Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Йодная недостаточность и пути ее возникновения 11
1.1.1. Здоровье населения, обусловленное географическими условиями проживания 13
1.1.2. Экопатогены как одна из причин йоддефицитных состояний 15
1.1.3. Влияние струмогенных факторов на биохимические процессы образования гормонов щитовидной железы 20
1.1.4. Нарушения функционирования щитовидной железы, вызванные генетическими отклонениями 23
1.2. Состояние регуляторных систем организма в условиях йодной недостаточности 26
1.2.1. Функции тиреоидных гормонов в организме. Механизмы действия гормонов 26
1.2.2. Функциональное взаимодействие нервной и эндокринной систем организма
1.2.3. Состояние иммунной системы в условиях дисфункции щитовидной железы
1.3. Коррекция йодной недостаточности 40
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 46
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 62
3.1. Получение биологически активной добавки «Иод-эластин» 62
3.1.1. Обоснование выбора носителя йода 62
3.1.2. Выбор условий гидролиза эластина 66
3.1.3. Обоснование условий йодирования гидролизата 76
3.2. Исследование безопасности «Йод-эластина» 83
3.2.1 .Определение токсичности «Йод-эластина» 83
3.2.2. Показатели микробиологической безопасности «Йод-эластина» 85
3.3. Оценка регуляторных систем организма при введении «Йод-эластина» 87
3.3.1. Морфофункциональное состояние щитовидной железы при коррекции экспериментального гипотиреоза биологически активной добавкой «Йод-эластин» 87
3.3.1.1. Оценка биологической эффективности «Йод-эластина» в условиях экспериментального гипотиреоза 90
3.3.1.2. Гистоморфологическая оценка щитовидной железы при введении «Йод-эластина» в эксперименте 92
3.3.2. Состояние иммунной системы организма в условиях экспериментального гипотиреоза и коррекции йодсодержащими средствами 99
3.3.2.1. Влияние йодсодержащих средств на функциональное состояние гуморального иммунного ответа при мерказолиловом гипотиреозе 100
3.3.2.2. Исследование функциональной активности клеточного звена иммунного ответа при введении БАД, содержащих йод 102
3.3.2.3. Оценка влияния «Йод-эластина» на показатели макрофагального звена иммунного ответа в опытах in vivo и in vitro... 104
3.3.3. Характеристика показателей неироэндокриннои регуляции организма животных при введении йодсодержащих добавок в условиях гипотиреоза, вызванного мерказолилом 108
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 114
ВЫВОДЫ 126
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 127
ПРИЛОЖЕНИЯ 148
- Йодная недостаточность и пути ее возникновения
- МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
- Получение биологически активной добавки «Иод-эластин»
Введение к работе
Актуальность темы. Значение йода для человека определяется тем, что этот микроэлемент является обязательным структурным компонентом гормонов щитовидной железы, действие которых помимо интеллектуального развития определяет активность практически всех метаболических процессов в нашем организме. Тиреоидные гормоны обладают широким спектром действия [160]. Недостаток йода способен оказывать негативный эффект на весь организм в целом [161].
Потребность организма в микроэлементе обеспечивается алиментарно, ежедневно, на протяжении всей жизни. Йод поступает с водой, продуктами животного и растительного происхождения. На сегодняшний момент рацион питания человека отличается недостатком практически всех эссенциальных микроэлементов [46, 150, 185].
В 1998 году принята «Концепция государственной политики здорового питания населения РФ ...». Этот документ на федеральном уровне декларировал роль биологически активных добавок (БАД) к пище как важнейших факторов улучшения качества питания и здоровья населения. Позднее был принят Закон №29-ФЗ от 2 января 2000 г. «О качестве и безопасности пищевых продуктов», где также констатировано, что БАД к пище - важнейший инструмент нормализации структуры питания населения и регуляции здоровья.
Рост частоты йоддефицитных состояний среди населения, особенно в биогеохимических провинциях, диктует необходимость координации научных и организационных мероприятий.
Все существующие на сегодняшний день меры профилактики: фармакопейные препараты, йодированная соль, йодсодержащие биологически активные добавки и др. не снижают остроты проблемы в силу неоднозначного воздействия на организм.
В настоящее время назрела необходимость в расширении ассортимента иодсодержащих средств, восстанавливающих функции организма в целом.
Цели и задачи исследований. Целью настоящих исследований явилась комплексная оценка регуляторных систем организма при экспериментальном гипотиреозе и введении новой биологически активной добавки к пище «Иод-эластин». Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
Разработать технологию биологически активной добавки к пище на основе белка животного происхождения.
Исследовать морфофункционалыюе состояние щитовидной железы животных при коррекции «Йод-эластином» гипотиреоза, вызванного тиреостатиком мерказолилом в эксперименте.
Оценить показатели клеточного и гуморального звеньев иммунного ответа, а также состояние фагоцитарной активности макрофагов в условиях экспериментального гипотиреоза и при введении «Йод-эластина».
Определить влияние, оказываемое «Йод-эластином» на ориентировочно-исследовательское поведение и суммарную двигательную активность лабораторных животных на модели экспериментального гипотиреоза.
Сравнить биологическую эффективность новой биологически активной добавки к пище «Йод-эластин» с широко используемым средством «Йод-актив».
Научная новизна работы. Проведена комплексная оценка регуляторных систем организма при коррекции экспериментального гипотиреоза, вызванного мерказолилом. Показана эффективность «Йод-эластина» и «Йод-актива» при восстановлении функции щитовидной железы, коррекции вторичного иммунодефицитного состояния и нормализации адаптационных характеристик организма на фоне гипотиреоза, вызванного применением тиреостатика мерказолила. Разработана технология йодсодержащей биологически активной добавки к пище на основе белка животного происхождения — эластина, которая по своей эффективности не уступает, а по некоторым характеристикам обладает более выраженным действием в сравнении с «Йод-активом»
Практическая значимость работы. Разработана технология биологически активной добавки к пище «Йод-эластин». Получен патент RU № 2266021 от 24.11.04 опубл. 20.12.05 Бюл. № 35. На основании, полученных в результате исследований данных биологически активная добавка к пище «Иод-эластин» может быть использована при создании йодированных продуктов питания.
Результаты исследовательской работы включены в материалы учебных занятий по дисциплине «Пищевые и биологически активные добавки» для студентов специальности «Технология продуктов общественного питания», «Технология мяса и мясопродуктов», «Технология хлебобулочных, кондитерских и макаронных изделий» Института пищевой инженерии и биотехнологии Восточно-Сибирского государственного технологического университета.
Основные положения, выносимые на защиту.
Разработка новой биологически активной добавки к пище «Йод-эластин».
Восстановление морфофункционального состояния щитовидной железы при введении добавки «Йод-эластин» в условиях экспериментального гипотиреоза.
Регуляция функций иммунной системы и восстановление адаптационных характеристик организма экспериментальных животных при введении «Йод-эластина» на фоне гипотиреоза, вызванного тиреостатиком мерказолилом.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены: - на Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2003); ежегодных научно-практических конференциях Восточно-Сибирского государственного технологического университета на секции «Химия биологически активных веществ» (Улан-Удэ, 2004 - 2006); Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы морфологии» (Красноярск, 2004); III Международной научной конференции молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2004); Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Новые технологии добычи и переработки природного сырья в условиях экологических ограничений» (Улан-Удэ, 2004); Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2005); 10-й Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология XXI века»(Пущино, 2006).
Биологически активная добавка «Йод-эластин» экспонировалась на международных, научно-технических выставках: «Научные разработки ВУЗов Сибири» (Манчжурия, Китай, 2004), «Наука. Образование, Бизнес» (Улан-Удэ, 2004).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 15 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 148 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, собственных результатов, их обсуждения, выводов, списка литературы и приложений. Диссертация иллюстрирована 16 рисунками и 16 таблицами. Список литературы включает 234 источника отечественной и иностранной литературы.
Йодная недостаточность и пути ее возникновения
Человек, как любой другой организм, населяющий биосферу, существует в условиях единой системы живой и неживой природы. Единство этой системы определяется общностью химического (элементарного) строения и поддерживается биогеоценотическими связями между живыми участниками экологического сообщества и его минеральной основой.
Живую клетку на 90 % формируют 4 элемента - углерод, водород, кислород и азот. Более 9 % из оставшихся 10 % приходится на долю элементов, которыми были насыщены воды первичного океана (Na, СІ, Р, Са, Mg, К, S) [Панченко Л.Ф. и соавт., 2004]. Менее 1% элементарного состава клетки представлено микроэлементами, суточная потребность организма в которых измеряется не менее чем десятыми долями грамма. Их концентрации в тканях организма составляют 1:100 000 и ниже. Среди микроэлементов наиболее значимы эссенциальные (Fe, I, Си, Zn, Со, Se тд.) [30,155].
Дисбаланс макро- и микроэлементов в пищевых цепях человека и животных способен привести к патологическим состояниям. Дисбаланс может быть обусловлен не только недостатком или избытком веществ, но и нарушением их соотношений в рационе питания. Отклонение от оптимальных концентраций даже одного вещества вызывает цепь последовательных нарушений гомеостаза, заканчивающихся развитием патологического процесса [88].
За последние 10-15 лет заболевания, вызванные йодной недостаточностью, являются одними из наиболее распространенных неинфекционных заболеваний как у детей, так и у взрослых. По данным ВОЗ (2001) риск развития йоддефицитньтх заболеваний существует у 2,2 миллиарда людей, проживающих в 130 странах мира. У 655 миллионов человек наблюдается увеличенная щитовидная железа (эндемический зоб), а у 43 миллионов - выраженная умственная отсталость в результате йодной недостаточности, миллионы имеют различные психомоторные нарушения. Иоддефицитное состояние — это общепринятое определение всех клинических проявлений, связанных с патологическими изменениями щитовидной железы в результате недостатка йода в организме [151].
Высокая частота заболеваний ЩЖ (до 70% в некоторых регионах) зависит от многих причин. К их числу относят прекращение йодной профилактики, повышение радиационного фона в ряде областей России после аварии на ЧАЭС, техногенное загрязнение окружающей среды, высокую частоту хронических инфекций, аллергизациго, нефизиологическую структуру питания. Кроме того, заметное увеличение числа больных с выявленной патологией ЩЖ прослеживается в связи с повышением качества диагностики патологии щитовидной железы [79,27].
В настоящее время известен целый ряд заболеваний, обусловленных влиянием йодной недостаточности в различные периоды жизни человека.
Интерес исследователей к заболеванию щитовидной железы объясняется не столько его распространенностью, сколько огромным значением тиреоидных гормонов (тироксина и трийодтиронина) для формирования интеллектуальных способностей, физиологического течения многих метаболических процессов в организме, нормального роста и развития скелета детей [76].
Увеличение объема щитовидной железы принято считать зобом. Учитывая значительную распространенность эндемического зоба в России, следует признать его высокую медико-социальную значимость для нашей страны. Зоб также может наблюдаться в большой группе компактно проживающего населения и не зависеть только от дефицита йода, поэтому очевидна важность установления струмогенных факторов - природного, техногенного или антропогенного - как для выбора метода профилактики или лечения, так и для поиска превентивных мер [29].
Материалы и методы исследования
Эксперимент выполнен на ПО половозрелых мышах линии СВА и гибридах F1 (СВА С57В1/6) массой 18-20 г., 40 крысах линии Вистар, самцах, массой 180-220 г., полученных из питомника РАМН «Столбовая», Московская область, Чеховский район.
Животных содержали в стандартных условиях вивария при одинаковом уходе и питании со свободным доступом к воде.
Экспериментальные исследования проведены при соблюдении правил, сформулированных в приказах МЗ ССР № 1 от 10.10.1989 г. и № 1045-73 от 6.04.1973 г. По окончании эксперимента животных умерщвляли передозировкой эфира (крысы), с помощью дислокации шейных позвонков (мыши), согласно «Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приказ МЗ СССР № 755 от 12 августа 1977 г.)
Получение биологически активной добавки «Иод-эластин»
В последние годы стремительный рост заболеваемости зобом стал одной из наиболее острых медико-социальных, проблем. Мировое сообщество на основе совместных программ таких авторитетных международных организаций как Всемирная Организация Здравоохранения, Международный совет по контролю за йоддефицитными заболеваниями (ICCIDD), Детский фонд ООН (UNICEF) поставило целью ликвидировать это заболевание. Несмотря на предпринятые усилия, вопросы его предупреждения остаются актуальными до настоящего времени во многих странах, включая Россию.
Программа, нацеленная на ликвидацию дефицита йода в рационах питания населения, имеет большое значение, так как в России в последнее десятилетие практически не существует территорий, на которых население не подвергалось бы риску развития йоддефицитных состояний из-за недостатка этого элемента в почве, воде и пищевых продуктах. Законодательной базой для разработки таких программ в регионах России служит постановление Правительства РФ № 1119 (от 05.10.99) «О мерах профилактики заболеваний, связанных с дефицитом йода и другими микронутриентами».
