Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. На современном этапе развития медико-биологической науки весьма актуальным является изучение влияния экопатогенных факторов среды на здоровье человека. Экологическая ситуация в ряде регионов Российской Федерации, в том числе в РСО-Алании, крайне тревожная, что является фактором риска для здоровья населения (Мешков Н.А., 2010; Иванченко М.Н., Луцевич И.Н., Жуков В.В., 2010; Синицкая Т.А., 2011). Промышленные предприятия черной и цветной металлургии, транспорт, добыча и сжигание твердого и жидкого топлива, электронная и полупроводниковая промышленность, работа горно-обогатительных и мусоросжигающих комплексов ежедневно, выбрасывая тонны токсичных металлов и их соединений, интенсивно загрязняют экосистему (Гильденскиольд Р.С., Новиков Ю.В., Хамидулин Р.С., 1992; Солтанов А.А., 2009; Иванов В.С., Черкасова О.А., 2011). На отвальном поле и на территории заводов «Электроцинк» и «Победит» в г. Владикавказ накоплено 3696 тыс. тонн клинкера, а в его составе 1312 тонн никеля, 407 тонн молибдена, 173 тонны вольфрама и др. Этот материал является постоянным источником загрязнения поверхностных и подземных вод разными химическими компонентами I-III классов опасности.
Повышение содержания солей тяжелых металлов в воздухе, воде и почве способствует их поступлению в организм человека, вызывая серьезные нарушения здоровья, особенно сердечно-сосудистой системы и почек, которые одними из первых подвергаются токсическому воздействию ксенобиотиков (Нежданова М.В., 2004; Мухин Н.А., 2010; Демидко Н.Н., Гайнанова Н.К., Мирошкин Д.Г. и соавт., 2011; Ковригин А.О., Лубенников В.А., 2011).
Вместе с тем отсутствие эффективных и доступных способов профилактики и ускоренного выведения тяжелых металлов сделало их разработку насущной необходимостью, так как известные сегодня детоксиканты при длительном применении выводят из организма жизненно важные микроэлементы и вызывают различные побочные эффекты (Машковский М.Д., 2005). Наше внимание привлекли цеолитоподобные глины Северной Осетии – Ирлиты, их большие запасы и доступность, ионообменные, сорбционные и молекулярно-ситовые свойства (Цогоев В.Б., Бекузарова С.А., 2000) позволяют обосновать целесообразность их применения в качестве энтеросорбентов, способных в условиях экспериментальных моделей интоксикации соединениями кобальта, кадмия, ртути и свинца адсорбировать тяжелые металлы, продукты распада и токсины внутренней среды (Албегова Н.Р., 2004; Кокаев Р.И., 2004; Бузоева М.Р., 2008; Гаглоева Э.М., 2008).
Другим сорбентом выбран разработанный в Институте неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН новый углеродный нанокомпозитный модифицированный сорбент для биомедицинского применения.
Целью данной работы явилось экспериментальное изучение патогенеза токсических нефро- и кардиопатий, вызванных цветными металлами, и профилактических эффектов природного цеолитоподобного нанокомпозитного сорбента Северной Осетии – Ирлита, и созданного в лабораторных условиях нанокомпозитного углеродного модифицированного сорбента – НУМС.
Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Изучить влияние внутрижелудочного ежедневного, в течение двух месяцев, введения хлорида никеля на функцию почек и состояние сердечно-сосудистой системы у крыс линии Вистар.
-
Изучить влияние внутрижелудочного ежедневного, в течение двух месяцев, введения молибдата аммония на функции почек и состояние сердечно-сосудистой системы у крыс линии Вистар.
-
Изучить влияние внутрижелудочного ежедневного, в течение двух месяцев, введения паравольфрамата аммония на функции почек и состояние сердечно-сосудистой системы у крыс линии Вистар.
-
Изучить влияние профилактического применения природного энтеросорбента глины Ирлит, вводимого внутрижелудочно через день в течение двух месяцев, на функции почек и состояние сердечно-сосудистой системы в условиях хронической интоксикации хлоридом никеля, молибдатом и паравольфраматом аммония.
-
Изучить влияние профилактического применения модифицированного углеродного энтеросорбента НУМС, вводимого внутрижелудочно через день в течение одного месяца, на функции почек и состояние сердечно-сосудистой системы в условиях хронической интоксикации хлоридом никеля, молибдатом и паравольфраматом аммония.
-
Исследовать влияние изучаемых солей цветных металлов, энтеросорбентов и их совместного введения на процессы перекисного окисления липидов и состояние активности антиоксидантной системы.
-
Исследовать влияние хлорида никеля, молибдата аммония и паравольфрамата аммония, энтеросорбентов и их совместного введения на гистологическую характеристику почек, печени и миокарда.
-
Исследовать влияние изучаемых солей цветных металлов, энтеросорбентов и их совместного введения на накопление цветных металлов в тканях почек, печени и миокарда, их содержание в плазме крови и экскрецию с мочой и калом.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Новизна работы подтверждена 11 патентами на изобретения. Впервые получены экспериментальные модели токсической кардио- и нефропатии при хронической интоксикации солями цветных металлов (никеля, молибдена и вольфрама). Изучено влияние хронической интоксикации, вызванной хлоридом никеля, молибдатом и паравольфраматом аммония, на функции почек, системную гемодинамику и адренореактивность сердечно-сосудистой системы у крыс.
Впервые установлено, что глина Ирлит и НУМС профилактируют изменения водо- и электролитовыделительной функций почек при интоксикации тяжёлыми цветными металлами. Впервые выявлено, что используемые энтеросорбенты профилактируют изменения системной гемодинамики, адренореактивности сердечно-сосудистой системы при интоксикации цветными металлами. Впервые показано, что профилактическое применение энтеросорбентов при хронической интоксикации цветными металлами уменьшает выраженность патологических изменений в тканях внутренних органов. Впервые установлено, что профилактическое использование энтеросорбентов Ирлит и НУМС в условиях хронической интоксикации цветными металлами снижает интенсивность процесса перекисного окисления липидов, повышая при этом активность ферментов антиокислительной защиты клеток.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Полученные экспериментальные данные относятся к области фундаментальных знаний, т. к. расширяют представления о механизмах токсического действия тяжелых цветных металлов на сердечно-сосудистую систему и почки. Выявлены сдвиги ионо-водовыделительной функции почек и степень протеинурии в условиях хронической интоксикации ксенобиотиками. Исследованы изменения системной гемодинамики и адренореактивности сосудистой системы, и, как один из возможных патогенетических механизмов этих нарушений, изучен дисбаланс в системе перекисное окисление липидов – антиоксидантная защита клеток.
Полученные результаты являются основанием для разработки способов профилактики хронической интоксикации тяжелыми цветными металлами. Выявленные эффекты Ирлита и НУМС демонстрируют закономерности влияния наноэнтеросорбентов на токсические проявления избытка цветных металлов в нефроне и сосудистой системе. Экспериментальные фундаментальные данные могут быть использованы в учебном процессе на кафедрах, изучающих вопросы медицинской экологии, физиологические основы энтеросорбции и патогенетические механизмы влияния экотоксикантов. Материалы диссертации используются в лекциях и научных исследованиях на кафедрах нормальной физиологии, патофизиологии, гигиены и в курсе профпатологии Северо-Осетинской государственной медицинской академии.
