Изменения биохимических показателей у людей в условиях города с развитой химической промышленностью ГОЛОЩАПОВ Андрей Петрович

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Литературный обзор 18-56

1.1. Биологические маркеры суммарного воздействия экопатогенных факторов на организм человека 18 - 26

1.2. Универсальные биохимические механизмы адаптации при комплексном действии антропогенных факторов 27-38

1.3. Роль генного полиморфизма глютатион-Б-трансферазы Ml в биотрансформации ксенобиотиков 39-41

1.4. Показатели состояния гипофизарно-надпочечниковой системы, андрогенного и тироидного статуса как важный элемент биологического мониторинга населения промышленных регионов 41-47

1.5. Эколого-генетические биомаркеры антропогенного воздействия факторов окружающей среды в городских популяциях 48-54

Глава 2. Объекты и методы исследования 55-98

2.1. Санитарно-гигиеническая характеристика изучаемого региона 55-67

2.2. Объекты исследования 68- 73

2.3. Методы лабораторных исследований 74

2.3.1. Метод хемилюминесценции в исследовании свободнорадикальных процессов 74- 76

2.3.2. Биохимические методы донозологической диагностики 76-83

2.3.3. Молекулярно-генетические методы исследования делеционного полиморфизма гена глютатион-S-трансферазы Ml 84-86

2.3.4. Изучение эколого-генетических биомаркеров антропогенного воздействия факторов окружающей среды 86-92

2.3.5 Оценка текущего уровня генотоксичности средовых факторов на основе учета цитогенетических нарушений в клетках периферической крови и буккального эпителия 92-96

2.3.5.1. Учет хромосомных аберраций 92-95

2.3.5.2. Микроядерный тест 96-97

2.4. Статистические методы 97-98

Глава 3 Биохимические показатели дезадаптации детей младшего школьного возраста в условиях города с развитой химической промышленностью 99- 129

3.1 Биохимические показатели свободно-радикального окисления и антиоксидантной защиты как биомаркеры адаптационной реакции детей при действии химических загрязнителей атмосферы 99 - 111

3.2. Активность ферментов субклеточных структур в плазме крови и моче у детей, проживающих в регионе с высоким уровнем техногенной нагрузки 112-119

3.3. Оценка адаптационных возможностей детей г. Стерлитамака по динамике биохимических показателей неспецифической резистентности 119 - 129

Глава 4 Генетико-биохимические биомаркеры антропогенного воздействия факторов окружающей среды в городских популяциях 130-149

4.1. Адаптивно значимые генетико-биохимические предикторы в группах родители-дети 130 - 134

4.2. Делеционный полиморфизм генов GSTM1 в женской популяции индустриального города 135 - 137

4.3. Активность энзимов антиоксидантной защиты у женщин, проживающих в индустриальном регионе 137 - 149

4.3.1. Исследование активности каталазы и супероксиддисмутазы 137 - 146

4.3.2. Исследование активности глютатионпероксидазы 146 - 149

Глава 5. Состояние гипофизарно-надпочечниковой системы, андрогенного и тироидного статуса населения городов с развитой химической промышленностью 150- 160

5.1. Оценка состояния гипофизарно-надпочечниковой системы и андрогенного статуса населения промышленных городов Республики Башкортостан 150-155

5.2. Оценка тироидного статуса населения промышленного города 155 - 160

Глава 6. Генетический мониторинг населения на примере промышленного региона 161- 198

6.1. Динамика средневзвешенной теоретической частоты хромосомных мутаций в 1974 - 1991 гг 161 - 170

6.2. Мониторинг врожденных пороков развития в г. Стерлитамаке и окрестном регионе 171 - 176

6.3. Анализ лабораторных показателей репродуктивной функции мужчин, проживающих в промышленном регионе 177 -186

6.4. Оценка генотоксического воздействия факторов окружающей среды с использованием метода учета частоты хромосомных аберраций 187 - 194

6.5. Оценка генотоксичности факторов окружающей среды с использованием микроядерного теста 195 - 198

Глава 7. Исследование эпидемиологических биомаркеров состояния окружающей среды промышленного города 199-224

7.1. Динамика эпидемиологических биомаркеров состояния окружающей среды на основе анализа заболеваемости детского населения г. Стерлитамака за 2000 - 2004 гг 199-214

7.2. Анализ заболеваемости и смертности взрослого населения промышленного центра 215 -224

Заключение 225-238

Список сокращений и условных

Обозначений 239-240

Список литературы

• Роль генного полиморфизма глютатион-Б-трансферазы Ml в биотрансформации ксенобиотиков
• Биохимические методы донозологической диагностики
• Активность ферментов субклеточных структур в плазме крови и моче у детей, проживающих в регионе с высоким уровнем техногенной нагрузки
• Оценка тироидного статуса населения промышленного города

Введение к работе

Актуальность проблемы. Антропогенная трансформация окружающей среды может оказывать выраженное негативное влияние на здоровье населения, особенно на фоне масштабных социально-экономических преобразований. Экологическая проблема, связанная с глобальным загрязнением окружающей среды с каждым годом приобретает все большую актуальность, привлекая внимание исследователей. С учетом темпов нарастания экологических проблем всю нашу планету можно отнести к зоне повышенного экологического риска (Агаджанян Н.А и соавт., 1998; Гичев Ю.П., 2002; Галимов Ш.Н., Амирова З.К., Галимова Э.Ф., 2005; Каплин В.Г., 2007; Келлер А.А., Кувакин В.И., 1998; Ревич Б.А., 2001; Улумбекова Г.Э., 2010; Carlsen Е. et al, 1992; Multigner L., Oliva A., 2002; Iwamoto T. et al. 2006; Lopez Teijon M. et al, 2007 и др.). Состояние здоровья в промышленно развитых странах от 10 до 57% определяется вкладом экологических факторов (Большаков A.M. и др., 1999; Сидоренко Г.И., Захарченко М.П., 1989). Так, по данным Е.Н. Беляева и соавт. (2006), дополнительная смертность от воздействия типичных поллютантов атмосферного воздуха населенных мест, например, в Москве составляет до 10% от общей смертности. Согласно Государственному докладу «О состоянии и об охране окружающей среды в Российской Федерации в 2009 году» в 40 субъектах Российской Федерации, более 54% городского населения находится под воздействием высокого и очень высокого загрязнения воздуха. В 10 из этих 40 субъектов воздействию высокого и очень высокого загрязнения воздуха подвержены более 75% городского населения, в том числе в Москве и Санкт-Петербурге - 100% населения (Коновалова В.А., 2011). По оценкам Б.А. Ревича и соавт. (2004), в начале этого века в России из-за техногенных выбросов в атмосферу городов дополнительно умирает приблизительно 40000 человек. Эта цифра соответствует приблизительно 2-3 процентам показателя общей смертности.

В конце 1990-х годов в Российской Федерации сложилась напряженная, а в некоторых регионах даже острая экологическая ситуация: в неблагоприятных санитарно-гигиенических условиях проживали 109 млн. человек, или 73% всего населения (Беляев Е.Н. и соавт., 2006). Антропогенное воздействие стало выступать как самостоятельный экологический фактор. В мировом масштабе антропогенное загрязнение стало самостоятельным фактором опасности. Причем прямое воздействие и воздействие загрязнённой окружающей среды значимо различаются.

Серьезные эколого-токсикологические проблемы характерны и для Республики Башкортостан. К 90-м годам XX века сложилась угрожающая здоровью горожан экологическая обстановка на территории крупного промышленного центра - г. Стерлитамака, обусловленная высокой

концентрацией химических и нефтехимических производств с изношенными производственными фондами и недостаточной очисткой промышленных выбросов (Даутов Ф.Ф. и соавт., 2002; Зейферт Д.В., 2008).

Следует отметить, что еще в 1992 г. Министерство экологии РФ организовало большую группу экспертов, которые разработали критерии определения зон чрезвычайной экологической ситуации (Критерии оценки экологической обстановки..., 1992). В этом документе были приведены показатели, по которым следует оценивать степень загрязненности окружающей среды, а также состояние экосистем и здоровья населения. Согласно данным критериям, на первом этапе администрация территорий совместно с природоохранными органами, медицинскими учреждениями, территориальными органами санитарного эпидемиологического надзора и другими организациями проводит изучение состояния окружающей среды и подготавливает документацию для Государственной экологической экспертизы.

Параллельно должна разрабатываться программа неотложных мер по нормализации ситуации. В частности, состояние здоровья населения оценивалось по 15 параметрам и включало такие показатели, как смертность населения, частота врожденных пороков развития (ВПР) новорожденных, онкологическая заболеваемость, патологии беременности и родов, состояние здоровья детей и т.д.

В документе подчеркивалось, что в первую очередь необходимо уделять внимание таким наиболее опасным поллютантам, как тяжелые металлы - свинец, ртуть, кадмий и никель, стойким органическим загрязнителям - ДДТ, диоксинам, полихлорированным бифенилам, полициклическим ароматическим углеводородам и другим веществам, обладающими канцерогенными свойствами и веществам действующим как репротоксиканты. Рабочая группа выделила две степени экологического неблагополучия территорий: зона экологического бедствия и зона чрезвычайной экологической ситуации. Оценку экологического состояния территории и состояния здоровья населения давали, исходя из фоновых значений, за которые принимали относительно благополучные показатели, соответствующие данному региону.

По мнению ряда российских специалистов в области медицинской экологии (Гичев Ю.П., 2002; Здоровье населения региона..., 2010 Келлер А.А, Кувакин В.П., 1998; Ревич Б.А., 2007), система государственной статистки в области здоровья населения не содержит ключевой информации по ряду показателей в приводимых статистических показателях заболеваемости населения, уровней госпитализации и состава госпитализированных больных, посещений и т.д. Более того, она не отражает действительного положения дел для всего населения страны, так как не учитывается заболеваемость и лечение в других, кроме Минздравсоцразвития РФ, ведомственных и частных медицинских учреждениях. Это получило подтверждение при обобщении результатов комплексного исследования здоровья населения на региональном уровне - на

примере территории Новгородской области в 1985 - 2007 гг. Особенностью Новгородского исследования является то, что оно по кругу затронутых вопросов, использованным методам и продолжительности наблюдений является единственным подобного рода, проведенном в Российской Федерации за последние 30 лет. При изучении заболеваемости населения на основе персонифицированных баз данных было показано, что уровень исчерпанной заболеваемости превысил практически в 2 раза заболеваемость по данным государственной статистики (Здоровье населения региона..., 2010).

Город Стерлитамак является одним из ключевых промышленных центров Республики Башкортостан; в нем расположены крупные производства нефтехимической и химической отрасли (ЗАО «Нефтехимический завод», АО «Синтезкаучук», ЗАО «Башкирская содовая компания», ФГУП «Авангард»).

Размещенные в северной промышленной зоне данные предприятия, совместно с двумя ТЭЦ, также находящимися в этом районе, согласно официальным статистическим материалам, вносят примерно 95 - 96 процентов промышленных выбросов вредных веществ в атмосферу города.

Приблизительно 150 дней году регистрируются неблагоприятные метеорологические условия, например штиль, инверсия, туман, слабый ветер, ветер, направленный от предприятий в сторону селитебной зоны. Перечисленные факторы способствуют накоплению загрязняющих веществ в приземном слое атмосферного воздуха. Например, в конце 1990-х - начале 2000-х годов стандартный индекс загрязнения атмосферы варьировал в пределах от 8,2 до 17,0, среднегодовой потенциал загрязнения колебался от 2,5 до 3,5, ИЗА - в пределах от 3,1 до 13,2. В 1995 - 2004 гг. среднегодовой объем выбросов загрязнителей атмосферы составил 109700, на 1 га территории города приходилось около 11 т., на 1 горожанина -приблизительно 414 кг, соответственно.

Особенностью загрязнения селитебных районов города, расположенных в непосредственной близости от промышленного комплекса, является постоянство присутствия и высокие уровни содержания примесей, включающих сложные органические соединения. Концентрации токсических органических соединений в атмосферном воздухе города достигают по бензолу, ксилолу, а-метилстиролу и ряда других подобных веществ уровней превышающих от 1,1 до 3,3 ПДК, нафталину - до 6,7 ПДК, 1,2,4-триметилбензолу, этилбензолу - от 12 до 17 ПДК, стиролу - до 1 ПДК, олефинам (в том числе, по изопрену, гексену, гептену) - от 2 до 2,9 ПДК. В соответствии с критериями оценки загрязнения воздуха, воздушный бассейн города в разные годы соответствовал III - IV уровню градации и оценивался как неблагоприятный для здоровья (Государственный доклад..., 2009; Сабирова З.Ф. и соавт., 2004). Такое положение неизбежно приводит к значительным изменениям состояния здоровья населения, особенно детского и лиц пожилого возраста.

Состав загрязнителей атмосферного воздуха характерен для выбросов предприятий нефтехимии и химии. Наиболее распространены такие загрязнители, как СО, SO2, NO_x, НС1, H₂S, пыль, при совместном присутствии которых в атмосферном воздухе коэффициенты комбинированного действия смесей с учетом суммации в большинстве случаев превышают 1,0. К наибольшим загрязнителям воздуха относятся смеси, содержащие специфические компоненты (галогенсодержащие, ароматические углеводороды, бензапирен, хлор), у которых значения коэффициентов комбинированного действия варьируются в пределах 4,6 -11,1. Особенностью загрязнения селитебных районов, расположенных в непосредственной близости от промышленного комплекса, является постоянство присутствия и высокий уровень специфических примесей. Концентрации большинства углеводородов в атмосфере достигают по бензолу, ксилолу, а-метилстиролу и др. от 1,1 до 3,3 ПДК, нафталину - до 6,7 ПДК, 1,2,4-триметилбензолу, этилбензолу - от 12 до 17 ПДК, стиролу - до 1 ПДК, олефинам (в том числе, по изопрену, гексену, гептену) - от 2 до 2,9 ПДК. Согласно критериям оценки загрязнения воздуха, воздушный бассейн города в разные годы соответствовал III - IV уровню градации и оценивался как неблагоприятный для здоровья (Государственный доклад..., 2009; Сабирова З.Ф. и соавт., 2004). Такое положение неизбежно приводит к значительным изменениям состояния здоровья населения, особенно детей.

В ходе специальных эколого-гигиенических исследований в г.Стерлитамаке был проведен углубленный анализ показателей заболеваемости репрезентативной выборки детей в возрасте от рождения до 7 лет из различных районов города (всего 950 детей). Было установлено, что во всех детских возрастных группах возрастает число болевших и часто болеющих детей параллельно увеличению степени загрязнения атмосферного воздуха.

При этом установлено, что дети, проживающие в менее загрязненных селитебных зонах, заболевают реже (1-2 раза в год), по сравнению со сверстниками, проживающих в районах городской застройки, подверженных промышленным выбросам. С увеличением степени загрязнения атмосферного воздуха наблюдается параллельное двукратное повышение общей заболеваемости (до 331,3 случая на 100 детей), по сравнению с аналогичным показателем контрольной территории (169,8 случаев) при средней продолжительности заболевания 9,1 и 7,8 дней, соответственно. Среднегодовые уровни общей заболеваемости достоверно коррелируют с уровнями загрязнения воздуха атмосферы (коэффициент корреляции высокой степени - г = 0,84, при Р < 0,05) (Сабирова З.Ф., 2001).

Экологическое состояние промышленных городов Республики Башкортостан характеризует сравнительный анализ объемов выбросов в расчете на одного жителя и на единицу площади застройки (Государственный доклад..., 2009, 2011). Так, в г. Стерлитамаке плотность выбросов загрязняющих веществ в расчете на 1 жителя составила 390 кг., на 1 га территории - 9,759 т. и является самой высокой среди городов

Республики Башкортостан. Указанные показатели в других промышленных городах региона существенно ниже: в г. Туймазы (на 1 жителя - 0,431 т) -6,806 т/га, в г. Уфа - (на 1 жителя - 0,341 т) и 4,989 т/га, в г. Салават - (на 1 жителя - 0,329 т) и 4,830 т/га.

Таким образом, в настоящее время проблема оценки экологической опасности для здоровья населения на антропогенно загрязненных территориях может быть решена лишь для ограниченного количества веществ. Универсальные методы оценки комбинированных и сочетанных воздействий экотоксикантов базируются на выявлении показателей начального токсического действия (до формирования патологического процесса) с использованием маркеров начальных токсических эффектов; прежде всего, оцениваются биохимические и цитопатогенные эффекты (СофроновГ.А.,2006).

Реализация подобных проектов в перспективе позволит дать оценку возможного экологического риска, существующего уровня антропогенного загрязнения и риска для здоровья населения. Также станет возможным получить необходимые данные для разработки реабилитационных и рекультивационных мероприятий по снижению загрязнения и загрязненных территорий, а также обеспечить разработку мероприятий по утилизации, переработке и обезвреживания уже накопленных отходов (Ревич Б.А., 2007).

Результаты экологического мониторинга, ме дико-экологических и биохимических исследований убедительно свидетельствуют о том, что загрязнение окружающей среды экотоксикантами вызывает те или иные проявления токсического отклика у населения. В системе оценки риска для здоровья человека как правило, выделяют три типа патологических эффектов (Киселев А.В., Фридман КБ, 1997; Чернышев В.И. и соавт, 2011; Цыцура А.А. и соавт., 1999):

1. Немедленные эффекты (острое отравление, раздражающие эффекты

и др.);

2. Хроническое (длительное) воздействие экотоксикантов
способствующее росту неспецифической патологии (проявления
неспецифических предпатологических реакций), снижению иммунного
статуса и т.д.

3. Специфические эффекты, проявляющиеся в возникновении
специфических заболеваний или развитии канцерогенных, гонадотропных и
эмбриотоксических и иных эффектов.

Оценка значимости загрязнения среды по физиологическим и биохимическим ответам организма человека, по показателям здоровья более объективна, чем сопоставление концентраций отдельных загрязнителей с гигиеническими нормативами, т.к. интегрально учитывает влияние всех, в том числе не идентифицированных загрязнителей, их комплексное и комбинированное действие на организм человека (Буштуева К.А., Случанко И.С., 1979; Гичев Ю.П., 2002).

Следует обратить внимание на то обстоятельство, что в комплексных научных исследованиях по изучению влияния негативных факторов

окружающей среды часто используются данные о здоровье и развитии детей. Известно, что организм ребенка является наиболее восприимчивым к повреждающим действиям ксенобиотиков; большую роль в этом играют особенности обмена веществ, наличие критических периодов роста при развитии (внутриутробная экспозиция ксенобиотиками) и др.

При проведении специальных эколого-гигиенических исследований формируют специальные референтные группы преимущественно детского населения, так называемые «модельные» группы. В такие «модельные» группы детского населения (дети младшего возраста) включают детей 1-2 групп здоровья, которые учатся и проживают постоянно в исследуемом районе (исключаются суточные миграции по городу) и характеризуются высокими уровнями социальной защищенности и медицинского обеспечения, отсутствием воздействий профессиональных условий труда, вредных привычек (Корнеев Ю.Е.,1984; Корнеев Ю.Е., Даутов Ф.Ф., 1982; Зайцева Н.В., 2000).

В этой связи актуальной задачей является установление неспецифических (общих) и специфических (частных) механизмов постоянного воздействия экополлютантов, наряду с физическими повреждающими факторами в промышленных городах. Особое внимание при оценке воздействия химических веществ уделяется изучению донозологических состояний и разработке чувствительных индикаторов их воздействия на организм, которые отражают взаимодействие организма с окружающей средой на стадиях первичных адаптационных и компенсаторных реакций, способных (при стечении ряда обстоятельств) приводить развитию предболезненных и болезненных состояний.

В силу указанных причин представляется актуальной разработка научных основ предупреждения социально-значимых нарушений здоровья населения городов с развитой химической промышленностью путем мониторинга начальных проявлений интоксикации в различных социально-экономических условиях.

Учитывая указанные обстоятельства объектом исследования явилось население городов с развитой химической промышленностью Республики Башкортостан, из которых наиболее антропогенно загрязненным является г. Стерлитамак.

Предметом исследования выступили биохимические и некоторые другие показатели, претендующие на роль предикторов преморбидных состояний.

Основными целями исследования явились системное изучение негативного воздействия факторов среды на здоровье городского населения, оценка информативности биохимических, клинико-лабораторных, генетических и эпидемиологических показателей воздействия экотоксикантов в различных половозрастных группах населения, а также оценка эффективности мероприятий по профилактике неблагоприятных химических воздействий на организм, в том числе потенциала фитотерапии.

В задачи исследования входило:

1. Оценить состояние глюкокортикоидной и тироидной систем в группах взрослого населения при действии химических факторов индустриального города.

2. Оценить влияние неблагоприятных антропотехногенных факторов на состояние гормональной системы тестостерона и ее реципрокные взаимоотношения с генеративной сферой человека.

3. Осуществить оценку распределения аллельных частот гена глютатион-Б-трансферазы МІ в женской популяции промышленного региона. Проанализировать сдвиги активности внутриклеточных ферментов антиоксидантной системы (каталазы, супероксиддисмутазы, глютатионпероксидазы) в группах женской популяции индустриального города.

4. Изучить адаптивно значимые генетико-биохимические предикторы в группах родители - дети.

5. Охарактеризовать состояние биологических мембран путем определения свободной активности ферментов плазмы крови и мочи, ассоциированных с микросомами и лизосомами, а также исследовать показатели свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты детей в условиях длительного воздействия антропотехногенных факторов. Выделить наиболее значимые показатели для оценки уровня дезадаптации и диагностики предболезненных (донозологических) состояний у младших школьников, проживающих в промышленном городе.

6. Определить уровень генотоксичности средовых факторов на основе мониторинга врожденных пороков развития, микроядерного теста и учета хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови горожан.

7. Изучить сложившиеся тенденции процессов дезадаптации населения индустриального города, особенности их биохимических механизмов и органические последствия.

8. Оценить потенциал фитотерапии в области профилактики неблагоприятных химических воздействий на организм человека.

Научная новизна и теоретическая значимость работы.

При планировании системного исследования биохимических и некоторых молекулярно-биологических процессов предполагалось охарактеризовать базовые механизмы дезадаптации населения, проживающего в условиях хронического воздействия на организм негативных антропогенных факторов.

В этой связи разработана рабочая гипотеза, согласно которой было предположено, что хроническое воздействие факторов окружающей среды города с развитой химической промышленностью проявляется в первую очередь на донозологическом (предшествующем развитию болезни) уровне -субклеточном и клеточном.

Действие экотоксикантов приводит к стойкому усилению липопероксидации, что в свою очередь влечет лабилизацию ассоциированных с мембранами субклеточных структур энзимов: микросомальных, лизосомальных и митохондриальноых, вызывая в конечном итоге цитопатогенный эффект (Долинская СИ., 1986; Коганова З.И. и соавт., 2010; Мухамбетова Л.Х., 2004; Тиунов Л.А., 1995).

На основе мониторинга начальных проявлений интоксикации в различных социально-экономических условиях могут быть разработаны научные основы предупреждения социально-значимых нарушений здоровья населения городов с развитой химической промышленностью.

Практическая значимость работы.

По материалам долгосрочных исследований делается заключение, что пространственно-временная специфика патохимических сдвигов гомеостаза в популяциях человека в регионах с развитой химической промышленностью (в зависимости от той или иной климатической зоны), в сочетании с оценкой эпидемиологических и экологических данных может служить основой построения общей модели развития экопатологического процесса в регионах с высокой антропогенной нагрузкой и позволяет обосновать поэтапность вовлечения в патологический процесс различных систем на субклеточном, клеточном, тканевом, организменном и популяционном уровнях.

Типичные совокупные последствия хронического воздействия проявляются в основном в неспецифической, донозологической форме: повышением уровня перекисного окисления липидов и цитопатогенном эффекте, изменениями в гипофизарно-надпочечниковой системе (повышенное образование глюкокортикоидов в коре надпочечников на фоне исчерпания функциональных резервов синтеза адренокортикотропного гормона в гипофизе).

В женской популяции индустриального города происходит развитие напряженности процессов функционирования антиокислительной системы, возрастающей при контакте с вредными факторами производства.

Также зафиксированы снижение базальных уровней трийодтиронина и тестостерона и высокая вероятность развития андрогенной недостаточности и инфертильности у практически здоровых мужчин репродуктивного возраста. Выявлена высокая степень генотоксичности комплекса экологических факторов в городе с развитой химической промышленностью, сопровождаемая накоплением хромосомных мутаций в соматических и половых клетках и возрастанием онкологического риска. Полученные новые сведения являются фундаментальным вкладом в изучении вопросов поэтапного формирования экозависимой патологии.

Результаты проведенных исследований могут быть использованы при социально-гигиеническом мониторинге состояния здоровья населения в индустриальных регионах Российской Федерации.

Предложенные методы донозологической диагностики раскрывают перспективы выявления лиц, потенциально предрасположенных к той или

иной патологии в регионах, подверженных воздействию комплекса антропогенных факторов.

Полученные результаты о системном снижении мощности механизмов, обеспечивающих неспецифическую резистентность организма, служат основанием рекомендаций широкого использования алиментарных биоантиоксидантов природного происхождения для обеспечения антимутагенного и органопротекторного эффекта (оздоровление населения).

Материалы исследования включены в методические рекомендации по оценке репродуктивной функции мужчин. Методы донозологической диагностики используются в гг. Уфа, Стерлитамак и Мелеуз при метаболическом зондировании лиц, проживающих в регионах с различной антропогенной нагрузкой. Полученные результаты используются при чтении лекций по курсам «Экологическая биохимия», «Экологический мониторинг», «Экология» для студентов высших и средних учебных заведений естественнонаучного и технического профиля.

Основные положения, выносимые на защиту:

9. Показатели гормонального статуса гипофизарно-надпочечниковой и тироидной системы являются потенциально пригодными для прогнозирования биохимических нарушений гомеостаза у взрослого населения экологически неблагополучных городов.

10. Экологическая обстановка в городах с развитой химической промышленностью влияет на протекание свободнорадикального перекисного окисления липидов, активность лизосомальных, микросомальных и митохондриальных ферментов и функциональное состояние клеточных мембран в организме горожан.

11. В женской популяции индустриального города формируется симптомокоплекс, свидетельствующий о напряжении биохимических механизмов антиокислительной системы, нарастающего при контакте с вредными факторами производства.

12. Нарастание концентраций аллелей, способствующих образованию повышенного количества гидроксильных радикалов свидетельствует о более быстрой детоксикации ксенобиотиков.

13. Состояние клеточных и субклеточных мембранных структур является важным фактором успешной адаптации населения к неблагоприятным химическим факторам окружающей среды.

14. Существует возможность прогнозирования преморбидных состояний у детей, вызванных химическими воздействиями, по концентрации продуктов перекисного окисления липидов, молекул средней массы, ферментативной активности каталазы, ацетилэстеразы, Р-галактозидазы и малатдегидрогеназы.

15. Андрогенная недостаточность, характерная для мужского населения химических промышленных центров, может быть обусловлена хроническим воздействием неблагоприятных экологических факторов.

8) Существует принципиальная возможность фитопрофилактики многокомпонентными растительными сборами преморбидных состояний, обусловленных экологически неблагоприятными воздействиями на организм жителей промышленно развитого города.

Апробация работы.

Материалы диссертации были представлены на тематическом Международном семинаре по экологическим катастрофам и учету их экономических, социальных и медицинских последствий (Уфа, 1993), конференции «Проблемы экологического мониторинга» (Уфа, 1995), конференции «Диоксины: Экологические проблемы и методы анализа» (Уфа, 1995), конференции Онкология-98 (Челябинск, 1998), конференции с международным участием«Химия и химические технологии - настоящее и будущее» (Стерлитамак, 1999), III International Congress of Pathophysiology (Lahti, 1998); Международной научно-технической конференции «Перспективы разработки и реализации региональных программ перехода к устойчивому развитию для промышленных регионов России» (Уфа, 1999), международном симпозиуме «Актуальные проблемы репродуктивного здоровья в условиях антропогенного загрязнения» (Казань, 2001), Международной научно-технической конференции «Медико-биологические и экологические проблемы здоровья человека на Севере» (Сургут, 2002), 1-й Всероссийской научной конференции с международным участием «Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье человека» (Новосибирск, 2002), Конференции биохимиков Поволжья, Урала и Западной Сибири (Оренбург 2003); Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы химии, химической технологии и экологической безопасности» (Уфа, 2004); Конференции биохимиков Поволжья, Урала и Западной Сибири (Челябинск, 2009); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Биологический мониторинг природно-техногенных систем» (Киров, 2011), Международной научно-технической конференции «Радиоэкология» (Уфа, 2012).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 39 печатных работ, в том числе 11 в журналах Перечня ВАК и 1 монография.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 292 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы методов исследования, 5-ти глав собственных исследований, заключения, списка литературы (492 источника, из которых 316 отечественных и 176 иностранных). Работа иллюстрирована 53 таблицами и 32 рисунками.

Роль генного полиморфизма глютатион-Б-трансферазы Ml в биотрансформации ксенобиотиков

Именно поэтому, при проведении экологического мониторинга необходимо уделять внимание диагностике ранних «донозологических» или «предболезненных» нарушений, возникших в результате антропогенной деятельности. Формирование патологических состояний происходит через ряд промежуточных фаз, являющихся переходными от здоровья к болезни (преморбидные или донозологические).

В качестве предикторов патохимических сдвигов гомеостаза в условиях города с развитой химической промышленностью необходимо использовать апробированные, информативные, доступные методы (Захарченко М.П. и соавт., 2001; Куликов В.И., Сафронов И.Д., 1994; Пономаренко И.И., 2001; Потапов А.И. и соавт., 2001; Устюшин Б.В., 2001).

При оценке загрязнения окружающей среды, как правило, широко используется методические подходы оценки ее качества на основе выявления сдвигов в состоянии здоровья. В подобных подходах обычно выявляются корреляционные взаимосвязи различных индикаторных эпидемиологических показателей (заболеваемости, смертности и т.д.) и уровнями антропогенной нагрузки, гигиенических параметров среды (ПДК), оценивается действие отдельных веществ - ксенобиотиков и их комплексов, интенсивность и время влияния на организм. Зачастую при этом не учитываются другие, не менее опасные факторы экологического риска (Зайцева Н.В., 2001; Коновалов О.Е. и соавт., 2000; Сабирова З.Ф., 2001).

На фоне множества работ рассматривающих специфические эффекты воздействия химических поллютантов, встречается значительно меньшее их количество, посвященное функциональным расстройствам, адаптационным механизмам, приспособляемости организма к внешнесредовым факторам (Lubin В., Lewis R., 1995; Marki A. et al., 2004).

Основными целями исследования явились системное изучение негативного воздействия факторов среды на здоровье городского населения, оценка информативности биохимических, клинико-лабораторных, генетических и эпидемиологических показателей воздействия экотоксикантов в различных половозрастных группах населения, а также оценка эффективности мероприятий по профилактике неблагоприятных химических воздействий на организм, в том числе потенциала фитотерапии

Особое значение при оценке воздействия химических веществ придается изучению и разработке чувствительных индикаторов донозологических состояний, которые отражают предболезненные изменения в организме (стадии первичной адаптации и компенсации). Маркеры биологического эффекта (биомаркеры) должны отражать ранние молекулярные сдвиги (биохимические и генетические эффекты), предшествующие структурным или функциональным нарушениям и определять риск развития патологии (Silbergeld Е.К., 1993; Taioli E.,BonassiS.,2002).

Таким образом, выявление донозологических сдвигов биохимических показателей, реализуемых на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях организации живой материи, позволяет оценивать экологический риск в популяциях человека, подверженных техногенным воздействиям (Гераськин С.А. и соавт., 2010; Гичев Ю.П., 2002; Ревич Б.А., 2007; Буштуева К.А., Случанко И.С., 1979; LandriganP.J. et al., 2003).

На основании опыта подобных исследований рядом авторов предложено выделять так называемые «модельные» группы населения (дети младшего возраста). По ряду причин, в том числе, таких как особенности обмена веществ, критические периоды развития и роста организм ребенка (в отличие от взрослого) является наиболее восприимчивым к повреждающему действию экотоксикантов (Гичев Ю.П., 2002; Корнеев Ю.Е., Даутов Ф.Ф., 1982; Корнеев Ю.Е., 1984).

При оценке экологической обстановки при популяционных исследованиях часто оценивается состояние здоровья организованных детских контингентов (Корнеев Ю.Е., Даутов Ф.Ф., 1982; Корнеев Ю.Е., 1984; Evensen К.A. et al, 2008; Flack F., 2008; Kim J.J., 2004; Landrigan P.J. et al., 2003; Mucha A.P. et al, 2006; Neri M. et al., 2003; Romieu I. et al, 2008; Sinclair K.D. et al, 2007; Sly P.D., Flack F., 2008; Sly P.D. et al, 2009; Suk W.A. et al, 2003; Wild СР., Kleinjans J., 2003; WHO..., 2006): 1) Детский организм более чувствителен к воздействию экополлютантов, по сравнению с взрослым, поскольку не обладает полноценными защитными компенсаторно-приспособительными механизмами; 2) Дети организованных контингентов находятся большую часть времени в примерно одинаковых условиях (режим дня, характер питания и т.д.), не контактируют с вредными производственными факторами, не имеют вредных привычек; 3) Также, эти группы характеризуются высокими уровнями социальной защищенности и медицинского обеспечения (Корнеев Ю.Е., Даутов Ф.Ф., 1982; Зайцева Н.В., 2000). 4) В то же время, расположение дошкольных и школьных учреждений в различных районах городской застройки (в том числе в селитебных зонах), позволяет проводить их дифференцировку по степени антропогенной нагрузки (на основе экологических статистических данных). Такой подход позволяет соотносить показатели аналитического экологического контроля с донозологическими, осуществляя тем самым обоснованную оценку экологического риска на антропогенно загрязненных территориях (экологическое зонирование).

Как было сказано выше, донозологические подходы к оценке экопатологии базируются на теории адаптации. При этом способность организма адаптироваться к неблагоприятным условиям является основополагающим признаком состояния здоровья, а при срыве адаптационных процессов развивается патология (болезнь) (Баевский P.M., 1989; Баевский P.M., Берсенева А.Б., 1997; Казначеев В.П, 1980).

Рядом авторов (Апанасенко Г.Л., 1993; Аршавский И.А., 1993) было предложено при количественной оценке здоровья учитывать физиологические резервы организма (сдвиги функций различных физиологических систем в ответ на стресс под воздействием различных видов физической нагрузки). Так, например, P.M. Баевским (1989, 1995) было предложено при индивидуальной оценке процессов адаптации учитывать как функциональные (физиологические) сдвиги, так и степень напряжения гомеостатических регуляторных механизмов. Состояние адаптационных функций организма при этом подходе оценивается по степени выраженности реакций сердечнососудистой системы.

Степень напряженности адаптации организма оценивалась на основе анализа математических моделей показателей сердечной деятельности, отражающих степень активности регуляторных систем (прежде всего нервной системы). Были выделены 4 стадии адаптации:

Биохимические методы донозологической диагностики

Для изучения эколого-генетических биомаркеров антропогенного воздействия факторов окружающей среды нами были использованы белковые системы крови, для которых характерно наличие множественных полиморфных, генетически детерминированных и разграниченных между собой форм. Были выбраны полиморфные системы гаптоглобина, витамин-О-транспортирующего белка, трансферрина, ингибитора протеиназ, а также изоантигены системы групп крови АВО. Для исследования делали забор венозной крови (5 мл.) в чистую сухую пробирку, с последующим определением группу крови АВО. Затем образцы выдерживали три часа в холодильнике при +4С, после чего отделяли сыворотку от сгустка. Образцы сыворотки до исследования хранили морозильной камере в полипропиленовых пробирках с крышками (1,5 мл.) при -20С.

Субтипы витамин-Р-транспортирующего белка и трансферрина одновременно устанавливали с использованием метода изоэлектрофокусирования в полиакриламидном геле с созданным градиентом рН. Процедуру анализа проводили в соответствии с рекомендациями, приведенными в работах О.И. Кравчук с соавт.(1996), Н. Cleve et al. (1982) и A. Gorg et al. (1983).

Были использованы следующие реактивы: NaOH; Н3РО4; метанол; глицерин; сульфосалициловая кислота; соль Мора; амберлиты; иммобилины с различными рК (3,6, 4,6, 6,2, 9,3); (NH SiOg; акриламид (АКА); метиленбисакриламид (МБА); Repelsilane; Temed; Coomassie Brilliant Blue R-250.

Подготовка образцов для анализа проводилась внесением микропипеткой 50 мкл. сыворотки в пробирку, с последующим внесением и перемешиванием с раствором состава: 150 мкл. бидистиллированной воды и 3 мкл соли Мора (27 мг. соли Мора в 10 мл. бидистиллированной воды).

Для заливки геля используют два чистых сухих стекла размером 250x120 мм. Стекло с бортиком (0,5 мм.) покрывали RepelSilane. Затем оба стекла соединяли между собой и фиксировали зажимами с трех сторон.

Акриламидный гель готовили растворением 4,05 г. АКА и 0,125 г. МБА в 20 мл. бидистиллированной воды, затем объем доводили бидистиллированной водой до 25 мл. и добавляли амберлиты для очистки полученного раствора. Через час смесь профильтровывали. Из готового раствора готовили легкий и тяжелый растворы (табл. 2.3.4.). Таблица 2.3.4. бидистиллированная вода 6 мл. (доводят рН до 5,9 иммобилином, рК 9,3) 3 мл. (доводят рН до 5,0 иммобилином, рК 3,6)

Для заливки геля использовали установку LKB 2117-901 Gradient Gel Kit , оснащенной микроградиентной мешалкой. Непосредственно перед заливкой легкого и тяжелого растворов, для ускорения полимеризации полиакриламидного геля добавляли специальные катализаторы (Temed и (МТ гОв).

Полученную смесь сразу заливали в отсеки микроградиентной мешалки с перегородками. Далее одновременно открывали отсеки мешалки и включали питание LKB 2117-901 Gradient Gel Kit. Залитый гель полимеризовывался при +50С в течение 60 мин. Затем полученный гель промывали в 500 мл. бидистиллированной воды в течение 30 мин., покачивая кювету. Далее доводили его до первоначального веса, подсушивая в термостате при + 40 С. Изоэлектро фокусирование (ИЭФ) проводили с использованием установки LKB Multiphor, подключая охлаждающую систему LKB 2209 Multitemp (+ 9С) а также источник питания LKB 2197. В качестве стандартных электродных растворов использовали 0,1 М Н3РО4 и 0,1 М NaOH для анода и катода, соответственно.

Стекло с залитым гелем помещали в установке горизонтально с тем, чтобы у анода находился тяжелый край. С помощью полосок фильтровальной бумаги (3 х 10 мм.) на поверхность геля наносили исследуемые образцы. ИЭФ проводили ночные часы (приблизительно 15 час). Режим источника питания устанавливали: I = 25 мА., Р = 10 Вт., V = 2500 В.

Затем поводили фиксацию геля (10 мин. в 3 % растворе сульфосалициловой кислоты в 33 % метаноле); далее слегка высушивали и в течение ночи проводили окрашивание раствором Coomassie Brilliant Blue R-250 (335 мл. дистиллированной воды, 165 мл. метанола, 500 мг. Coomassie Brilliant Blue R-250, 15 г. сульфосалициловой кислоты).

При фенотипировании ингибитора протеиназ применяли метод RR. Frants et al. (1978) для ИЭФ с использованием амфолинового комплекса. Использовались следующие реактивы: Фармалиты рН 4,2 - 4,9; амфолины рН 4,0 - 6,0; сервалиты рН 4,0 - 5,0, агароза (EF 2206-111 Iso Gel); сорбит; серии; ACES; ДТТ; ИАА; RepelSilane, Coomassie Brilliant Blue R-250, метанол, глицин, сульфосалициловая кислота, Н3Р04. Для подготовки образцов смешивали 50 мкл. сыворотки с 50 мкл. 40 мМ ДТТ (617 мг. ДТТ на 100 мл. бидистиллированной воды), через 1 час добавляли 100 мкл. 20 мМ ИАА (370 мг ИАА на 100 мл бидистиллированной воды). Для заливки геля использовали два чистых сухих стекла размером 250x120 мм., на одно из которых (с бортиком 0,5 мм) наносили RepelSilane. Затем оба стекла соединяли между собой и фиксировали с двух сторон зажимами. Далее камеру прогревали в термостате при +80С

При формировании геля в стеклянный химический стакан (50 мл.) вносили последовательно 5,3 мл. бидистиллированной воды, в которой предварительно растворяли 57 мг. ACES; 14 мг. серина; 0,13 мл. сервалитов рН 4,0 - 5,0; 0,1 мл. амфолинов рН 4,0 - 6,0 и 1,0 мл. фармалитов рН 4,2 -4,9. В термостойкую колбе (50 мл.) вносили 11 мл. бидистиллированной воды, в которой растворяли 2 г. сорбита и 200 мг. агарозы (EF 2206-111 Iso Gel)

Колбу помещали в сухожаровой шкаф и выдерживали при +120С до полного расплавления агарозы. В колбу с расплавленным агарозным гелем вносили смесь амфолинов, полученный состав тщательно перемешивали и затем им быстро наполняли прогретую камеру.

Изоэлектрофокусирование проводили с использованием аппарат LKB Multiphor, к которому были подключены источник питания LKB 2197 и охлаждающая система (+7С) LKB 2209 Multitemp. В качестве стандартных электродных растворов применяли растворы 1М Н3РО4 и 1М глицина для анода и катода, соответственно. Продолжительность предварительного фокусирования составляла 25 мин. в режиме стабилизации по мощности 4 Вт.

Затем, используя полоски фильтровальной бумаги (4 х Ю мм.) наносили исследуемые образцы на гель. В течение 2 час. проводили ИЭФ в следующем режиме: стабилизация по мощности (4 Вт.) в течение 25 мин., далее увеличивали мощность до 7 Вт. Приблизительно за 5 мин. до завершения изоэлектрофокусирования напряжение увеличивали до 2000 В.

По завершении электрофореза проводили фиксацию геля в течение 10 мин. 3 % раствором сульфосалициловой кислоты в 33 % метаноле. Далее гель слегка сушили и в течение ночи окрашивали с использованием 1 % раствора Coomassie Brilliant Blue R-250 (335 мл. воды; 165 мл. метанола; 500 мг. Coomassie Brilliant Blue R-250; 15 г. сульфосалициловой кислоты).

Фенотипы сывороточного белка гаптоглобина определяли методом вертикального электрофореза в трис-глициновом электродном буфере (рН 7,4 - 7,7) с использованием 6 % полиакриламидного геля (Altland К. et al., 1980).

Активность ферментов субклеточных структур в плазме крови и моче у детей, проживающих в регионе с высоким уровнем техногенной нагрузки

Описано небольшое компенсаторное повышение активности каталазы при одновременном снижении таковой у СОД в группе лиц с инфекционной патологией желудочно-кишечного тракта (гастродоуденальная язва) (Парахонский А.П., 2005).

Повышенные уровни ферментативной активности СОД сопровождают течение многих патологических процессов, например, сахарного диабета (Смирнова О.М., Горелышева В.А., 1999), нейроциркулярной дистонии (Чернега Л.И., 1997), посттравматического уевита (Камилов Ф.Х. и соавт., 2001). На этом фоне наблюдалось либо увеличение (Чернега Л.И., 1997; Камилов Ф.Х. и соавт., 2001), либо уменьшение активности каталазы (Смирнова О.М., Горелышева В.А., 1999).

В то же время изменения активности каталазы и СОД не наблюдались при гипертонической болезни (Ковалева О.Н., Шаповалова С.А., 1999).

Ряд авторов отмечает подавление активности СОД в группах лиц с предопухолевыми состояниями, а также с доброкачественными злокачественными новообразованиями, например, при предопухолевых и опухолевых заболеваниях легких (Сидоренко Ю.С. и соавт., 1998; Короткина Р.Н. и соавт., 2002), при раке шейки матки (Розенко Л.Я., Рубцов В.Р., 1998), раке толстого кишечника (Черний В.И. и соавт.,, 2000), дисплатических и злокачественных изменениях слизистой оболочки желудка (БочкареваН.В. и соавт., 2000; Франциянц Е.М. и соавт., 1999). В группах лиц со злокачественными новообразованиями легких, желудка и раком шейки матки было установлено повышение активности каталазы в эритроцитах, при одновременном угнетении таковой в лимфоцитах (Розенко Л.Я., Рубцов В.Р., 1998; Короткина Р.Н. и соавт., 2002).

Однако некоторые авторы не обнаружили отличий в уровнях ферментативной активности каталазы и СОД в группах контроля (здоровые) и лиц со злокачественными новообразованиями (Давыдова Т.В. и соавт., 2001; Савина Е.В. и соавт., 2001). Отмечается также то обстоятельство, что выраженность изменений ферментативной активности гораздо меньше при диспластических изменениях и доброкачественных изменениях (Бочкарева Н.В. и соавт., 2000; Короткина Р.Н. и соавт., 2002).

При изучении антиокислительных реакций при различных формах патологии молочной железы имеются факты незначительного относительного повышения уровня активности СОД в сыворотке крови лишь в группе женщин с ФКМ, в то время как отклонений в активности СОД в группе женщин с РМЖ не установлено (Савина Е.В. и соавт., 2001). Другие исследователи указывают на снижение активности каталазы и повышение активности СОД у женщин со злокачественными новообразованиями молочной железы (Ray G. et al., 2000).

В группе женщин с РМЖ установлено достоверное параллельное снижение активности каталазы (на 9 - 11 %) и СОД (на 14 - 15 %) по сравнению с группами контроля и МП, в которых достоверных различий данных показателей не наблюдалось (табл.4.3.1.1., рис. 4.3.1.1.).

Имеются данные о том, что при неблагоприятных внешнесредовых воздействиях и при работе во вредных условиях наблюдается параллельное снижение активности каталазы и СОД (Данилова Л.А. и соавт., 2001;Трахтенберг И.М. и соавт., 2002).

Далее, по данным анкетирования мы вычленили группы женщин в зависимости от воздействия неблагоприятных факторов и проанализировали активность каталазы и СОД в выделенных подгруппах. Полученные результаты представлены в таблице 4.3.1.2. и на рисунке 4.3.1.2.

В группах женщин с МП и РМЖ, работающих во вредных условиях выявлены тенденции (Р 0,05) к снижению активности СОД (табл. 4.3.1.2.); в контрольной группе это снижение достоверно (tst= 2,12; Р 0,05).

Сравнительная активность каталазы и СОД в обследованных группах женщин в зависимости от фактора производственной вредности Группа Наличие (н), отсутствие (о) производствен ной вредности N Каталаза, М/мл СОД, Ед/млэр М±тх М±тх

Анализ активности каталазы демонстрирует аналогичную картину (табл. 4.3.1.2.). Имеет место тенденция снижения активности данного показателя во всех группах женщин, имеющих контакт с вредными производственными факторами.

Причем указанные различия в активности каталазы достоверны для групп женщин с МП и РМЖ (МП - tst = 2,02, Р 0,05; РМЖ - tst = 2,50, Р 0,05).

Аналогично проводился статистический анализ влияния фактора условий проживания: городская или сельская местность (табл. 4.3.1.3., рис. 4.3.1.3.) который не выявил статистически достоверных различий.

Анализ ферментативной активности каталазы и СОД в исследованных группах, в зависимости от носительства разных аллелей гена GSTM1 не выявил достоверных отличий (табл. 4.3.1.4).

Также провели сравнительный анализ активности этих энзимов, подразделяя группы обследованных женщин на выборки, сформированные из лиц, у которых родственники имели злокачественные новообразования и без подобной патологии.

На данном этапе исследования (табл. 4.3.1.5., рис. 4.3.1.5.).было установлено достоверное влияние фактора наследственной предрасположенности к онкопатологии любой локализации на различия в активности СОД в группах контроля и женщин с мастопатиями.

При статистической обработке данных у обследованных лиц с наследственной отягощенностью онкопатологией установлена достоверно более высокая активность СОД в группах контроля - на 15 % (Р 0,05) и с мастопатией - на 23 % (Р 0,005) (табл. 4.3.5., рис. 4.3.5.).В то же время анализ активности каталазы не выявил достоверных различий.

Оценка тироидного статуса населения промышленного города

В норме (Бочков Н.П., Чеботарев А.Н., 1989) спонтанное распределение ХА в культуре лимфоцитов человека соответствует распределению Пуассона, где 96,8 % культур имеют 0 - 3 % аберрантных клеток и только 3,2 % культур имеют 4 % и более аномальных метафаз.

В ходе анализа распределения ХА в изученных выборках установлено, что мода распределения в группах условно здоровых горожан смещена в сторону увеличения доли аберрантных клеток, т.е. повышение уровня ХА в этих группах произошло в результате увеличения числа лиц, имеющих высокий уровень цитогенетической нестабильности - от 47,0 до 49,5 %; в контрольной группе аналогичная доля составила 14,7 % (табл. 6.4.2.).

Для выяснения причинности наблюдаемых в той или иной популяции хромосомных нарушений большое значение имеет анализ качественного спектра регистрируемых аберраций (Руководство по изучению генетических эффектов..., 1989). Основанием для этого служит известный факт присутствия специфики в типах образующихся аберраций, характерных для ионизирующего излучения, по сравнению с аберрациями, вызываемыми химическими мутагенами.

Результаты качественного анализа частот структурных аберраций интерпретировали с учетом характера действия и природы ДНК-повреждающих агентов. Так, известно, что ХА, индуцированные химическими факторами, как правило, являются аберрациями хроматидного типа. При воздействии ионизирующего облучения резко возрастает количество аберраций хромосомного типа (Бочков Н.П., 1971; Бочков Н.П., Чеботарев А.Н., 1989; Пономарева А.В. и соавт., 2001; Севанькаев А.В. и соавт., 2005). Установлено, что ХА во всех изученных группах, в основном, представляли собой одиночные и парные фрагменты (табл. 6.4.3). Выявлено увеличение количества одиночных фрагментов во всех выборках условно здоровых жителей г. Стерлитамака независимо от года исследования. Уровень одиночных фрагментов в данных группах в 2 раза выше, чем в базовом контроле.

Согласно данным табл. 6.4.3, ХА представляли собой, в основном, одиночные и парные фрагменты. В контрольной группе на долю этих повреждений приходилось 97,26% ХА, в группах условно здоровых жителей г. Стерлитамака они составили от 99,4 до 100 %. Соотношения ХА хроматидного (одиночные фрагменты) и хромосомного типа (парные фрагменты) в группе жителей г. Стерлитамака варьировали от 1 : 3,1 до 1 : 3,9; в норме (спонтанный мутагенез) данное соотношение равно 2 : 1 (Бочков Н.П., Чеботарев А.Н., 1989).

При интерпретации полученных результатов нам не удалось найти сведения о радиоэкологической обстановке в контрольном районе. Поскольку на данной территории нет техногенных источников радиации, повышение количества клеток с дицентриками, наиболее вероятно, ассоциируется с воздействием природных физических мутагенных факторов. Контрольный район находится в долине, где находятся известные Красноусольские источники напорных слаборадоновых и сероводородных минеральных вод, в местах выходов которых может выделяться радон (Калаев В.Н. и соавт., 2004; МаныпинаН.В., 2007).

По данным Н.П. Бочкова и А.Н. Чеботарева (1989), у лиц из группы референтного контроля одиночные фрагменты составляют 53,2 % от всех типов аберраций, парные фрагменты - 41,6 %, дицентрики - 2,6 %, на долю остальных типов аберраций приходится 2,6 %. Поскольку эти относительные величины не учитывают уровень генетических повреждений в культурах лимфоцитов периферической крови, целесообразно отражать цитогенетические показатели с учетом ЧХА.

Соотношение указанных типов аберраций в норме, т.е. при спонтанном мутагенезе составляет пропорцию 2 : 1 (Бочков Н.П., Чеботарев А.Н., 1989). По сравнению с базисным контролем установлено увеличение количества одиночных и парных фрагментов в группах условно здоровых жителей г. Стерлитамака. В данном случае количество одиночных фрагментов выше показателей базисного контроля в 4,5 - 4,8 раза (Р 0,01), а количество парных фрагментов - в 1,5 -1,9 раза (Р 0,01). В контрольной группе, наряду с наличием дицентрических хромосом, также отмечается нарастание частот парных фрагментов - в 2,8 раза (Р 0,01) и одиночных фрагментов - в 2,7 раза (Р 0,01) по сравнению с базисным контролем.

Таким образом, анализ спектра ХА показал достоверное увеличение частоты одиночных фрагментов в группе жителей города с развитой химической промышленностью.

Учитывая данное обстоятельство, а также значительное повышение уровней генетических повреждений в лимфоцитах периферической крови условно здоровых жителей города, относительно показателей контроля (в т.ч., базисной контрольной группы), нами сделан вывод о наличии в данном регионе долговременного генотоксического воздействия на организм человека, обусловленного химическими мутагенами антропогенного происхождения.

Повышение уровней частоты ХА, а также рост частот аберраций хромосомного типа в контрольной группе относительно уровня базисного контроля (парные фрагменты и дицентрические хромосомы) позволяют предположить наличие генотоксического воздействия естественных мутагенных физических факторов.