Введение к работе
Изучение влияния неблагоприятных экологических факторов на организм животных и человека является одним из фундаментальных вопросов экологии и медицины. Таким фактором в экстремальных природно-климатических условиях Крайнего Севера является воздействие холода на ткани и организм в целом
Экологические условия Крайнего Севера, по многим параметрам экстремальные для человека, вызывают развитие комплекса приспособительных реакций, направленных на поддержание гомеостаза В этих реакциях принимают участие практически все органы и системы (Бобров и др , 1979, Yokoo, et al, 1982) У людей прибывающих на Крайний Север из центральных районов России и других стран (умеренных широт) отмечается нарушение адаптивных механизмов, характеризующиеся снижением приспособительных возможностей организма и развитием патологических состояний В связи с этим, для регионов Крайнего Севера остается актуальным изучение механизмов адаптации, а также регулирования адаптивных реакций
Холод на Крайнем Севере потенцирует развитие не только адаптивных перестроек (холодовая адаптация), но и возникновение патологий (холодовая травма) Под холодовой травмой большинство авторов подразумевают действие отрицательных температур, приводящее к отморожениям (Воинов, 1995) Холодовая травма является одним из наиболее распространенных видов термической травмы и носит ярко выраженный сезонный характер Ее удельный вес среди всех хирургических заболеваний достигает 10% (Король, 1999) Эти данные приводятся для центральной России, а в Якутии, где зима продолжается 6-7 месяцев в году и температура понижается до -60С, эти показатели являются более высокими (Алексеев, 1997, 2004) Несмотря на определенные успехи, достигнутые в лечении холодовой травмы, некоторые вопросы патогенеза остаются мало изученными При использовании традиционных методов лечения последствий холодовой травмы глубокими инвалидами становятся 30-60% пострадавших Этот чрезвычайно высокий уровень инвалиди-зации является ярким подтверждением нерешенности проблемы (Смирнов, 1990;Вихриевидр,1991)
Имеющиеся в литературе немногочисленные данные свидетельствуют о том, что воздействие низких температур на организм человека и экспериментальных животных сопровождается активацией свободнорадикальных процессов (Колосова, 1981, 1995, Клевко, 1988) Умеренная активация процессов липопероксидации в ответ на действие неблагоприятного фактора является одним из адаптационных механизмов и направлена на увеличение проницаемости клеточной мембраны и облегчение работы мембранных белков Однако, выходя за определенные пределы, эти сдвиги могут приобрести самостоятельное патогенетическое значение, которое проявляется денатурацией и инактивацией белков, делипидизацией мембран, нарушением деления и роста клеток (Владимиров, 2000) В связи с вышеизложенным, интенсивность про-
текания процессов перекисного окисления липидов и состояние основного его регулятора - антиоксидантной системы - при воздействии холода на организм человека и животных, как стрессирующего экологического фактора, нуждаются в углубленном изучении Исследования метаболических изменений в организме при воздействии холода и холодовой травме позволят найти подходы к более тонкому их регулированию и могут быть использованы в разработке методов направленного управления адаптивными перестройками
Целью настоящей работы является изучение состояния прооксидантно-антиоксидантного равновесия в ответных реакциях организма животных и человека на климатоэкологическое действие холода
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
Определить эколого-биохимические показатели, характеризующие прооксидантно-антиоксидантное равновесие (в крови и органах), фагоцитарную активность лейкоцитов крови, неспецифическую адаптивную реакцию организма животных при 14-дневном воздействии холода (-10±2С) в зависимости от времени экспозиции (1 час и 3 часа)
Оценить влияние отрицательных температур (-30±2С) на эколого-биохимические показатели, характеризующие прооксидантно-антиоксидантное равновесие в крови лабораторных животных (крыс), в доре-активном периоде холодовой травмы
Дать характеристику прооксидантно-антиоксидантноого равновесия и неспецифической адаптивной реакции организма больных с холодовой травмой в дореактивном и реактивном периодах в зависимости от степени отморожения
Научная новизна исследования
Впервые в условиях, приближенных к естественным, проведена оценка прооксидантно-антиоксидантного равновесия в организме экспериментальных животных в период формирования холодовой адаптации
Выявлено изменение состояния антиоксидантной системы организма и процессов перекисного окисления липидов в зависимости от длительности экспозиции животных (крыс) на холоде в период формирования холодовой адаптации и при холодовой травме
Показано, что формирование адаптации животных (крыс) к холоду сопровождается изменением неспецифического клеточного иммунитета и зависит от времени экспозиции на холоде (-10±2С)
Установлена зависимость эколого-биохимических реакций у больных с холодовой травмой от периода и степени отморожения в дореактивном периоде прооксидантно-антиоксидантное равновесие фактически не изменяется, а в реактивном периоде смещение в сторону преобладания прооксидант-ных процессов находится в прямой зависимости от степени отморожения
Практическая значимость исследования
Проведенные клинико-биохимические и экспериментальные исследования состояния антиоксидантного статуса при холодовой травме свиде-
тельствуют о необходимости применения антиоксидантных препаратов в реактивном периоде холодовой травмы В центре термической травмы РЦЭМП-№2 апробированы и внедрены методики оценки перекисного окисления липидов и состояния антиоксидантной защиты в крови больных с холодовой травмой На основании полученных данных выведен коэффициент прооксидантно-антиоксидантного равновесия - КАОз/пол> который используется как дополнительный диагностический тест при лечебно-реабилитационных мероприятиях больных с холодовой травмой
Материалы диссертации используются в учебном процессе кафедры биохимии биолого-географического факультета ГОУ ВПО Якутского государственного университета и в курсе физиологии Якутской государственной сельскохозяйственной академии
Основные положения, выносимые на защиту
Ответные эколого-биохимические реакции организма крыс при воздействии отрицательных температур (-10±2С) в период формирования холодовой адаптации сопровождаются изменением прооксидантно-антиоксидантного равновесия, показателей неспецифического клеточного иммунитета, неспецифической адаптивной реакции (определенной по лейкоцитарной формуле крови) При этом изменение эколого-биохимических реакций зависит от времени экспозиции крыс на холоде
Развитие холодовой травмы у человека сопровождается изменением неспецифической адаптивной реакции (определенной по лейкоцитарной формуле крови), перекисного окисления липидов, антиоксидантой защиты, клинико-биохимических показателей и зависит от периода (реактивного, дореактивного) и степени холодовой травмы
Апробация работы
Материалы диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях Актуальные проблемы курортологии (Профилактика, реабилитация и восстановительное лечение на Крайнем Севере) - Якутск, 2005, Аспирантские чтения ЯГУ - Якутск, 2006, VII Лаврентьев-ские чтения молодых ученых и специалистов - Якутск, 2006, 13 Международный конгресс по приполярной медицине 12-16 июня 2006 г - Новосибирск, 2006
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 5 работ, из которых статей 2, тезисов 3
Структура и объём диссертации
Работа состоит из введения, трех глав обзора литературы, описания материалов и методов исследования, обсуждения результатов исследования, выводов, списка литературы включающего отечественных 147 и зарубежных 41 источников Диссертация изложена на 112 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц и 16 рисунков
