Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1.ЛИТОБЗОР 7
1.1. Оксидативный стресс как ключевой фактор нарушения свободнорадикал ьного баланса крови человека 7
1.2. Влияние магнитного воздействия на свободнорадикальный баланс крови человека 16
1.3. Влияние микронутриентов на свободнорадикальный баланс крови человека
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 34
2.1. Количество, объем, виды экспериментальных выборок и характеристика объектов исследования
2.2. Методики проведения гематологических исследований и хемилюминесцентного анализа 35
2.3. Методики проведения ингибиторного анализа алиментарных антиоксидантов и общего воздействия переменным магнитным полем
2.4. Методы статистической обработки результатов 44
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫЙ БАЛАНС КРОВИ ЧЕЛОВЕКА
3.1. Влияние переменного магнитного поля на гематологические показатели 53
3.2. Влияние переменного магнитного поля, исходящего от компьютеров на свободнорадикальный баланс крови человека
3.3. Дозозависимое влияние вращающегося магнитного поля на свободнорадикальный баланс крови человека
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ МИКРОНУТРИЕНТОВ И ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫЙ БАЛАНС КРОВИ ЧЕЛОВЕКА
4.1. Влияние микрофитонутриентов на свободнорадикальный баланс крови человека 74
4.2. Влияние витаминных комплексов на свободнорадикальный баланс крови человека
4.3. Совместное влияние вращающегося магнитного поля и витаминных комплексов на свободнорадикальный баланс крови человека
ВЫВОДЫ 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 107
ЛИТЕРАТУРА 108
- Оксидативный стресс как ключевой фактор нарушения свободнорадикал ьного баланса крови человека
- Влияние переменного магнитного поля на гематологические показатели
- Влияние микрофитонутриентов на свободнорадикальный баланс крови человека
Введение к работе
Актуальность темы. Ежедневно человек подвергается негативному действию физических, химических, биологических, в том числе антропогенных, факторов среды. Сохранение адаптационного потенциала организма в этих условиях относится к числу центральных проблем экологии человека. В настоящее время реализуется ряд государственных программ, направленных на ее решение: программа по улучшению санитарного состояния населенных территорий, концепция здорового питания, в том числе в индустрии детского питания, технологии иммунокоррекции, контроль интенсивности электромагнитного излучения (ЭМИ), концепция охраны здоровья здоровых людей [Федеральная целевая программа «Развитие индустрии детского питания», 1998; Постановление Госкомсанэпиднадзора РФ от 08.05.1996, № 9 «Требования к проведению контроля интенсивности ЭМИ РЧ» от 19.02.2003; «Перечень критических технологий РФ», 1998; «Концепция государственной политики в области здорового питания на период до 2010 года», МЗ РФ, 2002]. В то же время накапливаются сведения о снижении популяционного здоровья до критически низкого уровня [Агаджанян, 1994; Ще-пин, 2000], следовательно, принимаемые меры не всегда оказываются эффективными. Это связано с недостаточной изученностью механизмов поддержания гомеостаза внутренней среды организма. Например, рынок биоантиокси-дантов постоянно расширяется, но эффективность их применения все еще недостаточно высока; такой фактор окружающей среды, как магнитное поле, давно используют для лечения и профилактики стрессогенных заболеваний, однако применяемые дозы не имеют научного обоснования и их выбор нередко осуществляется стихийно. В настоящее время все большее число профессий связано с использованием компьютеров. Показано, что электромагнитное излучение (ЭМИ), длительно исходящее от компьютеров, негативно воздействует на нервную, эндокринную и иммунную систему [Григорьев, 1997; Замай 2003; Kennedy,\996; Salerno, 1997]. В связи с этим актуальным является оценка влияния микронутриентов и искусственного магнитного поля на сво-боднорадикальный баланс крови человека.
Целью данной работы являлось разработать способ оптимизации адаптивных реакций организма человека к неблагоприятным факторам среды для повышения неспецифической резистентности в условиях экологического неблагополучия В задачи исследования входило:
обосновать выбор методов и статистических моделей для оценки адаптивных реакций внутренней среды организма человека по свободнорадикально-му гомеостазу крови;
исследовать адаптивные реакции гомеостаза внутренней среды организма человека под влиянием искусственного магнитного поля различной интенсивности;
исследовать адаптивные реакции гомеостаза внутренней среды организма человека под влиянием микрофитонутриентов и витаминных комплексов;
создать математическую модель зависимости «доза-эффект» для оптимизации адаптивных реакций организма при совместном использовании алиментарного и магнитного факторов среды.
Оксидативный стресс как ключевой фактор нарушения свободнорадикал ьного баланса крови человека
Известно, что человек находится под постоянным воздействием множества экологических факторов (отдельных элементов среды, взаимодействующих с организмами) [Begon, 1996], которые можно условно разбить на три группы [Smith, 2001]:
- Абиотичесекие факторы: свет, температура, влажность и другие компоненты климата, состав воздуха, почвы, т.е. элементы неживой природы.
- Биотические факторы: живые тела, или организмы.
- Антропогенные факторы: химические поллютанты, электромагнитное излучение, шум, вибрация, радиационное загрязнение и т.д. (т.е. деятельность человека) [Environment healthperspect, 1995].
Условно экологические факторы можно классифицировать и по их природе;
- химические: поллютанты, тяжелые металлы, пылевые частицы, состав и химический состав пищи, воздействие лекарственных препаратов и др. [Ко-sarev, 2002; Mitrokhin, 2002; Paranko, 2002].
- физические: магнитное, электромагнитное, ионизирующее излучение, шум, вибрация и др. [Сорокина, 1989; Меерсон, 1993; Григорьев, 1997]
- социальные: тяжелые или легкие формы труда, организация и качество питания, жилища, одежды, производственные отношения, искусственное вмешательство в климатические условия, отношения собственности, форма правления, законодательства, различного рода психические раздражители и т. д. [Давыдовский, 1962; Адо, 1964; Векуа, 2004]
Каждый фактор имеет лишь определенные пределы положительного влияния на организм. Результат действия переменного фактора зависит, прежде всего, от силы его проявления. На жизнедеятельность живых организмов отрицательно сказывается как недостаточное, так и избыточное действие фактора. Благоприятная сила воздействия называется зоной оптимума экологического фактора. Чем сильнее отклонение от оптимума, тем более выражено угнетающее действие данного фактора на организм.
Любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на организм. Благоприятная сила воздействия экологического фактора называется зоной оптимума [Арбузов, 2003; Smith, 2001]. Реакция живых организмов на воздействие различных экологических факторов описывается законом толерантности В. Шелфорда. Так при отклонении экологического фактора от оптимума происходит изменение функционирования живого организма (рис. 1) [Арбузов, 2003].
Как показано на рисунке 1, для экологического фактора существуют максимально и минимально переносимые живыми организмами значения фактора - это критические точки, за пределами которых существование организма уже невозможно и наступает смерть [Бродский, 1992; Ерюхин, 1997, Krebs, 2001].
Организм человека является равновесной термодинамической системой, обменивающейся с окружающей средой веществом и энергией [Киреев, 1975], соответственно под действием негативных экологических факторов бу дут происходить изменения функционирования организма человека, что согласуется с принципом равновесия Ле-Шателье - Брауна, в соответствии с которым система, находящаяся в равновесии всегда будет смещаться в сторону уменьшения оказываемого воздействия.
К настоящему времени остается нерешенным вопрос выбора адекватного, интегрального маркера состояния организма, который первым бы реагировал на выход значения экологического фактора из зоны оптимума еще до перехода функционального состояния организма за пределы предболезни (преморбидное состояние) [Гедымии, 1988; Матюхин, 1999]. Так, в настоящее время состояние организма человека оценивается по множеству разрозненных параметров: количественное соотношение клеток крови, биохимические показатели плазмы и мочи, копрограмма, и др. Каждый из этих параметров имеет огромный разброс нормальных значений, что свидетельствует о низком пороге чувствительности этих показателей к негативному воздействию, кроме того, выход значений любого из перечисленных показателей за пределы нормы, всегда происходит только при патологии [Воробьев, 2002].
В качестве интегрального и чувствительного к стресс-воздействиям маркера выделяют показатель функциональной активности фагоцитирующих клеток крови [Рапопорт, 1962; Пилипчук, 1990; Кулинский, 1999]. Фагоцитирующие клетки крови человека в оптимальных условиях за счет наработки свободных радикалов (СР) обеспечивают детоксикацию и элиминацию чужеродных компонентов (ксенобиотиков) из организма [Хаитов, 1995; Владимиров, 1996; Саркисов, 1997].
В нормальных условиях (зона оптимума) фагоцитирующие клетки обеспечивают свободнорадикальный баланс крови, который представляет собой динамическое равновесие между работой прооксидантных (наработка СР) и антиоксидантных (утилизация СР) систем фагоцитов крови [Зайчик, 2000]. При получении фагоцитами стимула происходит последовательный рад событий (рис. 2) [Владимиров, 2000; Booth, 1989; Khan, 1995].
Влияние переменного магнитного поля на гематологические показатели
Исследовалось влияние вращающегося магнитного поля - общей маг-нитотерапии (ОМТ) на гематологические показатели: формулу крови, количество лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов, скорость оседания эритроцитов (СОЭ), содержание гемоглобина, некоторых ионов в крови (Na+, К и СГ), количество глюкозы, мочевой кислоты, креатинина, общего билирубина и билирубина с глюкурунидом, триглицеридов и холестерина.
Статистическая обработка данных с помощью регрессионного анализа показала, что экспериментальные модели влияния вращающегося магнитного поля на гематологические показатели статистически значимы (F (1,71) = от 17,6 до 21) с уровнем значимости р 0,01.
Полученные в ходе исследования данные (всех параметров) соответствовали закону нормального распределения во всех случаях -критерий Колмогорова - Смирнова составил 0,2 с уровнем значимости р 0,2. Дисперсии сравниваемых выборок во всех случаях были одинаковыми, уровень значимости р для двухвыборочного F-теста был больше ОД, поэтому достоверность различия результатов контрольной и опытной выборок, оценивалась с помощью параметрического /-критерия Стьюдента.
Под действием вращающегося магнитного поля (ВМП) достоверных изменений содержания гемоглобина (НЬ), тромбоцитов (Тц), эритроцитов (Ег), лейкоцитов (Лц) и СОЭ не было выявлено (рис. 9, рис. 10).
Судя по представленным на рисунках данным, гематологические показатели до магнитного воздействия и после него соответствовали норме. Достоверных изменений под действием магнитного поля выявлено не было, соответственно перечисленные показатели довольно устойчивы к магнитному воздействию и, следовательно, не могут адекватно отражать магнитотропные реакции.
Влияние микрофитонутриентов на свободнорадикальный баланс крови человека
Полученные данные по влиянию различных микрофитонутриентов на функциональную активность фагоцитов крови по характеру распределения значений преимущественно соответствовали закону нормального распределения, таблица 24. Только в присутствии двух препаратов: «Life Enchancer» (показатель Ттах) и «Feeling s Good» (параметр Ітах) не соответствовали закону нормального распределения (уровень значимости (/-критерия Колмогорова - Смирновар 0,05).
Дисперсии сравниваемых групп, были одинаковы только в пяти случаях: для препарата «Purge» (показатель TmaJ, «Feeling s Good» (для показателя Imax), «Life Enchancer» (для показателя Ттах), «Drink mix» и «Florafiber» (для всех показателей). В остальных случаях дисперсии сравниваемых выборок были неравнозначными.
Статистический анализ данных на соответствие нормальному распределению и равнозначности дисперсий сравниваемых выборок определял выбор критерия оценки достоверности влияния микронутриентов на функциональную активность фагоцитов крови. Так, с помощью параметрического t-критерия Стьюдента оценивали достоверность влияния микронутриентов на функциональную активность клеток крови препаратов: «Purge» (Ттах), «Drink mix» и «Florafiber» (для всех показателей) т.к. в этих случаях данные имели нормальный характер распределения и одинаковые дисперсии в сравниваемых группах. Достоверность влияния остальных препаратов оценивали с помощью непараметрического Г-критерия Уилкоксона.
Исследованные микронутриенты по компонентному составу можно условно разделить на несколько групп. Судя по полученным данным, микро-фитонутриенты различались не только по компонентному составу, но и по характеру влияния на свободнорадикальный баланс крови человека. Препараты первой группы оказывали антиоксидантное действие на функциональную активность фагоцитов крови людей (табл. 25). Все препараты этой группы достоверно снижали практически в 2,5 - 3 раза амплитуду наработки АФК () и уровень СРО на пике «респираторного взрыва» (Imax)- Ингибиторный эффект этих препаратов обусловлен содержащимися в них биофлавоноидами, которые являются антиоксидантами ловушечного типа [Павлов, 1967; Ловкова, 1997; Hammarberg, 2000]. По классификации Денисова Е.Т. флавоноиды относятся к ингибиторам 1 типа. Антиоксидантный эффект можно было прогнозировать, учитывая химические особенности биофлаво-ноидов, менее прогнозируемой была интенсивность ингибирующего действия этих препаратов. Так под действием «Revenol» происходило интенсивное подавление СРО, в результате чего функциональная активность фагоцитов крови снижалась до гипоуровня (табл. 25). Под действием препарата «Antiox» при исходной нормогенерации АФК фагоцитами тоже происходило подавление СРО до гипоуровня. Низведение функциональной активности фагоцитов до уровня ниже физиологической нормы может спровоцировать метаболические дисбалансы у практически здоровых людей, а также усугубить имеющиеся отклонения гомеостаза при хронических заболеваниях, которые нередко сопровождаются синдромом «ленивых фагоцитов» [Зайчик, 1999] Таким образом, отсутствие «побочных» эффектов при использовании подобных препаратов без учета исходного типа иммунореактивности вовсе не гарантировано, при этом по степени негативного влияния эти эффекты могут стать не побочными, а главными.
Под действием препарата «Pax» происходило недостаточное снижение уровня СРО, уровень генерации АФК оставался на гиперуровне. Только под действием препарата «Antiox» при исходном гиперуровне СРО происходила нормализация генерации АФК как на пике реакции, так и входе всего респираторного взрыва. Ни один из препаратов первой группы не оказывал достоверного влияния на работу прооксидантных систем, что можно было оценить по показателю Ттах.
Можно заключить, что из препаратов первой группы только «Antiox» нормализовал продукцию АФК фагоцитами, но только при исходном гиперуровне СРО, При исходной нормопродукции АФК фагоцитами прием этого препарата и микронутриента «Revenol» чревато угнетением микробицидно-сти фагоцитов. Препарат «Pax» не оказывал нормализующего действия на СРО. Следовательно, приему препаратов первой группы должно предшествовать тестирование исходного уровня генерации АФК фагоцитами, с целью минимизации риска подавления микробицидности фагоцитов.
