Адаптационные способности и здоровье населения города Самары и Самарской области

В настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека в биосфере циркулирует большое число различных чужеродных для человека соединений или ксенобиотиков. Наиболее опасны экотоксиканты – ядовитые химические загрязнители окружающей среды, способные долгое время сохранятся, мигрировать и накапливаться в ее биотических и абиотических компонентах, оказывая длительное токсическое воздействие [2]. Особенности ксенобиотического профиля Самарской области заключается в высоком содержании высокохлорированных диоксинов в почве, водоемах и атмосфере. Опасение вызывает также загрязнение окружающей среды соединениями тяжелых металлов, такими как ртуть, свинец, никель, хром, цинк, ванадий, марганец [5, 7].

Поступление токсичных веществ в организм осуществляется различными путями: через желудочно-кишечный тракт, кожные покровы, легкие. В результате накопления биоцидов в организме нарушается деятельность ферментативных систем, метаболизм, иммунологическая реактивность, деятельность нервной, эндокринной, репродуктивной и других систем органов. Не менее опасным является

Самыкина Лидия Николаевна, доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой медицинской биологии, генетики и экологии

Сказкина Ольга Яковлевна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры медицинской биологии, генетики и экологии канцерогенное и эмбриотоксическое действие ксенобиотиков, их способность вызывать повреждение структуры ДНК [2, 3]. Один из главных механизмов зашиты организма от воздействия негативных факторов среды – ферментативные системы, которые превращают ксенобиотики в соединения менее токсичные и легче удаляемые из организма. Состояние системы антиоксидантной защиты организма в значительной степени характеризуется активностью ферментов каталазы, пероксидазы, супероксиддисмутазы, глутатионтрансфе-разы и др. [1, 4]. Каталаза ускоряет реакцию разложения перекиси водорода на воду и молекулярный кислород. Для оценки состояния антиоксидантной защиты определяют так называемый «каталазный индекс» – отношение величины каталазной активности определяемого объема крови к количеству эритроцитов в этом объеме. Каталаза инактивирует реакционные агенты с длительными сроками жизни. Пероксидаза катализирует окисление с помощью перекиси водорода и разлагает органические и неорганические вещества. Различные виды пероксидаз широко распространены в клетках и могут находиться, как в свободном, так и в связанном с клеточной мембраной состоянии. [1, 4].

Цель работы: изучение адаптационных способностей человеческого организма в условиях антропотехногенной нагрузки и природно-обусловленного йоддефицита.

Объект и методы исследования. В работе было изучено содержание свинца, никеля, хрома, марганца, железа, меди, цинка и активность антиоксидантных ферментов – каталазы и пероксидазы – в крови студентов СамГМУ, проживающих в различных районах г. Самары и Самарской области. Всего было обследовано 30 человек одной возрастной группы (17-20 лет), обоего пола. Все студенты на момент обследования были здоровы, хронические заболевания и аномалии развития у них отсутствовали. Были сформированы 2 группы сравнения. В первую группу были включены студенты, проживающие в сельских районах Самарской области – Шигонском, Борском и Похвистнев-ском, а также студенты, проживающие в относительно экологически благополучных районах г. Самары – Ленинском, Октябрьском и Самарском. Всего 12 человек. Во вторую группу вошли студенты, проживающие в Промышленном,

Железнодорожном и Кировском районах г.Самары, а также в Автозаводском районе г.Тольятти – 18 человек. Кровь для исследования у испытуемых забирали в стерильных условиях из локтевой вены в количестве 5,0 миллилитров. Содержание токсичных металлов определяли на полярогрофе марки ПУ-1 в санитарно-химической лаборатории НИИ гигиены и экологии человека. Определение активности каталазы и пероксидазы проводили по методу В.С. Асатиани. Количество эритроцитов в 1 мм3 крови подсчитывали по стандартной методике, используя счетную камеру Горяева.

Результаты исследования. Результаты I этапа исследования – содержание металлов в крови обследуемых – представлены в таблице 1. Полученные результаты по определению токсичных металлов сравнивали с физиологически допустимыми величинами [5, 7, 8].

Таблица 1. Содержание металлов в крови студентов, проживающих в районах г. Самары и Самарской области с различным уровнем антропотехногенной нагрузки

В результате исследования установлено, что содержание свинца в крови всех обследованных студентов многократно превышало физиологически допустимые нормы: у студентов экологически неблагоприятных районов – в 129 раз; у студентов, проживающих в зоне относительного экологического благополучия в 94 раза. Содержание никеля также превышало нормативные показатели: у студентов первой группы в 26 раз, а у студентов второй группы в 83 раза. Содержание в крови хрома также было значительно выше нормы, особенно у студентов зоны экологического неблагополучия – в 44 раза, а у студентов проживающих в зоне относительного экологического благополучия – в 5 раз. Содержание марганца в крови всех обследованных студентов было выше физиологической нормы, но наиболее высокие показатели (превышение нормы в 27 раз) наблюдались у жителей экологически неблагоприятных районов. У студентов из районов с низким уровнем антропотехногенной нагрузки содержание марганца превышало нормальные показатели в 7 раз.

Для определения степени воздействия экотоксикантов параллельно определяли содержание в крови студентов эссенциальных микроэлементов: железа, меди и цинка. Установлено, что содержание их снижено у жителей экологически неблагоприятных районов г. Самары и Самарской области: железа – в 2,5 раза, меди – в 14 раз и цинка – в 1,5 раза.

В ходе дальнейшего исследования было проведено определение активности каталазы и пероксидазы, содержание эритроцитов крови, т.е. оценивалась активность ферментов антиоксидантной защиты организма в зависимости от уровня антропотехногенной нагрузки. В результате проведенного исследования установлено, что содержание эритроцитов в крови у студентов второй группы достоверно снижено по сравнению с аналогичным показателем жителей экологически благополучных районов и составляет 4,31 млн/мм3 против 4,71 млн/мм3. Показатель активности каталазы у лиц обследуемых групп колебался в широких пределах: активность каталазы у студентов первой группы составляла от 1,38 до 3,45 (среднее – 2,44).

У студентов второй группы показатель активности каталазы варьировал от 2,74 до 3,51(среднее – 3,12). Однако выявленные различия средних показателей активности данного фермента не являются статистически значимыми. Активность пероксидазы независимо от района проживания обследуемых соответствовала значениям нормы – 30-50 секунд.

Самарская область относится к регионам не только с высоким уровнем антропотехно-генной нагрузки, но и с природно-обусловленным дефицитом йода в окружающей среде. Сочетанное воздействие геохимических и антропогенных факторов представляет собой мощный тандем, способствующий нарушению адаптационных способностей организма и увеличивает вероятность возникновения заболеваний. Таким образом, группу йоддефицитных заболеваний можно отнести как к экологически зависимым, так и к экологически обусловленным [6].

Ключевым ферментом биосинтеза гормонов щитовидной железы является тиреоидная пероксидаза (ТПО), которая катализирует две реакции: окисление ионорганического йодида и связывание йодированных тирозинов. Характерной особенностью потери иммунологической толерантности является появление антител к ТПО. При мутации гена ТПО нарушается окисление неорганического йода, поступающего внутрь тироцитов. Измененная ТПО является основным компонентом микросомального антигена, на котором вырабатываются антитела. Повышение уровня антител к ТПО является показателем поражения клеток щитовидной железы, показателем агрессии иммунной системы по отношению к собственному организму – первым признаком, свидетельствующим о развитии патологического процесса. Значение антител ТПО в норме не более 30 МЕ/мл. [9]. В связи с этим на следующем этапе исследования адаптационных способностей организма у студентов обеих групп определялся уровень аутоантител к ТПО. У всех обследуемых отсутствовали заболевания щитовидной железы и аутоиммунные заболевания, что подтверждалось результатами проведенного нами анкетирования. Для определения антител к ТПО использовали непрямой двухстадийный иммуноферментный анализ. Исследование проводили на микро-планштетном спектрофотометре Antos - 2020. Использовали набор реагентов для определения антител к ТПО фирмы «Вектор Бест» отечественного производства. Сначала в лунки планшета вносили по 0,05 мл калибровочных проб, контрольной сыворотки и разбавленных в 101 раз исследуемых сывороток крови, по 0,1 мл раствора для разведения и инкубировали в течение 45 мин. при +37°С. Затем промывали лунки планшета, после чего вносили по 0,1 мл раствора конъюгата и инкубировали 30 мин. при +37°С. Вновь промывали лунки. На следующем этапе добавляли по 0,1 мл субстратного раствора и инкубировали 10-15 минут. Затем внесли в лунки планшета по 0,1 мл стопреагента. Измерение оптической плотности проводили при длине волны 450 нм.

В результате проведенного исследования установлено, что уровень аутоантител к ТПО в обследуемой группе колебался в широких пределах: от 0,07 до 283, МЕ/мл. У 73,7% обследованных уровень антител не превышал значений нормы (30,0 МЕ/мл), а у 26,3% был довольно высоким и составлял в среднем 48,8% МЕ/мл. Наша статистика нашла свое подтверждение и в проведенной широкомасштабной рандомизированной Всероссийской выборке, по результатам которой распространенность антител к ТПО у лиц без нарушения функций щитовидной железы составила 26%[9]. При сравнении уровня аутоантител к ТПО у лиц мужского и женского пола существенных различий не выявлено.

Выводы:

• 1.    Содержание тяжелых металлов в крови студентов, проживающих в экологически неблагополучных районах г. Самары и Самарской области, превышает физиологически допустимые нормы и аналогичные показатели у студентов из зоны относительного экологического благополучия.

• 2.    В крови студентов, испытывающих высокую антропотехногенную нагрузку, снижено содержание эссенциальных микроэлементов по сравнению с физиологически допустимой нормой.

• 3.    Снижение количества эритроцитов в крови студентов, проживающих в зоне экологического неблагополучия, может быть следствием воздействия избыточного содержания в крови тяжелых металлов.

• 4.    Активность ферментов антиоксидантной защиты организма характеризуется индивидуальными особенностями, т.к. в процессе исследования установлено, что активность каталазы и пероксидазы у обследуемых лиц варьирует в широких пределах.

• 5.    Проведенные исследования ферментов антиоксидантной защиты не выявили достоверных различий активности каталазы и пероксидазы в крови жителей районов с разной антропотехногенной нагрузкой. Это свидетельствует о том, что система антиоксидантной

• 6.    Распространенность носительства антител к тиреоидной пероксидазе среди лиц обследованной группы достаточно велика, что свидетельствует о высоком риске развития патологии щитовидной железы. Возможно, что природно-обусловленный дефицит йода и высокий уровень антропотехногенной нагрузки у жителей г. Самары и Самарской области способствуют нарушению активности ферментов, обеспечивающих нормальный метаболизма йода в организме.

защиты организмов молодых людей достаточно стабильна и на данном этапе онтогенеза практически не зависит от воздействия негативных факторов среды.