Geum.ru

«Ставропольская государственная медицинская академия»

Вид материалаАвтореферат диссертации
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6


Примечание: жирным шрифтом выделены достоверные значения коэффициентов парной корреляции

Поскольку у работников биофабрики также регистрировались весьма значительные изменения концентрации микро- и макроэлементов в волосах (табл. 3), становится очевидным, что анализ состояния элементного гомеостаза в волосах отражает не только дисбаланс биологически активных химических элементов в организме человека при действии неблагоприятных факторов среды и деятельности, но и дает некоторое интегральное представление о степени дезинтеграции различных функциональных систем.

Таблица 3

Средние концентрации химических элементов в волосах сотрудников

биофабрики и практически здоровых жителей Ставропольского края


Эле-мент
Сотрудники биофабрики
Здоровые добровольцы
Эле-мент
Сотрудники биофабрики
Здоровые добровольцы

Al
19,9±4,11
16,39±1,53
Mg
51,3±5,25
63,1±6,05

As
0,09±0,009*
0,23±0,03
Mn
0,87±0,17
0,58±0,04

Be
0,008±0,001
0,005±0,001
Na
848±220,3
627±124,3

Ca
423±42,1*
646±59,1
Ni
1,01±0,39
1,04±0,22

Cd
0,42±0,14*
0,15±0,03
P
159±14,0
188±10,8

Co
0,03±0,01
0,07±0,01
Pb
3,74±0,52
2,72±0,41

Cr
0,74±0,09
0,88±0,15
Se
0,41±0,03*
0,92±0,13

Cu
13,0±0,79
12,7±0,6
Si
52,4±8,2*
26,9±3,38

Fe
37,4±6,99
24,4±2,47
Sn
0,42±0,26
0,51±0,09

Hg
0,41±0,09
0,36±0,06
Ti
3,02±0,43*
0,69±0,08

I
32,2±27,95
8,24±3,08
V
0,12±0,011
0,11±0,01

K
374±69,5
384±67,4
Zn
160±8,3
155±8,3

Li
0,05±0,006
0,12±0,07











В частности выявлено, что для показателей, связанных с сократимостью сердечной мышцы, обнаружены отрицательные корреляции с содержанием в волосах таких химических элементов, как Na, Mn, Mo, Ni, Ba, Аl, Bi, Sb, Pb. У лиц с низкими значениями ударного объема сердца (<100 мл) выявлено статистически значимое повышение уровня Mn, Ni, Bi, Ba, Sb.

Таким образом, наиболее значимыми для деятельности сердечно-сосудистой системы являются, по-видимому, Mn, Ni, Ba, Sb, поскольку изменение содержания этих элементов связано как с показателями работоспособности миокарда, так и с показателями, отражающими состояние сосудистого русла.

Характеристиками психофизиологического статуса организма являются время сенсомоторной реакции и критическая частота усвоения световых мельканий. Для первого показателя не выявлено связей с содержанием химических элементов в волосах испытуемых. Для критической частоты световых мельканий (КЧСМ) обнаружены отрицательные корреляционные зависимости с содержанием Fe, Co, Ba, Be, Sb, W и положительная корреляция с содержанием Se. В образцах волос лиц с показателями КЧСМ ниже среднего уровня выявлено более высокое содержание Fe, Co, Ba, W по сравнению с остальными испытуемыми.

Психоэмоциональное состояние работников биофабрики оценивали по вкладу тревожной компоненты (ситуативная и личностная тревожность) и самооценке состояния по шкале САН. Чем выше уровень тревожности испытуемых, тем меньше значения по шкалам самочувствие, активность, настроение (рис. 2 и 3). При этом с повышением уровня тревожности увеличивается содержание Se и снижается содержание Be в волосах испытуемых.

Таким образом, психофизиологический и психоэмоциональный статус организма ассоциируются с уровнем Be и Se в волосах. Опосредованно это может быть связано с функциональной активностью сердечно-сосудистой системы. Гипотеза о том, что низкие концентрации селена связаны с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний, достаточно хорошо подтверждена в большом числе публикаций (Flores-Mateo G. et al., 2006).

Полагают, что он принимает участие в защите от окислительного стресса, обуславливая активность селензависимых глутатион-пероксидаз (Rayman M.P., 2000). Кроме того, отмечены эффекты антагонизма и синергизма селена с некоторыми другими элементами (Feroci G. et al., 2005). Бериллий является антагонистом магния – важнейшего кардиотропного и нейротропного макроэлемента. Возможно, снижение уровня бериллия в волосах отражает метаболические изменения в организме, связанные с магнийзависимыми ферментными системами и другими процессами.



Рисунок 2. Содержание химических элементов в волосах испытуемых с различным уровнем тревожности.




Рисунок 3. Уровень самочувствия, активности, настроения в группах с различной личностной тревожностью (по критерию Манна-Уитни).


Дополнительным доказательством гипотезы о взаимосвязи изменения элементного состава волос с общеорганизменными реакциями является факт выявления достоверных значений коэффициентов корреляции между содержанием в волосах таких токсичных элементов, как, например, мышьяк с параметрами одного из наиболее интегральных показателей метаболических процессов – различными параметрами лазерной корреляционной спектроскопией (ЛКС) мочи и крови.

Метод ЛКС успешно зарекомендовал себя в клинике как один способов исследования нативных биологических жидкостей для оценки тяжести заболевания и эффективности лечения при бронхиальной астме (Пирузян Л.А. и др., 2004), сахарном диабете (Румянцева Е.И. и др., 2005), миастении (Карганов М.Ю. и др., 2003), гематологических (Ковалева О.И. и др., 2004) и ряде других заболеваний (Бажора Ю.И., Носкин Л.А., 2002). Метод основан на изменении спектральных характеристик монохроматического когерентного излучения гелий-неонового лазера в результате светорассеяния при прохождении через дисперсную систему – плазма, сыворотка крови, моча, ротоглоточные смывы (Бажора Ю.И., Носкин Л.А., 2002).

При анализе ЛКС спектров различных биологических жидкостей нами было обнаружено, что в исследованных образцах сыворотки крови наблюдается преобладание спектров, в которых основной вклад в светорассеяние вносят мелкие частицы. Основную часть составляют интоксикационно- и катаболически подобные метаболические сдвиги, и небольшая часть принадлежит дистрофическим сдвигам, что является следствием преобладания в организме процессов гидролиза и катаболизма.

При анализе была выявлена обратная корреляция между направлением метаболических сдвигов в рото-глоточных смывах и концентрацией мышьяка в моче, отобранной для обследования при первом заборе: чем меньше концентрация мышьяка в пробах мочи, тем больше вклад в светорассеяние частиц крупного размера в пробах ротоглоточных смывов (r = –0,75, р<0,05). Анализ преобладающих направлений метаболических сдвигов в пробах сыворотки крови показал наличие корреляционной связи с концентрацией микроэлементов в моче. Значимые корреляции получены для ртути (r = +0,50, р<0,05) и мышьяка (r = +0,82, р<0,05).

Таким образом, в пробах биологических жидкостей от лиц с превышением содержания токсичных микроэлементов, исследованных методом ЛКС, наблюдается значительное увеличение вклада в светорассеяние преимущественно мелких частиц. Известно, что само по себе повышенное содержание токсичных элементов не свидетельствует о развитии патологии. Кроме того, индивидуальные особенности саногенетических систем организма обуславливают различные последствия для здоровья при одинаковом воздействии малых доз потенциально вредных факторов (Капцов В.А. и др., 2005). Тем не менее, их корреляция с вкладами в светорассеяние частиц определенного размера биологических жидкостей позволяет предположить, что изменения в микроэлементном составе связаны с метаболическими сдвигами.

Нами установлено (см. табл. 3), что для работников биофабрики в целом характерно более низкое, чем фоновые значения, содержание в волосах Ca, Co, Se, As и более высокое – Si и Ti. Для инженерно-технических работников и микробиологов характерно относительно повышенное содержание в волосах Hg (табл. 4). Выявлено, что максимальный риск развития гиперэлементозов отмечен у представителей таких профессий, как препаратор и аппаратчик.

Таблица 5

Элементные профили сотрудников Ставропольской биофабрики

и жителей Ставропольского края, занятых в непроизводственной сфере


Специальность
Элементный профиль

Инженерно-технические

работники


Микробиолог


Прочие специальности


Жители Ставропольского края



Примечание: включены элементы, частота отклонений в содержании которых превышает 30%; в числитель включены элементы, содержание которых в волосах избыточное, а в знаменателе – недостаточное.


В основном, у них выявляются отклонения, характерные для лиц, предрасположенных к развитию нарушений водно-солевого обмена, в том числе болезням мочевыводящих путей и почек, сердечно-сосудистой патологии (дефицит K, Mg), включая ишемическую болезнь, нарушения сердечного ритма и гипертоническую болезнь. Следует отметить, что в группе инженерно-технических работников риск развития гиперэлементозов меньше, чем в контрольной группе.

Следовательно можно предположить, что характер трудовой деятельности препараторов и аппаратчиков отрицательно сказывается на гомеостатических механизмах, в первую очередь на водно-солевом обмене. Это способствует повышению риска развития патологии почек и мочевыводящих путей, гипертонической болезни и других заболеваний.

Отсутствие существенных отличий в плане риска развития гиперэлементозов у лаборантов, микробиологов, лиц, отнесенных к группе «прочих специальностей» свидетельствует об отсутствии необходимости в проведении серьезных профилактических и лечебно-диагностических мероприятий в этих группах, так как они не связаны, вероятно, с их профессиональной деятельностью, а являются отражением характерных для изучаемой группы населения Ставропольского края тенденции в заболеваемости, связанной с гиперэлементозами.

Анализ элементного гомеостаза у работников производства цветных металлов показал повышенный риск формирования в организме избытка марганца, ванадия, лития (рис. 4). Для них характерен также высокий риск развития дефицита йода и меди. В целом, полученные данные адекватно отражают возрастание производственной нагрузки на рабочих мужчин (избыточное накопление токсичных металлов V, Cd, Mn, Hg, Cr, а также нарушение обмена Ca, Mg, Si, Co, Cu, K, Fe) с возрастом.

Элементный состав волос является более ранним, по сравнению с цельной кровью и мочой, индикатором зависящего от возраста и длительности работы в неблагоприятных условиях снижения гомеостатического потенциала, что особенно заметно на примере мужчин старшей возрастной группы.



Рисунок 4. Нарушение элементного гомеостаза у работников предприятия цветной металлургии.


С помощью волос обнаруживается, что в молодом возрасте у рабочих в первую очередь нарушается регуляция обмена тяжелых металлов (Cd, Pb, Sn, Co), поступающих в организм в повышенных количествах, по сравнению с ИТР, а также K. У ИТР относительно рабочих выше риск дефицита остеотропных элементов (Ca, Mg), что может быть обусловлено относительной гиподинамией, а также селена (более низкое поступление с пищей?). В средней возрастной группе (35-49 лет) мужской организм, вероятно, адаптируется к нагрузке тяжелыми металлами.

В группе лиц старше 50 лет нарушение гомеостатического потенциала проявляется в виде избыточного накопления Mn, V, Mg (производственных токсикантов на металлургическом комбинате) и увеличения частоты дефицитов I, Se, K, Si. Относительно эссенциальных элементов, в том числе остеотропных Ca, Mg, различия между мужчинами-ИТР и рабочими уменьшаются.

В целом, нарушение адаптации у мужчин со стороны минерального обмена проявляется в виде дисбаланса кардио- (K, Mg, Se, Si) и тиреотропных (J, Se) элементов на фоне избыточного накопления (из-за недостаточности механизмов детоксикации) производственных токсикантов Mn и V.

Дополнительным доказательством важности элементного дисбаланса, как одного из факторов, оказывающих негативное влияние на здоровье человека, является анализ числа дней временной нетрудоспособности. Нами установлено, что в течение одного года наблюдений этот показатель составил у практически здоровых добровольцев в среднем 1,3±0,09 дня, у лиц с отклонениями концентрации макро- и микроэлементов не более 30% от нормы – 2,6±0,18 дня, тогда как у пациентов со значительными отклонениями от нормы (более 30%) – 5,1±0,34 дня. Эти различия высоко достоверны и подтверждаются высокими значениями коэффициента ранговой корреляции Спирмена (r = +0,69; p<0,01), свидетельствующие о прямой зависимости между нарушениями элементного гомеостаза и уровнем здоровья. Таким образом, полученные результаты убедительно доказывают значение анализа волос в ранней диагностике нарушений гомеостатического регулирования минерального обмена и, соответственно, оценке уровня функциональных резервов.

Полученные результаты позволяют высказать предположение о том, что восстановительная коррекция нарушенного элементного гомеостаза может способствовать повышению уровня здоровья и функциональных резервов организма работников предприятий в условиях негативного производственного фона, что, безусловно, отразится на профессиональном долголетии рабочих и служащих и повышении качества их жизни.

Не вызывает сомнений, что одним из самых значимых естественных факторов коррекции минерального обмена является пища, поэтому в следующей серии наших исследований мы проанализировали «продовольственную корзину» жителей Ставропольского края на примере сотрудников биофабрики. Нами установлено, что работа на этом предприятии сопряжена с действием различных неблагоприятных факторов, что отражается в нарушении минерального баланса (см. табл. 3).

Для установления адекватности поступления химических элементов в организм жителей Ставропольского края с пищей нами был проанализирован элементный состав основных продуктов питания, входящих в среднестатистическую «продовольственную корзину». Сравнительный анализ содержания химических элементов в пищевых продуктах, потребляемых жителями Ставропольского края, г. Москвы и ФРГ, показал, что в целом поступление с пищей элементов-микронутриентов может быть значительно ниже рассчитываемых с помощью известных баз данных у жителей края. Это обусловлено относительно более низким содержанием в пищевых продуктах местного производства Ca, K, Mn, Na, P, Mg, Zn (овощи, баранина, колбасы, жиры, макаронные изделия, твердый сыр, молоко и др.). По-видимому, пониженное содержание элементов-микронутриентов в пищевых продуктах обусловлено истощением почв, недостаточным внесением микроудобрений. Это снижает потребительские свойства пищевых продуктов, выращенных на территории Ставропольского края, и требует дальнейших исследований с расширением географии отбираемых для анализа проб и проведения соответствующих агрохимических мероприятий в хозяйствах края, повышения культуры земледелия. В противном случае будет все более возрастать потребность в обогащении пищевых продуктов в процессе их переработки или дополнительное введение витаминно-минеральных комплексов в рацион потребителей-жителей Ставропольского края.

При анализе с помощью программы «АСПОН-питание» продуктового набора «потребительская корзина» жителей Ставропольского края по энергетической ценности и уровню потребления белка соответствует физиологическим потребностям взрослого населения. В то же время, по микронутриентному составу выявлены признаки несбалансированности рациона. Так, согласно проведенным расчетам, среднестатистический продуктовый набор обеспечивает лишь 22–23% и 27–34% от физиологической потребности, соответственно, мужчин и женщин, в биотине и витамине К, 45% и 53% в витамине А и В. В тоже время расчетный среднесуточный уровень потребления витамина Е составляет 367% у мужчин и 348% у женщин. У мужчин также выявлен недостаток в рационе фтора (37%), молибдена (67%), йода (78%), тогда как уровень потребления железа составил 314%, магния – 156%, марганца – 247%, натрия – 336%, фосфора – 227%, хлора – 310%. С другой стороны, расчетным методом был проанализирован среднесуточный рацион всех обследованных сотрудников биофабрики (расчет проводился на основании 3-дневного рациона питания). Результаты, приведенные в таблице 6, позволяют сделать вывод о недостаточном поступлении в организм с пищей целого ряда эссенциальных химических элементов.


Таблица 6

Содержание микронутриентов в среднесуточном рационе

сотрудников биофабрики


Компонент
% от суточной потребности



Компонент
% от суточной

потребности

Биотин
29,68



Железо
182,53

Витамин В1
58,74



Калий
98,00

Витамин В12
343,16



Кальций
79,84

Витамин В6
105,79



Магний
76,26

Витамин С
89,16



Марганец
90,00

Витамин D
186,47



Натрий
160,58

Витамин Е
240,00



Фосфор
153,21

Витамин РР
81,26



Фтор
382,84

Витамин А
53,53



Хлор
120,32

Витамин В2
83,26



Цинк
76,05

Витамин К
19,58



Йод
55,00

Пантотен. к-та
94,58



Медь
60,84

Фолацин
64,79



Молибден
26,37

Белки
90,00



Селен
36,63

Энерг. ценность
84,89



Хром
68,89