Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор литературы 11
1.1 Общебиологические аспекты процесса адаптации 11
1.2 Биологическая роль химических элементов, биогеохимические провинции и эндемические заболевания 16
1.3 Роль нейроэндокринного статуса в компенсаторно-приспособительных реакциях организма 36
ГЛАВА 2 Материал и методы исследования 47
2.1 Клинико-физиологические исследования 48
2.2 Экспериментальные исследования на лабораторных животных 61
ГЛАВА 3 Изучение физиологических механизмов поддержания элементного баланса организма в процессе адаптации человека к эколого-геохимическим особенностям внешней реды 66
3.1 Оценка элементного статуса жителей Оренбургской области 66
3.2 Разработка региональных показателей элементного статуса жителей Оренбургской области 71
3.3 Оценка функционального состояния организма практически здоровых лиц с различным уровнем селена в волосах 75
3.3.1 Оценка физического развития и функционирования сердечно-сосудистой системы практически здоровых лиц с различным уровнем селена в волосах 75
3.3.2 Психологические особенности практически здоровых лиц с различным уровнем селена в волосах 82
Количество точных реакций 84
3.3.3 Сравнительная характеристика гематологических показателей крови практически здоровых лиц с различным уровнем селена в волосах 85
3.3.4 Оценка показателей неспецифической реакции адаптации практически здоровых лиц с различным уровнем селена в волосах 93
3.3.5 Особенности элементного статуса практически здоровых лиц с различным уровнем селена в волосах 96
3.4 Оценка функционального состояния организма практически здоровых лиц с различным уровнем кобальта в волосах 103
3.4.1 Оценка физического развития и функционирования сердечно-сосудистой системы практически здоровых лиц с различным уровнем кобальта в волосах 103
3.4.2 Психологические особенности практически здоровых лиц с различным уровнем кобальта в волосах 108
3.4.3 Сравнительная характеристика гематологических показателей крови практически здоровых лиц с различным уровнем кобальта в волосах 110
3.4.4 Оценка показателей неспецифической реакции адаптации практически здоровых лиц с различным уровнем кобальта в волосах 116
3.5 Оценка функционального состояния организма практически здоровых лиц с различным уровнем йода в волосах 125
3.5.1 Оценка физического развития и функционирования сердечно-сосудистой системы практически здоровых лиц с различным уровнем йода в волосах 125
3.5.2 Психологические особенности практически здоровых лиц с различным уровнем йода в волосах 131
3.5.3 Сравнительная характеристика гематологических показателей крови практически здоровых лиц с различным уровнем йода в волосах 136
3.5.4 Особенности элементного статуса практически здоровых лиц с различным уровнем йода в волосах 141
3.5.5 Оценка показателей неспецифической реакции адаптации практически здоровых лиц с различным уровнем йода в волосах 146
ГЛАВА 4 Оценка функционального состояния организма и показателей минерального обмена лиц с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ 154
4.1 Функциональное стояние организма практически здоровых лиц с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ 155
4.1.1. Оценка физического развития и функциональная характеристика сердечно сосудистой системы практически здоровых лиц с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ 155
4.1.2 Психологические особенности юношей и девушек с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ 168
4.1.3 Сравнительная характеристика лабораторных показателей крови практически здоровых лиц с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ 174
4.1.4 Оценка показателей неспецифической реакции адаптации практически здоровых лиц с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ 183
4.2 Оценка минерального обмена практически здоровых лиц с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ 191
4.2.1 Особенности элементного статуса юношей и девушек с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ 191
4.2.2 Особенности элементного статуса мужчин и женщин с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ 199
4.2.3 Взаимосвязь элементного состава волос и клинико-биохимических показателей крови 208
4.3 Оценка функционального состояния организма женщин с узловым эутиреоидным зобом и разнонормальным уровнем ТТГ 213
4.3.1 Оценка физического развития и функциональная характеристика сердечнососудистой системы женщин с узловым зобом с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ 215
4.3.2 Сравнительная характеристика гематологических показателей крови женщин с узловым с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ 216
4.3.3 Оценка показателей неспецифической реакции адаптации женщин с узловым зобом и высоко- и низконормальным уровнем ТТГ 219
4.4 Оценка минерального обмена женщин с узловым зобом и высоко-низконормальным уровнем ТТГ 223
4.4.1 Особенности элементного статуса женщин с узловым зобом и высоко-низконормальным уровнем ТТГ 223
4.4.2 Выявление взаимосвязи элементного состава волос с биохимическими показателями крови 232
4.4.3 Особенности элементного статуса узловых образований щитовидной железы и перинодулярной тиреоидной ткани у женщин с высоко - низконормальным уровнем ТТГ 234
4.4.4 Взаимосвязь элементного состава волос и тканей щитовидной железы 243
ГЛАВА 5 Изучение адаптации минерального обмена к различным стрессовым воздействиям 260
5.1 Особенности обмена веществ и перераспределения химических элементов в организме лабораторных животных при различной нутриентной обеспеченности 260
5.2 Изучение показателей адаптации и минерального обмена животных при моделировании тиреотоксикоза и гипотиреоза 267
5.2.1 Сравнение физиологических параметров лабораторных животных с различным уровнем функционирования щитовидной железы 267
5.2.2 Оценка элементного состава шерсти животных с различным уровнем функционирования щитовидной железы 270
5.2.3 Оценка элементного состава тела лабораторных животных в условиях экспериментального тиреотоксикоза и гипотиреоза 276
5.2.4 Особенности элементного состава щитовидной железы лабораторных животных в условиях экспериментального тиреотоксикоза и гипотиреоза 280
ГЛАВА 6 Обсуждение полученных результатов 290
Выводы 312
Практические рекомендации 315
Список сокращений 316
Список литературы 318
- Роль нейроэндокринного статуса в компенсаторно-приспособительных реакциях организма
- Оценка функционального состояния организма практически здоровых лиц с различным уровнем селена в волосах
- Психологические особенности юношей и девушек с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ
- Изучение показателей адаптации и минерального обмена животных при моделировании тиреотоксикоза и гипотиреоза
Введение к работе
Уровень общего здоровья и качество окружающей среды с учетом как природных, так и антропогенных факторов в значительной степени определяется биогеохимическими особенностями. В этой связи одним из наиболее перспективных направлений современной медицинской науки является изучение «элементного портрета» населения как в популяции вообще, так и в популяционных выборках людей с различными соматическими заболеваниями, в контексте нозологии. Основная цель изучения «элементного портрета» – научная разработка и внедрение мероприятий по устранению гипер- и гипоэлементозов (Авцын А.П. и соавт., 1991). В настоящее время существует парадигма, согласно которой, коррекция дисбаланса макро- и микроэлементов – один из важнейших факторов укрепления здоровья и профилактики заболеваний (Агаджанян Н.А., Скальный А.В. и соавт., 2001, 2003, 2004, 2013; Сусликов В.Л., 2000, 2002; Biesalski H.K. et al., 2002; Anke M., 2004).
Изучение физиологических механизмов адаптации человека к различным
условиям позволило в последние годы сформировать целостное представление об
изменении элементного гомеостаза и возникновении гипер- и гипоэлементозов. При
этом, по мере развития учения, от создания и апробации новых высокотехнологичных
методов, до формирования баз данных, стало очевидным, что объективная оценка
состояния обмена веществ и развития элементозов не возможна без изучения
мультиэлементного состава биосубстратов. В настоящее время этот метод получил
широкое распространение в экономически развитых странах
мира (Скальный А.В., 2011). Эффективность метода подтверждается результатами работы ведущих Российских центров. Так, услугами АНО «Центр биотической медицины» за последние годы воспользовались более 500 тысяч человек.
Между тем, накопленные за последние годы наукой факты, ставят под сомнение целый ряд положений существующей в настоящее время концепции оценки и коррекции элементозов человека. Особенно в части понимания показателей «оптимального» центильного интервала (25-75 центиль) как общефизиологического для человека как биологического вида.
Напротив, вновь полученные данные наглядно демонстрируют высокие
адаптационные возможности организма человека в различных условиях внешней
среды при различной элементной обеспеченности. Фактически при неизменном
уровне эссенциальных элементов в крови, исследователи нередко констатируют
факты значительного отклонения их уровня в биосубстратах (волосы, ногти и т.д.),
используемых для диагностики (Нотова С.В., 2005). Помимо этого, содержание
элементов в биосубстратах в значительной степени определяется межэлементными
взаимодействиями (Momcilovic B., 1987, 2012), индивидуальными (Karganov M. et
al., 2010; Радыш И.В. и соавт., 2011, 2013) и этническими
особенностями (Бибарцева Е.В., 2010). Между тем все эти факторы, искажающие картину и не позволяющие эффективно лечить и предупреждать элементозы, как правило, являются вторичными. Наиболее значимой и уже реализованной адаптационной реакцией обмена элементов является приспособление организма человека к определенным условиям биогеохимической провинции.
Очевидно, что дальнейшее развитие учения об элементозах невозможно без детального изучения региональных особенностей элементного статуса человека и введения региональных «норм». Важным является изучение взаимосвязи обмена химических элементов и мультиэлементного состава биосубстратов человека.
Цель работы: изучить адаптационные изменения элементного статуса и функциональное состояние организма при воздействии экологических и физиологических факторов.
Задачи исследования:
1 Изучить региональные особенности элементного состава различных
биосубстратов человека (кровь, моча, волосы) и рассчитать значения
25 и 75 центилей концентрации химических элементов в волосах взрослого
населения отдельно взятой биогеохимической провинции (на примере Оренбургской
области).
2 Дать сравнительную оценку цифровых значений и информативности
среднероссийских и вновь выявленных региональных показателей 25 и 75 центилей
содержания химических элементов в волосах на основании анализа функционального
состояния организма человека.
3 Изучить особенности функционального состояния организма и показателей
минерального обмена практически здоровых лиц с различным уровнем ТТГ.
4 Изучить функциональное состояние и показатели минерального обмена
женщин с узловыми эутиреоидными образованиями щитовидной железы и выявить
элементы-маркеры развития пролиферативных изменений в щитовидной железе.
-
Изучить особенности перераспределения химических элементов в организме лабораторных животных при различной нутриентной обеспеченности рациона питания.
-
Дать комплексную оценку элементного статуса лабораторных животных в условиях экспериментального тиреотоксикоза и гипотиреоза.
7 Разработать научно-обоснованные рекомендации по оптимизации
комплексной оценки элементного статуса населения, с учетом специфических
особенностей отдельно взятой биогеохимической провинции, с целью профилактики
элементозов.
Научная новизна работы
Впервые, в ходе оценки адаптации организма к условиям окружающей среды, с
учетом функционального состояния и различного элементного статуса
обследованных, показано предпочтение использования региональных норм содержания химических элементов в волосах при диагностике элементозов.
Впервые на территории Оренбургской биогеохимической провинции с помощью
современных инструментальных и математических методов определены
региональные центильные значения по содержанию 25 важнейших химических элементов в волосах. В результате этих исследований определены значения 25-75 центильного интервала для мужчин и женщин Оренбургского региона, как границы региональной физиологической нормы. Наибольшая разница между среднероссийским и региональным значениям оптимального центильного интервала выявлена для йода, селена, кобальта и лития.
Впервые сформулировано положение об адаптивном перераспределении элементов в организме, сделанное на основе сведений о содержании 25 элементов в шерсти, печени, крови и костной ткани лабораторных животных, содержащихся на дефицитном по химическим элементам рационе.
Впервые проведено комплексное эколого-физиологическое обследование
практически здоровых лиц различных половозрастных групп с разнонормальным
уровнем ТТГ, включающее оценку физического развития, функционирования
кардио-респираторной системы, психофизиологических и метаболических
показателей. Выявлено влияние разнонормального уровня ТТГ на показатели липидного спектра крови.
Проведено сравнение показателей минерального обмена в группах с разнонормальным уровнем ТТГ. Получены новые данные о взаимосвязи показателей элементного статуса, биохимического и гормонального профиля.
С помощью многоэлементного анализа, впервые установлены характерные особенности накопления химических элементов в перинодулярной и узловой ткани щитовидной железы женщин с узловым эутиреоидным зобом. Определена взаимосвязь элементного состава различных структур щитовидной железы и волос. Выявлена достоверная прямая связь между содержанием Al, B, Cd, K, Li, Na, Zn, I, Mg, P, Se, Sr в волосах и узловой ткани щитовидной железы.
Впервые выявлена прямая зависимость различных невротических проявлений с накоплением токсичных (Cd, Pb, Al, Sr) и обратная - со снижением содержания эссенциальных элементов (Se, Zn) в волосах женщин с узловым эутиреоидным зобом.
При экспериментальном моделировании тиреотоксикоза и гипотиреоза впервые проведена оценка элементного статуса лабораторных животных на основании изучения содержания 25 химических элементов в шерсти и щитовидной железе. Впервые представлены данные об особенностях накопления и перераспределения эссенциальных и токсичных элементов в организме при изменении тиреоидного статуса.
Теоретическая и практическая значимость
В результате комплексных эколого-физиологических, клинико-биохимических и математических исследований, определены региональные значения центильных интервалов содержания химических элементов в организме. Региональные значения необходимо использовать при оценке элементного статуса, что позволит проводить раннюю структурную диагностику на элементном уровне.
Выявленные особенности показателей функционирования сердечно-сосудистой системы, липидного и минерального обмена у лиц с высоконормальным уровнем ТТГ могут быть использованы для профилактики заболеваний и повышения функциональных резервов организма.
Разработанные региональные значения центильных интервалов содержания
химических элементов в волосах нашли отражение в информационных письмах,
актах внедрения результатов исследования в лечебно-профилактические
учреждения г. Оренбурга.
Материалы работы использованы при подготовке учебно-методических комплексов по дисциплинам «Физиология человека и животных», «Медицинская биохимия», «Биохимия микроэлементов».
Результаты работы внедрены в практическое здравоохранение (информационные
письма «Региональные особенности элементного гомеостаза как показатель эколого-
физиологической адаптации», «Метаболические и психофизиологические
характеристики организма в зависимости от нейроэндокринного статуса»,
утвержденные Министерством здравоохранения Оренбургской области). Результаты
работы используются специалистами студенческой поликлиники Оренбургского
государственного университета, ГАУЗ Областной клинической больницы № 2
г. Оренбурга, ООО «Биоматерия», НИИ биоэлементологии Оренбургского
государственного университета, на кафедрах биохимии и молекулярной биологии,
нутрициологии и биоэлементологии Оренбургского государственного университета.
Основные положения, выносимые на защиту
1 Элементный статус населения отдельно взятой биогеохимической провинции
можно рассматривать как результат адаптации обмена веществ к условиям внешней
среды. При этом диагностику элементозов и связанных с ними заболеваний следует
проводить исходя из региональных центильных интервалов.
2 Наиболее выраженные изменения функционального состояния организма
характерны для лиц с высоконормальным уровнем ТТГ, которые проявляются в
избыточной активация симпатического отдела вегетативной нервной системы,
показателях липидного, минерального обмена и неспецифических реакциях
адаптации.
3 Дефицит поступления в организм химических элементов из окружающей среды
приводит к перераспределению элементов, обеспечивающему поддержание
функционирования жизненно важных органов.
4 Состояние тиреотоксикоза и гипотиреоза влияет на показатели минерального
обмена, проявляющиеся в изменении концентрации элементов в различных
биосубстратах за счет их перераспределения внутри организма.
Апробация работы
Материалы исследования и результаты работы нашли отражение в научных
статьях и других публикациях, а также в докладах и выступлениях на международных
и Всероссийских конференциях: III Международной научно-практической
конференции «Биоэлементы» (Оренбург, 2011); IV и V Международном конгрессе
Федерации европейских обществ по изучению микроэлементов и
минералов (FESTEM) «Trace Elements and Minerals in Medicine and Biology» (Санкт-
Петербург, Россия, 2010; Avignon, France, 2013); VII Международной научно-
практической конференции «Найновите постижения на Европейската
наука 2011» (София, 2011); I Международной научно-практической конференции
«Современная медицина и фармацевтика: анализ и перспективы
развития» (Москва, 2011); II Международной научно-практической конференции
«Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии,
фармакологии и медицине» (Санкт-Петербург, 2011); III съезде Российского
общества медицинской элементологии (Москва-Углич, 2012); Всероссийской
научно-практической конференции «Нанотехнологии в фармакологии и
медицине» (Москва, 2012); Всероссийской научно-практической конференции
«Адаптация человека на Севере: медико-биологические
аспекты» (Архангельск, 2012); V Международной научно-практической
конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине» (Санкт-Петербург, 2013); IX Международной научно-практической конференции «Wschodnie patnerstwo» (Przemysl, 2013).
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ в
рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-
педагогические кадры инновационной России» на 2009-
2013 годы (соглашение № 14.1337.21.0122 от 23.07.2012) и Госзадания
Министерства образования и науки РФ (проект №262).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 30 работ, в том числе 15 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ для опубликования работ соискателей степени доктора медицинских наук и 2 информационных письма. В иностранных журналах опубликованы 3 статьи.
Структура и объем диссертации
Роль нейроэндокринного статуса в компенсаторно-приспособительных реакциях организма
Природно-климатические условия на различных участках суши нашей планеты весьма разнообразны: от критически низких температур и скудной живой природы в полярных зонах, до круглогодичного лета и огромного разнообразия представителей живой природы в тропических широтах. В тоже время, ареал обитания человека, как биологического вида, не ограничивается какими-либо климато-географическими рамками, что стало возможным благодаря уникальным способностям организма человека к адаптации. При этом одной из наиболее значимых её сторон является способность адаптироваться к условиям питания. Понимание этого качества как уникального представляется более очевидным если рассматривать организм с позиций современной концепции гомеостаза.
Жизнь и активная деятельность человека возможна лишь тогда, когда организм получает все необходимые нутриенты. При этом биологический смысл определенных пристрастий и желаний человека питаться той или иной пищей и совокупность всех функций пищеварительной системы сводится к созданию уникального состава плазмы крови (Разенков И.П., 1948; Алиев А.А., 1985). Эта деятельность требует значительных усилий систем организма, сводящихся к распознаванию состава пищи и доведения ее до желательного состава через массированное выделение определенных эндогенных веществ в просвет желудочно-кишечного тракта. Причем, совокупная масса последних зачастую превышает эндогенную составляющую. По различным оценкам на каждый грамм экзогенного азота пищи организм выделяет от 1,2 до 1,7 г эндогенного азота в составе пищеварительных ферментов, белков и некоторых продуктов, подлежащих деструкции. Аналогичная разница по количеству макро- и микроэлементов может составлять десятки раз в пользу эндогенной компоненты (Синещеков А.Д., 1970; Гальперин Ю.М., Лазарев П.И., 1986; Шлыгин Г.К., 2001). И все это делается для создания постоянной по составу среды. В этой связи совершенно по-иному воспринимаются биогеохимические и другие причины дефицита отдельных эссенциальных элементов в пище и воде, что нередко имеет место в различных условиях жизни человека. Так как очевидно, что при длительном недостатке того или иного компонента, не синтезируемого в организме, последний, не имея резервов, фактически не сможет формировать полноценную по составу плазму крови. И в настоящее время имеются научные данные, показывающие взаимосвязь между длительной неадекватной обеспеченностью организма человека различными макро- и микронутриентами и возникновением различных заболеваний, особенностями их клинического течения и прогнозом (Тутельян В.А., 1996; Луфт В.М., Костюченко А.Л., 2002; Попова Т.С. и соавт., 2002; Тутельян В.А. и соавт., 2002; Бакулин И.Г., Новоженов В.Г., 2003).
В этой связи возникает закономерный вопрос о возможности жизни человека в среде, обедненной тем или иным необходимым нутриентом. Ответ в данном случае один - это возможно благодаря способности к адаптации.
Способность организма человека к адаптации является важнейшим показателем здоровья. Как указывают Н.А. Агаджанян и соавт. (2009), адаптация является системным ответом организма на воздействие окружающей среды, обеспечивающим выполнение основных задач жизнедеятельности и направленным на достижение адекватности реакции. Адаптация зависит от гомеостатических процессов, благодаря которым осуществляется поддержание физиологического и биохимического баланса в живом организме и которые направлены на устранение и/или ограничение действия неблагоприятных факторов, с целью сохранения оптимальных вариантов взаимодействия организма и среды в постоянно меняющихся условиях его существования. Причем адаптация его к любым условиям внешней среды не должна происходить за счет необратимых и опасных изменений внутренней среды человеческого организма (Сусликов В.Л., 2011).
Принципиально принято различать два типа адаптации: генотипическая и фенотипическая и существует множество определений этого понятия. Генотипическая адаптация возникает вследствие отбора клеток с определенным генотипом, обусловливающим выносливость. Фенотипическая адаптация возникает как защитная реакция на действие повреждающего фактора. По определению Ф.З. Меерсона (1993) «Фенотипическая адаптация – развивающийся в ходе индивидуальной жизни процесс, в результате которого организм приобретает отсутствующую ранее устойчивость к определенному фактору внешней среды и таким образом получает возможность жить в условиях, ранее не совместимых с жизнью…».
Адаптация по своей сути - это неотъемлемый компонент приспособительных реакций организма развивающихся в ответ на изменение условий его жизнедеятельности, которые выражаются в реорганизации структурных связей биологической системы, с целью сохранения функций, обеспечивающих ее выживание и существование в изменившейся среде (Воложин А.И., Субботин Ю.К., 1987; Бутова О.А., Каюмова С.С. и соавт., 2007). Процесс адаптации обеспечивают так называемые компенсаторные механизмы – адаптивные реакции, направленные на устранение или ослабление функциональных сдвигов в организме, вызванных факторами среды (Казначеев В.П., 1980; Меерсон Ф.З., 1981). Многочисленные факторы окружающей среды подразделяют на адекватные и неадекватные. К адекватным условиям среды организмы адаптированы в результате длительной эволюции и онтогенеза, в результате чего у них сформировались устойчивые адаптативные механизмы. В неадекватных (неоднозначных по физиологическим и биологическим характеристикам) условиях полной адаптации организмы достигают не всегда. К некоторым факторам среды адаптация может быть лишь частичной, в крайне экстремальных условиях организм может оказаться полностью неспособным к адаптации. Адаптация организма к воздействию неадекватных факторов окружающей среды происходит путем мобилизации и расходования функциональных резервов. Процессы мобилизации этих резервов могут быть описаны в общепринятых представлениях теории адаптации с выделением срочного и долговременного этапов.
Оценка функционального состояния организма практически здоровых лиц с различным уровнем селена в волосах
Обеспечение адаптации организма к воздействию факторов внешней среды, в первую очередь, осуществляется за счет деятельности гипоталамо-гипофизарной нейро-эндокринной системы. Несмотря на то, что гипоталамус и гипофиз анатомически разделены и имеют различное эмбриональное происхождение, они функционируют как единая интегрированная система. Именно здесь реализуются контакты между нервной и эндокринной системами, происходит трансформация нервных регуляторных импульсов в высокоспецифические химические сигналы.
Гипоталамус – структура промежуточного мозга, входящая в лимбическую систему, организующая эмоциональные, поведенческие и гомеостатические реакции организма (Кураев Г.А., 1998). Именно в гипоталамусе локализуются высшие центры симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы (ВНС), что позволяет рассматривать его как высший центр вегетативной регуляции. В гипоталамусе располагаются центры гомеостаза, терморегуляции, голода и насыщения, жажды и ее удовлетворения, полового поведения, страха, ярости, регуляции цикла бодрствование-сон (Кураев Г.А., 1998, Фролов Б.А., 2006). Нейроны гипоталамуса обладают детектирующей функцией благодаря отсутствию гемато-энцефалического барьера и высокой чувствительности к составу омывающей крови. Иначе говоря, клетки гипоталамуса выполняют функцию рецепторов, воспринимающих изменение гомеостаза, и обладают способностью трансформировать гуморальные изменения внутренней среды в нервный процесс. Возникающее в нейронах возбуждение распространяется на соседние структуры головного мозга, что ведет к мотивационному возбуждению, сопровождающемуся качественным биологическим своеобразием поведения. Эта особенность обеспечивает гипоталамусу главенствующую роль в формировании основных влечений организма – мотиваций (Бабичев В.Н., 1991; Фролов Б.А., 2006). Особое место в функциях гипоталамуса занимает регуляция деятельности гипофиза. Гипоталамический контроль функции гипофиза осуществляется двумя путями (Кандрор В.И., Федотов В.П., 2000). Нейроны крупноклеточных ядер передней группы гипоталамуса продуцируют аргинин вазопрессин, окситоцин и другие пептиды, которые по аксонам попадают в заднюю долю гипофиза - нейрогипофиз и далее, в общий кровоток. Деятельность передней доли гипофиза находится под контролем гипоталамических нейрогормонов, которые продуцируются мелкоклеточными ядрами гипоталамуса и подразделяются на две группы (Кеттайл В.М., Арки Р.А., 2001; Жункейра Л.К., Карнейро Ж., 2009): рилизинг-гормоны, стимулирующие высвобождение определенного гормона гипофиза (либерины) и рилизинг- ингибирующие (статины), подавляющие секрецию гипофизарного гормона. Эти гормоны переносятся в переднюю долю гипофиза через сосудистую воротную систему, где и реализуют свои эффекты, действуя на секреторные клетки аденогипофиза.
Главенствующая роль в регуляции фенотипической адаптации организма к различным факторам среды принадлежит гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системе. Известно, что в отличие от многих гормонов, оказывающих строго определенные физиологические эффекты, тиреоидные гормоны - тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) в зрелом организме контролируют состояние практически всех органов и тканей, обмен веществ, общие энергозатраты и потребление кислорода, а в пренатальном периоде, эти гормоны оказывают глубокое влияние на рост, развитие и дифференцировку тканей. Тиреоидные гормоны принадлежат к категории малых молекул, функционирующих в качестве лигандов ядерных белков (рецепторов), которые участвуют в трансактивации генов (Оппенгеймер Дж.Г. и соавт., 2003; Фролов Б.А., 2006). Многочисленные данные убедительно свидетельствуют о том, что инициация разнообразных эффектов тиреоидных гормонов определяется ядерным механизмом их действия, связанным с влиянием этих гормонов на экспрессию соответствующих генов-мишеней (Ткачук В.А., Ратнер Е.И., 2002; Фролов Б.А., 2006). В настоящее время клонированы два гена, кодирующие три рецептора тиреоидного гормона – Т3 в ядре клетки. Эти гены получившие обозначение и , ассоциированы с хроматином, обладают высокой аффинностью и специфичностью и расположены на 17 и 3 хромосомах соответственно (Оппенгеймер Дж.Г.и соавт., 2003). Результатом действия тиреоидных гормонов является активация (в основном) или репрессия генов. Наряду с рецепторами тиреоидных гормонов в этом процессе центральную роль играют специфические последовательности дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), которые связывают комплексы Т3-рецептор и передают их регуляторный сигнал на экспрессию генов. Такие последовательности называют Т3-чувствительным элементом (ТЧЭ) гена-мишени (Уильямс Г.Р., Брент Г.А., 2003; Кандрор В.И., 2008). Влияние тиреоидных гормонов на экспрессию отдельных генов может быть прямым и опосредованным. Доказательством возможного прямого влияния Т3 на экспрессию конкретного гена-мишени служит наличие в нем ТЧЭ. К настоящему времени присутствие ТЧЭ обнаружено почти во всех генах и процесс их идентификации продолжается (Уильямс Г.Р., Брент Г.А., 2003; Фролов Б.А., 2006). К числу таких генов относится ген, кодирующий синтез субъединицы ТТГ в аденогипофизе, ген гормона роста. Непосредственное стимулирующее влияние Т3 (через ТЧЭ) установлено в отношении экспрессии многих генов сердца и ряда генов, кодирующих синтез ферментов липогенеза, липолиза и окислительных процессов в печени. В центральной нервной системе действие Т3 на экспрессию генов «яблочного» фермента и глицерофосфатдегидрогеназы имеет важнейшее значение в развитии мозга у млекопитающих, причем не только на последних месяцах беременности и в постнатальном периоде, но и на самых ранних этапах нейро-и глиогенеза (Оппенгеймер Дж.Г. и соавт., 2003). Регуляция синтеза и секреции тиреоидных гормонов, с одной стороны, осуществляется эффектами ТТГ гипофиза, а с другой – ауторегуляторными процессами, происходящими в самой ЩЖ, которые зависят от потребления йода и синтеза тиреоидных гормонов.
Функционирование гипоталамо-гипофизарной оси играет большую роль в процессах старения. Высокая продолжительность жизни у животных ассоциируется с низкими уровнями тиреоидных гормонов. В популяции людей низкие уровни гормонов ЩЖ ассоциируются с продолжительной старостью, но благоприятных эффектов низких уровней тиреоидных гормонов выявлено не было (Rozing M.P., Westendorp R.G., de Craen A.J. et al., 2010). В настоящее время накоплены дополнительные научные данные подтверждающие влияние дисфункции гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси на систему кроветворения. Гормоны ЩЖ стимулируют эритропоэз, оказывая действие как прямо, так и опосредованно (Braverman L.E. et al., 2005; Calhan T. et al., 2010). В исследованиях in vitro показана прямая стимуляция гормонами ЩЖ образования предшественников эритроцитов и синтеза глобиновых цепей гемоглобина в этих клетках (Golde D.W., et al., 1977).
Психологические особенности юношей и девушек с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ
Для определения психологических особенностей юношей с различным уровнем йода в волосах были проведены ряд тестов. Анализ результатов теста ПЗМР, характеризующего текущее функциональное состояние центральной нервной системы показал, что у юношей с содержанием йода в волосах выше нормы, отмечались достоверно (р 0,05) более высокие значения УВФ (таблица 61).
СЗВР – среднее значение времени реакции, СО – стандартное отклонение, ФУС -функциональный уровень системы, ед.; УРеак. - устойчивость реакции, ед.; УФВ - уровень функциональных возможностей, ед.
Показатель стандартного отклонения, как и коэффициент Уиппла, были меньше у юношей с оптимальным уровнем йода, что свидетельствовало о большей уравновешенности нервных процессов у этой группы лиц. Значения ФУС, устойчивость реакции, УФВ в обеих группах находились в пределах нормы, однако у юношей с повышенным содержанием йода все показатели соответствовали среднему уровню, а у лиц с оптимальным уровнем йода показатели ФУС и УФВ находились на низком уровне.
Таким образом, по результатам данного теста, для юношей с оптимальным уровнем йода характерна большая подвижность нервных процессов на фоне более высокой степени уравновешенности, однако, в целом, уровень сенсомоторного реагирования, а также формирование адекватной заданию функциональной системы и длительность её поддержания были несколько выше среди лиц с повышенным уровнем йода.
Анализ параметров внимания среди юношей с различным содержанием йода в волосах показал, что у лиц с избыточным уровнем йода отмечались достоверно (р 0,05) более низкие показатели устойчивости внимания и достоверно (р 0,05) более высокие значения концентрации внимания (таблица 62). групп отмечался высокий уровень устойчивости внимания на фоне низких показателей концентрации внимания по сравнению с рекомендованными значениями.
Следующим этапом была оценка помехоустойчивости, отражающей способность человека сопротивляться воздействию фоновых признаков (помех) при восприятии какого-либо объекта. У юношей с повышенным уровнем йода выявлены достоверно (p 0,05) более высокие значения ФУС.
Несмотря на то, что достоверных различий по другим параметрам этого теста получено не было, обращают внимание более низкие значения СЗВР и более высокие показатели сенсомоторного реагирования (УРеак., УФВ) у лиц с оптимальным уровнем йода, что может указывать на их более высокую помехоустойчивость.
Методика «Помехоустойчивость» применяется совместно с методикой «Оценка внимания». При сравнении показателей СЗВР между группами и методиками, диагностируется незначительное различие между средним значением времени реакции на световые сигналы по методике "Оценка внимания" и средним значением по методике «Помехоустойчивость», что свидетельствует о высокой степени помехоустойчивости лиц обеих групп.
Анализ данных полученных при тестировании обследованных по методике «Реакция на движущийся объект» показал, что для юношей обеих групп характерен низкий уровень точности реакции, на фоне высокого уровня реакций опережения и запаздывания (Приложение 52). У юношей с повышенным содержанием йода в волосах выявлено достоверно (p 0,05) более высокое процентное количество точных реакций (23,1±0,9 и 27,1±0,7, соответственно). Достоверных различий по другим параметрам данного теста не обнаружено, но обращает внимание более высокий процентный показатель опережений у лиц с повышенным уровнем йода и более высокий процент запаздываний у юношей с оптимальным содержанием йода в волосах. Данный тест может свидетельствовать о неуравновешенности нервных процессов у лиц обеих групп, с преобладанием силы процесса возбуждения у лиц с повышенным уровнем йода в волосах и преобладание силы процесса торможения 133 у лиц с оптимальным содержанием йода. Анализ средних значений показателей общей (факторной) структуры личности девушек с различным уровнем йода в волосах показал следующие результаты (таблица 63).
Как видно из таблицы, у девушек с повышенным уровнем йода в волосах, значения таких показателей как уравновешенность, реактивная агрессивность и маскулинность-фемининность были достоверно более низкими (р 0,05). Несмотря на то, что достоверных различий по другим параметрам выявлено не было, необходимо обратить внимание на следующие тенденции. Показатели психологического профиля по остальным шкалам, а также коэффициент интеллекта, у девушек с избытком йода в волосах были несколько ниже, чем в группе с оптимальным уровнем йода.
Более высокие средние значения по шкалам «спонтанная агрессивность», «общительность», «открытость», «экстра-интроверсия», «коэффициент интеллекта» у девушек с оптимальным уровнем йода может указывать на более выраженную адаптацию к различным социальным стрессовым факторам и более развитый интеллектуальный потенциал.
Анализ личностного профиля девушек с различным уровнем йода в волосах, осуществлялся путем подсчета частоты высоких, средних и низких баллов личностных качеств по 12 шкалам многофакторного личностного опросника FPI. Полученные результаты представлены на рисунках
Сравнительная оценка относительных значений шкал опросника FPI Как видно из рисунка, у девушек обеих групп имелась тенденция к большому числу высоких баллов по шкале «невротичность» (55 и 65 % соответственно). Низкие баллы по шкале «невротичность» зафиксированы у 10 % девушек только в группе с повышенным содержанием йода в волосах. Количество девушек с высокими баллами по шкалам «спонтанная агрессивность», «депрессивность», «раздражительность» и «общительность» практически не различалось между группами, с небольшим преимуществом в группе с оптимальным уровнем йода в волосах. Девушек с избытком йода в волосах и низкими баллами по шкале «общительность» было достоверно (р 0,05) больше, чем в группе с оптимальным уровнем йода. По шкале «уравновешенность» высокие баллы были у 20 % девушек с оптимальным и у 10 % с повышенным уровнем йода в волосах (в 2 раза меньше). Низкие баллы по данной шкале отмечались у 25 % девушек с избытком йода и у 10 % девушек с оптимальным уровнем йода (в 2,5 раза меньше). По другим показателям психологического профиля девушек достоверных различий между группами получено не было (Приложение 53).
Изучение показателей адаптации и минерального обмена животных при моделировании тиреотоксикоза и гипотиреоза
При оценке индивидуальных анализов выявлено, что распространенность отклонений содержания макроэлементов в группах обследуемых практически не отличалась для Ca, K и Mg по сравнению со среднероссийским оптимальным центильным интервалом (Приложение 26). Частота встречаемости лиц с содержанием Na выше среднероссийского 75 центиля в I группе составила 68,8 %, тогда как во II группе только 34,9 %. Превышение 75 среднероссийкого центиля по P, напротив, достоверно (р 0,01) чаще встречалось в волосах юношей II группы (76,2 %).
У большинства юношей, независимо от уровня ТТГ, значения содержания макроэлементов в волосах соответствовали оптимальному региональному центильному интервалу.
При оценке содержания эссенциальных и условно эссенциальных микроэлементов выявлено, что средние значения содержания Co и Se в обеих группах были ниже значений 25 общероссийского центиля, а содержание Li и Zn -выше рекомендованных норм (таблица 105).
Сравнение полученных данных с региональными показателями не выявило дефицита ни по одному из изученных элементов. Для юношей обеих групп было характерно превышение средних значений Cr, V и Zn показателя 75 регионального центиля. У юношей с высоконормальным уровнем ТТГ средние значения содержания Mn и I также превышали 75 региональный центиль.
У юношей I группы выявлено более высокое содержание Fe (р 0,05), V (р 0,05), Co, I, Li, Mn и более низкий уровень Cu (р 0,05), As, B, Ni, Se, Zn.
Сравнительный анализ распространенности отклонений от значений 25-75 среднероссийского центильного интервала содержания микроэлементов в волосах обследуемых показал, что частота встречаемости лиц с низким содержанием Co в рассматриваемых группах составляет 81,3 и 88,9 %, соответственно (Приложение 27). В I группе почти в 2 раза чаще встречались юноши с избыточным содержанием Fe в волосах (75 и 38 % соответственно). Следует отметить, что в I группе достоверно (р 0,001) чаще встречались лица с избыточным содержанием Li и достоверно (р 0,01) реже встречались лица с избыточным содержанием Zn в волосах. У 100 % обследованных юношей обеих групп выявлено сниженное содержание Se в волосах. По распространенности отклонений содержания других элементов выраженных различий не выявлено.
При сравнении индивидуальных анализов с региональным центильным интервалом выявлено, что для большинства юношей обеих групп (64 и 58 %) характерно избыточное содержание V. У значительной части обследованных выявлен также избыток Zn (46 и 52 %), Se (33 и 38 %) и I (37 и 24 %, в I и II группах соответственно). При оценке содержания токсичных элементов выявлено, что среднее значение содержания Al в I группе превышало 75-й среднероссийский и региональный центиль. По остальным токсичным элементам обнаружено их соответствие оптимальным центильным интервалам в обеих рассматриваемых группах (таблица 106).
У юношей I группы содержание токсичных элементов в волосах характеризовалось достоверно (р 0,05) более высоким содержанием Al и достоверно (р 0,05) более низкими значениями уровня Sn.
При анализе индивидуальных показателей выявлено, что у обследованных I группы повышенное содержание Al встречалось в 3,1 раза чаще. Содержание Hg и Sn практически не имело межгрупповых различий (Приложение 28). У 31 % лиц I группы и у 48 % юношей II группы уровень Pb был ниже 25 центиля по сравнению со среднероссийскими нормами. При сравнении индивидуальных значений с региональным оптимальным центильным интервалом выявлена значительная распространенность низких значений Hg (34 и 52 %) в обеих группах. При анализе средних значений содержания химических элементов в крови юношей с высоко- и низконормальным уровнем ТТГ выявлено, что у лиц I группы отмечался более высокий уровень P (р0,01) и Mg (р0,05) и достоверно более низкий уровень Fe (р0,05) (Приложение 29). Сравнительный анализ распространенности отклонений в содержании макроэлементов в крови юношей показал, что у 87 % лиц I группы уровень Ca был ниже нормы, что в 1,4 раза чаще, чем во II группе (Приложение 30). У 50% юношей I группы и только у 6 % юношей
II группы наблюдался повышенный уровень Mg. Дефицит Fe у лиц I группы встречалось в 3 раза чаще, а избыток, напротив, в 1,3 раза чаще во II группе. Гипофосфатемия в 6,1 раза чаще встречалась во II группе, а гиперфосфатемия в 3 раза чаще в I группе.
Анализ содержания макроэлементов в волосах обследуемых девушек показал, что средние значения содержания Са и Mg в обеих группах были выше рекомендованных значений (таблица 107). При сравнении полученных результатов с региональным оптимальным центильным интервалом, отклонений не выявлено.
В волосах девушек I группы обнаружено достоверно (р 0,05) более высокое содержание Са, Mg и P. Достоверных различий в содержании K и Na между группами не обнаружено, однако наблюдалась тенденция к более высокому их уровню у девушек I группы.
При оценке индивидуальных анализов выявлено, что распространенность отклонений содержания макроэлементов в волосах обследуемых практически не отличалась (Приложение 31). Более чем у половины девушек I группы (59 %) и у 46 % II группы содержание Са превышало значения 75-го среднероссийского центиля. Обращает внимание отсутствие лиц с содержанием Mg ниже нормальных значений в обеих группах, а его концентрация, превышающая норму отмечалась у 72 % лиц I группы и 65 % девушек II группы. Количество лиц у которых уровень Р был ниже нормы в I группе составило 54 %, а во II группе 59 %.
У большинства обследованных девушек значения содержания всех макроэлементов соответствовали 25-75 региональному центильному интервалу. Для незначительного количества обследуемых обеих групп (15 и 11 %) был характерен избыток Mg. В I группе у 19 % девушек было выявлено превышение 75 центиля по Р.
Похожие диссертации на Адаптационные изменения элементного статуса и функциональное состояние организма при воздействии эколого-физиологических факторов
