Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Функционально-метаболические нарушения и компенсаторные механизмы при хронической фтористой интоксикации

На правах рукописи

тт

ииаи52788

АНОХИНА Ася Сергеевна

ФУНКЦИОНАЛЬНО-МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ И КОМПЕНСАТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ ФТОРИСТОЙ ИНТОКСИКАЦИИ

(экспериментальное исследование)

14.00.16 - патологическая физиология

Автореферат диссертации на совскание ученой степени кандидата биологических наук

Новосибирск - 2007

003052788

Работа выполнена в ГОУ ВПО Кузбасская государственная педагогическая академия (Новокузнецк), в ГУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (Новокузнецк)

Научный руководитель:

доктор биологических наук,

профессор Михайлова Надежда Николаевна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук,

профессор Селятицкая Вера Георгиевна

доктор медицинских наук,

профессор Потеряевя Елена Леонидовна

Ведущая организация:

ГУ Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфолопш Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (Новосибирск)

Защита состоится « О'Ь » _2007 г. часов на заседании

Диссертационного совета Д 0bl.048.01 при ГУ Научный центр клинической и экспериментальной медицины СО РАМН по адресу: ул. Академика Тимакова 2, г. Новосибирск, 630117. Тел / факс 8 (383) 333-64-56

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ НЦКЭМ СО РАМН

Автореферат разослан_ / и^гА^ 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, д.б.н.

Пальчикова Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Фазность приспособительных процессов, их колебательный характер, являются общими свойствами всех живых систем и относятся к одному из наиболее интенсивно изучаемых явлений в биологии и медицине (Селье Г., 1960, 1972; Казначеев В.П., 1980; Панин JI.E., 1983; Агаджанян H.A. и др., 1987; Меерсон Ф.З., 1993; Крыжановский Г.Н., 2002; Судаков К.В., 2003, 2005). Г. Селье в своих работах сформулировал и развивал представления об общем адаптационном синдроме как о «состоянии, включающем в себя все неспецифические вызванные изменения в биологической системе», фазами развития которого выступают стадии тревоги, резистентности и истощения (1936, 1960, 1982). Постоянная изменчивость внешней среды во многом определяет динамичность, многогранность и пластичность приспособительных реакций организма.

Формирование устойчивости к действию повреждающих факторов обеспечивается высокой активностью компенсаторно-приспособительных процессов, направленных на поддержание гомеостаза организма (Меерсон Ф.З., 1993). Истощение приспособительных механизмов приводит к формированию специфических патологических состояний, обусловленных свойствами повреждающего агента, при длительном воздействии которого ответная реакция также имеет волнообразный характер (Степанова СЛ., 1986).

К числу факторов, вызывающих специфическую для него патологию, относится фтор, который, обладая высокой реакционной способностью, занимает особое место среди других элементов, так как его физиологически необходимое количество находится близко к дозе, оказывающей повреждающее действие (Плахотник В.Н., 1998; Fluorides, WHO 2001). Одни исследователи относят фтор к числу микроэлементов, участвующих в процессах роста, развития, репродукции, метаболизма костной ткани, а потому необходимых для жизнедеятельности организма (ВОЗ, 1989; Риггз Б.Л., Мелтон Л.Дж., 2000). Другие полагают, что этот элемент не только не нужен организму, но даже вреден, так как и в малых концентрациях обладает токсичными свойствами (Shen N. et al, 1992; Fratzl P. et al., 1996; Seeman E., 1997). Таким образом, вопрос о физиологической необходимости фтора для организма остается открытым.

В результате длительного поступления в организм повышенных количеств неорганических соединений фтора развивается хроническая фтористая интоксикация - флюороз (Лукьянова М.В., 2002; Давыдова Е.В., 2003; Коломейцев A.B., 2004; Мухамеджанов Р.Ш., 2004; Xiong Xianzhi et al., 2005; Xiu-an Zhan et al., 2005). Имеются лишь единичные работы, в которых делается попытка выделения фазности развития хронической фтористой интоксикации, но, как правило, уже на стадии развернутого патологического процесса (Франке Ю., Рунге Г., 1995; Разумов В.В., 2003). В то же время наименее изученными при хронической фтористой интоксикации являются начальные стадии повреждения и процессы, позволяющие компенсировать

функционально-метаболические сдвиги, а также механизмы их регуляции. Понимание молекулярных и клеточных механизмов компенсации на начальной стадии интоксикации позволяет более адекватно подходить к выбору средств коррекции и предотвращать быстрое развитие выраженного патологического процесса.

Цель исследования. Изучить динамику функционально-метаболических нарушений в организме и механизмы их компенсации при экспериментальной хронической фтористой интоксикации; определить возможность использования нутрицевтиков для коррекции вызываемых фтором повреждений.

Задачи исследования:

1. Выявить метаболические изменения при хронической фтористой интоксикации по биохимическим показателям крови и мочи, ферментативной активности лейкоцитов и интенсивности процессов перекисного окисления липидов.

2. Исследовать баланс процессов остеосинтеза и резорбции костной ткани, а также содержание гормонов, регулирующих кальциевый гомеостаз, при хронической фтористой интоксикации.

3. Оценить степень функциональных нарушений в организме животных на примере изменения функций почек и водно-солевого обмена при экспериментальной хронической фтористой интоксикации.

4. Изучить возможность использования нутрицевтиков в коррекции патологических процессов при хронической фтористой интоксикации.

Научная новизна исследования. Впервые показано, что устойчивость организма при хронической фтористой интоксикации поддерживается в начальной фазе компенсаторными взаимоотношениями в организме фтора, кальция и фосфора неорганического, высокой функциональной активностью щитовидной и паращитовидных желез, резервными возможностями остеогенного клеточного аппарата и относительной устойчивостью митохондриальных энергообеспечивающих процессов. На ранней стадии интоксикации выведение избыточных доз фтора отмечено на фоне снижения выведения кальция из организма. При продолжении поступления избыточных доз фтора его выведение снижается до исходного уровня при повышении выброса из организма кальция, максимальное выведение которого отмечено на пятой неделе воздействия. На 5-6-й неделях происходит срыв компенсаторно-приспособительных механизмов и стадия компенсации переходит в стадию истощения.

Истощение приспособительных механизмов при хронической фтористой интоксикации связано с нарастающими нарушениями фосфорно-кальциевого обмена и проявляется метаболическими сдвигами в костной ткани и перестройкой гормональной системы: паратгормон - кальцитонин. В дальнейшем метаболические изменения влекут за собой цитохимические

нарушения, которые на системном уровне обусловливают изменения функций почек и водно-солевого обмена.

Впервые показана возможность коррекции экспериментальной хронической фтористой интоксикации с помощью нутрицевтиков: витаминно-минерального комплекса с кальцием и магнием; комплекса, содержащего кальций и микроэлементы; синтетического антиоксиданта. Их положительный эффект проявляется дифференцированно: витаминно-минеральный комплекс в большей степени улучшает процессы минерального обмена в условиях хронической фтористой интоксикации; назначение комплекса, содержащего кальций и микроэлементы, способствует сохранению баланса процессов остеосинтеза и резорбции костной ткани; синтетический антиоксидант нормализует процессы перекисного окисления липидов.

Теоретическая и практическая значимость работы. Экспериментальные исследования и теоретические положения работы вносят вклад в понимание компенсаторно-приспособительных механизмов при экспериментальной хронической фтористой интоксикации, позволяют дать оценку их функциональных резервов и предложить способы коррекции нарушений при длительном воздействии повышенными дозами фтора.

Исследования проводили в рамках темы НИР 2004-2006 гг. «Оценка профессионального и экологического риска для здоровья рабочих основных производств металлургического цикла» (№ государственной регистрации 01040000338) и муниципальной программы «Разработка и внедрение медико-профилактических мероприятий по предупреждению заболеваний флюорозом на Новокузнецком алюминиевом заводе» (№ 396-03 от 05.05.2003 г. и № 38-05 от 30.12.2004 г.).

Подана заявка в ФГУ ФИПС на изобретение «Способ профилактики хронической фтористой остеопатии при моделировании фтористой интоксикации в эксперименте»; получено решение № 2005122348/14 (025190) от 06.09.2006 г. о выдаче патента.

Разработаны и опубликованы методические рекомендации «Послесменная реабилитация работников алюминиевого производства витаминно-минеральной пищевой добавкой «Золотой шар», утвержденные Департаментом охраны здоровья населения Кемеровской области от 14.03.2005 г.

Положения, выносимые на защи1у:

1. В патогенезе экспериментальной хронической фтористой интоксикации можно выделить 3 стадии: компенсации (1-5 недели); декомпенсации (5-6 недели); истощения (с 6 недели затравки). Механизмами, обеспечивающими стадию компенсации, являются: компенсаторные взаимоотношения фтора, кальция и фосфора неорганического, поддерживающие минеральный баланс в организме; сохранение баланса процессов остеосинтеза и остеорезорбции, гормонального статуса парат-

гормон - кальцитонин; достаточность митохондриальных энерго-обеспечивающих резервов.

2. На стадиях декомпенсации и истощения основными проявлениями хронической фтористой интоксикации являются: нарушение фосфорно-кальциевого обмена, преобладание процессов остеорезорбции над остеосинтезом, активация процессов перекисного окисления липидов, изменение ферментативной активности лейкоцитов, нарушение диуретической и ионоуретической функций почек.

3. Применение патогенетически обоснованных способов коррекции хронической фтористой интоксикации с использованием нутрицевтиков способствует поддержанию отдельных звеньев компенсаторно-приспособительных процессов, сохраняя минеральный обмен, метаболизм костной ткани и процессы перекисного окисления липидов на физиологическом уровне.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на Всероссийской конференции «Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные и клинические аспекты» (Новосибирск, 2002, 2004); на I Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» (Москва, 2002); на X Всероссийской конференции по физиологии и патологии почек и водно-солевого обмена в рамках Всероссийского конгресса «Нефрология и диализ сегодня» (Новосибирск, 2003); на Всероссийской конференции «Биологически активные добавки в профилактической и клинической медицине» (Улан-Удэ, 2003); на Международной научной конференции «Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных» (Саранск, 2005); на межрегиональной конференции «Новые технологии. Человек. Природа. Медицина» (Новокузнецк, 2005); на IV Всероссийской конференции «Проблемы биологической науки и образования в педагогических вузах» (Новосибирск, 2005); на I съезде физиологов СНГ (Сочи,

2005); на Российской научной конференции с международным участием «Медико-биологические аспекты мультифакториальной патологии» (Курск,

2006); на межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Гигиена, организация здравоохранения и профпагология» (Новокузнецк, 2006); на VIII Международном конгрессе по адаптационной медицине (Москва, 2006); на 13 Международном конгрессе по приполярной медицине (Новосибирск, 2006).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ.

Сведения о внедрении в практику. Теоретические и практические положения диссертационной работы внедрены в учебный процесс в ГОУ ВПО «Кузбасская государственная педагогическая академия», в практику научно-исследовательской и клинической работы лаборатории общей профессиональной патологии ГУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО РАМН».

Объем я структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, главы «Результаты собственных исследований», включающей 4 раздела, обсуждения результатов исследования, выводов и списка литературы. Работа изложена на 138 страницах, включает 9 таблиц, 18 рисунков. Библиографический указатель включает 241 работу, из них 171 отечественных и 70 - зарубежных авторов. Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты проведены в зимний период на 332 белых беспородных лабораторных крысах-самцах массой 200-250 г. Содержание животных и выведение их из опыта проводили в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 года № 755).

Хроническую фтористую интоксикацию моделировали пассивным запаиванием крыс высокотоксичной дозой фторида натрия в течение 9 недель (ежедневно с питьевой водой в концентрации 10 мг/л, что соответствует суточной дозе 0,5 мг/кг массы тела), при котором проявляются основные патогенетические звенья развития флюороза (Габович Р.Д., Овруцкий Г.Д., 1969; Авцын АЛ., Жаворонков A.A., 1981).

Исходя из задач исследований, применяли следующие нутрицевтики, которые вводили перорально:

I - витаминно-минеральный комплекс с кальцием и магнием («Золотой шар») в дозе 300 мг/кг, в состав которого входят витамины С, А, Е, D, Bj, В2, Bfo В и, РР, фолиевая кислота, биотин и бета-каротин;

II - комплекс, содержащий кальций и микроэлементы («Коралловый кальций») в дозе 4 мг/кг: измельченный коралл (994 мг), в составе которого около 70 жизненно важных элементов (в том числе кальций - 34,6%, магний -2,16%, кремний - 1,37%, а также натрий, сера, железо, калий, фосфор, йод, фтор, бром, марганец, хром, бор, углерод, цинк, селен, платина, серебро, медь, хлор, золото, молибден и другие), L-аскорбиновая кислота (5 мг);

III - синтетический антиоксид ант («Микрогидрин») в дозе 10 мг/кг, каждая капсула которого содержит 250 мг микрогидрина (микрокластеры Фланаганов (диоксид кремния, карбонат калия, сульфат магния), рисовая мука, рисовое масло). Эксперименты с применением указанных нутрицевтиков проводили в течение 5 недель.

Для определения влияния ХФИ на изменения биохимических показателей собирали суточную пробу мочи в обменных клетках; кровь забирали после декапитации животных.

Содержание фтора в моче определяли ионоселективным методом (Голованова Л.А., 1977) на иоиомере «Анион 4100» (Россия) с использованием

фтор-селективного электрода; кальция, магния и фосфора неорганического в моче и плазме - колориметрическим методом с помощью наборов фирмы «Биокон» на фотометре РМ-5010 (Германия). Монограмму плазмы и мочи (натрий, калий) определяли ионоселективным методом на анализаторе RADELKIS (Венгрия); содержание мочевины определяли уреазным методом на анализаторе FP-901M (Финляндия); креатинина - кинетическим методом по цветной реакции Яффе.

С-концевые телопептиды (фрагменты деградации коллагена I типа) в моче определяли с помощью твердофазного иммуноферментного анализа [ELISA] на приборе Мультискан EX (Labsystems, Финляндия). Содержание в

сыворотке остеокалыдана и гормонов (паратиреоидного и кальцитонина) определяли иммуноферментным методом с использованием наборов Diagnostic System Laboratories и Nordicbioscience на приборе Мультискан EX (Labsystems, Финляндия).

Продукты перекисного окисления липидов в гептан-изопропанольных экстрактах крови определяли по изолированным двойным связям, диеновым конъюгатам, кетодиенам и триенам методом прямого спектрофотометрирования на спектрофотометре СФ-26 (Россия) при длине волны 220 нм, 232 нм, и 278 нм соответственно.

Исследование ферментативной активности кислой фосфатазы, щелочной фосфатазы, сукцинатдегидрогеназы, альфаглицерофосфатдегидрогеназ цитоплазматической и митохондриальной, шутаматдегидрогеназы проводили цитохимическим методом с последующим микроскопическим описанием мазков крови (микроскоп MS-50, Австрия) (Kaplow L.S., 1955).

Парциальные функции почек рассчитывали по общепринятым формулам (Нагочин Ю.В., 1977; Орехов К.В. и др., 1983).

Полученные результаты подвергали статистической обработке с вычислением средней арифметической (М) и стандартной ошибки средней арифметической (т). Достоверность различий двух выборок оценивали с помощью критерия Стьюдента (t). Различия считали значимыми при р< 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ

1. Влияние хронической фтористой интоксикации на функционально-метаболические изменения у крыс.

Развитие ХФИ через 2 недели после запаивания экспериментальных животных фторидом натрия сопровождалось увеличением выведения фтора в 3 раза на фоне снижения содержания кальция в моче в 1,5 раза. В течение 3 - 5-й недель содержание фтора в моче снизилось до контрольных значений при нарастании выброса из организма кальция. К 6-й неделе содержание кальция вновь резко снизилось до уровня ниже контрольных значений, а, начиная с седьмой недели, начало увеличиваться и к концу эксперимента превышало фон в 2 раза. Усиленное выведение кальция с мочой свидетельствует о вымывании

ФТОР

И«Д*1М

КАЛЬЦИЙ

контроль 3 5 7 9

«•дел*

ФОСФОР

контроль 3 5 7 0

мшм

Рис. 1. Влияние ХФИ на динамику содержания фтора, кальция и фосфора неорганического в моче крыс. Отличия статистически значимы по сравнению с контрольной группой: * -р<0,05; ** -р<0,01; ***~р<0,001.

его из организма, прежде всего из костной ткани. Это связано с тем, что отрицательно заряженный ион фтора атакует положительные ионы кальция, образуя слаборастворимую соль: CaFj, которая выводится из организма. Начиная с 6-й недели, количество фтора в моче резко повысилось и к 9-й неделе, поступательно увеличиваясь, достигло 17,5±1,4 мг/л, почти в 10 раз превысив значения у интактных крыс. Содержание в моче Р„. в контроле составило 31,3±1,6 ммоль/л и сохранялось таковым в течение четырёх недель после начала запаивания фторидом натрия. Начиная с 5 недели, его содержание резко увеличивалось и поступательно повышалось к концу эксперимента (рис. 1). Таким образом, на ранних стадиях затравки были выявлены компенсаторные взаимоотношения фтора, кальция и Рн. в организме, которые нарушались на более поздних сроках ХФИ. Результаты исследований согласуются с мнением ряда авторов, полагающих, что одним из инициальных факторов в патогенезе флюороза является нарушение фосфорно-кальциевого обмена (Окунев В.Н. и др., 1987; Токарь В.И. и др., 1991).

Известно, что при различных состояниях, сопровождающихся нарушением фосфорно-кальциевого обмена, изменяется активность паращитовидных желез и С-клеток щитовидной железы (Токарь В.И. и др., 1989; Chadha М., Kumar S., 2004). До настоящего времени нет единого мнения относительно патогенетической связи между флюорозом и железами внутренней секреции, ответственными за кальциевый гомеостаз. В наших экспериментах на начальных стадиях ХФИ показатели паратиреоидного гормона в сыворотке у животных оказались в 3,7 раза выше по сравнению с контрольными животными (табл. 1). Данный механизм целесообразен с точки зрения поддержания на физиологическом уровне жесткого параметра гомеостаза - кальция в крови. Отсутствие достоверных изменений в уровне кальция и Рн. в плазме крови в условиях ХФИ (см. табл. 1) является тому подтверждением и согласуется с литературными данными (Авцын А.П., Жаворонков A.A., 1981).

Увеличенное поступление гормона с кальциймобилизующими свойствами сопровождалось усилением активности С-клеток щитовидной железы, обеспечивая тенденцию повышения уровня кальцитонина, обладающего гипокальциемическим и гипофосфатемическим действием (см. табл. 1). На клеточном уровне кальцитонин является мощным прямым ингибитором остеокластной активности и образования остеокластов, в результате чего уменьшается мобилизация кальция из кости (Рштз Б.Л., Мелтон Л.Дж., 2000).

Подобный гормональный ответ на этой стадии интоксикации, вероятно, носит компенсаторный характер к повреждающему действию избытка фтора, направлен на регуляцию фосфорно-кальциевого обмена и не имеет связи с развитием вторичного гиперпаратиреоза.

Устойчивость организма к повреждающему фактору обеспечивается достаточностью системы энергообеспечения. Для ее оценки было проанализировано состояние средней цитохимической активности ферментов

лейкоцитов на ранних стадиях развития ХФИ (см. табл. 1). Обнаружена относительная резистентность к фтору системы окислительного фосфорилирования: активность СДГ - основного маркера активности митохондрий, оказалась одинаковой у крыс контрольной и группы с ХФИ, что свидетельствует о достаточном энергетическом потенциале ведущего метаболического цикла - цикла Кребса. Дополнительным подтверждением является сохранность в организме Р„, который начинает патологически теряться только на более поздних стадиях ХФИ. Имеются клинические данные о снижении активности СДГ при флюорозе (Колмогорцева В.М., Семенникова Т.К., 1991).

Таблица 1

Влияние хронической фтористой интоксикации на изменение

биохимических показателей крови крыс (М±т)

Показатели Интактные крысы (п=20) Крысы с ХФИ (5 недель) (п=30)

Кальций плазмы (ммоль/л) 2,0±0,03 2,0±0,02

Фосфор неорг. плазмы (ммоль/л) 2,3±0,04 2,4±0,06

Паратгормон сыворотки (пг/мл) 1,2±0,2 5,2±1,1**

Кальцитонин сыворотки (пг/мл) 2,6±0,7 3,6±0,8

Ферментативная активность лейкоцитов (ед. акт.): сукцинатдегидрогеназа а-глицерофосфатдегидрогеназа мит. а-глицерофосфатдегидрогеназа цИт. ппутаматдегидрогеназа кислая фосфатаза щелочная фосфатаза 4,2±0,2 4,7±0,2 6,7±0,1 5,7±0,1 9,1±0,2 15,2±0,1 4,2±0,3 4,0±0,3 4,9±0,5* 4,6±0,2* 7,3±0,3* 24, ШЛ**

Примечание. Огличия статистически значимы по сравнению с контрольной

группой: * - р<0,05; ** - р<0,01.

Состояние различных ферментных систем наиболее полно отражает активность а-ГФДГ - фермента-«водителя» (координатора) для остальных ферментов (Соколов В.В. и др., 1975). При изучении ферментного профиля лейкоцитов было выявлено достоверное снижение активности цитоплазматического компонента а-глицерофосфатного шунта (а-ГФДГ цит.), активность митохондриальной а-ГФДГ при этом имела лишь тенденцию к снижению, что указывает на большую устойчивость митохондриальных процессов по сравнению с цитоплазматическими на ранней стадии ХФИ.

Активность ГДГ, являющейся связующим звеном между метаболизмом аминокислот и циклом Кребса, снижалась к 5-й неделе ХФИ на 18%, что, вероятно, связано с действием фтора как активного галогена.

В качестве объекта токсического действия неорганических производных фтора многие авторы называют фосфатазы (Франке Ю„ Рунге Г., 1995; Miao Yun-gen et al., 2005). Фосфатазы являются важными регуляторами обмена фосфорных соединений и участвуют как в энергетическом, так и в общем обмене веществ. У животных с ХФИ наблюдалось снижение активности КФ на 20% по сравнению с контролем, свидетельствующее об угнетении процессов оссификацин. В нейтрофилах у крыс с ХФИ отмечено повышение на 37% уровня ЩФ, являющейся маркером остеобластов. Вероятно, большие концентрации фтора, нарушая рост кости, способствуют повышению активности этого фермента, что согласуется с литературными данными (Франке Ю„ Рунге Г„ 1995).

Таким образом, развитие экспериментальной фтористой интоксикации на протяжении первых пяти недель характеризуется проявлением достаточных приспособительных резервов, обеспечивающих стадию компенсации. Максимальная компенсация фтор-кальциевых взаимоотношений отмечалась на 5 неделе воздействия, после которой происходил срыв компенсаторно-приспособительных механизмов (5-6 недели затравки).

На 5-6 неделях затравки было обнаружено нарушение баланса между процессами остеосинтеза и остеорезорбции. Так, отмечено значительное повышение уровня продуктов деградации коллагена в моче животных (С-концевых телопептидов) и уровня остеокальцина (неколлагенового белка костной ткани) в сыворотке, что свидетельствует о преобладании процессов остеорезорбции над остеосинтезом и согласуется с предположением B.C. Liu et at. (2000) о том, что одной из главных причин цитотоксического действия ионов фтора является повреждение этим галоидом синтеза белков (рис. 2),

С-концевые телопептиды оство кальцин

□ интактныв крь*сы ИкрысысХФУ!

Рис. 2. Влияние ХФИ на изменение содержания С-концевых телопептидов в моче (мкг/л) и остеокальцина в крови (нг/мл) крыс (5 недель затравки). Отличия статистически значимы по сравнению с контрольной группой: * - р<0,05.

Воздействие фтором в течение 5 недель повлекло за собой усиление липопероксидации (рис, 3), что согласуется с литературными данными (ВЬапиргаказЬ Яеййу й ег &1„ 2003; 8НатЬакяштап О, е! а!., 2005), и

свидетельствует о высокой реакционной способности фтора. Эти результаты подтверждают тезис о повреждающем действии избытка фтора на системном уровне.

**

изолированные диеновые конъюгаты кетодиены и триены двойные связи

□ Интактные крысы В Крысы с ХФИ

Рис. 3. Влияние ХФИ на процессы перекисного окисления липидов у крыс (5 недель затравки). Отличия статистически значимы по сравнению с контрольной группой: р<0,05; ** - р<0,01.

О вовлеченности в патогенез ХФИ различных систем организма свидетельствуют также данные о нарушении системы регуляции водно-солевого равновесия, эффекторным органом которого являются почки. Морфо-функциональному состоянию почек при ХФИ уделяется особое внимание, так как фториды экскретируются, в основном, с мочой (Кузина И.В., 2004).

Были проанализированы основные показатели почечных функций: средний диурез, ионоурез, а также фильтрационно-реабсорбционные процессы. Установлено повышение среднесуточного диуреза у крыс с ХФИ по сравнению с контрольными животными (табл. 2). Полиурия развивалась поступательно, начиная с 5 недели затравки. К концу эксперимента средний диурез был в 3 раза выше у животных с ХФИ по сравнению с контрольной группой, несмотря на снижение скорости клубочковой фильтрации. Подтверждением нарушения фильтрационной способности почек является повышение содержания креатинина в плазме крови почти в 1,5 раза.

Полиурию, как при экспериментальном, так и клиническом флюорозе отмечают и другие исследователи (Давыдов Б.Н. и др., 2001; Копо К. е! а!., 1995). Возникающая под влиянием ХФИ полиурия обусловлена в основном нарушением функции дистального отдела канальцев, так как процессы реабсорбции воды резко угнетаются (процент экскретируемой фракции жидкости у крыс с ХФИ повышен в 2 раза).

Анализ показателей ионоуретической функции почек выявил повышение экскреции электролитов у животных с ХФИ, по сравнению с контрольной группой крыс. Натрийурез повысился в 2 раза за счет снижения реабсорбции

натрия, о чем свидетельствовало увеличение процента его экскретируемой фракции в 3 раза. В плазме крови у крыс с ХФИ наблюдалась гипернатриемия. Экскреция калия у крыс с ХФИ увеличилась по сравнению с контролем на 20,5% на фоне достоверного увеличения калия на 19,2% в плазме крови, что подтверждает нарушение канальциевого аппарата нефрона и согласуется с результатами исследований других авторов (Кузина И.В., 2004; БЬавЫ А. е1 а!., 2002). Суммируя приведенные данные о воздействии избытка фтора на гломерулярные и тубулярные процессы, можно заключить, что на поздних стадиях развития ХФИ происходят нарушения фильтрационных, реабсорбционных, ионорегулирующих механизмов, которые не проявляются столь остро на более ранних сроках.

Таблица 2

Влияние хронической фтористой интоксикации на показатели водно-солевого _обмена и функций почек у крыс (М±т) _

Показатели Интактные крысы (п=20) Крысы с ХФИ (6 недель) (п=30)

Натрий плазмы (ммоль/л) 129,3±0,3 134,9±0,4*

Натрий мочи (ммоль/л) 98,3±1,1 174,0±12,6*

Калий плазмы (ммоль/л) 6,3±0,1 7,8±0,2*

Калий мочи (ммоль/л) 41,4±1,3 51,4±3,0*

Диурез (V) мл/100г сут 1,3±0,1 3,9±0,2*

Скорость клубочковой фильтрации (Р) мл/100г сут. 486,8±21,7 339,4±34,7*

Экскретируемая фракция жидкости ЕРН20,% 0,68±0,02 1,22±0,06*

Экскреция натрия иы> У ммоль/ЮОг сут 252,1±11,8 553,1±35,8*

Экскретируемая фракция натрия ЕБка, % 0,51±0,02 1,74±0,2*

Экскреция калия Щ-У ммоль/ЮОг сут 101,1±3,5 127,1±10,3

Экскретируемая фракция калия ЕРК, % 4,4±0,2 4,6±0,4

Креатинин плазмы (ммоль/л) 0,051±0,002 0,070±0,003*

Креатинин мочи (ммоль/л) 7,7±0,1 10,0±0,7*

Фосфор неорганический мочи ммоль/л 31,3±0,8 66 ,Ш,2**

Примечание. Отличия статистически значимы по сравнению с контрольной группой: р<0,05; **-р<0,01.

Таким образом, в динамике развития экспериментальной ХФИ можно выделить 3 стадии:

• компенсации - на 1 - 5-й неделях затравки выявлены компенсаторные взаимоотношения фтора, кальция и Рн. в организме, согласованная деятельность щитовидной и паращитовидных желез, устойчивость митохондриальных энергообеспечивающих процессов;

• декомпенсации - срыв компенсаторных механизмов в конце 5-й -начале 6-й недели;

• истощения - начиная с 6-й недели, вследствие истощения приспособительных резервов, происходит развитие патологического процесса.

Подтверждением такого разделения динамики ХФИ на стадии развития патологического процесса является клиническое состояние экспериментальных животных. До пятой недели клинических проявлений не наблюдалось, с шестой недели у крыс постепенно развивались вялость, утрата блеска шерсти, отставание в весе, «тигроидность» окраски зубной эмали, намокание вокруг мочеиспускательного канала, были отмечены летальные исходы (26% животных).

Выявленные функционально-метаболические нарушения и компенсаторные механизмы при экспериментальной ХФИ позволили предположить возможность их ранней коррекции нутрицевтиками. Проверке этого предположения была посвящена вторая часть работы.

2. Использование нутрицевтиков для коррекции метаболических нарушений, вызванных хронической фтористой интоксикацией.

В эксперименте было выявлено, что пусковым механизмом патогенеза ХФИ является сдвиг фосфорно-кальциевого обмена. Это послужило основанием для изучения влияния витаминно-минерального комплекса с кальцием и магнием (I) на течение экспериментальной ХФИ в фазу компенсации.

Применение нутрицевтика I сопровождалось коррекцией некоторых нарушений, вызванных ХФИ. Уже на 2-й неделе затравки выведение фтора было в 6 раз больше по сравнению с группой крыс, не получавших препарат. На 5-й неделе уровень фтора в моче животных на фоне нутрицевтика был в 3 раза выше значений контрольной группы. Содержание кальция в. моче сохранилось на физиологическом уровне (рис. 4). При фтористой интоксикации на фоне нутрицевтика I содержание кальция и Рн. в крови сохранялось в физиологических пределах (табл. 3). Таким образом, назначение витаминно-минерального комплекса сохраняет кальциевый гомеостаз и способствует поддержанию метаболизма костной ткани. У крыс с ХФИ на фоне нутрицевтика I отмечалась тенденция к снижению в моче С-концевых телопептидов и достоверное снижение в крови остеокальцина по сравнению с группой животных с ХФИ без коррекции (рис. 5).

Возможный механизм действия витаминно-минерального комплекса опосредован компенсацией минеральных солей кальция, магния, назначение которых при ХФИ способствовало снижению абсорбции фтора в организме на фоне его активной экскреции. Кроме того, наличие комплекса витаминов в препарате способствовало улучшению метаболических процессов, подтверждением чего служит тенденция к снижению продуктов ПОЛ и

нормализации ферментативной активности лейкоцитов у этой группы животных (см. табл. 3).

«ТОО Кшъций

□ имтэктные крысы

□ крысы с ХФ И

аКрысы с ХФИ + вигам инно-микеральный комплекс с кальцием и магнием

□ Крысы с ХФИ + комплекс, содержащий кальций и микроэлементы

□ Крысы с ХФИ + синтетический актаоксидант

Рис. 4. Влияние назначения нутрицевтиков на содержание фтора (мг/л) и кальция (ммоль/л) в моче крыс с ХФИ (5 неделя). Отличия статистически значимы по сравнению с контрольной группой: * - р<0,05; ** - р<0,01; **•- р<0,001.

Срыв компенсаторно-приспособительных процессов при ХФИ инициируется истощением резерва кальция в организме и опосредуется нарушением прежде всего костной ткани. В связи с этим был изучен нутрицевтик, содержащий кальций и микроэлементы (II), который является поставщиком минерального комплекса по своему составу приближенному к минеральному составу костной ткани.

Как видно из рис. 4, на фоне нутрицевтика II выведение избытка фтора из организма оказалось в 3 раза выше по сравнению с группой крыс без коррекции. По-видимому, процесс усиления выведения фторидов обусловлен связыванием фтора нутрицевтиком в виде слаборастворимой соли СаР2, а также ощелачиванием мочи. Подтверждением последнего является усиление выведения с мочой кальция у животных, получавших препарат на этом сроке затравки (см. рис. 4).

Уровень С-концевых телопептидов в моче и содержание остеокальцина в сыворотке у животных с ХФИ на фоне комплекса, содержащего кальций и микроэлементы, достоверно не отличались от таковых показателей у животных контрольной группы, что свидетельствует о менее выраженных процессах деградации соединительной ткани и сохранении остеобластической активности по сравнению с группой животных с ХФИ без коррекции (см. рис. 5).

Таблица 3

Влияние назначения нутрицевтиков на биохимические показатели крови животных с хронической фтористой

интоксикацией (5 неделя)

_(М±т)_

Показатели Интактные крысы (п=20) Крысы с ХФИ (п=30) Крысы с ХФИ+ нутрицевтикI (п=30) Крысы с ХФИ+ нутрицевтик П (п=30) Крысы с ХФИ+ нутрицевтик Ш (п=30)

Кальций плазмы (ммоль/л) 2,(Ж),03 2,0 ±0,02 2,0±0,05 2,1±0,03 1,8±0,05

Фосфор неорг. плазмы (ммоль/л) 2,3±0,04 2,3±0,06 2,1±0,13 2,2±0,05 1,9±0,1

ПОЛ плазмы крови (ед. оптич. плот.): изолированные двойные связи диеновые юонъюгаты кетодиены и триены 1,7±0,1 1,1±0,1 0,2±0,02 4,4±0,1** 2,7±0,1* 0,8±0,03* 2,5±0,4 1,8±0,1* 0,3±0,02 2,0±0,2 1,5±0,1 0,3±0,01 1,8±0,1 1,0±0,2 0,2±0,03

Ферментативная активность лейкоцитов (ед. акт.): кислая фосфатаза а-пгацерофосфатдегидрогеназа мит. а-гаицерофосфатдегидрогеназа цит. щелочная фосфатаза 9,1±0,2 4,7±0,2 6,7±0,1 15,2±0,1 7,3±0,3* 4,0±0,3 4,9±0,5* 24,1±0,2* 8,4±0,4 4,3±0,5 5,4±0,6 17,6±0,2 8,5±0,1 4,6±0,5 6,8±0,4 15,8±0,2 7,8±0,1* 3,9±0,5 4,7±0,9* 21,4±0,9*

Примечание. Отличия статистически значимы по сравнению с контрольной группой: *- р<0,05; ** - р<0,01.

4 т* *

С - концевые тепопегпнды Остеокальцин

□ интактные крысы Я крысы с ХФИ

СЗ Крысы с ХФИ + витаминно-мимеральный комплекс с кальцием и магнием О Крысы с ХФИ + комплекс, содержащий кальций и микроэлементы в Крысы с ХФИ + синтетический антиокседант

Рис. 5. Влияние назначения нутрицевтиков на содержание С-концевых телопептидов в моче (мкг/л) и остеокальцнна в крови (иг/мл) крыс с ХФИ (5 неделя). Отличия статистически значимы по сравнению с контрольной группой: * - р<0,05.

Важным показателем корригирующего действия нутрицевтика II является сохранение процессов ПОЛ и средней цитохимической активности ферментов лейкоцитов на физиологическом уровне (см. табл. 3).

Таким образом, назначение комплекса, содержащего кальций и микроэлементы, животным с ХФИ способствовало повышенной экскреции фтора с мочой, что свидетельствует о том, что применение данного нутрицевтика является существенным компонентом детоксикации организма и оказывает положительное влияние на метаболизм костной ткани. Основным механизмом положительного действия препарата является его способность поддерживать необходимый резерв кальция в организме в условиях ХФИ и тем самым удлинять фазу компенсации.

Результаты проведенных экспериментальных исследований показали, что повышенные дозы фтора индуцируют активацию процессов ПОЛ, Это диктует необходимость изучения возможности применения в качестве корригирующего средства препаратов с антиоксидантньши свойствами. Одним из таковых является современный синтетический нутрицевтик (Ш), представляющий собой

запатентованную форму микрокластеров диоксида кремния, окруженных атомами водорода, обработанными таким образом, что в их состав входят слабо удерживаемые электроны в гидридной форме.

Назначение крысам с ХФИ нутрицевтика III не обеспечило выведение из организма избыточных доз фтора, содержание которого в моче существенно не отличалось по сравнению с группой животных без коррекции (см. рис. 4).

Содержание С-концевых телопептидов в моче и уровня остеокальцина в крови у группы крыс, получавших нутрицевтик III, почти не отличались от значений животных с ХФИ без коррекции, что свидетельствует о том, что назначение синтетического антиоксиданта не приостанавливает деградацию костной ткани, и остеокластические процессы, по-прежнему, преобладают над остеобластическими (см. рис. 5).

На фоне синтетического антиоксиданта не улучшалась и ферментативная активность лейкоцитов. Тем не менее, назначение препарата животным с ХФИ сопровождалось сохранением на физиологическом уровне показателей ПОЛ (см. табл. 3).

Таким образом, назначение синтетического антиоксиданта крысам с ХФИ не стимулировало выведения из организма фтора и не повлияло на процессы деградации костной ткани, не оказало положительного эффекта на активность ферментов лейкоцитов. Вместе с тем, выявлено положительное влияние нутрицевтика Ш на процессы ПОЛ, что дает основание рекомендовать его в качестве антиоксиданта при ХФИ как дополнительное корригирующее средство к традиционной терапии.

В целом, результаты изучения влияния различных нутрицевтиков на течение ХФИ в фазу компенсации, позволяют рекомендовать витаминно-минеральный комплекс с кальцием и магнием в качестве основного корригирующего средства, улучшающего минеральный обмен; комплекс, содержащий кальций и микроэлементы - основного средства, поддерживающего баланс процессов остеосинтеза и резорбции костной ткани; синтетический антиоксидант - дополнительного к основным.

ВЫВОДЫ

1. В динамике развития экспериментальной хронической фтористой интоксикации можно выделить 3 стадии: компенсации (1-5 недели); декомпенсации (5-6 недели); истощения (с 6 недели затравки).

2. К приспособительным механизмам на стадии компенсации при хронической фтористой интоксикации относятся: компенсаторные взаимоотношения в организме фтора, кальция и фосфора; высокие резервные возможности остеогеннош аппарата; согласованная деятельность щитовидной и паращитовидных желез; устойчивость митохондриальных энерго-обеспечивающих процессов.

3. Переход к стадии декомпенсации при хронической фтористой интоксикации обусловлен нарушением фосфорно-кальциевого обмена, сопровождающимся метаболическими сдвигами высокоминерализованных тканей, прежде всего костной.

4. Стадия истощения характеризуется системным действием избытка фтора, которое опосредуется через повреждающее влияние на мембранные структуры и выражается в активации процессов перекисного окисления липидов.

5. Стадии декомпенсации и истощения при хронической фтористой интоксикации характеризуются нарушением диуретической и ионоуретической функции почек, рассогласованием фильтрационно-реабсорбционных процессов, которые обусловливают развитие полиурической реакции за счет значительного снижения реабсорбционной способности канапьциевого аппарата нефрона.

6. Коррекция экспериментальной хронической фтористой интоксикации нутрицевтиками (витаминно-минеральным комплексом с кальцием и магнием; комплексом, содержащим кальций и микроэлементы) способствует поддержанию отдельных звеньев компенсаторно-приспособительных процессов, сохраняя минеральный обмен, метаболизм костной ткани и процессы перекисного окисления липидов на физиологическом уровне.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Эндокринные механизмы регуляции кальциевого гомеостаза в условиях экспериментальной хронической фтористой интоксикации / A.C. Анохина, Е.В. Уланова, Д.В. Фоменко, Н.В. Кизиченко, A.B. Киселева //Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные, экологические и клинические аспекты: Материалы Всероссийской конференции. - Новосибирск: Сибвузиздат, 2004. - С. 98.

2. Послесменная реабилитация работников алюминиевого производства витаминно-минеральной пищевой добавкой «Золотой шар» / В.В. Захаренков, H.H. Михайлова, А.М. Олещенко, И.П. Данилов, Л.В. Цай, Е.В. Уланова, Д.В. Фоменко, Н.В. Кизиченко, A.C. Анохина //Методические рекомендации. - Новокузнецк, 2005. - 24 с.

3. Анохина A.C. Влияние фтористой интоксикации на метаболические нарушения в организме животных / A.C. Анохина, H.H. Михайлова //Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных: Материалы Международной научной конференции. - Саранск: Изд. Мордов. ун-та, 2005. - С. 15-18.

4. Экспериментальные исследования влияния фтористой интоксикации на механизмы нарушения ремодуляции костной ткани / H.H. Михайлова, A.C. Анохина, Е.В. Уланова, A.B. Киселева //Новые технологии. Человек. Природа. Медицина: Материалы межрегиональной конференции. -Новокузнецк, 2005. - С. 72-78.

5. Михайлова H.H. Гормональная регуляция минерального обмена при хронической фтористой интоксикации / H.H. Михайлова, Е.В. Уланова, A.C. Анохина // Проблемы биологической науки и образования в педагогических ВУЗах: Материалы Четвертой Всероссийской конференции. - Новосибирск,

2005.-С. 224-226.

6. Анохина A.C. Выраженность изменений иммунобиохимических показателей в условиях экспериментальной хронической фтористой интоксикации (ХФИ) / A.C. Анохина, Е.В. Уланова //Научные труды I Съезда физиологов СНГ. - Москва: Медицина-Здоровье, 2005. - Т. 2. - С. 124.

7. Уланова Е.В. Экспериментальные исследования патогенеза флюороза / Е.В. Уланова, A.C. Анохина, И.В. Горбунова //Медико-биологические аспекта мультифакгориальной патологии: Материалы Российской научной конференции с межд. участием. - Курск, 2006. - С. 378381.

8. Экспериментальные исследования влияния нутрицевтиков на патогенез хронической фтористой интоксикации / Е.В. Уланова, A.C. Анохина, И.В. Горбунова, Н.П. Курганская // Гигиена, организация здравоохранения и профпатология: Материалы межрегиональной научно-практической конференции с межд. участием. - Новокузнецк, 2006. - С. 102-105.

9. Экспериментальные исследования профилактики хронической фтористой интоксикации / Е.В. Уланова, A.C. Анохина, И.В. Горбунова, Н.В. Кизиченко //Бюллетень СО РАМН. - 2006. - № 3 (121). - С. 86-89.

10. Применение нутрицевтиков в качестве профилактики профессионального флюороза / Е.В. Уланова, A.C. Анохина, И.П. Данилов, И.В. Горбунова, Г.А. Герасимова //Медицина труда и промышленная экология. -

2006.-№6.-С. 44-48.

11. Экспериментальные исследования патогенеза хронической фтористой интоксикации / H.H. Михайлова, A.C. Анохина, Е.В. Уланова, Д.В. Фоменко, Н.В. Кизиченко //Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 2006. -№ 3. - С. 19-21.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

а-ГФДГ мит. - а-глицерофосфатдегидрогеназа митохондриальная

а-ГФДГ цит. - а-глицерофосфатдегидрогеназа цитоплазматическая

ГДГ - шутаматдегидрогеназа

КФ - кислая фосфатаза

ПОЛ — перекисное окисление липидов

Рн. - фосфор неорганический

СДГ - сукцинатдегидрогеназа

ХФИ - хроническая фтористая интоксикация

ЩФ - щелочная фосфатаза

Соискатель с-^^ -- 1— A.C. Анохина

Подписано в печать 28.02.07. Формат 60x84 1/16 Бумага книжно-журнальная. Усл. печ. л. 1 Тираж 100 экз.

Редакционно-издательский отдел КузГПА 654000, г. Новокузнецк, ул.Покрышкина, 16/1 а

Актуальность исследования. Фазность приспособительных процессов, их колебательный характер, являются общими свойствами всех живых систем и относятся к одному из наиболее интенсивно изучаемых явлений в биологии и медицине (Селье Г., 1960, 1972; Казначеев В.П., 1980; Панин Л.Е., 1983; Агаджанян H.A. и др., 1987; Меерсон Ф.З., 1993; Крыжановский Г.Н., 2002; Судаков К.В., 2003, 2005). Г. Селье в своих работах сформулировал и развивал представления об общем адаптационном синдроме как о «состоянии, включающем в себя все неспецифические вызванные изменения в биологической системе», фазами развития которого выступают стадии тревоги, резистентности и истощения (1936, 1960, 1982). Постоянная изменчивость внешней среды во многом определяет динамичность, многогранность и пластичность приспособительных реакций организма.

Формирование устойчивости к действию повреждающих факторов обеспечивается высокой активностью компенсаторно-приспособительных процессов, направленных на поддержание гомеостаза организма (Меерсон Ф.З., 1993). Истощение приспособительных механизмов приводит к формированию специфических патологических состояний, обусловленных свойствами повреждающего агента, при длительном воздействии которого ответная реакция также имеет волнообразный характер (Степанова С.И., 1986).

К числу факторов, вызывающих специфическую для него патологию, относится фтор, который, обладая высокой реакционной способностью, занимает особое место среди других элементов, так как его физиологически необходимое количество находится близко к дозе, оказывающей повреждающее действие (Плахотник В.Н., 1998; Fluorides, WHO 2001). Одни исследователи относят фтор к числу микроэлементов, участвующих в процессах роста, развития, репродукции, метаболизма костной ткани, а потому необходимых для жизнедеятельности организма (ВОЗ, 1989; Риггз Б.Л., Мелтон Л.Дж., 2000). Другие полагают, что этот элемент не только не нужен организму, но даже вреден, так как и в малых концентрациях обладает токсичными свойствами (8Ьеп N. е! а1., 1992; БгаЫ Р. е1 а1., 1996; Беешап Е., 1997). Таким образом, вопрос о физиологической необходимости фтора для организма остается открытым.

В результате длительного поступления в организм повышенных количеств неорганических соединений фтора развивается хроническая фтористая интоксикация - флюороз (Лукьянова М.В., 2002; Давыдова Е.В., 2003; Коломейцев А.В., 2004; Мухамеджанов Р.Ш., 2004; Хюгщ Х1апгЫ е1 а!., 2005; Хш-ап ZЪ.an е1 а1., 2005). Имеются лишь единичные работы, в которых делается попытка выделения фазности развития хронической фтористой интоксикации, но, как правило, уже на стадии развернутого патологического процесса (Франке Ю., Рунге Г., 1995; Разумов В.В., 2003). В то же время наименее изученными при хронической фтористой интоксикации являются начальные стадии повреждения и процессы, позволяющие компенсировать функционально-метаболические сдвиги, а также механизмы их регуляции. Понимание молекулярных и клеточных механизмов компенсации на начальной стадии интоксикации позволяет более адекватно подходить к выбору средств коррекции и предотвращать быстрое развитие выраженного патологического процесса.

Цель исследования. Изучить динамику функционально-метаболических нарушений в организме и механизмы их компенсации при экспериментальной хронической фтористой интоксикации; определить возможность использования нутрицевтиков для коррекции вызываемых фтором повреждений.

Задачи исследования:

1. Выявить метаболические изменения при хронической фтористой интоксикации по биохимическим показателям крови и мочи, ферментативной активности лейкоцитов и интенсивности процессов перекиснош окисления липидов.

2. Исследовать баланс процессов остеосинтеза и резорбции костной ткани, а также содержание гормонов, регулирующих кальциевый гомеостаз, при хронической фтористой интоксикации.

3. Оценить степень функциональных нарушений в организме животных на примере изменения функций почек и водно-солевого обмена при экспериментальной хронической фтористой интоксикации.

4. Изучить возможность использования нутрицевтиков в коррекции патологических процессов при хронической фтористой интоксикации.

Научная новизна исследования. Впервые показано, что устойчивость организма при хронической фтористой интоксикации поддерживается в начальной фазе компенсаторными взаимоотношениями в организме фтора, кальция и фосфора неорганического, высокой функциональной активностью щитовидной и паращитовидных желез, резервными возможностями остеогенного клеточного аппарата и относительной устойчивостью митохондриальных энергообеспечивающих процессов. На ранней стадии интоксикации выведение избыточных доз фтора отмечено на фоне снижения выведения кальция из организма. При продолжении поступления избыточных доз фтора его выведение снижается до исходного уровня при повышении выброса из организма кальция, максимальное выведение которого отмечено на пятой неделе воздействия. На 5-6-й неделях происходит срыв компенсаторно-приспособительных механизмов и стадия компенсации переходит в стадию истощения.

Истощение приспособительных механизмов при хронической фтористой интоксикации связано с нарастающими нарушениями фосфорно-кальциевого обмена и проявляется метаболическими сдвигами в костной ткани и перестройкой гормональной системы: паратгормон - кальцитонин. В дальнейшем метаболические изменения влекут за собой цитохимические нарушения, которые на системном уровне обусловливают изменения функций почек и водно-солевого обмена.

Впервые показана возможность коррекции экспериментальной хронической фтористой интоксикации с помощью нутрицевтиков: витаминно-минерального комплекса с кальцием и магнием; комплекса, содержащего кальций и микроэлементы; синтетического антиоксиданта. Их положительный эффект проявляется дифференцированно: витаминно-минеральный комплекс в большей степени улучшает процессы минерального обмена в условиях хронической фтористой интоксикации; назначение комплекса, содержащего кальций и микроэлементы, способствует сохранению баланса процессов остеосинтеза и резорбции костной ткани; синтетический антиоксидант нормализует процессы перекиснош окисления липидов.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Экспериментальные исследования и теоретические положения работы вносят вклад в понимание компенсаторно-приспособительных механизмов при экспериментальной хронической фтористой интоксикации, позволяют дать оценку их функциональных резервов и предложить способы коррекции нарушений при длительном воздействии повышенными дозами фтора.

Исследования проводили в рамках темы НИР 2004-2006 гг. «Оценка профессионального и экологического риска для здоровья рабочих основных производств металлургического цикла» (№ государственной регистрации 01040000338) и муниципальной программы «Разработка и внедрение медико-профилактических мероприятий по предупреждению заболеваний флюорозом на Новокузнецком алюминиевом заводе» (№ 396-03 от 05.05.2003 г. и № 38-05 от 30.12.2004 г.).

Подана заявка в ФГУ ФИПС на изобретение «Способ профилактики хронической фтористой остеопатии при моделировании фтористой интоксикации в эксперименте»; получено решение № 2005122348/14 (025190) от 06.09.2006 г. о выдаче патента.

Разработаны и опубликованы методические рекомендации «Послесменная реабилитация работников алюминиевого производства витаминно-минеральной пищевой добавкой «Золотой шар», утвержденные Департаментом охраны здоровья населения Кемеровской области от 14.03.2005 г.

Положения, выносимые на защиту:

1. В патогенезе экспериментальной хронической фтористой интоксикации можно выделить 3 стадии: компенсации (1-5 недели); декомпенсации (5-6 недели); истощения (с 6 недели затравки). Механизмами, обеспечивающими стадию компенсации, являются: компенсаторные взаимоотношения фтора, кальция и фосфора неорганического, поддерживающие минеральный баланс в организме; сохранение баланса процессов остеосинтеза и остеорезорбции, гормонального статуса парат-гормон - кальцитонин; достаточность митохондриальных энерго-обеспечивающих резервов.

2. На стадиях декомпенсации и истощения основными проявлениями хронической фтористой интоксикации являются: нарушение фосфорно-кальциевого обмена, преобладание процессов остеорезорбции над остеосинтезом, активация процессов перекисного окисления липидов, изменение ферментативной активности лейкоцитов, нарушение диуретической и ионоуретической функций почек.

3. Применение патогенетически обоснованных способов коррекции хронической фтористой интоксикации с использованием нутрицевтиков способствует поддержанию отдельных звеньев компенсаторно-приспособительных процессов, сохраняя минеральный обмен, метаболизм костной ткани и процессы перекисного окисления липидов на физиологическом уровне.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на Всероссийской конференции «Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные и клинические аспекты» (Новосибирск, 2002, 2004); на I Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» (Москва, 2002); на X Всероссийской конференции по физиологии и патологии почек и водно-солевого обмена в рамках Всероссийского конгресса «Нефрология и диализ сегодня» (Новосибирск, 2003); на Всероссийской конференции «Биологически активные добавки в профилактической и клинической медицине» (Улан-Удэ, 2003); на Международной научной конференции «Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных» (Саранск, 2005); на межрегиональной конференции «Новые технологии. Человек. Природа. Медицина» (Новокузнецк, 2005); на IV Всероссийской конференции «Проблемы биологической науки и образования в педагогических вузах» (Новосибирск, 2005); на I съезде физиологов СНГ (Сочи,

2005); на Российской научной конференции с международным участием «Медико-биологические аспекты мультифакториальной патологии» (Курск,

2006); на межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Гигиена, организация здравоохранения и профпатология» (Новокузнецк, 2006); на VIII Международном конгрессе по адаптационной медицине (Москва, 2006); на 13 Международном конгрессе по приполярной медицине (Новосибирск, 2006).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ.

Сведения о внедрении в практику. Теоретические и практические положения диссертационной работы внедрены в учебный процесс в ГОУ ВПО «Кузбасская государственная педагогическая академия», в практику научно-исследовательской и клинической работы лаборатории общей профессиональной патологии ГУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО РАМН».

10

110 Выводы

1. В динамике развития экспериментальной хронической фтористой интоксикации можно выделить 3 стадии: компенсации (1-5 недели); декомпенсации (5-6 недели); истощения (с 6 недели затравки).

2. К приспособительным механизмам на стадии компенсации при хронической фтористой интоксикации относятся: компенсаторные взаимоотношения в организме фтора, кальция и фосфора; высокие резервные возможности остеогенного аппарата; согласованная деятельность щитовидной и паращитовидных желез; устойчивость митохондриальных энерго-обеспечивающих процессов.

3. Переход к стадии декомпенсации при хронической фтористой интоксикации обусловлен нарушением фосфорно-кальциевого обмена, сопровождающимся метаболическими сдвигами высокоминерализованных тканей, прежде всего костной.

4. Стадия истощения характеризуется системным действием избытка фтора, которое опосредуется через повреждающее влияние на мембранные структуры и выражается в активации процессов перекисного окисления липидов.

5. Стадии декомпенсации и истощения при хронической фтористой интоксикации характеризуются нарушением диуретической и ионоуретической функции почек, рассогласованием фильтрационно-реабсорбционных процессов, которые обусловливают развитие полиурической реакции за счет значительного снижения реабсорбционной способности канальциевош аппарата нефрона.

6. Коррекция экспериментальной хронической фтористой интоксикации нутрицевтиками (витаминно-минеральным комплексом с кальцием и магнием; комплексом, содержащим кальций и микроэлементы) способствует поддержанию отдельных звеньев компенсаторно-приспособительных процессов, сохраняя минеральный обмен, метаболизм костной ткани и процессы перекисного окисления липидов на физиологическом уровне.

Ill