Введение к работе
Актуальность исследования. В последние десятилетия значительно возросло понимание роли состояния окружающей среды как важнейшего фактора, определяющего качество здоровья населения. Особенно это касается урбанизированных территорий, поскольку 73% от общей численности населения Российской Федерации представлено городскими жителями (Онищенко, 2001; Ревич и др., 2004; Рахманин и др., 2006).
К числу серьезных экологических проблем современного человечества относится и проблема неуклонного роста содержания соединений тяжелых металлов (ТМ) в почве, воде и атмосфере индустриально развитых стран и городов (Боев, 1995; Ляпкало, Гальченко, 2005). Накопление ксенобиотиков в окружающей среде проявляется, как правило, в учащении общей заболеваемости населения с развитием различного рода соматической и иммунологической патологии. Данная проблема актуальна и для краевого центра Ставропольского края г. Ставрополя.
С другой стороны, известно, что микроэлементный состав биосубстратов человека (моча, волосы, ногти, зубы, слюна) отражает суммарное поступление загрязняющих веществ из атмосферного воздуха, воды и продуктов питания (Ревич, 1990). С этих позиций особенно актуальным становится поиск неинвазивных методов оценки состояния здоровья населения, позволяющих определять начальные проявления действия факторов окружающей среды на состояние здоровья населения и оценивать защитные функции организма в целом (Янно, 1993; Беляева, 2006; Ревазова, 2006). Понятно, что оценка опасности загрязнения окружающей среды, в частности ТМ, должна не только опираться на их общетоксическое действие, но и учитывать вероятность возникновения отдаленных последствий. Такого рода биотестирование может проводиться в модельных экспериментах на биологических объектах.
Сведения о физиологических и биохимических ответных реакциях макроорганизма в ответ на действие ТМ противоречивы и недостаточны, чтобы составить четкое представление об общих экологических закономерностях их токсического действия. В этой связи представляется актуальным проведение комплекса экспериментальных исследований на лабораторных животных по оценке изменений гомеостаза организма на фоне действия ТМ. Несомненный интерес вызывает также поиск и изучение естественных способов защиты организма от различного рода химической агрессии. В ликвидации нарушений, обусловленных различными ксенобиотиками, в том числе и ТМ, могут участвовать не только печень и иммунная система, но и другие органы и системы организма. На такую роль вполне может претендовать мозговая железа эпифиз. Его основной гормон мелатонин в различных ситуациях проявляет протективные свойства и участвует в ограничении последствий стрессорных нагрузок и действия лекарственных ксенобиотиков (Арушанян, 1995, 1996). Вместе с тем, возможности протекторных свойств мелатонина для токсикологии ТМ до сих пор не были изучены. В связи с этим, теоретический и практический интересы представляет исследование возможного антитоксического механизма действия мелатонина, что дает возможность найти подходы к разработке эффективных способов профилактики различных повреждений и заболеваний, вызванных влиянием ТМ. Вышеизложенное в совокупности определило цель и основные задачи настоящего исследования.
Цель работы: изучить влияние комплекса солей ТМ на показатели здоровья населения Ставрополья, иммунный статус и морфофункциональное состояние печени экспериментальных животных, а также оценить антитоксические возможности эпифизарного гормона мелатонина.
Задачи исследования:
-
Изучить эколого-гигиеническую ситуацию в г. Ставрополе по материалам Управления природных ресурсов, служб городского Центра гидрометеорологии и Роспотребнадзора для выявления приоритетных групп экотоксикантов.
-
Провести сравнительное исследование заболеваемости населения г. Ставрополя и контрольного сельского района Ставропольского края по официальной статистической отчетности для изучения распространенности экологически обусловленных (маркерных) патологий.
-
Провести сравнительное неинвазивное исследование содержания ТМ в слюне и состояния секреторного иммунитета среди различных возрастных категорий (дети, подростки, взрослые) населения г. Ставрополя и контрольного сельского района.
-
Изучить влияние комплекса солей ТМ, загрязняющих окружающую среду г. Ставрополя, на иммунологические и биохимические показатели крови и морфофункциональное состояние печени экспериментальных животных.
-
Оценить защитную роль эпифиза и его основного гормона мелатонина при воздействии на экспериментальных животных комплекса солей ТМ.
Научная новизна. Впервые дана комплексная экологическая и экспериментальная оценка токсичности ТМ, загрязняющих окружающую среду г. Ставрополя. На основе сравнительного изучения эколого-гигиенической ситуации, общей заболеваемости, распространения экологически обусловленных патологий определена группа приоритетных экотоксикантов. Впервые методом неинвазивного обследования определена разная степень накопления ТМ в слюне жителей г. Ставрополя и сельского контрольного Апанасенковского района Ставропольского края. Установлена взаимосвязь между уровнем накопления ТМ в слюне и изменением состояния секреторного иммунитета городского и сельского населения Ставрополья. Впервые на экспериментальных животных определены сдвиги в иммунологических и биохимических показателях крови, изменения в морфофункциональном состоянии печени при действии на организм комплекса ТМ, содержащихся в окружающей среде г. Ставрополя. Установлена роль мозговой железы эпифиза в обеспечении защиты организма животных при отравлении солями ТМ. Впервые проанализирован возможный механизм антитоксического действия гормона мелатонина на фоне действия комплекса ТМ на организм экспериментальных животных.
Практическая значимость работы. Проведенный анализ уровня загрязнения воздушного бассейна, питьевой воды и почвы г. Ставрополя ТМ, накопления их в биологических средах и общей заболеваемости населения показал взаимосвязь между этими процессами, а также позволил обосновать необходимость проведения ежегодных скрининговых обследований жителей техногенных территорий различных возрастных категорий, начиная с раннего детства. Апробированный в работе неинвазивный метод оценки содержания ТМ в слюне и состояния секреторного иммунитета может быть рекомендован для скрининговых исследований ранних неблагоприятных изменений в состоянии здоровья населения, позволяющих обосновать проведение своевременных целенаправленных профилактических мероприятий. Доказано наличие у эпифизарного гормона мелатонина выраженной антитоксической активности при отравлении солями металлов, что позволяет ставить вопрос о целесообразности применения гормона в дальнейшем как потенциального средства для борьбы с последствиями интоксикации. Мелатонин, не вызывающий серьезных побочных реакций и лишенный собственной токсичности, может оказаться весьма ценным препаратом для токсикологической практики.
Внедрение результатов исследования. Результаты диссертационного исследования использованы в подготовке краевой целевой программы «Приоритетные направления здравоохранения Ставропольского края на 2009–2011 гг.», составлении программы отдела здравоохранения г. Ставрополя «Здоровый город – здоровые люди» на 2008–2009 гг. Результаты и выводы диссертационной работы внедрены в курс лекций и практических занятий на кафедрах Ставропольской государственной медицинской академии: биологии с экологией, общественного здоровья и здравоохранения, общей и биоорганической химии.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: 2-м съезде Российского научного общества фармакологов (Москва, 2003); 7-й и 8-й научно-практических конференциях «Недели медицины Ставрополья» (Ставрополь, 2003, 2004); X Международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации и III Европейском конгрессе по астме (Афины, Греция, 2005); I Съезде физиологов СНГ (Сочи - Дагомыс, 2005); научно-практической конференции «Качество медицинского обеспечения работающих, в том числе в условиях профессионального риска» (Москва, 2005); конференции «Естествознание и гуманизм» (Томск, 2005); научно-практической конференции с международным участием «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (Астрахань, 2006); XIII и XV Российских национальных конгрессах «Человек и лекарство» (Москва, 2006, 2008); Международной научной конференции по биомедицине (Херсон, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «50 лет мелатонину: итоги и перспективы» (Санкт-Петербург, 2008). Диссертация апробирована на расширенном заседании проблемной комиссии Ставропольской государственной медицинской академии.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 43 научных работах, в числе которых 3 методических указаниях для врачей и студентов, 2 монографии, 8 статей в изданиях перечня ВАК РФ.
Личный вклад автора. Постановка задач и разработка методов их решения, экспериментальные исследования выполнялись автором лично или при непосредственном его участии. Обработка полученных данных, их интерпретация и оформление осуществлены автором самостоятельно. В совместных публикациях вклад автора составил 50–80%.
Объем и структура работы. Работа состоит из введения, обзора литературы, 6 глав собственных результатов, обсуждения, заключения, выводов, библиографического указателя, включающего 182 отечественных и 125 иностранных источников. Диссертация изложена на 209 страницах компьютерного текста и иллюстрирована 33 рисунками и 32 таблицей.
