анализа и сопоставимы с уровнем накопления химических элементов в волосах обследуемых групп. Показана положительная корреляционная связь накопления йода и других эссенциальных микроэлементов, которая в различных профессиональных группах подвержена вариациям.
В частности, эта связь в значительно меньшей степени проявлялась в группах с выраженным влиянием производственных факторов (работники промышленных предприятий), что, по нашему мнению, отражает конкурентные взаимоотношения токсичных металлов (кадмия, свинца, ртути), концентрации, которых, как правило, были ниже при более высоком содержании йода. С другой стороны, показана отрицательная взаимосвязь концентрации йода в волосах с содержанием токсичных элементов, которая в случаях с работниками промышленных предприятий (вредные производства) носила более выраженный характер. Кроме того, по мере нарастания концентрации йода в волосах, как правило, увеличивалось и содержание макроэлементов (главным образом, кальция и магния). Причем эта зависимость в наибольшей степени проявилась в группах обследуемых, не связанных с профессиональными вредными факторами и нивелировалась у работников промышленных предприятий.
Таким образом, увеличение содержания в волосах токсичных элементов сопровождалось усилением антагонистических взаимоотношений с эссенциальными микроэлементами, в частности с йодом. На этом фоне ослабевали положительные корреляционные связи между концентрациями микро- и макроэлементов, а также между уровнями накопления йода и других эссенциальных микроэлементов (цинк, марганец, селен).
Связь элементного статуса со структурными изменениями и функциональным состоянием щитовидной железы. На следующем этапе исследования проведено изучение взаимосвязей элементного статуса со структурными и функциональными особенностями щитовидной железы. Выборка людей (n=113) была представлена тремя рандомизированными группами работников, связанных с вредными условиями промышленного (n=46) и химического (n=43) производств, а также служащих (n=24, преподаватели вуза).
Изменения в щитовидной железе при ультразвуковом исследовании обнаружены у 62 из 113 обследуемых (54,9%). При этом диффузные изменения выявлены у 31 человека (27,4%), очаговые - у 26 (23,0%), сочетанные - у 5 (4,4%). Сочетанные изменения встречались только в группе работников промышленного производства. В группе служащих обнаруживались только диффузные изменения.
При анализе взаимосвязи уровня накопления химических элементов с наличием диффузных или очаговых изменений щитовидной железы показано, что наиболее характерной особенностью явился существенно более высокий уровень накопления йода в волосах обследуемых, у которых обнаружены очаговые изменения в органе. Указанная закономерность воспроизводилась вне зависимости от профессиональной принадлежности. Средняя концентрация йода в волосах при наличии очаговых изменений по сравнению с диффузными была примерно в 7,5 раз выше во всей выборке.
Уровни других эссенциальных (цинк, селен, марганец, кобальт) и токсичных (ртуть, кадмий, свинец, алюминий, мышьяк) микроэлементов проявили меньшую вариабельность в зависимости от структурных изменений в железе.
Сопоставление частоты встречаемости морфологических изменений в щитовидной железе и уровня йода в волосах позволило сделать вывод о нарастании вероятности очаговых изменений и снижении вероятности диффузных в щитовидной железе по мере увеличения концентрации йода в волосах обследуемых (рис.3). Иными словами, по сравнению с нормальным уровнем йода увеличение его содержания в волосах (выше 4,2 мкг/г) сопровождается увеличением риска очаговых изменений в четыре раза (показатель относительного риска равен 4,07), в то время как снижение содержания йода ниже нормальных значений (менее 0,27 мкг/г) усиливает вероятность диффузных изменений более чем на треть (относительный риск=1,36).
Кроме того, нами проанализированы взаимосвязи уровня продукции гормонов щитовидной железы и ТТГ с наличием структурных изменений в ней. При этом было показано, что функционирование щитовидной железы в целом подчинялось известным закономерностям, заключающимся в положительной корреляционной связи между концентрациями периферических гормонов и отрицательной связи между центральным регулятором (ТТГ) и периферическими гормонами.
68,8% Диффузные 60% Очаговые 36,8% 40% 27,1% 20% 16,9% 6,3% 13,2% 0% <0,27 мкг/г 0,27-4,2 мкг/г >4,2 мкг/г Рис. 3 Частота встречаемости (%) структурных изменений щитовидной железы при УЗ- исследовании в зависимости от уровня йода в волосах Концентрации гормонов в сыворотке крови находились в пределах нормальных значений. В целом во всей выборке обследуемых уровни Т4 (своб), Т3 и ТТГ составили соответственно 10,230,29, 1,350,05 нмоль/л и 2,320,10 мкМЕ/мл.
При сопоставлении уровней гормонов щитовидной железы в сыворотке крови обследуемых с уровнями накопления токсичных элементов в волосах обнаружено, что концентрации Т3 и Т4 были отрицательно связаны с уровнем накопления ртути.
Эта связь была более выражена в отношении Т4 (коэффициенты регрессии: Ц3,0для Т4 против Ц0,467 для Т3, коэффициенты детерминации: 0,155 против 0,115;
P<0,05), что может указывать на большее влияние ртути на синтез продуктов щитовидной железы, чем на механизмы их биотрансформации. Аналогичная закономерность зарегистрирована и в отношении свинца (коэффициент регрессии для Т3 составил Ц0,131 против Ц0,628 для Т4, коэффициенты детерминации: 0,169 против 0,121;
P<0,05) и кадмия (коэффициенты детерминации: 0,211 для Т4 против 0,148 для Т3;
коэффициенты регрессии: Ц3,755 против Ц0,555; P<0,05). Внутригрупповые зависимости носили аналогичный характер: во всех группах параметры связи были выше для продукции Т4 по сравнению с Т3 и для работников вредных производств по сравнению со служащими.
Сравнение токсикантов указывало на кадмий как наиболее сильный антитиреоидный фактор, а наибольшие различия между Т4 и Т3 в подверженности этому влиянию были выражены в группе работников промышленного производства. В этой профессиональной группе были отмечены самые высокие уровни накопления кадмия в волосах, которые в 6 раз превышали аналогичный показатель в группе работников химического производства, в 3 раза - в группе служащих. При этом уровень накопления кадмия в волосах был почти в 2 раза выше средневыборочного (0,33 против 0,мкг/г, P<0,05).
Таким образом, связь продукции тиреоидных гормонов с накоплением токсичных элементов (ртути, свинца и кадмия) в волосах обследуемых была отрицательной во всех группах. Более выраженная связь показана у работников, связанных с вредными производственными факторами по сравнению со служащими. Влияние токсикантов на продукцию тироксина преобладало (по сравнению с трийодтиронином).
Практический смысл полученных результатов, с одной стороны, затрагивает проблему идентификации вредных производственных факторов и их влияния на функцию щитовидной железы, с другой стороны, заключается в применении показателя накопления йода в волосах для распознавания (прогнозирования) структурных изменений в железе.
Динамика концентраций микроэлементов в организме экспериментальных животных. Важнейшим компонентом диссертационного исследования явилось экспериментальное обоснование роли эссенциальных и токсичных элементов в формировании структуры и функции щитовидной железы. Экспериментальное исследование было нацелено на разрешение нескольких малоизученных вопросов. Среди них - установление особенностей распределения эссенциальных и токсичных микроэлементов в организме животных, а также описание динамики формирования дефицитов эссенциальных микроэлементов и накопления токсичных кадмия и свинца в организме и щитовидной железе. Одним из важнейших явился также вопрос о направленности и выраженности биологических эффектов йода, селена и цинка, а также токсичных кадмия и свинца на структурную организацию и функцию щитовидной железы.
Кроме того, была проведена оценка сил влияния указанных факторов на морфофункциональные параметры железы.
На начальном этапе экспериментального исследования были определены динамические параметры выведения эссенциальных микроэлементов из организма в условиях их тотального дефицита в пище, а также динамика восполнения концентраций йода, селена и цинка при последующем переводе животных на сбалансированный полусинтетический рацион. В результате были определены оптимальные сроки наблюдения для проведения последующих этапов.
Кроме того, были изучены и проанализированы концентрации микроэлементов в различных органах и тканях (кости, мышечная ткань, внутренние органы), что позволило выделить маркерные эпитопы с преимущественным накоплением тех или иных химических элементов и охарактеризовать особенности их распределения в организме животных (рис.4).
Перевод животных на дефицитный рацион приводил к существенному (как правило, на 3Ц4 неделе) снижению содержания практически всех анализируемых микроэлементов в изучаемых органах и тканях.
Костная ткань Мышечная ткань и внутренние органы 0,35 0,Мышцы Мышцы (контроль) 0,Вн. органы 0,Вн. органы (контроль) 0,0,0,0,0,0,0,0,Опыт Контроль 0,10 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Рис. 4 Динамика концентрации йода в органах и тканях животных в условиях формирования дефицита микроэлементов и при его восполнении Обозначения: По оси абсцисс - срок наблюдения, недели. По оси ординат - концентрация элемента, мкг/г.
При этом параметры такой отрицательной динамики концентраций зависели от особенностей накопления того или иного микроэлемента в организме. Перевод животных опытной группы на сбалансированный полусинтетический рацион с добавлением йода, селена и цинка, произведенный в начале шестой недели эксперимента, приводил к закономерному увеличению концентраций этих микроэлементов во всех органах и тканях организма и нормализации концентраций через 4Ц5 недель (к 9Цнеделе наблюдения). По нашему мнению, важной особенностью накопления микроэлементов в организме животных является, так называемая, гомеостатическая емкость (Скальный А.В., 2000) организма по отношению к микроэлементу.
Иллюстрацией такой емкости, на наш взгляд, может быть отношение усредненных концентраций микроэлемента у контрольных и опытных животных на 3Ц4 неделе наблюдения (т.е. в период максимального выведения из организма). По результатам нашего исследования, такие соотношения концентраций можно представить в виде следующего нарастающего ряда: медь (1,08), марганец (1,27), цинк (1,53), кобальт (1,62), йод (1,78), железо (3,11), селен (3,32). Очевидно, что более высокие значения коэффициентов соответствовали более существенным различиям в концентрациях между контролем и опытом, а следовательно меньшей гомеостатической емкости организма. Вместе с тем, подобная интерпретация была неприменима в отношении токсичных кадмия и свинца (соответствующие коэффициенты равны 1,12 и 1,14), исходно низкие концентрации, которых были обусловлены незначительной контаминацией компонентов полноценного рациона. Динамика накопления этих микроэлементов в организме характеризовалась снижением их концентраций после перевода на дефицитный рацион и не изменилась после перевода на полусинтетическую диету с йодом, селеном и цинком.
Формирование дефицита эссенциальных микроэлементов (йода, селена и цинка) в организме животных опытной группы характеризовалось схожей динамикой (рис.5).
Минимальные уровни содержания, достоверно отличающиеся от контроля, зарегистрированы к концу 4 недели наблюдения. Перевод животных опытной группы на рацион РI+Zn+Se во всех случаях сопровождался ростом концентраций йода, селена и цинка в организме и нормализации их уровней накопления через 4-5 недель (8-10 неделя эксперимента). Наиболее лабильным эссенциальным микроэлементом и инертным в плане восполнения его дефицита оказался селен, падение концентрации которого было максимальным (по сравнению с йодом и цинком), а восстановление содержания самым длительным.
Установление параметров динамики формирования дефицитов и восстановления концентраций эссенциальных микроэлементов в организме позволило установить временные интервалы для последующего моделирования с использованием полусинтетических рационов, содержащих эссенциальные и токсичные микроэлементы по отдельности и в комплексе. Одной из общих установленных закономерностей явилось статистически значимое снижение концентраций йода, селена и цинка во всех органах и тканях животных при их содержании на рационах РД/I+Zn+Se и РCd+Pb, лишенных этих микроэлементов. При этом степень снижения их концентраций была сопоставима с результатами предыдущей серии экспериментов.
Наибольший интерес представляют данные, свидетельствующие о более значительном снижении содержания йода и селена на фоне токсичного воздействия кадмия и свинца (рис.5). Так, для йода достоверно более низкие уровни накопления (РCd+Pb по сравнению с РД/I+Zn+Se) отмечены в костной ткани и внутренних органах, а для селена - во внутренних органах.
Аналогично этим результатам добавление кадмия и свинца к сбалансированному полусинтетическому рациону (рацион РI+Se+Zn+Pb+Cd) приводило к снижению уровней накопления йода и селена во внутренних органах (по сравнению с РI+Zn+Se). Подобные факты подтверждают данные эмпирического наблюдения об антагонистическом влиянии токсичных микроэлементов в отношении эссенциальных йода и селена. В отношении цинка, проявившего инертность при изменении состава рациона, такого влияния кадмия и свинца не показано.
Йод 0,2Р[П] 0,20,00,3Р[I,Se,Zn] 0,20,10,1Внутренние органы 0,1Р[Д/I,Se,Zn] 0,026 Костная ткань Мышечная ткань 0,0Р[Cd,Pb] 0,00,00,20,2Р[Cd,Pb+I,Se,Zn] 0,10,0 0,1 0,2 0,3 0,Селен 0,2Р[П] 0,10,20,30,1Р[I,Se,Zn] 0,20,1Р[Д/I,Se,Zn] 0,1Внутренние органы 0,0Костная ткань 0,0Мышечная ткань 0,1Р[Cd,Pb] 0,00,2Р[Cd,Pb+I,Se,Zn] 0,10,20,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,Цинк 12,29,Р[П] 9,16,Р[I,Se,Zn] 35,14,9,22,Р[Д/I,Se,Zn] 8,Внутренние органы 9,Костная ткань Р[Cd,Pb] 17,7,Мышечная ткань 17,Р[Cd,Pb+I,Se,Zn] 29,15,0 5 10 15 20 25 30 35 Рис. 5 Концентрации йода, селена и цинка в тканях экспериментальных животных при различных рационах питания Обозначения: По оси абсцисс - рационы, пояснения см. по тексту. По оси ординат - концентрация йода, селена и цинка, мкг/г.
Еще одной выявленной закономерностью является значительное повышение концентраций кадмия и свинца во всех органах и тканях животных через 4 недели после их назначения с рационами РCd+Pb и РI+Se+Zn+Pb+Cd (рис.6). При этом сравнение концентраций кадмия и свинца в различных тканях указывало на преимущественное накопление первого во внутренних органах и примерно равное содержание второго в костной ткани и внутренних органах с относительно небольшим отставанием мышечной ткани.
Практический интерес представляет показанная возможность достижения достоверно более высоких уровней накопления кадмия и свинца в организме животных за период 4 недели на фоне сбалансированного полусинтетического рациона, что было использовано нами в дальнейшем при проведении морфофункционального экспериментального исследования.
Кадмий 0,10,0Р[П] Внутренние органы 0,0Костная ткань 0,0Мышечная ткань 0,0Р[I,Se,Zn] 0,00,00,0Р[Д/I,Se,Zn] 0,01,8Р[Cd,Pb] 0,00,01,40,0Р[Cd,Pb+I,Se,Zn] 0,00,0 0,5 1,0 1,5 2,Свинец 0,00,0Р[П] Внутренние органы 0,0Костная ткань 0,0Мышечная ткань 0,0Р[I,Se,Zn] 0,00,00,0Р[Д/I,Se,Zn] 0,00,0Р[Cd,Pb] 0,00,00,00,0Р[Cd,Pb+I,Se,Zn] 0,00,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,Рис. 6 Концентрации кадмия и свинца в тканях экспериментальных животных при различных рационах питания Обозначения: Вверху - кадмий, внизу - свинец. По оси абсцисс - рационы. По оси ординат - концентрация кадмия и свинца, мкг/г.
Функциональное состояние и морфология щитовидной железы в зависимости от рациона питания. Одним из основных условий влияния эссенциальных и/или токсичных микроэлементов на ту или иную функцию организма является их значимое накопление в органеЦмишени. В доступной нам литературе фактически отсутствуют сведения об элементном составе щитовидной железы, за исключением многочисленных свидетельств преимущественного накопления йода в ней. Восполнению данного пробела был посвящен следующий этап экспериментального исследования, в ходе которого анализировались концентрации ряда макроэлементов, а также эссенциальных и токсичных микроэлементов в ткани щитовидной железы, экспериментальных животных, содержавшихся на различных рационах.
Концентрация йода в щитовидной железе в целом была на два порядка выше чем в костной и мышечной тканях, а также во внутренних органах, и варьировала от 13,21,3 мкг/г при рационе РCd+Pb и 18,03,9 мкг/г при рационе РД до 50,94,5 мкг/г при рационе РI+Se+Zn+Pb+Cd и 63,36,5 мкг/г при рационе РI+Zn+Se (рис.7). Это лишний раз подтверждает сведения о выраженном преимущественном депонировании йода в щитовидной железе и свидетельствует об эффективности добавления йода в экспериментальные рационы. На этом фоне концентрации селена и цинка в щитовидной железе были в целом сопоставимы с таковыми в костной и мышечной тканях, а также во внутренних органах. Относительно небольшое (по сравнению с йодом) преимущественное накопление в щитовидной железе отмечено для селена, концентрации которого при прочих равных условиях были в полтора-два раза выше, чем в других тканях организма.
Иная картина наблюдалась в отношении накопления кадмия и свинца в щитовидной железе. Оба токсичных микроэлемента в щитовидной железе накапливались в меньшей степени, чем в других органах и тканях. Кадмий - примерно в десять раз меньше (по сравнению с другими внутренними органами), свинец - примерно в два раза (для рационов РCd+Pb и РI+Se+Zn+Pb+Cd). Однако в сравнении с контрольными рационами (РП и РI+Zn+Se) накопление кадмия и свинца в щитовидной железе в опытных группах (РCd+Pb и РI+Se+Zn+Pb+Cd) было не менее значительным по своему относительному приросту, что свидетельствует о высоком темпе накопления этих токсикантов в исследуемом органе (рис.7).
Таким образом, наиболее значимым результатом данного эксперимента явилось установление факта существенного накопления токсичных микроэлементов кадмия и свинца в щитовидной железе при их добавлении в рацион.
При этом данные токсиканты усиливали недостаток йода, селена и цинка в железе как в условиях формирования тотального минерального дефицита в организме, так и при применении сбалансированного полусинтетического рациона с изолированным дефицитом йода, селена и цинка. Последнее обстоятельство является еще одним косвенным доказательством антагонистических взаимоотношений между изучаемыми токсичными и эссенциальными микроэлементами.
На следующем этапе экспериментального исследования изучалось влияние эссенциальных и токсичных микроэлементов на структуру и функцию щитовидной железы, наиболее важный вопрос экспериментального раздела диссертационного исследования. В эксперимент дополнительно были введены полусинтетические монокомпонентные рационы с добавлением йода (РI), селена (РSe) и цинка (РZn). Оба тиреоидных гормона вырабатывались в достоверно меньших количествах только в условиях тотального минерального дефицита, в то время как при изолированном дефиците йода, селена и цинка статистически значимо снижалась лишь продукция Т4 (рис.8).
Р[I+Se+Zn+Cd+Pb] 50,Р[Cd+Pb] 13,Р[I+Zn+Se] 63,Р[Д] 18,Р[П] 38,0 10 20 30 40 50 60 Йод Р[I+Se+Zn+Cd+Pb] 65,Р[Cd+Pb] 15,Р[I+Zn+Se] 64,Р[Д] 21,Р[П] 28,0 10 20 30 40 50 60 Цинк Р[I+Se+Zn+Cd+Pb] 0,2Р[Cd+Pb] 0,1Р[I+Zn+Se] 0,3Р[Д] 0,1Р[П] 0,30,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,Селен Р[I+Se+Zn+Cd+Pb] 0,1Р[Cd+Pb] 0,1Р[I+Zn+Se] 0,0Р[Д] 0,0Р[П] 0,00,00 0,05 0,10 0,15 0,Кадмий Р[I+Se+Zn+Cd+Pb] 0,0Р[Cd+Pb] 0,0Р[I+Zn+Se] 0,0Р[Д] 0,0Р[П] 0,00,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,Свинец Рис. 7 Концентрация йода, цинка, селена, кадмия и свинца в щитовидной железе животных в зависимости от рациона Обозначения: По оси абсцисс - рационы питания экспериментальных животных, пояснения см. по тексту. По оси ординат - концентрация элемента, мкг/г.
0 5 10 15 20 20,РI+Se+Zn+Cd+Pb 4,РCd+Pb 7,86 3,РZn 13,4,15,РSe 4,РI 23,93 4,РДI+Zn+Se 12,4,7,РД 2,5,РI+Zn+Se 26,РП 20,4,ТТ4 0 1 2 3 4 Рис. 8 Концентрации трийодтиронина и тироксина в сыворотке крови экспериментальных животных в зависимости от рациона Обозначения: По оси ординат (горизонтально) - концентрация Т3 и Т4, нмоль/л. По оси абсцисс - рационы питания животных, пояснения см. по тексту.
Это указывает на неполное истощение резерва тиреоидных гормонов в организме в условиях эксперимента (4-х недельный период формирования дефицитов). Изолированное восполнение дефицита йода, селена и цинка характеризовалось близкими к нормальным уровнями Т3 и приводило к нормализации продукции Т4 лишь у животных, получавших йод. В группах, получавших только селен или цинк уровень продукции Т4 оставался достоверно меньшим по сравнению с контрольной группой (РI+Zn+Se).
При изучении влияния кадмия и свинца в условиях дефицита йода, селена и цинка (РCd+Pb) или на фоне сбалансированного полусинтетического рациона (РI+Se+Zn+Pb+Cd) выявлено ингибирующее действие этих токсикантов на продукцию Т4, достоверно проявившее себя лишь на фоне дефицита эссенциальных микроэлементов. В случае добавления кадмия и свинца к сбалансированному полусинтетическому рациону (РI+Se+Zn+Pb+Cd) продукция Т4 была ниже контрольной (РI+Zn+Se) на 24,1% (в 1,раза), однако эти различия не были статистически значимыми.
Таким образом, при воспроизведении различных уровней поступления с пищей эссенциальных и токсичных микроэлементов показано неполное истощение резерва тиреоидных гормонов в организме (сохранение нормальной продукции Т3 на фоне снижения продукции Т4) (рис.9).
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,Рис. 9 Соотношение Т3/Т4 в сыворотке крови экспериментальных животных в зависимости от рациона Обозначения: По оси ординат - отношение Т3/Т4. По оси абсцисс - рационы питания экспериментальных животных, пояснения см. по тексту.
На этом фоне продукция тиреотропного гормона гипофиза в целом носила закономерный характер, заключающийся в выраженной обратной зависимости от продукции тироксина (рис.10). При создании дефицита микроэлементов (и снижении Т4) продукция ТТГ повышалась более, чем на два порядка (P<0,05), и снижалась лишь на фоне восполнения в рационе йода (рационы РI и РI+Se+Zn+Pb+Cd). Исключением явились животные, получавшие кадмий и свинец в рационе на фоне дефицита йода, селена и цинка (РCd+Pb), у которых сниженная продукция Т4 не сопровождалась пропорциональным повышением уровня ТТГ, что свидетельствует о возможном токсичном влиянии кадмия и свинца не только на тиреоидную ткань, но и на центральные органы регуляции тиреоидной системы.
В условиях проведенного эксперимента существенным изменениям подверглась структурная реорганизация щитовидной железы и звенья гипоталамо-гипофизарной нейроэндокринной системы (ГГНС). При создании в организме экспериментальных животных дефицита микроэлементов (РД) в щитовидной железе увеличивался относительный объем крупных кистоподобных фолликулов (на 19,6%; Р<0,05), снижалась высота тиреоцитов (на 42,7%; Р<0,05) и объем их ядер (на 68,3%; Р<0,05), на апикальной поверхности клеток уменьшилось количество псевдоподий, были расширены цистерны гранулярной эндоплазматической сети, что свидетельствовало об активизации их работы по образованию тиреоглобулина, но из-за отсутствия йода нарушался процесс йодирования.
Р I РП РД Р Zn Р Se Р Cd+Pb Р I+Zn+Se РД I+Zn+Se Р I+Se+Zn+Cd+Pb 1,0000,320,2188 0,210,130,1000,0100,000,000,000,000,0010,000,0000,000Рис. 10 Уровень тиреотропного гормона в сыворотке крови экспериментальных животных в зависимости от рациона Обозначения: По оси ординат (логарифмическая шкала) - концентрация ТТГ, мкМЕ/мл. По оси абсцисс - рационы питания животных, пояснения см. по тексту.
Введение в рацион комплекса микроэлементов (РI+Zn+Se) сопровождалось структурной нормализацией (увеличение относительного объема средних и мелких фолликулов, высоты тиреоцитов и объема их ядер, расширение комплекса Гольджи).
Структурных изменений в регулирующей системе (ГГНС) не обнаруживалось. При добавлении солей тяжелых металлов в рацион были выявлены структурные изменения, характерные для дегенерации тиреоцитов щитовидной железы (повреждение базальной мембраны, появление лимфицитов в просвете фолликулов ), тиреотропоцитов передней доли гипофиза (образование псевдофолликулов) и нейросекреторных структур гипоталамуса (увеличение числа дегенерирующих клеток и телец Херринга). Одновременное поступление кадмия, свинца и комплекса йода, селена и цинка, характеризовалось протективным влиянием эссенциальных микроэлементов на структурную организацию щитовидной железы и центральные органы регуляции.
На заключительном этапе исследования проведен анализ сил влияния эссенциальных и токсичных элементов на структурные и функциональные параметры щитовидной железы. При этом применены методы многофакторного дисперсионного анализа, позволившие идентифицировать индивидуальные характеристики влияния для йода, селена, цинка и токсичных кадмия и свинца и выразить их в количественной форме (табл.1).
Результаты свидетельствуют о существенной роли алиментарного поступления всех изучаемых химических элементов как на базовые морфологические признаки железы, так и на ее функцию.
Таблица 1.
Р I РП РД Р Zn Р Se Р Cd+Pb Р I+Zn+Se РД I+Zn+Se Р I+Se+Zn+Cd+Pb Силы влияния эссенциальных (I, Zn, Se) и токсичных (Pb, Cd) элементов на функциональные и структурные параметры щитовидной железы Параметр П(I,Se,Zn I Se Zn П(I+Se+Zn) Cd+Pb железы +Cd,Pb) Функциональные параметры ЩЖ Т4 41,3 35,3 27,1 11,8 12,2 13,Т3 32,9 7,6 18,8 9,6 8,4 8,Тканевые компоненты ЩЖ эпителий 14,2 4,2 11,7 0,3 15,8 10,коллоид 24,7 3,8 7,8 3,1 17,6 9,строма 7,1 2,9 8,3 4,4 9,3 5,КФ 32,2 27,7 12,5 6,7 16,1 11,ООПФ 21,1 4,8 10,8 7,1 26,7 8,ВТ - 6,1 3,9 8,7 2,4 9,4 4,ОЯТ - 5,6 7,1 5,9 0,8 8,5 2,Обозначения: В полях таблицы приведены усредненные силы влияния (% объясняемой дисперсии) признаков на параметры щитовидной железы. КФ и ООПФ - количество и относительная объемная плотность фолликулов. ВТ - и ОЯТ - - высота и объем ядер тиреоцитов. П(I+Se+Zn) и П(I,Se,Zn+Cd,Pb) - эффекты потенцирования (супераддитивности) в комбинациях эссенциальных и эссенциальных с токсичными элементов.
Сравнение сил влияния эссенциальных микроэлементов показало доминирующее значение йода на морфофункциональные параметры органа и преобладающее значение цинка по сравнению с селеном. Вторым важным выводом явилось установление значимости токсичных элементов на параметры щитовидной железы, сопоставимой со значимостью эссенциальных элементов. Наконец, впервые, были установлены эффекты потенцирования стимулирующих воздействий йода, селена и цинка, главным образом проявившиеся в отношении уровня продукции гормонов щитовидной железы. Кроме того, выявлены протективные эффекты эссенциальных микроэлементов в отношении дегенеративного действия свинца и кадмия.
Таким образом, влияние цинка и селена на структуру и функцию щитовидной железы проявляется не только в их прямом стимулирующем действии, но и в потенцировании протиреоидного действия йода, а также в протективных эффектах при неблагоприятных токсических воздействиях.
Определение биоэлементных профилей человека методом главных компонент. Полученные фактические данные обобщены с использованием метода главных компонент (факторного анализа), который применен нами для выявления структуры взаимосвязей между признаками, идентификации главных движущих сил, объясняющих варьирование переменных, т.е. ключевых факторов формирования структуры и функции щитовидной железы.
Анализ факторной структуры признаков проведен на выборке людей, разнородных по профессиональной принадлежности и отличающихся по наличию структурных изменений в щитовидной железе, уровню функционирования тиреоидной системы, а также степени накопления химических элементов в волосах. Результаты свидетельствуют о существовании ряда факторов, которые можно интерпретировать как биоэлементные профили обследуемых людей, связанные с их профессиональной принадлежностью, функцией и структурой щитовидной железы и особенностями накопления йода и эссенциальных микроэлементов в организме. Выявленные общности признаков можно интерпретировать как: а) профессиональный фактор (доминирует профессиональная принадлежность, связанная с накоплением ряда поллютантов); б) функциональный фактор (сформированный главным образом признаками, отражающими уровень продукции гормонов щитовидной железы и тиреотропного гормона гипофиза); в) фактор биоэлементного антагонизма (между эссенциальными (I, Se, Zn) и токсичными (Pb, Cd) микроэлементами (табл.2).
Таблица 2.
Факторная структура признаков, характеризующих элементный статус, профессиональную принадлежность и состояние щитовидной железы обследованных людей Фактор 1 Фактор 2 Фактор Признаки профессиональ- функциональ- лэлементного анный ный тагонизма Ca -0,538 0,176 0,3Mg -0,473 -0,144 0,3P 0,284 0,026 0,0Fe 0,312 0,102 0,0Co -0,040 0,170 0,0Ni 0,275 0,163 0,0As 0,210 -0,111 0,0Hg 0,316 -0,102 0,0Cd 0,328 -0,243 -0,3Cr 0,272 -0,171 0,0Cu 0,216 0,132 0,1Pb 0,503 -0,288 -0,3I -0,421 -0,643 0,7Se -0,289 0,223 0,5Zn -0,321 -0,343 0,4Рабочие ПП 0,655 0,101 0,0Рабочие ЭЭП 0,431 0,180 0,0Рабочие ХП 0,222 0,170 0,0Служащие -0,648 0,105 0,0Т3 0,004 0,768 0,0Т4 0,010 0,394 0,0ТТГ 0,058 -0,655 0,0ДИ_ЩЖ 0,307 -0,313 0,0ОИ_ЩЖ 0,431 0,320 0,0Значение фактора 3,12 2,37 1,% объясняемой дисперсии 13,0 9,9 5,Обозначения: Т3, Т4, ТТГ - уровни соответствующих гормонов щитовидной железы и тиреотропного гормона. ДИ_ЩЖ и ОИ_ЩЖ - соответственно диффузные и очаговые изменения в щитовидной железе пациентов при ультразвуковом обследовании.
Подобное распределение признаков и их значимости в формировании факторной структуры позволяет сделать выводы как о важности производственных экологических факторов в варьировании анализируемых признаков, так и об устойчивости межэлементного антагонизма, описанного выше. Кроме того, важной закономерностью, выявленной в ходе анализа, является взаимосвязь структурных изменений щитовидСодержание в волосах функция сии Структура и Профес ной железы, как с профессиональным фактором, так и с характером функционирования щитовидной железы (функциональным фактором).
Факторы формирования функции и структуры щитовидной железы в экспериментальных моделях на лабораторных животных. Установление факторной структуры переменных, характеризующих параметры использованных рационов и реакции организма лабораторных животных в экспериментальных моделях дефицитов питания и токсического воздействия свинца и кадмия, было нацелено как на выявление доминирующих взаимосвязей (поиск ведущих факторов), так и на подтверждение описанных ранее закономерностей.
Редуцирование матрицы данных и количества переменных, произведенное нами в соответствии с процедурой метода главных компонент, позволило идентифицировать три значимых фактора (объединения признаков), объясняющих более 25% общего варьирования анализируемых переменных (рис.11). Наиболее значимым объединением признаков оказался фактор, положительно коррелировавший с такими признаками как йоддефицит, уровень Т3 и Т4. При этом фактор отрицательно коррелировал с концентрацией йода в железе, селена и цинка в костях, плотностью фолликулов, относительным объемом коллоида, относительной объемной плотностью и высотой тиреоцитов.
Подобная структура переменных указывает на взаимосвязь между содержанием йода в рационе, продукцией тиреоидных гормонов и структурным состоянием ткани щитовидной железы. При этом смоделированный йодный дефицит отрицательно влиял на клеточные элементы тиреоидной ткани. Вместе с тем, интересным представляется лучастие признаков накопления селена и цинка в организме, что еще раз подтверждает вывод о параллелизме функций эссенциальных микроэлементов в обеспечении нормального функционирования щитовидной железы. Указанные обстоятельства позволили интерпретировать нам данный фактор как базовый структурнофункциональный или тиреоидный.
Второе по значимости объединение признаков было связано с поступлением токсичных химических элементов (свинца и кадмия) в организм и их накоплением в органах и тканях. Данный феномен характеризовался обратной связью с накоплением йода в щитовидной железе, ее структурой (уменьшение относительного объема коллоида, плотности фолликулов, высоты тиреоцитов) и функцией (снижение продукции Т3 и Т4). Это позволило условно интерпретировать данный фактор как токсический.
Третий фактор характеризовал в большей степени функциональное единство щитовидной железы (продукция Т3 и Т4) и гипоталамо-гипофизарной системы (ТТГ), поскольку наполненность этими признаками доминировала и носила выраженный обратный характер. Помимо этого, наблюдались положительные корреляции фактора с содержанием цинка и селена в рационе, накоплением йода в железе и относительным объемом коллоида. Такая структура переменных позволила интерпретировать нам третий фактор как функциональный.
I-дефицит 1,ТТГ Zn+Se (р) Т4 Pb+Cd (р) 0,Т3 I (щ.ж.) ОЯ-Т - Se (органы) Тиреоидный фактор -1,В-Т - Zn (кости) ООП Cd (органы) Ф Pb (органы) коллоид эпителий I-дефицит 1,ТТГ Zn+Se (р) Т4 Pb+Cd (р) 0,Т3 I (щ.ж.) Токсический фактор ОЯ-Т - Se (органы) -1,В-Т - Zn (кости) ООП Cd (органы) Ф Pb (органы) I-дефицит коллоид эпителий 1,ТТГ Zn+Se (р) Т4 Pb+Cd (р) 0,Т3 I (щ.ж.) Функциональный ОЯ-Т - Se (органы) -1,фактор В-Т - Zn (кости) ООП Cd (органы) Ф Pb (органы) коллоид эпителий Рис. 11 Факторная структура переменных в эксперименте на животных Обозначения: по осям ординат - факторные нагрузки признаков.
Таким образом, результаты проведенного анализа свидетельствуют о существовании трех ключевых факторов, которые можно условно интерпретировать как тиреоидный, токсический и функциональный. Все они в той или иной степени были связаны с поступлением или накоплением йода, затрагивали структурную организацию и функцию щитовидной железы. Кроме того, анализ факторной структуры указывает на параллелизм в протиреоидном действии эссенциальных микроэлементов цинка и селена, а также на антитиреоидное действие токсических микроэлементов в отношении клеточных элементов железы.
Прогнозирование заболеваний щитовидной железы у людей, занятых на вредном производстве. Заключительный этап диссертационного исследования был посвящен практическим аспектам применения сведений о роли эссенциальных и токсичных микроэлементов в диагностике и коррекции дисфункций щитовидной железы.
Сопоставление концентраций токсичных металлов (кадмия, свинца, ртути и ряда других) с концентрациями эссенциальных микроэлементов (йода, цинка, селена) в волосах обследуемых, а также анализ факторной структуры признаков в различных профессиональных выборках людей указывал на существование антагонистических взаимоотношений между этими группами микроэлементов. Кроме того, результаты специального исследования, проведенного в группе работников, связанных с вредными условиями производства, свидетельствовал о том, что доля случаев с отклонениями концентрации йода в волосах от рекомендуемого референтного диапазона (от 0,до 4,2 мкг/г по V.Iyengar, 1988) нарастала при увеличении концентрации в волосах ртути и кадмия (рис.12).
При повышении концентраций кадмия и ртути в волосах выше физиологической нормы, распространенность отклонений по йоду нарастала до уровня 70% и выше, что позволяет прогнозировать развитие заболеваний щитовидной железы у работников вредных производств по двум указанным токсическим элементам. Перечисленные обстоятельства позволили предложить способ прогнозирования заболеваний щитовидной железы у людей, занятых на вредном производстве (приоритет от 09/09/2005, Патент РФ №2305846, Бюллетень №25 от 10/09/2007 г.).
190,Cd 83,80,Pb 73,Hg 70,54,44,30,10,8,10 20 30 40 50 60 70 80 90 1Рис. 12 Связь частоты отклонений концентрации йода от рекомендуемой нормы с концентрацией токсичных металлов в волосах Обозначения: По оси абсцисс - концентрация токсичных элементов (центиль). По оси ординат - доля отклонений концентрации йода в волосах от нормативной.
Решение задачи прогнозирования в предлагаемом способе осуществляют тем, что у людей, занятых на вредном производстве, определяют содержание кадмия и ртути в волосах, и при уровне кадмия выше 0,25 мкг/г и уровне ртути выше 1,0 мкг/г человека относят к группе риска по развитию гиперплазии щитовидной железы.
Полученные результаты соотносятся с результатами ряда исследований, проведенных, в том числе и на Урале, прямо или косвенно указывающих на значимость в возникновении заболеваний щитовидной железы не только абсолютной, но и относительной йодной недостаточности (Боев В.М., 2002; Czykier E. et al., 2004; Wistuba J. et al., 2007). Поскольку относительный йодный дефицит наиболее характерен для людей, профессионально связанных с вредными условиями производства (Утенина В.В., 1999; Велданова М.В., 2001; Горбачев А.Л. и соавт., 2002; Mori K. et al., 2006), область применения способа ограничена именно этим контингентом лиц.
При анализе взаимосвязи концентраций химических элементов в волосах с наличием тех или иных УЗИ- изменений в щитовидной железе было показано, что концентрация йода в волосах при наличии очаговых изменений по сравнению с диффузными была примерно в 7,5 раз выше. Практический смысл этого результата заключается в возможности его использования при скрининговом распознавании изменений в щитовидной железе по уровню накопления йода в волосах обследуемых. Результаты специального исследования, проведенного нами в рандомизированных группах людей, подтвердили наличие взаимосвязи уровня йода в волосах с изменениями в структуре щитовидной железе. В этой связи нами разработан Способ определения структурных нарушений щитовидной железы (приоритет от 09/09/05, Патент РФ №2302640, Бюллетень №19 от 10/07/07 г.).
В предложенном способе определение структурных нарушений щитовидной железы базируется на исследовании микроэлементного состава (концентрации йода) волос. При этом при концентрации йода меньше 0,27 мкг/г определяют диффузные изменения в щитовидной железе, а при значении более 4,2 мкг/г - очаговые изменения в органе. Указанные пороговые концентрации йода в волосах являются нормативными (V. Iyengar, 1988). В этой связи предложенный способ рекомендован нами для скрининга диффузных и очаговых изменений щитовидной железы и позволяет сократить издержки в диагностике заболеваний щитовидной железы.
Коррекция элементного статуса как способ нормализации функции щитовидной железы. Одним из важнейших практических аспектов изучаемой проблемы является использование макро- и микроэлементных препаратов для коррекции различных нарушений и увеличения функциональных резервов организма. На этом фоне показанные нами феномены антагонизма эссенциальных (йод, цинк, селен) и токсичных (свинец и кадмий) микроэлементов могут быть применены в практике с целью уменьшения токсического действия последних.
В рамках этой проблемы нами проведено специальное исследование эффективности монопрепаратов йода (150 мкг), селена (50 мкг) и цинка (5 мг), а также их комплекса (йод, селен, цинк) для нормализации уровня эссенциальных микроэлементов и снижения концентраций токсичных. Контингент пациентов-волонтеров (всего 56 человек) составили работники промышленного производства, связанные с вредными условиями труда, у которых при предварительном обследовании зарегистрированы повышенные уровни токсичных элементов (ртути, кадмия и свинца).
В качестве контрольной группы выступили служащие, чья деятельность не была связана с вредными производственными факторами. Общая численность исследуемой выборки пациентов составила 68 человек, из которых 12 вошли в контрольную группу обследуемых, а оставшиеся - в 4 группы по 14 человек, которым были назначены вышеперечисленные препараты. Все группы обследуемых были определены на основе рандомизации по возрастно-половой принадлежности. Длительность применения препаратов составила 3 месяца при ежедневном употреблении. Основным критерием эффективности применения этих препаратов явилась снижение концентрации ртути, кадмия и свинца в волосах при повторном обследовании (табл.3).
Исследование показало эффективность монопрепарата йода в отношении ртути, цинка - в отношении кадмия и свинца, и неэффективность монопрепарата селена.
Комплексное применение препаратов приводило к существенному усилению эффектов и лучшему нормализующему (вытесняющему) действию в отношении всех трех токсичных микроэлементов.
Таблица 3.
Результаты коррекции элементного статуса Концентрация токсичных элементов в воГруппа лосах (мкг/г) обследуемых Hg Cd Pb Нормативный уровень* 0,5Ц1,0 0,05Ц0,25 2,0Ц4,Контрольная (n=12) 0,570,06 0,120,03 0,620,до 1,750,08 0,340,04 0,820,Йод (n=14) после 0,870,07** 0,270,02 0,610,до 1,810,12 0,280,06 0,930,Цинк (n=14) после 1,620,14 0,120,03** 0,510,11** до 1,910,21 0,270,04 0,920,Селен (n=14) после 1,510,16 0,200,11 0,730,до 2,880,28 0,320,07 1,140,Йод+Цинк+Селен (n=14) после 1,730,14** 0,140,03** 0,640,13** Обозначения: * - нормативные уровни по P.Bertran, 1992; А.В.Скальному, 2004;
V.Iyengar, 1988. ** - P<0,05 для различий доЦпосле применения препаратов.
Кроме того, были изучены эффекты применения комплекса препаратов в отношении структурного состояния и функции щитовидной железы в различных группах пациентов, отличающихся не только профессиональной принадлежностью, но и нутриентной обеспеченностью организма. Показано, что прием препаратов сопровождался достоверным увеличением уровня накопления йода, цинка и селена в волосах всех групп наблюдения. Субклинические признаки тиреоидной недостаточности, также встречавшиеся во всех группах и обусловленные алиментарным или относительным дефицитом эссенциальных микроэлементов, после трехмесячного применения комплекса препаратов нивелировались на фоне нормализации уровня накопления эссенциальных микроэлементов и снижения уровня токсичных.
Препараты были эффективны и в группе работников химических производств, связанных с контактом различных углеводородов, для которых характерны были относительно невысокие концентрации токсичных микроэлементов и слабые проявления гипотиреоидизма в виде умеренного повышения продукции ТТГ (табл. 4).
В этом случае, эффекты были обусловлены, по-видимому, дополнительным поступлением йода в организм. Современные данные о струмогенных факторах указывают на различные механизмы антитиреоидного действия вредных факторов среды, в том числе не затрагивающие напрямую биосинтез тиреоидных гормонов. Так, антитиреоидное действие показано для ряда циклических углеводородов, обладающих структурным сходством с тироксином и трийодтиронином, и вызывающих относительную тиреоидную недостаточность (Boas M. et al., 2006). Причиной интереса к этому классу веществ является их широкое использование в промышленности, в частности, при производстве пластмасс, и, как следствие, нарастание концентраций этих веществ в объектах окружающей среды, питьевой воде, продуктах питания и т.д.
Таблица 4.
Достоверные эффекты применения комплекса препаратов йода, цинка и селена в различных профессиональных группах При высоких При воздействии При дефиуровнях накопле- вредных органиПараметр ците питания токсичных ческих веществ ния микроэлементов (углеводородов) Йода Изменение уров- Селена ня накопления Цинка микроэлементов As Cd Токсичных - Cd Pb Hg Изменения функ- Т3 - - - ции щитовидной Т4 - железы ТТГ Изменения структуры щито - - - видной железы Обозначения: - достоверные повышение и снижение показателей; Ц - отсутствие изменений.
Полученные данные, с одной стороны, свидетельствуют об универсальности использованного нами комплекса эссенциальных микроэлементов с точки зрения его эффективности при нормализации функции щитовидной железы. С другой стороны, результаты нашего исследования указывают на необходимость дифференцированного подхода при коррекции состояния тиреоидной системы с помощью препаратов микроэлементов. При этом индивидуализация должна учитывать как исходное состояние тиреоидной системы, так и особенности вредных производственных факторов и сопутствующие обстоятельства (уровень токсичных микроэлементов, характер питания).
ВЫВОДЫ 1. В результате комплексного клинико-экспериментального исследования выявлены особенности влияния обмена эссенциальных и токсичных микроэлементов на функциональное и структурное состояние щитовидной железы. Установлены протективные эффекты йода, селена и цинка в отношении щитовидной железы и антитиреоидное действие токсичных микроэлементов кадмия и свинца в угнетении клеточных структур ткани щитовидной железы, передней доли гипофиза и гипоталамуса, приводящем к снижению продукции тиреоидных гормонов и дисбалансу регуляторных механизмов щитовидной железы.
2. Доминирующим средовым (экологическим) фактором, влияющим на микроэлементный статус организма явилась профессиональная принадлежность обследованных, которая определяла накопление в волосах токсичных микроэлементов (кадмий, свинец, ртуть, мышьяк), а также ряда эссенциальных микроэлементов (хром, кобальт, железо), относящихся к производственным поллютантам. Максимальные концентрации и соответствующие суммарные коэффициенты накопления отмечены в профессиональных группах, связанных с металлообработкой (Ks-tox=14,6) и у работников электроэнергетических предприятий (Ks-tox=11,8).
3. При сопоставлении концентраций микроэлементов в волосах в группах, отличающихся по уровню накопления йода и по профессиональной принадлежности, выявлен параллелизм в накоплении эссенциальных микроэлементов и отрицательная взаимосвязь концентрации йода с содержанием токсичных микроэлементов (для кадмия r=Ц0,215 (P<0,05), свинца r= Ц0,189 (P<0,05) и ртути r=Ц0,119 (P<0,05).
4. Установлена отрицательная корреляционная связь между продукцией тиреоидных гормонов и накоплением токсичных элементов (ртути, свинца и кадмия) в волосах обследуемых, наиболее выраженная у работников, связанных с вредными производственными факторами. Токсичные микроэлементы оказывали большее влияние на продукцию тироксина, по сравнению с трийодтиронином (коэффициенты регрессии составили: для ртути Ц3,076 в отношении Т4 против Ц0,467 в отношении Т3; для свинца Ц0,628/Т4 против Ц0,131/Т3; для кадмия Ц0,211/Т4 против Ц0,148/Т3).
5. В щитовидной железе экспериментальных животных установлен факт существенного накопления токсичных микроэлементов кадмия и свинца при их добавлении в рацион (Pb - 0,051 мкг/г, Cd - 0,190 мкг/г). Выявлены отрицательные зависимости между уровнем накопления токсических (кадмия и свинца) и эссенциальных (йод, селен, цинк) микроэлементов в железе.
6. Разработан и предложен показатель гомеостатической лабильности микроэлемента, как соотношение усредненных концентраций микроэлемента у опытных и контрольных животных на 3Ц4 неделе формирования тотального минерального дефицита. Расчет предложенного показателя позволил провести сравнительный анализ эссенциальных микроэлементов, которые распределялись в ряду: медь (1,08), марганец (1,27), цинк (1,53), кобальт (1,62), йод (1,78), железо (3,11), селен (3,32). Показана относительно высокая гомеостатическая лабильность эссенциальных для щитовидной железы микроэлементов.
7. В условиях эксперимента обнаружено снижение продукции тироксина (Т4 - 7,86 нмоль/л; P<0,05), более значимое при сочетанном влиянии дефицита эссенциальных микроэлементов и избытка токсичных микроэлементов, сопровождающееся рассогласованием в системе регуляции продукции тиреоидных гормонов, в виде пониженного уровня ТТГ (0,0008 мкМЕ/мл; P<0,05).
8. Экспериментальный дефицит эссенциальных микроэлементов привел к снижению функции щитовидной железы и сопровождался ее структурной реорганизацией: увеличением относительного объема крупных кистоподобных фолликулов (на 19,6%; P<0,05), снижением высоты тиреоцитов (на 42,7%; P<0,05), уменьшением объема их ядер (на 68,3%; P<0,05), уменьшением числа псевдоподий. При восполнении дефицита эссенциальных микроэлементов (йода, селена и цинка) позитивные структурные сдвиги более выражены при их комплексном применении.
9. Токсическое влияние кадмия и свинца характеризовалось структурнофункциональной реорганизацией не только в щитовидной железе, но и в гипоталамогипофизарной нейросекреторной системы, наиболее выраженной при сочетанном действии токсичных (кадмия и свинца) микроэлементов и дефиците эссенциальных (йода, селена и цинка). Восполнение недостатка последних оказывало максимально выраженное протективное действие при их комплексном введении в рацион, проявляющееся нормализацией структуры щитовидной железы, гипофиза и гипоталамуса.
10. Идентифицированы ключевые факторы - устойчивые объединения признаков, доминирующие в факторной структуре переменных, - характеризующие связь алиментарного поступления эссенциальных микроэлементов в организм, особенностей микроэлементного гомеостаза и антагонизма, а также уровня накопления токсичных микроэлементов со структурной организацией и функцией щитовидной железы. Анализ факторной структуры указывает на параллелизм в протиреоидном действии эссенциальных микроэлементов цинка и селена, а также на антитиреоидное действие токсических микроэлементов.
11. Установлена зависимость частоты структурных нарушений в щитовидной железе от уровня йода (<0,27 мкг/г и >4,2 мкг/г ) в волосах, которая позволяет рекомендовать определение этого показателя для скрининговой оценки вероятности диффузных или очаговых изменений в органе. Разработан способ прогнозирования заболевания щитовидной железы у людей, занятых на вредном производстве, и распознавания группы риска по развитию гиперплазии щитовидной железы путем определения уровня кадмия (>0,25 мкг/г) и ртути (>1,0 мкг/г) в волосах. Обоснованы рекомендации по применению препаратов йода, селена и цинка с целью нормализации функции щитовидной железы, базирующиеся на их антагонистических эффектах в отношении токсичных микроэлементов (кадмия, свинца и ртути).
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Концентрации эссенциальных (йод, селен, цинк) и токсичных (свинец, кадмий, ртуть) микроэлементов в волосах являются информативными параметрами, отражающими степень их накопления в организме и связанными со структурой и функцией щитовидной железы и тиреоидной системы в целом. Определение этих параметров рекомендуется для оценки обеспеченности организма эссенциальными микроэлементами и избыточного накопления токсичных.
2. Взаимосвязь уровня йода в волосах с частотой структурных нарушений в щитовидной железе позволяет рекомендовать определение этого показателя для скрининговой оценки вероятности диффузных или очаговых изменений в органе. При увеличении концентрации йода в волосах более 4,2 мкг/г предполагается высокая вероятность наличия очаговых изменений в щитовидной железе. При снижении концентрации йода в волосах ниже 0,27 мкг/г - диффузных нарушений в органе.
3. Связь концентрации токсичных микроэлементов в волосах с характером профессиональной деятельности на фоне установленного антагонизма эссенциальных и токсичных микроэлементов проявляется в увеличении частоты отклонений концентрации йода и, как следствие, частоты заболеваний щитовидной железы при увеличении концентрации ртути (>1,0 мкг/г) и/или кадмия (> 0,25 мкг/г) в волосах. В наибольшей степени эта закономерность выражена у работников, связанных с вредными производствами, что позволяет рекомендовать у них определение уровня накопления токсичных микроэлементов в волосах для прогнозирования заболеваний щитовидной железы.
4. Микроэлементы цинк и селен усиливают нормализующее действие йода на функцию щитовидной железы. При этом сочетание этих трех эссенциальных микроэлементов обладает максимальным протиреоидным эффектом и наиболее выраженными протективными свойствами по отношению к токсичным микроэлементам (кадмию и свинцу). Это позволяет рекомендовать комплекс эссенциальных микроэлементов йода, селена и цинка в качестве универсального средства для коррекции минерального обмена при относительной йодной недостаточности и гипофункции щитовидной железы. Вместе с тем рекомендуется учитывать как исходное состояние тиреоидной системы, так и особенности вредных производственных факторов.
СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в рецензируемых научных изданиях, патентные документы 1. Утенина В.В., Плигина Е.В., Утенин В.В., Барышева Е.С., Горлов А.В., Карпов А.И.
Дисбаланс микроэлементов в организме детей с экологозависимой патологией // Гигиена и санитария. - 2002. - №5. - С. 57-59.
2. Нотова С.В., Барышева Е.С., Утенина В.В., Губайдулина С.Г. Современные подходы к профилактике заболеваний, связанных с алиментарным дефицитом йода // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2004. - №4 (Биоэлементология). - С.
64.
3. Утенина В.В., Барышева Е.С., Смолягин А.И., Плигина Е.В. Влияние гипоксии на тиреоидный статус и вегетативные показатели детей с аутоиммунным тиреоидитом // Российский педиатрический журнал. - №3. - 2005. - С. 29-31.
4. Нотова С.В., Губайдулина С.Г., Барышева Е.С. Особенности микроэлементного анализа волос студентов с миопией // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2004. - №38. - С. 207-208.
5. Барышева Е.С., Растопчин О.И., Сизова Е.В. Способ прогнозирования диффузного нетоксического зоба у людей, занятых на вредном производстве // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2005. - №11. - С. 149-153.
6. Барышева Е.С., Сизова Е.В., Нотова С.В., Фролова О.О., Скальный А.В. Влияние особенностей питания и техногенных факторов на рост заболеваний щитовидной железы у работников вредных производств // Вестник РУДН. Серия медицина. Физиология. - 2005. - №2. - С. 146-151.
7. Барышева Е.С., Сизова Е.В., Нотова С.В., Фролова О.О., Чадова Л.А. Макро- и микроэлементный статус рабочих вредных производств, страдающих заболеванием щитовидной железы // Вестник Оренбургского государственного университета.- 2005. - №2 (Биоэлементология). - С.16-20.
8. Нотова С.В., Барышева Е.С., Лебедев С.В., Полякова В.С., Малышева Н.В., Корнеев М.Г. Влияние микроэлементов на морфофункциональные показатели щитовидной железы // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2006. - №2 (Биоэлементология). - С. 64-67.
9. Лебедев С.В., Барышева Е.С., Малышева Н.В. Степень накопления и особенности взаимодействия токсичных и эссенциальных элементов в организме лабораторных животных (экспериментальное исследование) // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2006. - №2 (Биоэлементология). ЦС.33Ц35.
10. Барышева Е.С. Структурно- функциональная реорганизация щитовидной железы при воздействии солей тяжелых металлов на фоне разного содержания микроэлементов в пищевом рационе // Морфология. - 2006. - №5, Т.130. - С. 29.
11. Маркунина Е.В., Утенина В.В., Барышева Е.С. Особенности гемодинамики при нарушении функции щитовидной железы // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2006.Ц№2 (Биоэлементология). - С. 41-44.
12. Лебедев С.В., Барышева Е.С., Полякова В.С. Малышева Н.В. Влияние микроэлементов на структурно-функциональное состояние яичников в условиях эксперимента // Морфология. - 2006. - №4, Т.129. - С. 74-75.
13. Лебедев С.В., Барышева Е.С., Сизова Е.А., Малышева Н.В., Полякова В.С., Гречушкин А.И. Структруно-функциональная реорганизация органов-мишеней животных при различной микронутриентной обеспеченности рационов//Вестник Оренбургского государственного университета. - 2006.Ц№5 (Биоэлементология). - С. 215-219.
14. Барышева Е.С. Особенности показателей умственной работоспособности у студентов и преподавателей Оренбургского государственного университета, проживающих в условиях умеренного йодного дефицита // Здоровье населения и среда обитания. Информационный бюллетень.- 2006.- №9/162/.-С.37-42.
15. Нотова С.В., Барышева Е.С., Бибарцева Е.В. Особенности нутриентной обеспеченности питания рабочих ПО Стрела с йоддефицитом, контактирующих с вредными производственными факторами // Вестник Оренбургского государственного университета.- 2006.- №13. - С.264-265.
16. Барышева Е.С., Лебедев С.В., Нотова С.В., Полякова В.С., Малышева Н.В. Структурно-функциональная реорганизация щитовидной железы при различном содержании микроэлементов рационе // Морфология. - 2006. - №4, Т.129. - С. 19.
17. Барышева Е.С. Структурно-функциональные взаимоотношения щитовидной железы и гипоталамо-гипофизарной нейроэндокринной системы при воздействии токсических доз кадмия и свинца // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2006. - №12 (Биоэлементология). - С. 36-39.
18. Барышева Е.С., Бибарцева Е.В., Чадова Л.А. К пониманию сопряженности уровня йода в волосах и наличия структурных нарушений щитовидной железы // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2006. - №12 (Биоэлементология). - С. 3435.
19. Нотова С.В., Бурцева Т.И., Бурлуцкая О.И., Барышева Е.С., Горелова Ж.Ю., Чернова Е.Г. Особенности питания, элементного статуса организма учащихся и их успеваемость // Вопросы современной педиатрии. - 2007. - Т.6, №5. - С. 70-73.
20. Барышева Е.С., Нотова С.В., Полякова В.С.Влияние микроэлементов на структурнофункциональную реорганизацию щитовидной железы и гипоталамо-гипофизарной нейроэндокринной системы при воздействии токсических доз кадмия и свинца.- Морфологические ведомости.- 2007.- №1-2.- С.16-19.
21. Баранова О.В., Нотова С. В., Скальный А.В., Барышева Е.С. Особенности структуры питания студенческой молодежи, обучающейся в высшем учебном заведении промышленного города // Вестник Санкт-Петербургской медицинской академии.- 2007.- №2.- С.10-11.
22. Фролова О.О., Барышева Е.С., Скальный А.В. Клиническая коррекция элементного статуса у работников промышленного предприятия // Вестник восстановительной медицины.- 2008.-№1(23).-С.14-17.
23. Патент 2302640 Российской Федерации, МПК G 01 N 33/84. Способ определения структурных нарушений щитовидной железы / Нотова С.В., Барышева Е.С., Мирошников С.А., Сизова Е.В., Чадова Л.А.; заявитель и патентообладатель Госуд. Образ. учреждение высш. проф. образ. Оренбургский государственный университет.- № 2005128233/15; заявл. 09.09.2005; опубл. 10.07.2007, Бюл.№19.- 4с.: ил.
24. Патент 2305846 Российской Федерации, МПК G 01 N 33/84. Способ прогнозирования заболевания щитовидной железы у людей, занятых на вредном производстве / Нотова С.В., Барышева Е.С., Мирошников С.А., Растопчин О.И., Чадова Л.А.; заявитель и патентообладатель Госуд. Образ. учреждение высш. проф. образ. Оренбургский государственный университет.- №2005128215/15; заявл. 09.09.2005; опубл. 10.09.2007, Бюл. № 25.- 4 с.: ил.
Статьи в других научных и научно-практических изданиях 25. Утенина В.В., Боев В.М., Плигина Е.В., Горлов А.В., Барышева Е.С., Фомина М.Н., Утенин В.В. Анализ кинетики микроэлементов у детей с зобом // Материалы Всероссийской научно-исследовательской конференции Среда обитания и здоровье детского населения. - Оренбург, 2003. - С. 263.
26. Барышева Е.С., Утенина В.В., Смолягин А.И., Попова Е.В., Твердохлиб Д.В. Использование методов многомерной статистики для анализа применения адаптации к периодической гипоксии в лечении детей с диффузным нетоксическим зобом //Иммунология Урала. - 2003.- №1. - С. 78-79.
27. Смолягин А.И., Попова Е.В., Барышева Е.С., Утенина В.В., Твердохлиб Д.В., Никитина Н.М. Гормональные и иммунные нарушения у больных тиреоидной патологией и некоторые подходы к их немедикаментозной коррекции // Материалы Межрегиональной конференции Биохимиков Урала, Западной Сибири и Поволжья Биохимия: от исследования молекулярных механизмов до внедрения в клиническую практику и производство. - Оренбург, 2003. - С. 284-288.
28. Утенина В.В., Боев В.М., Плигина Е.В., Барышева Е.С. Диффузный нетоксический зоб и биологические маркеры его диагностики // Материалы Всероссийской научноисследовательской конференции Среда обитания и здоровье детского населения. - Оренбург, 2003. - С. 263-265.
29. Нотова С.В., Баранова О.В., Бурцева Т.И., Барышева Е.С. Дисбаланс микронутриентов в рационе питания студентов // Материалы Всероссийской научно-практической конференции Модернизация образования: проблемы, поиски, решения. - Оренбург, 2004. - С. 58-60.
30. Барышева Е.С., Утенина В.В. Эффективность различных методов лечения йоддефицитных состояний // Микроэлементы в медицине. - 2004. - Т.5, №4. - С. 12-14.
31. Конюхов В.А., Нотова С.В., Брудастов Ю.А., Барышева Е.С., Бурлуцкая О.И., Брюханов А.Д., Брюханова Л.И. Экология человека. Методология популяционной диагностики и ликвидация риска йодного дефицита у населения Оренбургской области/под редакцией Беляева Е.Н. // Золотая серия национальных научных достижений. М: Академия наук о Земле. - 2005. - 66 с.
32. Нотова С.В., Сизова Е.В., Барышева Е.С. Оценка алиментарного поступления йода, содержание йода в волосах студентов ОГУ и пути коррекции йоддефицита // Материалы IX Всероссийского конгресса Экология и здоровье человека. - Самара, 2004. - С.
194-196.
33. Нотова С.В., Губайдулина С.Г., Сизова Е.В., Барышева Е.С. Микроэлементный статус учащейся молодежи с выявленной патологией верхних дыхательных путей // Микроэлементы в медицине. - 2004. - Т.5, №4. - С. 105-107.
34. Нотова С.В., Барышева Е.С., Утенина В.В., Губайдулина С.Г. Витаминная обеспеченность продуктов питания учащихся колледжей // Материалы Всероссийской научнопрактической конференции Модернизация образования: проблемы, поиски, решения.
- Оренбург, 2004. - С. 62-63.
35. Фролова О.О., Нотова С.В., Барышева Е.С. Оценка фактического питания и состояния здоровья работников ПО Стрела // Материалы IX Всероссийского конгресса Экология и здоровье человека. - Самара, 2004. - С. 288-290.
36. Фролова О.О., Нотова С.В., Барышева Е.С. Макро- и микроэлементный состав волос рабочих ПО Стрела, контактирующих с вредными производственными факторами // Микроэлементы в медицине. - 2004. - Т.5, №4. - С. 151-154.
37. Нотова С.В., Барышева Е.С., Сизова Е.В. Изучение алиментарного фактора у больных с заболеваниями щитовидной железы на примере работников промышленного предприятия // Материалы III Межрегиональной научно-практич. конф. Питание здорового и больного человека. - С.-Петербург, 2005. - С. 154-155.
38. Барышева Е.С., Нотова С.В., Сизова Е.В. Взаимосвязь микроэлементного состава волос и тиреоидной патологии у рабочих вредных производств // Фундаментальные исследования. - №6. - 2005. - С. 68-69.
39. Барышева Е.С., Нотова С.В., Сизова Е.В. Особенности элементного статуса работников вредных производств с заболеванием щитовидной железы // Современные наукоемкие технологии. - №4. - 2005. - С. 36.
40. Нотова С.В., Бурцева Т.И., Барышева Е.С. Особенности питания и элементного состава волос учащихся колледжей ОГУ // Материалы IV - Межрегиональной научнопрактичеcкой конференции Питание здорового и больного человека. - С.Петербург. - 2006. - С.143-144.
41. Конюхов В.А., Бурлуцкая О.И., Барышева Е.С., Долгих Е.В. Корреляционный анализ биологического ответа популяции во взаимосвязи с состоянием йодной профилактики в периоды альтернативных уровней риска йодного дефицита // Материалы IV - Межрегиональной научно-практической конференции Питание здорового и больного человека. - С.Петербург. - 2006. - С. 101-102.
42. Notova S.V., Malysheva N.V., Barysheva E.S., Rybalko N.M., Bibartseva E.V., Fedicheva E.U. Comparative description of macro and trace element content in the hair of girls with or without signs of reproductive system abnormalities living in Orenburg region// Conference materials Macro and Trace Elements. - Leipzig, 2006. - P. 718 - 722.
43. Барышева Е.С., Баранова О.В. Влияние йодного дефицита на показатели умственной работоспособности у студентов и преподавателей ОГУ // Успехи современного естествознания. - 2006. - №8. - С. 55-56.
44. Notova S.V., Baranova O.B., Baryshevae E.S. еt all (6) Modern conditions and ways of correcting the nutrition status in various age and industrial groups in the population of Orenburg region // Material internationaler medizinischer congress Evromedia. - Hannover, 2006. - Р.
50-52.
45. Барышева Е.С., Нотова С.В. Бибарцева Е.В. Особенности питания работников вредных производств с заболеваниями щитовидной железы // Материалы Международной научной конференции Человек, питание, здоровье /Под ред. Б.Н.Давыдова, А.Ф.Цыба, В.С.Волкова.- Тверь, ООО Триада, 2006.- С.211-213.
46. Барышева Е.С. Сравнительная характеристика показателей умственной работоспособности студентов и преподавателей ОГУ, страдающих зобом // Материалы VII Международной научно-практической конференции Здоровье и Образование в XXI веке.- М.:
Изд-во РУДН, 2006.- С.58.
47. Барышева Е.С., Плисс А.Л., Ломакин Ю.В., Полякова В.С. Морфологические и морфометрические изменения щитовидной железы и гипоталамо-гипофизарной нейроэндокринной системы при различном содержании микроэлементов рационе // Материалы II Международной научно-практической конференции Биоэлементы.- Оренбург, ИПК ГОУ ОГУ, 2006.- С. 358.
48. Baranova, O.V., Notova, S.V., Barysheva, E.S. The comparative analysis of toxic, probablytoxic and essential elements in hair of student living in differend zones of Orenburg region // 23th Workshop Macro and Trace Elements Mengen- und spurenelemente.- Jena, 2006.- Р.676-678.
49. Баранова О.В., Скальный А.В., Барышева Е.С. Оценка фактического питания студенческой молодежи Оренбургской области // Материалы I Всероссийской конференции Центры оздоровительного питания - региональная политика здорового питания населения.- Новосибирск, 2006.- С. 246.
50. Барышева Е.С., Нотова С.В., Баранова О.В. Влияние уровня йода в волосах на структуру щитовидной железы у работников вредных производств // Материалы Сателлитного симпозиума XX Съезда физиологов России.- Москва, 2007.- С.7-9.
51. Barysheva E., Notova S., Baranova O., Bybartzeva E. Struсtural and functional reorganization of thyroid due to experimental hyper- and hypoelementosis in rats // Qumica Clinica.- 2007.- 26(S1).Special Supplement- P.35.
52. Барышева Е.С. Изучение влияния эссенциальных микроэлементов на морфофункциональное состояние щитовидной железы.- Современные наукоемкие технологии.- 2007.- №8.- С.46-47.
53. Барышева Е.С. Способ прогнозирования заболеваний щитовидной железы у людей, занятых на вредном производстве // Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием.- Тверь, 2007.- С.260-262.
Рекомендации, учебно-методические работы 54. Основы физиологии питания (краткий курс). Теоретические основы. Часть 1 / О.В.Баранова, Е.С. Барышева. Под редакцией С.В. Нотовой. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2007. - 158 с. - ISBN 978-5-7410-0720-55. Основы физиологии питания (краткий курс). Практические основы.. Часть 2 / Е.С. Барышева, О.В.Баранова. Под редакцией С.В Нотовой. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2007.- 266 с. ISBN 978-5-7410-0728-Барышева Елена Сергеевна (Россия) Роль микроэлементов в функциональном и структурном гомеостазе щитовидной железы (клинико-экспериментальное исследование) В результате комплексного экспериментального и клинического исследования были установлены взаимосвязи между особенностями накопления эссенциальных и токсичных микроэлементов и морфофункциональным состоянием тиреоидной системы. Проведен многоэлементный анализ ткани щитовидной железы.
Выявлено и описано антитиреоидное действие токсичных микроэлементов кадмия и свинца в угнетении клеточных структур ткани щитовидной железы, передней доли гипофиза и гипоталамуса. Предложены новые методы коррекции, основанные на применении эссенциальных микроэлементов по нормализации тиреоидной функции.
Разработаны способы определения структурных нарушений щитовидной железы и прогнозирования заболеваний щитовидной железы у людей, занятых на вредном производстве.
Barysheva Yelena Sergeyevna Trace elements role in functional and structural homeostasis of thyroid gland (clinical and experimental research) The interrelations between peculiarities of essential and toxic elements accumulation and morphofunctional condition of thyroid system were established as a result of complex experimental and clinical research. The multielements analysis of thyroid gland tissue was carried out.
The antithyroid action of cadmium and lead toxic trace elements in cellar structures oppression of thyroid gland tissue, hypophysis and hypothalamuses fore-share was revealed and described. The correction new methods, based on essential trace elements application were offered according to thyroid function normalization.
The definition ways of thyroid gland structural infringements and forecasting of thyroid gland diseases, which people employed at harmful enterprises have got, were worked out.