Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Гигиеническое обоснование эффективной системы оптимизации питания в экстремальных условиях

На правах рукописи

ШАЛЬНОВА НИНА ДМИТРИЕВНА

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ СИСТЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПИТАНИЯ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ

14.00.07-Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Федеральном научном центре гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана Министерства здравоохранения РФ и ГНУ НИИ пищеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии

Научные консультанты:

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук, профессор

Истомин Александр Викторович Яцына Ирина Васильевна

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор доктор медицинских наук, профессор доктор медицинских наук

Устюшин Борис Владимирович Высоцкий Вадим Георгиевич Королев Алексей Анатольевич

Ведущая организация:

Российский государственный медицинский университет

Защита состоится «_»_2004 г. в 12 час на заседании

Диссертационного совета Д.208.107.01 при Федеральном научном центре гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана МЗ РФ по адресу: 141000, Московская область, г. Мытищи, ул. Семашко, д.2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана МЗ РФ.

Автореферат разослан «_»_2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор

Шушкова Т. С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

В соответствии с положениями «Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005 г», утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации (№ 917 от 10.08.1998 г.) питание должно не только удовлетворять потребности организма человека в пищевых веществах и энергии, но и выполнять профилактическую роль, способствуя адаптации его к неблагоприятным условиям окружающей среды (Онищенко Г.Г., 2002-2003; Романенко Г.А., 2003; Тутельян В.А., 2001-2003). Поэтому развитие производства функциональных продуктов питания и их применение является важнейшей мерой, от которой решающим образом зависит сохранение и улучшение здоровья населения (Батурин А.К., 2003; Истомин А.В., 2003; Спиричев В.Б., Шатнюк Л.Н., 2003).

Исследованиями Богатырева А.И., Большакова О.В. (1997), Покровского В.И. (1999), Тутельяна В.А (2000), Майдана В А (2003) и других показано, что в ряде экстремальных условий важную роль приобретают продукты питания, имеющие профилактические свойства, использование которых предупреждает развитие негативных сдвигов в организме человека, а иногда способствует снижению уже выявленных патологических изменений под влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды.

Созданный в настоящее время ассортимент профилактических и специализированных продуктов направленного действия, с помощью которого может быть осуществлена целевая коррекция рационов, обогащает питание высокоценными продуктами, способствующими сохранению здоровья и повышению защитных свойств организма в экстремальных условиях (Романен-ко ГА, 1997; Доценко В.А., Шабров А.В., Власова В.В. и др., 2000; Дьяконов Л.П., Газина Т.П., 2000; Дроздова Л.И., 2002; Дегтярев О.И., Сергиенко О.И., Мухина С.М., 2003; И ш м а ков

БИБЛИОТЕКА 1

СПе1.рЧГРГ | 09 ШЧ^ОО 3

Ю.Ф., Вершинина О.Н., Тонких В.В., 2003).

Исходя из этих предпосылок вопрос обеспечения населения профилактическими и специализированными функциональными продуктами в условиях воздействия экстремальных факторов является актуальным и требует особого внимания. В то же время влияние на организм человека профилактических и специализированных продуктов питания, предназначенных для использования в экстремальных условиях космического полета, воздействия военно - боевых факторов, особенно с поражением костной системы, а также повышенной радиоактивности, с гигиенических позиций изучено недостаточно.

В связи с этим гигиеническая оценка продуктов, предназначенных для питания в экстремальных условиях, и создание эффективной системы оптимизации питания в этих условиях представляется весьма актуальным и позволит научно обосновать использование профилактических и специализированных продуктов для повышения работоспособности и здоровья людей, обитающих в необычных экстремальных условиях.

Настоящие исследования проведены в соответствии с планами Федеральной космической программы (1990 - 2000 гг.), планом НИР Центрального продовольственного управления Министерства Обороны РФ (утв.: Начальником тыла ВС - Заместителем Министра обороны РФ от 12.03.1999 г.) по теме «Разработка научно обоснованной системы питания раненых и пораженных с повреждением костной системы» и программами Российской академии сельскохозяйственных наук на 1990 - 2002 гг. (утв.: Заместителем Председателя Правительства РФ - Министром сельского хозяйства РФ).

Цель работы.

Научное обоснование эффективной гигиенической системы оптимизации питания с использованием профилактических и специализированных продуктов, предназначенных для экстремальных условий обитания.

Задачи исследования.

1. Разработать медико - биологические требования к специализированным продуктам, обладающим целенаправленными профилактическими и функциональными свойствами и предназначенным для питания в экстремальных условиях космического полета и раненых с повреждением костной системы.

2. Дать физиолога - гигиеническую оценку профилактическим продуктам, предназначенным для питания космонавтов.

3. Определить эффективность воздействия на течение метаболических процессов специально разработанного продукта «Остеофорте», предназначенного для питания раненых с повреждением костной системы.

4. Оценить профилактическое и радиопротекторное действие биологически активных добавок к пище на основе минералорганического соединения на организм животных при поражении радиацией.

5. Научно обосновать концептуальную модель эффективной гигиенической системы оптимизации питания с помощью профилактических и специализированных продуктов, обладающих целенаправленными свойствами, для использования их в экстремальных условиях.

Научная новизна и теоретическая значимость работы.

Впервые с гигиенических позиций рассмотрен комплекс воздействия экстремальных факторов на организм человека для предотвращения их негативного влияния с помощью профилактических, специализированных продуктов питания и биологически активных добавок к пище.

Разработаны медико - биологические требования к пищевым продуктам, предотвращающим или снижающим неблагоприятные сдвиги, возникающие в организме при действии экстремальных факторов. На основе медико - биологических требований впервые созданы профилактические и специализированные пищевые продукты, предназначенные для питания в экстремальных условиях.

Научно обоснована необходимость применения профилактических продуктов для питания космонавтов, проведены медико - биологические и гигиенические исследования метаболических процессов, происходящих в организме космонавтов, получающих эти продукты.

Впервые выявлены закономерности и взаимосвязи между течением метаболических процессов в организме раненых с поражением костной системы и использованием в питании с целью оптимизации репаративных процессов специализированных продуктов. Дана гигиеническая оценка специализированных продуктов "Остеофорте" при использовании их в питании раненых с повреждением костной системы.

Доказана возможность эффективной коррекции течения метаболических и репаративных процессов в организме раненых с повреждением костной системы при использовании в питании специализированных продуктов. Теоретически и экспериментально обоснованы условия применения специализированных продуктов для раненых с повреждением костной системы.

На основании научного анализа и экспериментальных исследований впервые разработана эффективная система использования биологически активных добавок к пище на основе минералорганических соединений, предназначенных для усиления адаптивных процессов организма к экстремальным условиям повышенной радиации.

Разработана концептуальная гигиеническая модель научно обоснованной эффективной системы оптимизации питания в экстремальных условиях с использованием продуктов профилактического и специализированного назначения.

Основные положения, выносимые на защиту-

1. Научные подходы к обоснованию медико — биологических требований к профилактическим и специализированным продуктам, предназначенным для питания в экстремальных условиях.

2. Эффективность действия профилактических и специализированных

продуктов, предназначенных для питания в экстремальных условиях, основанная на результатах физиолого - гигиенических и экспериментальных исследований.

3. Концептуальная гигиеническая модель оптимизации питания с использованием профилактических и специализированных продуктов, предназначенных для экстремальных условий.

Практическая значимость работы.

Разработана и внедрена научно обоснованная система питания с использованием 40 новых профилактических продуктов для экипажей космических кораблей и орбитальных станций. Продукты питания космонавтов выпускаются на Бирюлевском экспериментальном заводе (г. Москва).

Специализированные продукты "Остеофорте" рекомендованы для войсковых испытаний, которые проведены в районах боевых действий, и в настоящее время включены в план практической реализации системы питания.

Биологически активные добавки к пище на основе минералорганиче-ских соединений выпускаются на ООО HПП «Каньон» (г. Москва) и рекомендованы для использования в условиях повышенной радиации (справка Россельхозакадемии РФ о внедрении № 07 - 21/63 от 17.02.2003 г.).

По результатам работы подготовлен ряд нормативно - методических, организационно - распорядительных и информационных документов различного уровня:

- Методические указания «Общие технические требования к разработке, производству и испытанию продуктов для комплектации рационов питания космонавтов» (утв.: Директором ГНУ НИИ ПП и СПТ, 2002);

- Методические рекомендации «Методика оценки вкусовых запросов космонавтов и индивидуальной переносимости бортовых продуктов питания применительно к длительным космическим полетам» (утв.: Начальником РГ НИИ ЦПК имени ЮА Гагарина, 2000);

- Методические рекомендации «Положение о микробиологических требо-

ваниях к качеству и разработке пищевых продуктов для космонавтов» (утв.: руководителем Федерального управления медико - биологических и экстремальных проблем, 2001);

- Методические рекомендации «Научно — технические предложения по внедрению современных технологий производства новых видов продуктов для совершенствования рационов питания экипажей пилотируемых космических комплексов» (утв.: директором ГНУ НИИ ПП и СПТ, 2000);

- Аналитический обзор «Гигиенические проблемы питания человека в экстремальных условиях» (утв.: секцией «Гигиена» УС МЗ РФ; протокол № 4 от 15.05.2003 г);

- Приказ начальника Тыла Вооруженных Сил РФ - заместителя Министра обороны РФ «О проведении войсковых испытаний специализированных продуктов, предназначенных для питания больных с повреждениями костной системы» (№ 71 от 02.08.2002 г.);

- Приказ начальника 1602 окружного военного клинического госпиталя Северо - Кавказского военного округа «О проведении войсковых испытаний специализированных продуктов, предназначенных для питания больных с повреждениями костной системы» (№ 288 от 11.11.2002 г.);

- Акт войсковых испытаний специализированных продуктов, предназначенных для питания больных с повреждениями костной системы (утв.: Начальником ГВМУ Минобороны РФ и Начальником ЦПУ МО РФ, 2002);

- План практической реализации системы питания с использованием «Ос-теофорте» (утв.: Начальником ЦПУ МО РФ и Начальником ГВМУ МО РФ 31.03.2003 г.);

- Постановление администрации г. Брянска «О согласовании ассортиментного перечня продукции для производства и реализации в предприятиях общественного питания» (№ 200 от 16.02.2000 г.);

- Постановление Главного государственного санитарного врача по Брян-

ской области «О реализации на территории области Концепции государственной политики в области здорового питания» (№ 7 от 03.08.2000 г.);

- Технические условия (ТУ 9199 - 406 - 04605473 - 00 «Концентраты пищевые. Обеденные блюда сублимационной сушки специального назначения»; ТУ 9223 - 401 - 04605473 - 00 «Продукт сухой «Остеофорте» специализированный»; ТУ 9194 - 402 - 04605473 - 00 «Концентраты пищевые. Каша овсяная с фруктовыми добавками»; ТУ 9197 - 420 - 04605472 -01 «Биологически активная добавка к пище «концентрат МОС ленкин»; Изменение № 1 к ТУ 9199 - 304 - 04605473 - 98 «Продукты сублимационной сушки. Первые, вторые обеденные и десертные блюда специального назначения»);

- Технологические инструкции (ТИ 10.04.18.184.99 по производству мясных консервов «Мясо в желе»; Изменение № 1 к ТИ 10.04.18.119 — 94 «Продукты сублимационной сушки и сухие напитки на основе чая спецназначения»);

- 7 патентов Российской Федерации.

Результаты исследований включены в учебно - педагогический процесс кафедры пищевой инженерии ГОУ ВПО Технического Университета г. Смоленска (справка № 02-612/01 от 10.12.2002 г.), используются в практической деятельности Центра Госсанэпиднадзора в Брянской области (акт о внедрении № 424 от 04.04.2003 г.), Департамента потребительского рынка товаров и услуг Министерства экономики, торговли, международных и внешнеэкономических связей Ростовской области (акт внедрения №12.1.1.-131 от 21.03.2003 г.), Управления потребительского рынка администрации г. Липецка (справка о внедрении № 08-13—204 от 22.04.2003 г.), Военно - медицинского управления Федеральной Пограничной службы РФ (справка № 18/2- 1/1124 от 16.06.2003 г.).

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы доложены и обсужде-

ны на международных и всероссийских конференциях, симпозиумах и семинарах в том числе: на международной конференции «Космическая биология и авиационно - космическая медицина - продукты профилактической направленности для питания космонавтов» (г. Москва, 1998); научно - практической конференции «Современные технологии пищевых продуктов нового поколения и их реализация на предприятиях АПК» (г. Углич, 2000); 6-й всероссийской конференции «Здоровое питание: воспитание, образование, реклама», (г. Москва, 2001); 4-й международной научно - технической конференции «Пища. Экология. Человек» (г. Москва, 2001); научно - практической конференции «Проблемы глубокой переработки сельскохозяйственного сырья и экологической безопасности в производстве продуктов питания XXI века» (г. Углич, 2001); всероссийской конференции «Биологически активные добавки к пище - проблемы рынка» (г. Москва, 2001), международной конференции «Продовольственная безопасность России» (г. Москва, 2002); научной сессии Россельхозакадемии «Проблемы техногенного воздействия на агропромышленный комплекс и реабилитации загрязненных территорий» (г. Москва, 2002); научно - практических конференциях «Технологические аспекты комплексной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве экологически безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения» (г. Углич, 2002, 2003); научно - практической конференции «Вопросы обеспечения санэиидблагополучия населения в Центральных регионах России» (г. Воронеж, 2002), научно - практической конференции «Основные направления обеспечения гигиенической безопасности населения регионов России» (г. Самара, 2002).

Апробация диссертации проведена на межотдельческой научной конференции Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана Минздрава России 12 марта 2003 г.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 50 работ.

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 268 страницах, состоит из введения, обзора литературы, методической главы, глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, списка литературы и приложений.

Текст диссертации иллюстрирован 32 таблицами, 29 рисунками, имеет 20 приложений. Список литературы содержит 310 источников отечественных и зарубежных авторов.

ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ, ОБЪЕМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучались пищевые продукты, обладающие профилактическими или функциональными свойствами, разработанные на базе ГНУ НИИ пищекон-центратной промышленности и специальной пищевой технологии РАСХН: -пищевые профилактические продукты для питания космонавтов;

- специализированные пищевые продукты "Остеофорте", предназначенные для стимулирования репаративных процессов у раненых с повреждением костной системы;

- биологически активные пищевые добавки к пище на основе минера-лорганических соединений для воздействия на организм подопытных животных в условиях повышенной радиации.

Основные направления работы представлены в табл. 1.

Для гигиенической оценки воздействия профилактических продуктов питания на организм космонавтов проведен комплекс исследований, включающий органолептические исследования, оценку пищевого статуса космонавтов и изучение физиолога - гигиенического состояния космонавтов на фоне применения профилактических продуктов.

Исследованию подвергались 40 пищевых продуктов, в том числе обезвоженные продукты сублимационной сушки, специально разработанные консервы, продукты промежуточной влажности, сухие напитки и соки тепловой сушки, предварительная экспертная оценка которых позволила вы-

явить у них наличие профилактической направленности. Профилактические продукты космонавты получали в полете в основном-рационе с каждым приемом пищи и в зависимости от периода полета с дополнительным рационом.

Таблица 1

Основные направления, методы и объем исследований .

Направле- Объ-

ние иссле- Перечень исследований ем

дований

1 2 3

Гигиени- Разработка медико - биологических требований к про-

ческая филактическим продуктам для космонавтов.

оценка Предварительная экспертная оценка профилактических

профилак- продуктов. 40

тических Санитарно — гигиенические:

продуктов - органолептическая оценка; 40

питания - субъективная оценка состояния аппетита, работоспо-

космонав- собности; 136

тов — динамика массы тела. 136

Биохимические:

- содержание в сыворотке крови триглицеридов, холе-

стерина общего, а-холестерина, глюкозы, мочевины, 80

креатинина, мочевой кислоты, билирубина;

- активность аланинаминотрансферазы, аспартатами-

нотрансферазы, у-глютамилтрансферазы, креатининки- 60

назы, амилазы общей, амилазы панкреатической.

Статистическая обработка материала.

Гигиени- Разработка медико - гигиенических требований к про-

ческая дуктам для раненых с повреждением костной системы.

оценка Санитарно - гигиенические:

продукта - расчет уровня суточных энерготрат раненых испыта-

«Остеофо- телей; 280

рте», пред- - анализ химического состава и энергетической ценно-

назначен- сти рациона питания раненых; 1110

ного для. - расчет фактической ценности и химического состава.

питания рациона питания с учетом потерь и поедаемости про-

раненых с дуктов; 1080

поврежде- - органолептическая оценка продукта «Остеофорте»; 240

нием кост- - динамика массы тела. 60

Продолжение табл. 1

1 2 3

ной систе- Гематологические и биохимические:

мы - клинический анализ крови (количество эритроцитов,

лейкоцитов, лимфоцитов, гемоглобина); 240

• содержание в сыворотке крови общего белка, альбу-

мина, глобулинов, креатинина, мочевина, глюкозы,

триглицеридов, билирубина; 480

- активность аланинаминотрансферазы, аспартатами-

нотрансферазы, щелочной фосфатазы; 180

- содержание в сыворотке крови кальция, фосфора, ка-

лия, натрия. 240

Рентгенологичес кие:

- по степени минеральной плотности костной ткани. 90

Статистическая обработка материала.

Гигиени- Оценка биологической активности:

ческая - по активности ферментов желудочно — кишечного

оценка тракта; 8

концен- - по функциональной активности кишечника. 8

трата Интегральные (сроки гибели животных, общее количе-

мое, ство выживших животных, процент погибших). 1626

предназна- Санитарно - гигиенические:

ченного - динамика массы тела; 360

для ис- - ректальная температура. 240

пользова- Гематологические и биохимические:

ния в пи- - количество эритроцитов, лейкоцитов, нейтрофилов, -

тании в лимфоцитов, тромбоцитов; 580

условиях - активность ферментов (щелочной фосфатазы, сукци-

повышен- натдегидрогеназы, цитохромоксидазы). 1350

ной ра- Патологоанатомическое, в том числе расчет массового

диации коэффициента селезеихи. 580

Статистическая обработка материала.

Оценка пищевого статуса членов космических экипажей проводилась у 17 космонавтов 5 космических экипажей. Оценивалось состояние аппетита, уровень работоспособности. Субъективная оценка состояния космического экипажа подкреплялась изучением динамики массы тела.

Органолептическая оценка профилактических продуктов осуществлялась по 9-балльной системе согласно «Методике оценки вкусовых запросов

космонавтов и индивидуальной переносимости бортовых продуктов питания применительно к длительным космическим полетам» (утв.: Начальником РГ НИИ ЦПК имени ЮА Гагарина, 2000 г.).

Учитывая важную роль воздействия пищевого фактора на функциональное состояние организма космонавтов проведены биохимические исследования белкового, углеводного, липидного и пигментного обмена, а также уровень активности ряда ферментов: определение содержания триглицери-дов, холестерина общего, а-холестерина, глюкозы, мочевины, креатинина, билирубина, мочевой кислоты, активности аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (ACT), у-глютамилтрансферазы, креатининкина-зы, амилазы общей, амилазы панкреатической. Полученные на биоанализаторе «Рсфлотрон» (Holland) показатели сравнивали с границами референтного интервала физиологических норм.

С целью обеспечения раненых с повреждением костной ткани питанием специального назначения, предназначенным для стимулирования репарационных процессов, проведена гигиеническая оценка созданного на основе медико - биологических требований продукта «Остеофорте». Это - поликомпонентный продукт в двух модификациях, в его состав входит молочный белок и в оптимальных соотношениях основные нутриенты, включая эссен-циальные.

Для оценки эффективности употребления "Остеофорте" были сформированы 3 группы наблюдения травматологических больных (2 опытные и контрольная по 10 чел. в каждой) на добровольных началах из числа раненых военнослужащих, поступающих для стационарного лечения в Военно — медицинскую академию (г. Санкт — Петербург) и имеющих нормальный статус питания, сходную степень тяжести повреждения и состояния. Изучение исходных величин соматометрических показателей и расчетного индекса массы тела по методике ВОЗ (1985 г.) позволило составить однородные группы исследования по этим показателям.

Питание раненых осуществлялось с помощью лечебного пайка, введенного в действие приказом Министра Обороны РФ № 400 от 22.07.2000 г., с дополнительным включением в рацион питания опытных групп специализированного продукта "Остеофорте". Раненые получали продукт в течение 30 дней в количестве 64 г (1 пакет) сухого продукта на один прием два раза в день (на завтрак и ужин). Перед употреблением сухой продукт растворялся в 200 мл кипяченой воды с температурой от 50 до 55 °С.

С целью изучения пищевого статуса участников испытаний и полноценности их питания проведен ряд исследований в соответствии с требованиями приказа МО РФ № 315 от 18.04.1995 г. «О порядке проведения военно - врачебной экспертизы в ВС РФ».

Уровень суточных энерготрат раненых с повреждением костной ткани определялся хронометражно - табличным методом с учетом вида деятельности (состояния) в течение суток, его продолжительности и энергетического эквивалента (Кошелев Н.Ф., Ванханен В.Д., 1987).

Планируемая энергетическая ценность рациона и его химический состав изучалась с помощью меню - раскладок по нормам лечебного пайка. Фактическая энергетическая ценность и химический состав рациона питания определялись с учетом потерь при кулинарной обработке, а также поедаемо-сти входящих в его состав продуктов и блюд, которая оценивалась путем взвешивания по разнице между весом выданной пищи и весом остатков пищи после каждого ее приема «Руководство по определению химического состава и энергетической ценности продуктов питания, продовольственных пайков и рационов, поступающих на обеспечение ВС РФ», введенного в действие приказом Начальника Тыла ВС РФ - Заместителя Министра Обороны РФ № 41 - 1999 г., а также - по таблицам «Химический состав блюд и кулинарных изделий» (по ред.: Скурихина И.М., Волгарева М.Н., 1994).

На основании анализа анкет проведена субъективная оценка питания, в которой участники испытаний отражали отношение к изучаемому продукту,

и экспертная органолептическая оценка специализированных продуктов по пятибалльной системе.

Физиолого - гигиенические исследования эффективности использования «Остеофорте» предусматривали первичное (фоновое) и повторное (через 30 дней) изучение биохимического статуса раненых (белковый, углеводный, липидный и минеральный обмены, состояние ферментных систем) и степени минерализации костей.

При оценке воздействия "Остеофорте" на репаративные процессы раненых проводили определение показателей крови - содержания гемоглобина, эритроцитов, лейкоцитов, лимфоцитов общепринятыми методами, определение триглицеридов в сыворотке крови унифицированным методом по реакции с ацетилацетоном, определение содержания общего билирубина в сыворотке крови унифицированным, методом Ендрасика - Клеггорна - Грофа («Лабораторные методы исследования в клинике». - М., 1987).

Содержание общего белка, альбумина, глобулинов, креатинина, мочевины и глюкозы в сыворотке крови определяли на автоанализаторе «Техни-кон» (USA).

Для изучения активности ферментов, характеризующих метаболические процессы, проведено исследование активности АЛТ, ACT, щелочной фосфатазы в сыворотке крови, а для оценки состояния минерального обмена у раненых изучалось содержание в сыворотке крови кальция, фосфора, калия и натрия на автоанализаторе «Техникон» (USA).

Состояние обеспеченности организма участников опытных групп минеральными веществами и интенсивность обменных процессов в костной ткани определяли по рентгеновской плотности костной ткани. Степень минерализации костной ткани в зоне перелома выражалась в относительных величинах, заложенных в систему рентгеновской установки. Эти единицы переводились в проценты, принимая за 100% рентгеновскую плотность здоровых конечностей. Исследования проводились на 14 и 30 сутки испытания.

В качестве биозащитного средства при повышенной радиации был использован природный минералорганический субстрат - концентрат МОС (ленкин) - водорастворимый комплекс, формирующийся в недрах земной коры. Количественный анализ элементного состава показал, что массовая доля токсичных веществ в концентрате МОС не превышает предельно - допустимые концентрации, утвержденные Минздравом РФ для пищевых продуктов.

Продукты на основе концентрата МОС (геммос, эммос, витагем и др.) являются биологически активной добавкой к пище (регистрационное удостоверение № 002785. Р. 643.05. 2001).

Экспериментальные исследования действия БАД к пище проводили на животных, подвергавшихся радиоактивному облучению, при профилактическом введении их перед облучением животных и при использовании в пострадиационном периоде.

Для изучения профилактического действия концентрата МОС проведены экспериментальные исследования на 4 группах животных (крысах). Первая группа получала концентрат МОС в течение 10 суток до облучения летальной дозой 6,5 Гр, вторая — в течение 5 суток при тех же условиях, третья - в течение 3 суток при тех же условиях, четвертая группа служила радиационным контролем. О профилактическом действии МОС судили по следующим интегральным показателям: сроки гибели животных, общее количество погибших и выживших животных, процент погибших животных. На 3, 7, 14 и 30 день опыта изучали массу тела животных, измеряли ректальную температуру, следили за клинической картиной и проводили патологоанато-мические исследования.

Изучение влияния концентратов МОС на облученный организм проводилось в виде четырех серий экспериментов продолжительностью 30 дней.

В первой серии опытов 1-я группа получала концентрат МОС, 2-я -витагем, 3-я служила контролем после облучения дозой 4,5 Гр, во второй серии изучались аналогичные группы животных после облучения дозой 5 Гр.

Для сравнительного изучения в третьей серии опытов 1-я группа получала концентрат МОС, 2-я - мумие, 3-я служила контролем после облучения животных дозой 4,5 Гр. В четвертой серии опытов животных также облучали дозой 4,5 Гр, при этом 1-я группа получала концентрат МОС, 2-я - геммос, 3-я - сибирское каменное масло, 4-я служила контролем.

В исследованиях об эффективности радиозащитных свойств концентратов МОС судили по таким показателям как выживаемость и продолжительность жизни животных. Выбор других показателей для оценки радиозащитных свойств препаратов проводился с учетом радиочувствительности отдельных функциональных систем и тканей организма. Так, в исследованиях определялось количество эритроцитов, лейкоцитов, нейтрофилов, лимфоцитов и тромбоцитов. Для оценки уровня поражения определяли в сыворотке крови активность щелочной фосфатазы, сукцинатдегидрогеназы и цитохро-моксидазы.

Полученные результаты обработаны с использованием общепринятых статистических методов и пакета прикладных программ с помощью Microsoft Excel в среде Windows.

Личный вклад автора состоит в организации и непосредственном выполнении исследований по всем разделам диссертации, аналитического обзора литературных данных, формулировании цели и задач исследования, определении направлений работы, объема и методов исследований, проведении экспериментов, осуществлении анализа и обобщения полученных результатов. Некоторые экспериментальные исследования и аналитические методы, требовавшие специальной аппаратуры, проводились на базе ряда научно — исследовательских учреждений совместно со специалистами ГНЦ — ИМБП РАН, Военно - медицинской академии (г. Санкт - Петербург), Санкт - Петербургского института радиационной гигиены МЗ РФ. Вклад автора в организацию и проведение исследований - 80%, в обработку, анализ и обобщение полученных результатов- 100%.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Для создания эффективной системы оптимизации питания первое направление исследований предусматривало теоретическое и практическое решение вопроса о применении специально созданных профилактических продуктов питания для космонавтов в условиях космического полета.

Исследования последних лет показали, что по мере развития и совершенствования космонавтики повышается количество специфических факторов, влияющих на организм космонавта, таких как работа в открытом космосе, увеличение длительности полета, стрессовые ситуации и т.д.

Для предупреждения развития неблагоприятных сдвигов в организме космонавтов на основе разработанных медико - биологических требований созданы профилактические продукты.

Требования к профилактическим продуктам питания зависят от периода космического полета. В начале космического полета при адаптации к новым условиям обитания, космонавты должны получать рацион питания с более низким уровнем энергетической ценности, чем в другие периоды. Для преодоления "болезни движения", нормализации обменных процессов в рацион следует включать продукты, обладающие антистрессовым, адаптоген-ным, тонизирующим и другими видами профилактического действия и не вызывающие усиленной работы желудочно - кишечного тракта.

Профилактические - продукты для . питания перед выходом в космос должны быть высококалорийными, с небольшим количеством балластных веществ (из - за отсутствия в скафандре гигиенических средств), они не должны вызывать чувства жажды (прием воды вне корабля исключен), иметь высокое содержание калия, который организм теряет в процессе потоотделения, что сказывается на работе сердечно - сосудистой системы и т. д.

После завершения работы в открытом космосе и возвращения на космический корабль пища должна приниматься в горячем виде, содержать вы-

сококалорийные белково - углеводные профилактические продукты с повышенным количеством минеральных веществ.

Во всех периодах пребывания на космическом объекте пиша должна:

- включать минеральные вещества, при 6 - часовой работе в космосе космонавт должен получить после возвращения суточную дозу основных минеральных элементов, при меньшей продолжительности — дозу, кратную времени пребывания вне корабля;

- содержать витамины, особенно группы В, т.к. использование витамина В6 в дозе 20-100 мг улучшает состояние в 70% случаев "болезни движения";

- содержать тонизирующие добавки для снятия чувства усталости и повышения работоспособности;

- включать биологически активные вещества, придающие продуктам функциональные свойства.

Для введения в состав рационов питания космонавтов профилактических продуктов проведены органолептические исследования. Продукты, получившие положительную органолептическую оценку, были использованы в штатных рационах питания.

Оценка пищевого статуса членов космических экипажей на фоне применения продуктов профилактической направленности показала, что уровень работоспособности космонавтов и астронавтов был достаточным для проведения работ на борту корабля. Состояние аппетита также не претерпевало существенных изменений согласно оценкам самих членов экипажей.

Субъективная оценка состояния космического экипажа подкреплялась изучением динамики массы тела. Как показали проведенные исследования, масса тела у 65% членов космических экипажей была довольно стабильной (у И из 17).

Большая часть изученных показателей белкового обмена не отличалась от физиологической нормы (рис. 1).

Рис. 1. Показатели белкового обмена и содержания билирубина в сыворотке крови космонавтов (К1, К2 - космонавты, А - астронавт, СН-е, Н2-еис-следования)

Однако установлено изменение показателей содержания креатинина и мочевины у членов первого космического экипажа. Так, у К1 содержание мочевины было равно 8,99 мкмоль/л, у К2 - 8,83 мкмоль/л, у А - 9,93 мкмоль/л. Некоторое увеличение количества мочевины отмечено однократно у К1 второго экипажа - 8,91 мкмоль/л.

Показатели липидного и углеводного обмена у всех членов экипажей за весь период наблюдения практически не отличались от физиологической нормы. В то же время установлено некоторое повышение уровня триглице-ридов в начале полета по сравнению с физиологической нормой. В первом измерении у К1 первого экипажа оно составляло 2,15 ммоль/л, у К2 - 2,31

ммоль/л, у А- 2,08 ммоль/л, при физиологической норме у мужчин 0,45 -1,81 ммоль/л (рис.2). Затем эти показатели во время полета и воздействия профилактических продуктов снизились на 40 - 50% и пришли к норме. У второго экипажа изменений в уровне триглицеридов не наблюдалось.

Рис. 2. Содержание триглицеридов в сыворотке крови космонавтов (К1,К2 —космонавты, А—астронавт, □- 1-е, И-2-е исслед.)

Анализ проведенных исследований показывает, что причиной выявленных биохимических сдвигов являлись повышенные физические нагрузки космонавтов и астронавтов на космическом объекте.

В табл. 2 показаны результаты исследований активности ферментов в организме космонавтов.

Анализ результатов исследований ферментативной активности показал некоторое увеличение активности АЛТ у К1 первого экипажа (на 12% - при первом измерении и на 10% - при втором измерении), нормальную, в пределах физиологических колебаний активность ACT, - глютамиламинотранс-феразы и креатининкиназы, и несколько повышенную (до 16% - у К 2) активность общей амилазы. При этом жалоб со стороны желудочно - кишечного тракта у космонавтов не было, что указывает на адаптационный характер изменений.

Ммоль/л

1 космический экипаж

2 космический экипаж

Таблица 2

Активность ферментов в сыворотке крови космонавтов и астронавтов

Физио- Космический экипаж

логи- 1 2

Показатели, ческая К1 К 2 А К1 К 2 А

МЕ/л норма № исследований

1 2 1 2 1 1 2 1 2 1

АЛТ 7-53 48,7 19,9 59,3 58,4 22,9 11,8 20,0 13,1 11.4 25,0

ACT 11 -47 24,3 21,8 25,9 34,8 25,0 29,1 27,2 32,9 20,1 30,9

у-глю-тамил-транс-фераза 5-50 30,8 17,2 29,4 27,7 22,9 10,1 5.0 7,11 8,34 7,94

Креа- тинин- киназа 10110 25,4 61,7 - 105 - 24,4 24,4 24,4 24,4 24,4

Амилаза общая 35118 126 - 137 - 114 60 64 103 95 185

В исследованиях, проведенных после полета, отмечалось, что у большей части членов экипажей изучаемые биохимические показатели к 7 суткам после полета возвращались в границы нормы.

Результаты анализа биохимических исследований, проведенных у космонавтов и астронавтов двух космических экипажей в полете, выявили, что 84% показателей, характеризующих состояние метаболических процессов, не отличалась от физиологической нормы. Выявленные изменения не отражались на самочувствии и работоспособности космонавтов и астронавтов. Это свидетельствует об эффективности рационов питания, содержащих профилактические продукты, которые способствовали поддержанию удовлетворительного пищевого статуса и необходимого для выполнения программы уровня работоспособности и здоровья.

Вторым направлением исследований при разработке системы оптимизации питания в экстремальных условиях было гигиеническое изучение специализированных продуктов, предназначенных для ускорения рспаративных

процессов раненых с повреждением костной ткани.

Продукты для раненых разрабатывались на основании медико - биологических требований, сформулированных на основе концепции оптимального питания с учетом патогенетических изменений метаболизма в организме раненых с повреждениями костной системы.

Прежде всего, питание должно удовлетворять потребности организма в энергии и эссенциальных нутриентах. Энергетическая ценность разрабатываемых специализированных продуктов должна соответствовать средней энергетической ценности блюд обычного рациона, что позволит производить адекватные в этом отношении замены блюд при планировании питания.

При определении химического состава продуктов, прежде всего, учитывали, что продукт должен содержать легкоусвояемые белки, иметь наличие широкого спектра аминокислот. Содержание белков в составе разрабатываемых специализированных продуктов должно находиться в пределах 30 -35 г( 10-15 г на 100 г продукта), что составит около 20 - 25% от энергетической ценности продукта. Увеличение энергетической квоты белков нецелесообразно, так как часть белка будет использоваться не по его прямому назначению, то есть на пластические нужды, а в качестве источника энергии.

Введение липидов в новые пищевые продукты является добавлением энергетических веществ. Содержание жира должно находиться в пределах 10 - 15 г или 15 - 20% от общей энергетической ценности, в основном в виде эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот. Их включение будет оказывать позитивное влияние на нормализацию процессов регенерации в костной ткани, состояние липидного обмена и другие процессы организма.

Целесообразно введение в состав специализированных продуктов легкоусвояемых углеводов, которые стимулируют всасывание жидкости и минеральных веществ, что является необходимым в условиях возможного обезвоживания организма в посттравматический период.

Обменные процессы в организме человека в значительной степени зависят от глюкозы, как источника энергии и предупреждения развития ацидоза и кетонурии. Особенно это актуально в условиях распада эндогенных энергетических резервов. Моно- и дисахариды следует включать на уровне 25 - 30% от общего количества углеводов, что окажет благоприятное влияние на восстановление метаболизма тканей.

Содержание минеральных веществ и витаминов в специализированных продуктах, учитывая их дефицит в традиционном ассортименте диет, следует поддерживать на повышенных уровнях, составляющих от 30 до 40% суточной потребности.

На основе медико - биологических требований разработан специализированный продукт «Остеофорте», предназначенный для усиления репара-тивных процессов в организме раненых с поражением костной системы.

Проведенная оценка уровня питания участников испытаний показала, что средняя величина суточных энерготрат в первой группе составляла 2374 ккал, во второй группе - 2278 ккал, в контрольной группе - 2427 ккал.

Относительно низкие величины энергозатрат раненых с поражением костной системы связаны с ограниченным уровнем их двигательной активности, обусловленной наличием патологии и пребыванием в клинических условиях.

Фактическая энергетическая ценность и химический состав рациона питания составляли 2396 ккал, белков - 75 г, жиров - 64 г, углеводов - 380 г в сутки. Сравнение уровня энергозатрат раненых и величин фактического потребления энергии и нутриентов свидетельствует в целом об энергетической адекватности их питания.

Введение в состав рациона питания опытных групп продукта "Остео-форте" позволило повысить энергопотребление на 700 ккал в сутки, уровень потребления высококачественных белков - на 47 г и существенным образом улучшить содержание витаминов и минеральных веществ, дефицит которых

в рационе питания был особенно выраженным.

Исследование органолептических свойств продукта показало, что оценки были высокими: «Остеофорте» получил оценку в 4,98 балла, «Остео-форте» с добавлением казеинофосфопептидов - 4,67 балла.

Изучение показателя величины массы тела раненых свидетельствует, что в опытных группах наблюдалась тенденция к ее увеличению. Так, в 1-й опытной группе увеличение составило 1,5 кг (с 72,3 до 73,8 кг) или 2,0% от исходного значения, во 2-й опытной группе - 1,8 кг (с 67,6 до 69,4 кг) или 2,6%. В то же время у раненых контрольной группы увеличение массы тела составило только 1,1 кг (с 74,9 кг до 76,0 кг) или на 1,5% от исходного значения. Это позволило расценить положительно влияние продукта «Остеофорте».

Гематологические исследования выявили, что содержание эритроцитов в крови увеличилось по сравнению с фоновыми значениями на 8,9% (в 1-й группе) и 8,8% (во 2-й группе), а гемоглобина - на 11,5% и 9,8% соответственно (табл. 3).

Таблица 3

Результаты анализа крови раненых на фоне приема «Остеофорте»

Группа Сроки Показатели

наблю- исследо- Эритроци- Лейко- Лимфо- Гемо-

дения вания ты, циты, циты, глобин,

•1012/л • 109/л •109/л г/л

1 -я Фон 3,48±0,19 11,3±2,8 1746+38 106,1±3,4

опытная 30 суток 3,7910,17 10,8±2,2 1881±45* 118,3±4,5

2-я Фон 3,88+0,28 11,5±2,5 1519±38 102,1±4,3

опытная 30 суток 4,22±0,19 10,7±2,1 1658±36* 112,0±5,5

Кон- Фон 3,89±0,22 10,4±2,3 1365+29 109,1 ±5,0

троль-

ная 30 суток 4,04±0,27 10,8±2,4 1398±21 114,3+5,3

* - изменения статистически достоверны, Р < 0,001

Отмечено снижение количества лейкоцитов в опытных группах по сравнению с фоновыми данными (в 1-й группе - на 8%, во 2-й - на 9,%). Количество лейкоцитов в контрольной группе за период исследования увели-

чилось на 3,8%. Такая тенденция к снижению количества лейкоцитов может указывать на уменьшение интенсивности воспалительной реакции на фоне приема специализированного продукта.

При исследовании содержания лимфоцитов в крови раненых было отмечено статистически достоверное увеличение их количества в подопытных группах по сравнению с контролем.

Динамика показателей белкового обмена достаточно убедительно свидетельствует об улучшении белковой обеспеченности организма (рис. 3). г/л " 30

суток

Рис. 3. Содержание общего белка в сыворотке крови раненых на фоне приема «Остеофорте»

Как показали результаты исследования, в первой опытной группе, получавшей специализированный продукт "Остеофорте" наблюдалось увеличение содержания общего белка в сыворотке крови к концу испытаний. Повышение уровня общего белка в сыворотке крови в 1-й опытной группе по сравнению с фоновыми величинами составило 11,6% (с 70,6 до 78,8 г/л), во 2-й опытной группе - 12,7% (с 66,9 до 75,4 г/л), в контроле - 3,4% (с 70,6 до 73,0 г/л). Это изменение было статистически достоверным по сравнению с контролем.

Увеличение в сыворотке крови раненых количества глобулинов составило по сравнению с фоновыми данными 22,1% (с 24,9 до 30,4 г/л) в 1-й

27

опытной группе, 16,0% (с 26,2 до 30,4 г/л) во 2-й опытной группе и 9,0% (с 24,2 до 26,4) в контроле, что опосредованно указывает на улучшение имму-норезистентности организма испытателей, ее гуморального компонента.

Содержание креатинина в сыворотке крови, находясь в пределах физиологической нормы, несколько снизилось к 30 дню и составляло в 1-й группе 0,12 ± 0,07, во 2-й группе - 0,10 ± 0,07, в контроле - 0,13 ± 0,09 ммоль/л. При изучении содержания мочевины выявлено изменение ее в опытных группах, которое особенно проявилось во второй группе. К 30 дню оно составляло в первой группе 4,69 ± 0,9, во второй - 3,98 ± 0,5, в контроле 4,96 ± 0,8 ммоль/л. Изменения оставались статистически недостоверными.

Такой дисбаланс биохимических показателей может отражать снижение процесса распада белков мышечной ткани и интенсификацию восстановительного процесса в организме раненых под влиянием специализированного продукта, а совокупность изменения факторов, характеризующих состояние иммунобиологической системы, таких как содержание лимфоцитов и увеличение количества глобулинов, отражает повышение иммунорези-стентности организма раненых в опытных группах.

Уровень содержания глюкозы не отразил достоверных изменений в углеводном обмене. Так, по сравнению с фоновыми показателями к 30 дню ее содержание увеличилось - в 1-й опытной группе на 9,2% (с 4,65 до 5,08 ммоль/л), ), во 2-й опытной группе - на 14,8% (с 4,58 до 5,26 ммоль/л), в контроле - на 5,2% (с 4,76 до 5,01 ммоль/л).

При анализе содержания триглицеридов установлено, что их уровень в опытных группах достоверно повысился по сравнению с контролем к концу исследования (в 1-й группе - Р < 0,001, во 2-й - Р < 0,05). При сравнении данных содержания триглицеридов опытных групп с фоновыми показателями установлено, что в 1-й группе уровень триглицеридов увеличился на 12,0% (с 2,09 до 2,34 ммоль/л), во 2-й группе - на 11,5% (с 1,82 до 2,03 ммоль/л), в контроле - на 4,8% (с 1,68 до 1,76 ммоль/л).

Изменение уровня триглицеридов и тенденция к повышению содержания глюкозы, являющихся важными маркерами адекватности энергообеспечения, свидетельствуют о повышении интенсивности обменных процессов у раненых за счет введения в рацион питания продукта «Остеофорте».

Исследования активности ферментов АЛТ и ACT показали, что в опытных группах их активность достоверно возросла по сравнению с контролем, оставаясь в пределах физиологической нормы (табл. 4). Такие изменения свидетельствуют, что прием «Остеофорте» вызывает у раненых определенную тенденцию к усилению метаболической функции печени.

Таблица 4

Динамика активности ЛЛТ, ACT и

щелочной < Ьосфатазы в группах наблюдения

Группа наблюдения Сроки исследования Показатели, МЕ/л

АЛТ ACT Щелочная фосфатаза

1-я опытная Фон 21,3±1,2 21,1±1,1 125,3 ±4,8

30 суток 30,0±1,4 32,1±1,3 259,5 ± 6,9**

2-я опытная Фон 22,1±1,2 17,4±1,5 100,1 ±5,2

30 суток 32,1±1,5 22,3±1,0* 273,5 ± 6,4**

Контрольная Фон 30 суток 28,3±1,1 29,4±0,8 25,1±0,8 29,4±1,1 102,6 ±7,3 108,4 ±8,1

* - изменения статистически достоверны, Р < 0,01, *• - Р < 0,001

На ускорение процессов фосфорилирования и дефосфорилирования, играющих большую роль в формировании и ремоделировании костной ткани, указывают данные динамики активности щелочной фосфатазы в сыворотке крови раненых. Из результатов анализа видно, что активность щелочной фосфатазы в сыворотке крови под воздействием питания продуктом «Остеофорте» резко возросла по сравнению с контролем (Р < 0,001).

В ходе исследования изучена динамика показателей, характеризующих состояние минерального обмена и имеющих большое значение для течения репаративных процессов, происходящих в поврежденной костной ткани.

Содержание в сыворотке крови кальция в 1-й опытной группе увеличилось на 12% (с 2,34 до 2,62 ммоль/л), во 2-й опытной группе - на 12,3% (с 2,28 до 2,56 ммоль/л), в контроле - на 2,9% (с 2,34 до 2,4 ммоль/л). Данные по сравнению с контролем статистически достоверны в обеих опытных группах (рис. 4).

Рис. 4. Содержание кальция в сыворотке крови раненых на фоне приема «Остеофорте»

Содержание фосфора в сыворотке крови участников исследования повысилось по сравнению с фоном на 33,3% (с 2,10 до 2,80 ммоль/л) и 24,0% (с 2,5 до 3,1 ммоль/л), калия - на 14,3% (с 4,4 до 4,8 ммоль/л) и 26,8% (с 4,1 до 5,2 ммоль/л) соответственно. Результаты статистически достоверны. Существенными по сравнению с контролем были различия в содержании калия, при этом увеличение его по сравнению с фоном составляло в 1-й группе 14,3%, во 2-й группе - 26,8%. В контроле отмечалось некоторое снижение калия на 30 день исследования.

Таким образом, из полученных данных следует, что наблюдается значительное улучшение обеспеченности организма раненых опытных групп минеральными веществами. При этом необходимо отметить, что все изменения в содержании минеральных веществ в сыворотке крови происходили в пределах физиологической нормы.

Вместе с тем повышение интенсивности минерального обмена, отмеченное у раненых в опытных группах, подтверждается изменениями рентгеновской плотности костной ткани (рис.5).

1-я группа 2-я группа

Контроль

Рис. 5. Степень минерализации костной ткани раненых (в %) на 30 день приема «Остеофорте»

Исходная степень минерализации во всех группах был.а достаточно низкой и находилась в пределах 72 - 78% от показателей степени минерализации здоровой конечности. На 14 день этот показатель несколько вырос по сравнению с фоном во всех группах, а на 30 день исследования увеличение степени рентгеновской плотности костной ткани у испытателей опытных групп было уже статистически достоверно выше, по сравнению с контрольной группой, что служит репрезентативным свидетельством положительного действия получаемого испытателями специализированного продукта «Ос-теофорте».

Таким образом, проведенные исследования позволяют говорить об

«Остсофорте» как об эффективном продукте, оказывающем положительное корригирующее действие на метаболические процессы в организме раненых с повреждением костной ткани, и с полным основанием рекомендовать продукт для использования в питании раненых с патологией костной ткани.

Следует также отметить, что результаты изучения степени воздействия двух модификаций продукта «Остеофорте» на организм испытателей не выявили существенного различия.

Третьим направлением исследований при разработке эффективной системы оптимизации питания в экстремальных условиях явилось изучение действия биологически активной добавки к пище на основе минералоргани-ческих соединений природного происхождения — концентрат МОС и его производных на организм животных, подвергшихся экстремальному воздействию радиационного облучения.

В экспериментах с профилактическим введением концентрата МОС наблюдения показали, что наиболее выраженный результат радиозащитного действия наблюдался в случае 10 - суточного ежедневного введения концентрата перед облучением. На 4 - 7 сутки не погибло ни одно животное, в контроле - 3. Общее число погибших от облучения животных в опытной группе - 12, что составило 48%, в то время как в контроле оно было равно 72%. Количество выживших в эксперименте животных было 13 (52%), в контроле - 7 (28%).

При 5 - дневном введении продолжительность жизни животных была значительно меньше, чем в первой группе. В течение первых десяти дней после облучения в этой серии эксперимента погибло 3 животных, в контроле -8. К концу наблюдения количество погибших животных в опытной и контрольной группах стало практически одинаковым.

При 3 - дневном введении практически не установлено профилактического действия концентрата МОС, процент погибших животных был равен 80%.

Клиническая картина у подопытных животных протекала не так остро, как у контрольных, и патологические проявления лучевой болезни у них установлены на 2 - 3 суток позднее. Ректальная температура у контрольных животных оказалась на 7 - 14 сутки достоверно ниже, чем у опытных животных. Эти данные свидетельствуют, что концентрат МОС обладает определенным профилактическим действием при 10 - суточном введении до радиационного воздействия (рис.6).

°С

38 37,5 37 36,5 36 3 5,5

О

—<Опыт -»— Контроль

Рис. 6. Динамика ректальной температуры при 10 - дневном профилактическом приеме концентрата МОС

Изучение радиопротекторного действия концентратов МОС в пострадиационный период показало, что процент погибших животных в подопытных группах при облучении в дозе 4,5 Гр существенно ниже, чем в контроле: концентрат МОС - 10%, витагем - 3% и контроль - 30%.

Во второй серии опытов при облучении в дозе 5 Гр радиопротекторное действие концентрата МОС и витагема было более выраженным. В контроле гибель животных составляла 53%, в группе, получавшей концентрат МОС -

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА СПтрбург < 09 ПО кт

30%, что в 1,5 раза меньше, чем в контроле, при введении витагема - 20% или в 2,5 раза меньше контроля.

Сравнительные-исследования действия концентрата МОС и других минералорганических радиопротекторов (мумие и сибирское каменное масло) показали, что процент погибших животных при введении концентрата МОС и геммос меньше, чем при введении мумие и сибирского каменного масла. Так, в 1-м опыте при введении концентрата МОС гибель животных составляла 6,7%, мумие - 16, 5%, в контроле - 30%; во 2-м опыте -концентрат МОС - 10%, геммос - 10%, сибирское каменное масло - 20%, контроль — 30%. Совокупность исследований показала, что при введении концентрата МОС и его производных гибель животных от облучения снижается в 1,5 — 4,4 раза.

Рассчитанный коэффициент вероятности защиты организма от радиационной гибели показывает, что для концентрата МОС он равен 0,7, для ви-тагема - 0,9, для мумие - 0,3, для сибирского каменного масла - 0,5.

В ходе проведения экспериментов изучали влияние концентрата МОС и его производных на организм облученных животных. При этом выявлена некоторая тенденция к повышению массы тела крыс, которая в опытной группе составляла 18,3% (с 194 ±0,2 до 233±4,0 г), в контроле - 12,5% (с 200±4,0 до 225±3,0 г).

При изучении морфологического состава периферической крови были выявлены статистически достоверные изменения количества лейкоцитов в подопытных группах по сравнению с контролем на 14 сутки наблюдения (табл. 5). Полученные результаты свидетельствуют об активизации лейкопо-эза под влиянием концентрата МОС и витагема.

Сравнительный анализ количества лимфоцитов в подопытных группах с контролем показал статистически значимые отклонения, что свидетельствует о положительном влиянии концентрата МОС и витагема на процессы восстановления лимфопоэза.

Изменения количества тромбоцитов в подопытных группах происходили аналогичным образом, но процесс снижения количества тромбоцитов был в подопытных группах статистически достоверно замедлен на 14 сутки наблюдения.

Таблица 5

Морфологический состав крови при введении концентрата MQC и витагема_

Продукт Изучаемые показатели С роки наблюдения

Фон 7 суток 14 суток-

МОС Витагем Контроль Лейкоциты, •109/л 11,6±1,5 11,8±1,8 12,4±1,4 3,1+0,2 3,0±0,3 2,9±0,3 9,5+1,4* 8,4±0,6** 5,9±0,3

МОС Витагем Контроль Лимфоциты, •109/л 16,5±1,3 17,4±1,7 18,2±1,3 2,4±0,2 2,1 ±0,2 2,0±0,2 8,1+1,3* 7,0±0,5** 4,3±0,3

МОС Витагем Контроль Тромбоциты, •109/л 464±35 491±23 469±16 309±20 298±20 261±26 294+22** 273±24* 190+16

* - изменения статистически достоверны, Р<0,05, •* - Р<0,01

Изучение активности ферментных систем после облучения в дозе 4,5 Гр показало, что активность щелочной фосфатазы в группе, получавшей концентрат МОС, на 7 сутки эксперимента была достоверно больше по сравнению с облученным контролем (табл. 6).

В группе, получавшей витагем после облучения в дозе 5 Гр, также установлено повышение активности щелочной фосфатазы в сыворотке крови по сравнению с облученным контролем: активность фермента, в группе облученного контроля находилась от фона в пределах 60 - 78%, в группе концентрата МОС - 69 - 84%, в группе витагема - 62 - 81%. Активация щелочной фосфатазы в восстановительный период после облучения указывает на ускорение процессов фосфорилирования и дефосфорилирования за счет введения концентрата МОС и витагема.

В патогенезе интоксикации, вызванной радиационным воздействием,

важное место занимают нарушения окислительно - восстановительных процессов.

Таблица 6

Динамика активности щелочной фосфатазы при применении минералорганических соединений

Продукт

Доза об-луче-ния,

Гр

Сроки наблюдения

Фон

абс. ед.

%

7 суток

абс. ед.

%

14 суток

абс. ед

%

30 суток

абс. ед.

%

ОК

4,5

2,47±0,44

100

1,49±0,13

61

1,55±0,09

63

2.52±0,40

102

мое

4,5

2,28±0,19

100

1,82±0,01»

80

1,58+0,15

69

1,91 ±0,50

128

Вита-гем

4,5

2,28±0,12

100

1,42±0,16

62

1,61±0,16

71

2.80+0,12

123

К

2,24+0,17

100

2,46±0,04

110

2,22+0,14

99

2,35±0,04

105

ОК

5,0

2,96±0,10

100

1,76*0,05

60

2,30±0,05

78

мое

5.0

2,89+0,08

100

2,14±0,06»

74

2,44^:0,12

84

Вита-гем

5,0

3,02±0,08

100

2,07±0,06*

69

2,45±0,10

81

2,97±0,10

100

2,95±0,07

99

2,92±0,11

98

* -изменения статистически достоверны, Р < 0,01 (ОК — облученный контроль, К—чистый контроль)

При анализе данных активности сукцинатдегидрогеназы установлено, что радиационное облучение дозой 4,5 Гр вызывает снижение ее активности как в опыте, так и в контроле. Однако, на 7 сутки в опытной группе ее уровень статистически достоверно выше, чем в контроле (Р < 0,05). На 14 сутки наблюдения значимых различий не отмечено (табл. 7).

Изучение цитохромоксидазы показывает резкое повышение ее активности в результате радиационного воздействия. В опытной группе на 3 сутки увеличение активности достигает 178%, затем, постепенно снижаясь, на 7 сутки - 169%, на 14 сутки - 166%. Разница между опытном и контролем на 7 сутки статистически достоверна (Р < 0,05).

Исследования активности указанных ферментов в сыворотке крови животных, подвергшихся облучению и на фоне влияния БАД к пище, позволили выявить статистически значимое снижение активности сукцинатдегид-рогеназы и повышение активности цитохромоксидазы в опытных группах.

Таблица 7

Динамика активности окислительно - восстановительных ферментов

Показатель, Сроки после облучения

в ед. экс- Группа. Фон 3 суток 7 суток 14 суток

тинкции

Сукцинат- Опыт 3,50±0,3 2,2±0,6 1,8±0,2* 2,0±0,2

дегидро- 100% 72% 46% 60%

геназа Контроль 3,40±0,2 3,20±0,3 1,00±0,2 2,10±0,3

100% 94% 31% 65%

Цито- Опыт 0,32±0,04 0,57±0,09 0,54±0,01* 0,53±0,01

хром- 100% 178% 169% 166%

оксидаза Контроль 0,4210,05 0,65±0,03 0,40±0,03 0,51 ±0,07

100% 155% 95% 121%

• - изменения статистически достоверны, Р < 0,05

Таким образом, гигиенические исследования по применению минера-лорганических добавок показали наличие у них профилактического и биозащитного эффекта, что позволило рекомендовать их для снижения действия ионизирующего облучения в зонах, подвергшихся воздействию радиации.

Совокупность проведенных экспериментов показала, что профилактические и специализированные продукты оказывают положительный эффект на организм и улучшение физиологического состояния. Индикаторами эффективности процесса оптимизации питания в экстремальных условиях являлось стабильное состоянии динамики массы тела у 65% космонавтов и их работоспособности, а также сохранение 84% биохимических показателей в пределах физиологической нормы.

При применении специализированного продукта «Остеофорте» у раненых с повреждением костной системы отмечалось улучшение белковой обеспеченности организма на 11,6 - 12,7% (в контроле - на 3,4%), в т. ч. гло-

булинов на 16 - 22%, (в контроле - на 9%), снижение процесса распада белков мышечной ткани, интенсификация восстановительного процесса, повышение иммунорезистентности организма, повышение интенсивности минерального обмена и рентгеновской плотности костной ткани до 88%.

При экспериментальном исследовании концентрата МОС выявлено профилактическое действие, что проявлялось снижением гибели животных до 48% против 72% в контроле, и радиопротекторное действие, что проявлялось в снижении в 4,4 раза гибели животных по сравнению с контролем.

На основании материалов всего комплекса проведенных исследований разработана система оптимизации питания в экстремальных условиях и концептуальная гигиеническая модель системы (рис.7).

Приоритетные направления системы оптимизации питания в экстремальных условиях основаны на следующих положениях.

• Научное обоснование дифференцированного применения нутриентов для обеспечения физиологического структурно - функционального состояния организма человека для борьбы с неблагоприятными факторами.

• Необходимость осуществления оптимизации питания с помощью использования профилактических и специализированных продуктов, предназначенных для экстремальных условий, эффективность которых подтверждена в эксперименте.

• В основу применения специализированного или профилактического питания должны быть положены механизмы патогенетических изменений в результате воздействия на организм человека экстремальных факторов.

• Система оптимизации питания должна быть направлена на определенное звено нарушенного неблагоприятным воздействием метаболического процесса путем изменения количественных пропорций или введения отдельных биологически активных компонентов профилактического или специализированного питания с целью адаптации организма к неблагоприятному воздействию, вызванному экстремальными факторами.

Выявление приоритетных

Причин пару шепий

Влияние профилактических и специализированных продуктов па орпшнзм в экстремальны* условиях

Степень эффективности нротек-тивного действия профилактических в специализированных продукте»

Влпшше на метаболические процессы

■и

1 Установление меднко -

биологических требований к специализированным продуктам

Jшmmsm

| Анализ воздействия Ц

' экстремальных факторов I < '' па организм I

Устранение дефицита путрнентов

Профилактические н

специализированные

продукты

^"^ТТ'г

Х-2-

-^^

Обогащение продукта для придания функциональных свойств

-Ч...Л.. ,

3

Оптимизация питания с г

помощью ^ Рриоритотныа , профилактических * направления и спвциализиро- > ' гигиенической

Технологический процесс

и

\

5 ъанных продуктов

5

1-

оценки

Совокупность параметров гигиенической опенки

г^4

Обмен веществ: белковый; лнпндяый; углеводный; минеральный; а витаминнаж обеспеченность; активность ферментов

Рис. 7. Концептуальная гигиеническая модель оптимизации питания в экстремальных условиях

• Важным элементом модели оптимизации питания является коррекция структуры рационов с помощью профилактических и специализированных продуктов, компенсирующих дефицит нутриентов, возникающих под действием экстремальных факторов.

• Особое внимание при применении профилактического и специализированного питания должно быть обращено на регуляторные системы организма, состояние обмена веществ и иммунную систему.

Таким образом, результаты проведенных комплексных гигиенических исследований позволили научно обосновать эффективную систему профилактических мероприятий, внедрение которых обеспечивает возможность управления отдельными показателями метаболических процессов путем оптимизации питания в экстремальных условиях.

ВЫВОДЫ

1. Медико — биологические требования к профилактическому питанию космонавтов предусматривают использование легкоусвояемых углеводно -белковых продуктов, обогащенных биологически активными веществами для адаптационного и завершающего периодов полета; легкоусвояемых бел-ково - липидных продуктов с минимальным содержанием балластных веществ для работы в открытом космосе; высокоэнергетических продуктов для работы на борту космического корабля или орбитальной станции; углеводных продуктов с повышенным содержанием пищевых волокон; напитков и соков на основе плодоовощного сырья с тонизирующими, антистрессовыми, адаптагенными и другими добавками, в том числе с повышенным содержанием витаминов или минеральных веществ.

2. С целью стимулирования репаративных процессов в костной системе и повышения общей резистентности организма специализированные продукты, предназначенные для питания раненых с повреждением костной ткани, согласно медико - биологическим требованиям должны содержать ис-

точники легкоусвояемого белка, необходимые минеральные элементы, витамины, биологически активные вещества, обладающие тонизирующими, ан-тиоксидантными, иммуностимулирующими и антистрессовыми свойствами.

3. Гигиеническая оценка питания космонавтов, включающего продукты профилактической направленности, показала эффективность их применения, проявляющуюся в достаточно стабильном сохранении массы тела космонавтов (у 65%), работоспособности, аппетита. Значительная часть показателей биохимических исследований (84%) находилась в пределах физиологической нормы несмотря на повышенные нагрузки и внештатные ситуации на космическом объекте: триглицериды 0,8 - 2,15 ммоль/л, холестерин 2,59 -6,11 ммоль/л, глюкоза 4,43 - 6,05 ммоль/л, креатинин 51,0 - 158 мкмоль/л, мочевина 6,2 - 9,93 мкмоль/л, мочевая кислота 236-381 мкмоль/л, билирубин 8,55 - 20,4 мкмоль/л, АЛТ 11, 4 - 58,4 МЕ/л, ACT 20,1 - 34,8 МЕ/л, у -глютамилтрансфераза 5,0 - 30,8 МЕ/л, креатининкиназа 24,4 - 105 МЕ/л, амилаза 60-185 МЕ/л.

4. Результаты изучения динамики показателей, характеризующих метаболические процессы в организме раненых на фоне использования продукта «Остеофорте», свидетельствуют о положительном его влиянии, что проявлялось повышением уровня общего белка на 11,6 - 12,7% (в контроле -3,4%), глобулинов - на 22,1 -16,0% (в контроле - 9,0%); в статистически достоверном увеличении уровня триглицеридов в 1-й группе - на 12,0%, во 2-й - 11,5% (в контроле - 4,8%); повышении содержания минеральных веществ в сыворотке крови: кальция на 12,0 - 12,3% (в контроле - 2,9%), фосфора - на 33,3 - 24,0% (в контроле -13,0%), калия - на 14,3 - 26,8% (в контроле -23,0%).

5. На фоне использования в питании специализированного продукта «Остеофорте» у раненых выявлено снижение количества лейкоцитов в крови опытных групп на 8 - 9% (в контроле увеличение на 3,8%); отмечена положительная динамика абсолютного количества лимфоцитов в крови по срав-

нению с исходными данными в 1-й опытной группе на 7,7%, во 2-й опытной группе - 9,2% (контроль - 2,4%); установлен прирост активности АЛТ и ACT в 1-й опытной группе по сравнению с фоном на 41% и 52%, во 2-й опытной группе - 45% и 28%, в контроле - 3,8 и 17,1% соответственно; увеличение активности щелочной фосфатазы: в 1-й группе с 125,3 до 259,5 МЕ/л, во 2-й группе с 100,1 до 273,5 МЕ/л, в контроле -с 102,6 до 108,4 МЕ/л.

6. Установлено профилактическое действие концентрата МОС и его производных при их применении в течение 10 суток до облучения (гибель подопытных животных 48% против 72% в контроле) и радиопротекторное действие на облученных животных, гибель которых снижалась по сравнению с контролем в 4,4 раза. Коэффициент вероятности защиты от радиационного воздействия составляет при введении концентрата МОС 0,7, витагема - 0,9.

7. Научно обоснована концептуальная гигиеническая модель оптимизации питания населения, базирующаяся на использовании профилактических и специализированных продуктов, предназначенных для экстремальных условий и эффективность которых подтверждена в эксперименте.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1.Чесноков П.И., Шальнова Н.Д., Толстихина С.Ф. Перспективы создания системы полевого питания войск // Совершенствование техники, технологии и организации производства продуктов питания, пайков и рационов. -М., -1989. - вып. 4. - С. 326 - 332.

2. Добровольский В.Ф., Шальнова Н.Д. Научное обеспечение в области производства пищевых концентратов и рационов питания // Хранение и переработка сельхозсырья.-1997.- № 7.-С. 18-21.

3. Добровольский В.Ф., Шальнова Н.Д., Вершинин К.Д. Обеспечение населения продовольствием и питанием в чрезвычайных условиях // Пищевая промышленность.- 1997.- № 11.-С. 22.

4. Добровольский В.Ф., Гурова Л.А., Шальнова Н.Д. Организация питания

космических экспедиций // Вестник РАСХН.- 2000.- № 4. - С. 82 - 84.

5. Добровольский В.Ф., Гурова Л.А., Шальнова Н.Д. Концептуальные подходы к разработке технологии производства продуктов питания космонавтов //Хранение и переработка сельхозсырья. - 2000. - № 7. - С.8 - 9.

6. Попова Т.Я., Шальнова Н.Д. Антимикробная активность натуральных пищевых добавок// Современные технологии пищевых продуктов нового поколения и их реализация на предприятиях АПК / Материалы научно -практ. конф. Россельхозакадемии. - Углич, 2000. -С. 400 -402.

7. Попова Т.Я., Шальнова Н.Д. Изучение возможного продления сроков хранения продуктов за счет натуральных пищевых добавок, обладающих антимикробной активностью // Современные технологии пищевых продуктов нового поколения и их реализация на предприятиях АПК / Материалы научно - практ. конф. Россельхозакадемии.-Углич, 2000. -С. 402 -405.

8. Добровольский В.Ф., Квасенков О.И., Шальнова Н.Д. Способ получения пищевого продукта из сухофруктов / Патент РФ. - № 2155503. - 10.09.2000.

9. Добровольский В.Ф., Гурова Л.А., Шальнова Н.Д. Научное обеспечение расширения ассортимента сублимационных продуктов питания для космонавтов // Хранение и переработка сельхозсырья.- 2001.- № 5. - С. 41 -43.

Ю.Шальнова Н.Д., Попова Т.Я. Вопросы микробиологической безопасности экструзионных продуктов //Хранение и переработка сельхозсырья.- 2001.-№6.-С.21-22.

П.Добровольский В.Ф., Гурова Л.А., Шальнова Н.Д. Испытания новых видов продуктов, перспективных для использования в питании космонавтов //Хранение и переработка сельхозсырья.- 2001.- № 6. - С.39 - 40.

12.Бурмистров Г.П., Шальнова Н.Д., Мулина Н.А. Новые профилактические продукты для питания раненых и пораженных // Проблемы глубокой переработки сельскохозяйственного сырья и экологической безопасности в производстве продуктов питания XXI века / Материалы научно - практи-

ческой конференции Россельхозакадемии. - Углич, 2001.-С. 64 - 69.

1 З.Добровольский В.Ф., Логвинчук Т.М., Шальнова Н.Д. и др. Основы глубокой переработки кофе и растворимых профилактических кофепродуктов //Проблемы глубокой переработки сельскохозяйственного сырья и экологической безопасности в производстве продуктов питания 21 века /Материалы научно - практ. конф. Россельхозакадемии. - Углич, 2001.-С. 136-138.

Н.Добровольский В.Ф., Шальнова Н.Д. Научные подходы к разработке профилактических продуктов для питания космонавтов // Проблемы глубокой переработки сельскохозяйственного сырья и экологической безопасности в производстве продуктов питания XXI века / Материалы научно - практ. конф. Россельхозакадемии. - Углич, 2001.-С. 139 - 143.

15.Бурмистров Г.П., Макаров П.П., Шальнова Н.Д. Проблемы использования в питании населения безалкогольных и слабоалкогольных напитков в качестве профилактических продуктов // Здоровое питание: воспитание, образование, реклама / Материалы 4-й всероссийской конференции. - М., 2001.-С.ЗЗ-34.

16.Шальнова Н.Д., Козлова Г.Г. Лечебно - профилактическое питание в экстремальных условиях // Пища. Экология. Человек / Материалы 4-й международной научно - технической конференции. - М., 2001. - С. 20 - 21.

17.Шальнова Н.Д. Использование профилактических продуктов питания в экстремальных условиях // Пищевая промышленность - 2001.- № И. - С. 55-57.

18.Квасенков О.И., Добровольский В.Ф., Шальнова Н.Д. Способ приготовления пищевого продукта из сухофруктов / Патент РФ.-№ 2174312. -10.10.2001.

19.Квасенков О.И., Добровольский В.Ф., Шальнова Н.Д. Способ производства плодово - ягодного десерта / Патент РФ. - № 2174812.-20.10.2001.

20.Добровольский В.Ф., Бурмистров Г.П., Шальнова Н.Д. и др. Продовольст-

венное обеспечение населения в кризисных и аварийных ситуациях // Пищевая промышленность. 2002.- № 2. - С. 24 - 25.

21.Добровольский В.Ф., Вершинин К.Д., Шальнова Н.Д.и др. Обеспечение населения продовольствием в кризисных и аварийных ситуациях: проблемы и решения // Продовольственная безопасность. - М., 2002. - С. 50 - 51.

22.Добровольский В.Ф., Бурмистров Г.П., Шальнова Н.Д. и др. Продовольственное обеспечение населения в кризисных и аварийных ситуациях // Пищевая промышленность. - 2002.- № 3. - С. 20 - 21.

23.Шальнова Н.Д. Опыт использования биологически активной добавки (препарата МОС) для профилактического питания в экстремальных условиях //Основные направления обеспечения гигиенической безопасности населения регионов России /Научные труды ФНЦГ им. Ф.Ф.Эрисмана. -Самара. - 2002. - вып. 5. - ч. 2. - С. 212 - 215.

24.Шальнова Н.Д. Медико — биологические требования к лечебно — профилактическим продуктам для раненых и пораженных с повреждением костной системы //Основные направления обеспечения гигиенической безопасности населения регионов России /Научные труды ФНЦГ им. Ф.Ф.Эрисмана. - Самара. - 2002. -вып.5. - ч. 2. - С. 216 - 220.

25.Шальнова Н.Д., Агуреев А.Н., Добровольский В.Ф. Гигиеническая оценка рационов питания космонавтов профилактической направленности //Хранение и переработка сельхозсырья.- 2002,- № 6. - С.41 - 43.

26.Шальнова Н.Д. Вопросы применения минералорганических добавок // Пища. Экология. Качество / Мат. 2-й междунар. научн. - практ. конф. -Новосибирск, 2002. - С. 36 - 38.

27.Шальнова Н.Д., Козлова Г.Г. Изучение биологической активности препарата МОС// Пища. Экология. Качество / Мат. 2-й междунар. научн. -практ. конф. - Новосибирск, 2002. - С. 65 - 67.

28.Шальнова Н.Д. Концептуальные основы использования лечебно - профилактических продуктов в экстремальных условиях //Технологические ас-

пекты комплексной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве экологически безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения /Научн. - практ. конф. - Углич, 2002. - С. 556 - 559.

29.Бурмистров Г.П., Шальнова Н.Д., Кузнецова НА Состояние и перспективы совершенствования питания раненых и пораженных в полевых медицинских учреждениях //Технологические аспекты комплексной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве экологически безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения /Научн. -практ. конф. - Углич, 2002. - С.78 - 81.

30.Добровольский В.Ф., Шальнова Н.Д., Гурова Л.А. Альтернативные варианты обеспечения продуктами питания космонавтов //Технологические аспекты комплексной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве экологически безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения /Научн. - практ. конф. - Углич, 2002. - С. 159-162.

31 .Кузнецова Н.А., Шальнова Н.Д., Пушко Р.С. и др. Лечебно — профилактические продукты питания на основе концентрата молочного белка //Технологические аспекты комплексной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве экологически безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения /Научн. - практ. конф. - Углич, 2002. -С.273- 276.

32.Шальнова Н.Д. Воздействие препарата МОС (минералорганический субстрат) на организм в пострадиационный период //Вопросы обеспечения санэпидблагополучия населения в центральных регионах России /Научные труды ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана. - Воронеж. - 2002. - вып. 6. - С. 683 -688.

33.Шальнова Н.Д. Медико - биологические требования и проблемы создания профилактических продуктов для космонавтов //Вопросы обеспечения санэпидблагополучия населения в центральных регионах России /Научные труды ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана. - Воронеж. - 2002. - вып. 6. - С. 688 -

34.Квасенков О.И., Добровольский В.Ф., Шальнова Н.Д. Способ производства мясоовощных консервов / Патент РФ. - № 2188553. - 10.10.2002.

35.Добровольский В.Ф., Квасенков О.И.,., Шальнова Н.Д. Способ приготовления плодово - ягодного десерта /Патент РФ.-№2185747.-27.07.2002.

36.Добровольский В. Ф., Квасенков О.И., Шальнова Н.Д. Способ приготовления пищевого продукта из сухофруктов /Патент РФ. - № 2181950. -10.05.2002.

37.Квасенков О.И., Добровольский В.Ф., Шальнова Н.Д. Способ производства плодово - ягодного десерта /Патент РФ. - № 2182802. - 27.05.2002.

38.Шальнова Н.Д. Проблемы использования лечебно - профилактических продуктов в экстремальных условиях //Хранение и переработка сельхоз-сырья.- 2002.- № 8. - С. 22 - 24.

39.Шальнова Н.Д. Клинические исследования раненых с повреждением костной системы при лечебно - профилактическом питании //Гений ортопе-дии.-2002.-№3.-С. 87-91.

40.Шальнова Н.Д. Влияние лечебно - профилактического продукта «Остео-форте» на организм раненых с повреждением костной системы //Гигиена окружающей среды и охрана здоровья населения южных регионов России. - Махачкала, 2002. - С. 500 - 504.

41.Шальнова Н.Д. Гигиеническое изучение пищевого статуса раненых на фоне использования лечебно — профилактического продукта //Гигиена окружающей среды и охрана здоровья населения южных регионов России. -Махачкала, 2002. - С.505 - 507.

42.Шальнова Н.Д. Требования к продуктам, предназначенным для использования в экстремальных условиях //Вестник РАСХН.-2003.-№1.-С.26-27.

43.Добровольский В.Ф., Шальнова Н.Д., Гурова Л.А. Перспективные направления расширения ассортимента продуктов и рационов питания космонавтов и астронавтов //Пищевая промышленность - 2003. -№ 3. - С. 28

44.Шальнова Н.Д. Проблемы использования лечебно - профилактических продуктов в экстремальных условиях // Проблемы техногенного воздействия на агропромышленный комплекс и реабилитация загрязненных территорий / Сб. мат. научн. сессии РАСХН. - М., 2003. - С. 525 - 529.

45.Шальнова Н.Д. Система оптимизации питания с помощью профилактических и специализированных продуктов // Пища. Экология. Человек / Мат. 5-й междунар. научн. - технич. конф. - М., 2003. - С. 56 - 57.

46.Добровольский В.Ф., Шальнова Н.Д., Акиньшина Г.Г. Оценка рационов питания при проведении тренировочного питания и в реальных условиях космического полета // Наукоемкие и конкурентоспособные технологии продуктов питания со специальными свойствами / Научн. — практ. конф. — Углич. - 2003. - С. 120 - 123.

47.Добровольский В.Ф., Шальнова Н.Д., Гурова Л.А. Научное исследование вопроса о создании перспективного рациона питания для длительных (межпланетных) полетов // Наукоемкие и конкурентоспособные технологии продуктов питания со специальными свойствами /Научн.-практ. конф.-Углич.-2003.-С. 123-126.

48.Добровольский В.Ф., Шальнова Н.Д. Приоритетные направления научных исследований по производству пищевых концентратов и продуктов специального назначения //Хранение и переработка сельхозсырья. - 2003. - № 8. -С. 8-10.

49.Бурмистров Г.П., Козлова Г.Г., Шальнова Н.Д. и др. Пищевые концентраты радиозащитного действия на основе минеральноорганического субстрата «ленкин» //Хранение и переработка сельхозсырья.- 2003.- № 10. - С. 49-51.

50.Добровольский В.Ф., Шальнова Н.Д., Акиньшина Г.Г. и др. Продукты для экипажей международной космической станции // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2003. - № 11. - С. 77 - 78.

Отпечатано с готового оригинала

Лицензия ПД № 00326 от 14.02.2000 г. Подписано к печати 2 OHt Формат 60x88/16 Бумага 80 г/м2 "Снегурочка" Ризография Объем Srf-A-_Тираж 100 экз._Заказ №._

чв

Издательство Московского государственного университета леса. 141005. Мытищи-5, Московская обл., 1-я Институтская, 1, МГУЛ. Телефоны: (095) 588-57-62, 588-53-48, 588-54-15. Факс: 588-51-09. E-mail: izdat@mgul.ac.ru

L

176

РНБ Русский фонд

2004-4 27571

Актуальность проблемы.

В процессе развития общества изменяется характер сферы обитания человека, с прогрессом науки осваиваются новые виды современной техники и технологии, возникают новые взаимодействия между народами, расширяются масштабы познания, в том числе возможности изучения и освоения Земли, ее тайн и окружающего пространства. При этом могут возникнуть ситуации, которые нарушают нормальные, обычные условия жизни и деятельности людей, и, как следствие, возникает угроза их жизни и здоровью. Эти условия называют экстремальными.

Экстремальные факторы - это условия среды обитания, неадекватные врожденным и приобретенным свойствам организма, их воздействие может приводить к тому, что человек в новых условиях нередко испытывает неблагоприятное влияние на самочувствие, здоровье и работоспособность /175, 205 /.

Такие экстремальные факторы как космические условия обитания, военно - боевые факторы воздействия, особенно с поражением костной системы, а также воздействие повышенной радиоактивности требуют пристального внимания со стороны науки и всестороннего исследования. Для улучшения условий обитания весьма актуальным является поиск пути защиты организма людей от негативного влияния окружающей среды.

Особое значение в условиях экстремальной деятельности приобретают полноценные продукты питания, имеющие повышенную пищевую и биологическую ценность, а также - профилактические свойства. Использование таких продуктов в экстремальных условиях помогает предупреждать развитие неблагоприятных сдвигов в организме человека, а в ряде случаев способствует лечению уже выявленных патологических изменений под влиянием неблагоприятной окружающей среды / 12, 153, 213,224/.

Совершенно очевидно, что вопросу обеспечения населения специальными профилактическими продуктами в условиях воздействия экстремальных факторов необходимо уделять особое внимание.

В настоящее время во всем мире велик интерес к оздоровительным продуктам. Это обусловлено тем, что лечение и оздоровление с помощью продуктов питания является наиболее естественной и реальной возможностью сохранения здоровья человека. Так, за рубежом создана специальная индустрия тач ких продуктов - Health food. В некоторых странах выделяют государственные дотации на обогащение продуктов питания витаминами, микроэлементами. В Японии, например, активное изучение про- и пребиотиков началось в начале 80-х годов, и тот факт, что сейчас страна занимает первое место в мире по продолжительности жизни, специалисты связывают именно с широким использованием профилактических продуктов/151/.

Концепция государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации рассматривает развитие производства продуктов питания, обогащенных незаменимыми пищевыми веществами, в качестве важнейшей и первоочередной меры, от которой решающим образом зависит улучшение питания населения /146, 154, 228, 264/.

В соответствии с положениями «Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005 г», утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации (№ 917 от 10.08.1998 г) питание должно не только удовлетворять потребности человеческого организма в пищевых веществах и энергии, но и выполнять профилактическую роль, способствуя адаптации человека к неблагоприятным условиям окружающей сред. Поэтому развитие производства функциональных продуктов питания и их применение является важнейшей мерой, от которой решающим образом зависит улучшение здоровья населения /82, 153, 155, 213, 267/.

Исследованиями Богатырева А.И., Большакова О.В., Измерова Н. Ф. и др., 1997, Покровского В.Й., 1999, Тутельяна В.А., 2003, Майдана В.А., 2003 и других показано, что в ряде экстремальных условий важную роль приобретают продукты питания, имеющие профилактические свойства, использование которых помогает предупреждать развитие неблагоприятных сдвигов в организме, а иногда способствует уменьшению уже выявленных патологических изменений под влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды.

Созданный ассортимент профилактических и специализированных продуктов направленного действия, с помощью которого может быть осуществлена целевая коррекция рационов, обогащает питание высокоценными продуктами, способствующими сохранению здоровья и защитных свойств организма в экстремальных условиях /77, 127 153, 224/.

Исходя из этих предпосылок вопрос обеспечения населения профилактическими и специализированными' функциональными продуктами в условиях воздействия экстремальных факторов является актуальным и требует особого внимания. В то же время влияние на организм человека профилактических и специализированных продуктов питания, предназначенных для использования в экстремальных условиях космического полета, воздействия военно - боевых факторов, особенно с поражением костной системы, а также повышенной радиоактивности, с гигиенических позиций изучено недостаточно.

В связи с этим гигиеническая оценка продуктов, предназначенных для питания в экстремальных условиях, и создание концептуальной модели эффективной гигиенической системы оптимизации питания в этих условиях представляется весьма актуальным и позволит научно обосновано использовать профилактические и специализированные продукты для повышения работоспособности и здоровья людей, обитающих в необычных экстремальных условиях.

Настоящие исследования проведены в соответствии с планами Федеральной космической программы (1990 - 2000 гг.), планом НИР Центрального продовольственного управления Министерства Обороны РФ (утв.: Начальником тыла ВС - Заместителем Министра обороны РФ от 12.03.1999 г.) по теме «Разработка научно обоснованной системы питания раненых и пораженных с повреждением костной системы» и программами Российской академии сельскохозяйственных наук на 1990 - 2002 гг. (утв.: Заместителем Председателя Правительства РФ - Министром сельского хозяйства РФ).

Цель работы.

Научное обоснование эффективной гигиенической системы оптимизации питания с использованием профилактических и специализированных продуктов, предназначенных для экстремальйых условий обитания.

Задачи исследования.

1. Разработать медико - биологические требования к специализированным продуктам, обладающим целенаправленными профилактическими и функциональными свойствами и предназначенным для питания в экстремальных условиях космического полета и раненых с повреждением костной системы.

2. Дать физиолого - гигиеническую оценку профилактическим продуктам, предназначенным для питания космонавтов.

3. Определить эффективность воздействия на течение метаболических процессов специально разработанного продукта «Остеофорте», предназначенного для питания раненых с повреждением костной системы.

4. Оценить профилактическое и радиопротекторное действие биологически активных добавок к пище на основе минералорганического соединения на организм животных при поражении радиацией.

5. Научно обосновать концептуальную модель эффективной гигиенической системы оптимизации питания с помощью профилактических и специализированных продуктов, обладающих целенаправленными свойствами, для использования их в экстремальных условиях.

Научная новизна и теоретическая значимость работы.

Впервые с гигиенических позиций рассмотрен комплекс воздействия экстремальных факторов на организм человека для предотвращения их негативного влияния с помощью профилактических, специализированных продуктов питания и биологически активных добавок к пище.

Разработаны медико - биологические требования к пищевым продуктам, предотвращающим или снижающим неблагоприятные сдвиги, возникающие в организме при действии экстремальных факторов.

На основе медико - биологических требований впервые созданы профилактические и специализированные пищевые продукты, предназначенные для питания в экстремальных условиях.

Научно обоснована необходимость применения профилактических продуктов для питания космонавтов, проведены медико - биологические и гигиенические исследования метаболических процессов, происходящих в организме космонавтов, получающих эти продукты.

Впервые выявлены закономерности и взаимосвязи между течением метаболических процессов в организме раненых с поражением костной системы и использованием в питании с целью оптимизации репаративных процессов специализированных продуктов. Дана гигиеническая оценка специализированных продуктов "Остеофорте" при использовании их в питании раненых с повреждением костной системы.

Доказана возможность эффективной коррекции течения метаболических и репаративных процессов в организме раненых с повреждением костной системы при использовании в питании специализированных продуктов. Теоретически и экспериментально обоснованы условия применения специализированных продуктов для раненых с повреждением костной системы.

На основании научного анализа и экспериментальных исследований впервые разработана эффективная система использования биологически активных добавок на основе минералорганических соединений, предназначенных для усиления адаптивных процессов организма к экстремальным условиям повышенной радиации.

Разработана концептуальная гигиеническая модель научно обоснованной эффективной системы оптимизации питания в экстремальных условиях с использованием продуктов профилактического и специализированного назначения.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Научные подходы к обоснованию медико - биологических требований 1 к профилактическим и специализированным продуктам, предназначенным для питания в экстремальных условиях.

2. Эффективность действия профилактических и специализированных продуктов, предназначенных для питания в экстремальных условиях, основанная на результатах физиолого - гигиенических и экспериментальных исследований.

3. Концептуальная гигиеническая модель оптимизации питания с использованием профилактических и специализированных продуктов, предназначенных для экстремальных условий.

Практическая значимость работы.

Разработана и внедрена научно обоснованная система питания с использованием 40 новых профилактических продуктов для экипажей космических кораблей и орбитальных станций. Продукты питания космонавтов выпускаются на Бирюлевском экспериментальном заводе (г. Москва).

Специализированные продукты "Остеофорте" рекомендованы для войсковых испытаний, которые проведены в районах боевых действий, и в настоящее время включены в план практической реализации системы питания.

Биологически активные добавки к пище на основе минералорганических соединений выпускаются на ООО Hi 111 «Каньон» (г. Москва) и рекомендованы для использования в условиях повышенной радиации (справка Россельхозака-демии РФ о внедрении 07 - 21/63 от 17.02.2003 г.).

По результатам работы подготовлен ряд нормативно - методических, организационно - распорядительных и информационных документов различного уровня:

- Методические указания «Общие технические требования к разработке, производству и испытанию продуктов для комплектации рационов питания космонавтов» (утв.: Директором ГПУ НИИ ПП и СПТ, 2002);

- Методические рекомендации «Методика оценки вкусовых запросов космонавтов и индивидуальной переносимости бортовых продуктов питания применительно к длительным космическим полетам» (утв.: Начальником РГ НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина, 2000);

- Методические рекомендации «Положение о микробиологических требованиях к качеству и разработке пищевых продуктов для космонавтов» (утв.: руководителем Федерального управления медико - биологических и экстремальных проблем, 2001);

- Методические рекомендации «Научно - технические предложения по внедрению современных технологий производства новых видов продуктов для совершенствования рационов питания экипажей пилотируемых космических комплексов» (утв.: директором ГНУ НИИ ПП и СПТ, 2000);

- Аналитический обзор «Гигиенические проблемы питания человека в экстремальных условиях» (утв.: секцией «Гигиена» УС МЗ РФ; протокол № 4 от 15.05.2003 г);

- Приказ начальника Тыла Вооруженных Сил РФ - заместителя Министра обороны РФ «О проведении войсковых испытаний специализированных продуктов, предназначенных для питания больных с повреждениями костной системы» (№ 71 от 02.08. 2002 г.);

- Приказ начальника 1602 окружного военного клинического госпиталя Северо - Кавказского военного округа «О проведении войсковых испытаний специализированных продуктов, предназначенных для питания больных с повреждениями костной системы» (№ 288 от 11.11.2002 г.);

- Акт войсковых испытаний специализированных продуктов, предназначенных для питания больных с повреждениями костной системы (утв.: Начальником ГВМУ Минобороны РФ и Начальником ЦПУ МО РФ, 2002);

- План практической реализации системы питания с использованием «Остео-форте» (утв.: Начальником ЦПУ МО РФ и Начальником ГВМУ МО РФ 31.03.2003 г.);

- Постановление администрации г. Брянска «О согласовании ассортиментного перечня продукции для производства и реализации в предприятиях общественного питания» (№ 200 от 16.02.2000 г.);

- Постановление Главного государственного санитарного врача по Брянской области «О реализации на территории области Концепции государственной политики в области здорового питания» (№ 7 от 03.08.2000 г.);

- Технические условия (ТУ 9199 - 406 - 04605473 - 00 «Концентраты пищевые. Обеденные блюда сублимационной сушки специального назначения»; ТУ 9223 - 401 - 04605473 - 00 «Продукт сухой «Остеофорте» специализированный»; ТУ 9194 - 402 - 04605473 - 00 «Концентраты пищевые. Каша овсяная с фруктовыми добавками»; ТУ 9197 - 420 - 04605472 - 01 «Биологически активная добавка к пище «концентрат МОС ленкин»; Изменение № 1 к ТУ 9199 - 304 - 04605473 - 98 «Продукты сублимационной сушки. Первые, вторые обеденные и десертные блюда специального назначения»);

- Технологические инструкции (ТИ 10.04.18.184.99 по производству мясных консервов «Мясо в желе»; Изменение № 1 к ТИ 10.04.18.119 - 94 «Продукты сублимационной сушки и сухие напитки на основе чая спецназначения»);

- 7 патентов Российской Федерации.

Результаты исследований включены в учебно - педагогический процесс кафедры пищевой инженерии ГОУ ВПО Технического Университета г. Смоленска (справка № 02 - 612/01 от 10.12.2002 г.), используются в практической деятельности Центра Госсанэпиднадзора в Брянской области (акт о внедрении № 424 от 04.04.2003 г.), Департамента потребительского рынка товаров и услуг Министерства экономики, торговли, международных и внешнеэкономических связей Ростовской области (акт внедрения №12.1.1.-131 от 21.03.2003 г.),

Управления потребительского рынка администрации г. Липецка (справка о внедрении № 08-13—204 от 22.04.2003 г.), Военно - медицинского управления Федеральной Пограничной службы РФ (справка № 18/2 - 1/1124 от 16.06.2003 г.).

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международных и отечественных конференциях, симпозиумах и семинарах в том числе: на международной конференции «Космическая биология и авиаци-онно - космическая медицина - продукты профилактической направленности для питания космонавтов» (Москва, 1998 г.); научно - практической конференции «Современные технологии пищевых продуктов нового поколения и их реализация на предприятиях АПК» (г. Углич, 2000); 6 -й всероссийской конференции «Здоровое питание: воспитание, образование, реклама» (Москва, 2001); на 4-й международной научно - технической конференции «Пища. Экология. Человек» (Москва, 2001); научно - практической конференции «Проблемы глубокой переработки сельскохозяйственного сырья и экологической безопасности в производстве продуктов питания XXI века» (г. Углич, 2001); всероссийской конференции «Биологически активные добавки к пище - проблемы рынка» (Москва, 2001), международной конференции «Продовольственная безопасность России» (Москва, 2002); научной сессии Россельхозакадемии «Проблемы техногенного воздействия на агропромышленный комплекс и реабилитации загрязненных территорий» (Москва, 2002); научно - практических конференциях «Технологические аспекты комплексной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве экологически безопасных пищевых продуктов общего и специального назначения» (г. Углич, 2002, 2003); научно - практической конференции «Вопросы обеспечения санэпидблагополучия населения в Центральных регионах России» (г. Воронеж, 2002), научно - практической конференции «Основные направления обеспечения гигиенической безопасности населения регионов России» (г. Самара, 2002).

Апробация диссертации проведена на межотдельческой научной конференции Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана Минздрава России 12 марта 2003 г.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 50 работ, в том числе 21 — в центральной печати.

выводы

1. Медико - биологические требования к профилактическому питанию космонавтов предусматривают использование легкоусвояемых углеводно -белковых продуктов, обогащенных биологически активными веществами для адаптационного и завершающего периодов полета; легкоусвояемых белково липидных продуктов с минимальным содержанием балластных веществ для работы в открытом космосе; высокоэнергетических продуктов для работы на борту космического корабля или орбитальной станции; углеводных продуктов с повышенным содержанием пищевых волокон; напитков и соков на основе плодоовощного сырья с тонизирующими, антистрессовыми, адаптагенными и другими добавками, в том числе с повышенным содержанием витаминов или минеральных веществ.

2. С целью стимулирования репаративных процессов в костной системе и повышения общей резистентности организма специализированные продукты, предназначенные для питания раненых с повреждением костной ткани, согласно медико - биологическим требованиям должны содержать источники легкоусвояемого белка, необходимые минеральные элементы, витамины, биологически активные вещества, обладающие тонизирующими, антиоксидантными, иммуностимулирующими и антистрессовыми свойствами.

3. Гигиеническая оценка питания космонавтов, включающего продукты профилактической направленности, показала эффективность их применения, проявляющуюся в достаточно стабильном сохранении массы тела космонавтов (у 65%), работоспособности, аппетита. Значительная часть показателей биохимических исследований (84%) находилась в пределах физиологической нормы несмотря на повышенные нагрузки и внештатные ситуации на космическом объекте: триглицериды 0,8 - 2,15 ммоль/л, холестерин 2,59 - 6,11 ммоль/л, глюкоза 4,43 - 6,05 ммоль/л, креатинин 51,0—158 мкмоль/л, мочевина 6,2 - 9,93 мкмоль/л, мочевая кислота 236 — 381 мкмоль/л, билирубин 8,55 - 20,4 мкмоль/л, АЛТ 11, 4 '— 58,4 МЕ/л, ACT 20,1 - 34,8 МЕ/л, у глютамилтрансфераза 5,0 — 30,8 МЕ/л, креатининкиназа 24,4 — 105 МЕ/л, амилаза 60 - 185 МЕ/л.

4. Результаты изучения динамики показателей, характеризующих метаболические процессы в организме раненых на фоне использования продукта «Остеофорте», свидетельствуют о положительном его влиянии, что проявлялось повышеним уровня общего белка на 11,6 - 12,7% (в контроле —

- 3,4%), глобулинов - на 22,1 - 16,0% (в контроле - 9,0%); в статистически 1 достоверном увеличении уровня триглицеридов в 1-й группе - на 12,0%, во 2-й - 11,5% (в контроле - 4,8%); повышении содержания минеральных веществ в сыворотке крови: кальция на 12,0 - 12,3% (в контроле - 2,9%), фосфора - на 33,3 -24,0% (в контроле -13,0%), калия - на 14,3 - 26,8% (в контроле - 23,0%).

5. На фоне использования в питании специализированного продукта «Остеофорте» у раненых выявлено снижение количества лейкоцитов в крови опытных групп на 8 - 9% (в контроле увеличение на 3,8%; отмечена положительная динамика абсолютного количества лимфоцитов в крови по сравнению с исходными данными в 1-й опытной группе на 7,7%, во 2-й опытной группе - 9,2% (контроль - 2,4%); установлен прирост активности АЛТ и ACT в 1-й опытной группе по сравнению с фоном на 41% и 52%, во 2-й опытной группе - 45% и 28%, в контроле — 3,8 и 17,1% соответственно; увеличение активности щелочной фосфатазы: в 1-й группе с 125,3 до 259,5 МЕ/л, во 2-й группе с 100,1 до 273, 5 МЕ/л, в контроле - с 102,6 до 108,4 МЕ/л.

6. Установлено профилактическое действие концентрата МОС и его производных при их применении в течение 10 суток до облучения (гибель подопытных животных 48% против 72% в контроле) и радиопротекторное действие на облученных животных, гибель которых снижалась по сравнению с контролем в 4,4 раза. Коэффициент вероятности защиты от радиационного воздействия составляет при введении концентрата МОС - 0,7, витагема - 0,9.

7. Научно обоснована концептуальная гигиеническая модель оптимизации питания населения, базирующаяся на использовании профилактических и специализированных продуктов, предназначенных для экстремальных условий и эффективность которых подтверждена в эксперименте. 1