Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Роль комплексных соединений металлов в становлении металло-лигандного гомеостаза и донозологической диагностике

"*> г* г- Г.

Г I ^ ' и

На правах рукописи

1 О Р'^ к •

ЛАЗУРИНА ЛЮДМИЛА ПЕТРОВНА

РОЛЬ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

МЕТАЛЛОВ В СТАНОВЛЕНИИ МЕТАЛЛО-ЛИГАНДНОГО ГОМЕОСТАЗА И ДОНОЗОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ

14.00.07 — Гигиена

14.00.16 — Патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва — 1995

Работа выполнена в Московской медицинской академии им. И. М. Сеченова

Научные консультанты:

академик РАМН, доктор медицинских наук, профессор А. И. Потапов

доктор биологических наук Т. В. Юдина

доктор биологических наук, профессор Н. И. Калетина

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Н. В. Гуляева

доктор медицинских наук, профессор Р. А. Рязанова

доктор медицинских наук, профессор А. В. Рощин

Ведущая организация:

Российский государственный медицинский университет им. Н. И. Пирогова

Защита состоится « / » ЙОе^/Ик^АЛ 1996 г. в час. Н<

заседании специализированного совета Д.084.05.01. при Московском орден.

Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте гигиены им

Ф. Ф. Эрисмана (141000, г. Мытищи, Московской обл., ул. Семашко, 2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Московского НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана.

Автореферат разослан « » _1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор медицинских наук,

профессор А. А. Комарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время в решении вопроса биологической опасности загрязнений окружающей среды большая роль отводится гигиеническим исследованиям, связанным с оценкой степени воздействия на организм соединений металлов, возникновением отклонений в состоянии здоровья населения и разработкой системы лечебно-профилактических и оздоровительных мероприятий.

Реализация комплекса медико-социальных проблем направлена на повышение трудового потенциала страны - укрепление здоровья, снижение заболеваемости и сохранение активного долголетия (Б.Т. Величковский, 1986; А.И. Потапов, 1991; с соавт., P.A. Рязанова, 1991; Т.В. Юдина, 1992; P.C. Гильденскиольд, 1993-1995; Г.М. Трухина, 1993).

Актуальной проблемой до настоящего времени остается необходимость обоснования и разработки эффективных методических приемов, позволяющих обеспечить проведение на высоком уровне гигиенического биомониторннга микроэлементов, экспериментальных и натурных исследований.

В последние годы накоплен экспериментальный материал о миграции химических элементов по различным биохимическим цепочкам, уровням всасывания, распределения, кинетики накопления и выделения их из организма,органов и тканей.

Сегодня уже со всей определенностью можно сказать, что микроэлементы - компоненты закономерно существующей очень древней и сложной физиологической системы, участвующей в регулировании жизненных функций организмов на всех стадиях развития (Авцын А.П. и др., 1991).

Количество клинических и экспериментальных работ, посвященных тем или иным аспектам изучения микроэлементов, велико (Г.А. Бабенко, 1965, 1971; М.Г. Коломийцева и Р.Д. Габович, 1970; JI.P. Ноздрюхина, 1977, 1985; А.И. Венчиков, 1978; В.М. Карлинский, 1979; A.A. Жаворонков, 1980). I Достаточно отражено в современной литературе прогностическое значение низких уровней тяжелых металлов в микроэлементном статусе организма в норме и при патологии. В этнологии, патогенезе и лечении многих заболеваний существенную роль играет нарушение баланса микроэлементов, однако эти сведения весьма разрозненны, получены с использованием нсстацдартизопаниых методов исследования.

Поэтому результаты исследований могут сравниваться лишь по общей направленности сдвигов в макроэлементом обмене. Кроме того, недостатком большинства работ является исследование лишь абсолютных уровней микроэлементов без учета тесной сопряженности металлов в метаболических процессах.

Мало изученной остается прогностическая роль в гомеостазе организма соотношений металлов, близких по химическим свойствам, обладающих переменной валентностью и одновременно являющихся частыми загрязнителями воздушной среды, нарушение которых вначале приводит к срыву адаптационных процессов, а в последующем к глубоким изменениям в организме. Обмен, циркуляция, депонирование ионов металлов в организме объясняется прежде всего их способностью участвовать в многочисленных процессах комплексообразования с нуклеиновыми кислотами, углеводами, аминокислотами, пептидами, белками,витаминами,гормонами.

В связи с этим именно показатели меняющейся динамики соотношений элементов могут быть научной основой доя создания новых способов донозологическон диагностики, позволяющих обеспечить проведение гигиенического биомониторинга, развития перспективного направления по исследованию микроэлементного статуса организма, в особенности лечебно-профилактических и оздоровительных мероприятий,

направленных на снижение заболеваемости и сохранения здоровья населения.

Оправданно возрос интерес к исследованию роли и функций металлов и биолигандов в важнейших процессах, протекающих в живом организме, к выявлению особенностей применения их для коррекции различных патологических состояний, связанных с нарушением эндогенного метаболизма биосубстратов.

Возможность создания на основе координационных соединений металлов новых высокоэффективных препаратов для лечебно-профилактических целей вытекает из рада принципиальных отличий в специфических свойствах, наблюдаемых между биокомплексами и их исходными компонентами. Биометаллы в составе неорганических солей проявляют относительно низкую биоактивность, обладая при этом довольно выраженной токсичностью. В то же время высокая специфическая активность как металл-иона, так н лигавда проявляется в их координационных соединениях, т.е. п тех формах существования, которые являются наиболее приближенными к их состоянию в живом организме.

Важной особенностью комплексообразования является появление новых свойств у целевых продуктов. Возможность селективного изменения природы составных частей комплексных соединений позволяет выявить закономерности взаимосвязи типа состав-структура-биосвойства и является основной в разработке путей направленного синтеза биокомплексов с заданной специфической активностью.

В последние годы повысился интерес к наиболее рациональному использованию известных лечебно-профилактических средств, а также к возможности их химической модификации, в том числе, к созданию комплексных соединений с металлами (Азизов М.А., 1969; Цинцадзе Г.В., 1985: Крисс Е.В.. 1986; Калетина Н.И., 1988, 1991; Юнусходжаев А.Н., 1988; Дусматов А.Ф., 1990), которые обладают большей биологической активностью по сравнению с исходными лигандами и широким спектром действия.

Таким образом, одним из путей альтернативного решения поиска новых синтетических биологически активных соединений для целей коррекции нарушения содержания эссенциальных металлов, дефицит которых достоверно установлен при патологических процессах, остается до настоящего времени необходимость в целенаправленном синтезе новых эффективных н малотоксичных лечебно-профилактических препаратов, позволяющих снижать заболеваемость. В качестве лигандов были выбраны лекарственные препараты (метронидазол (5-нитроимидазол) и производное адамантана), а в качестве металлов - комплексообразователей - медь, цинк, кобальт, железо, марганец, молибден, нарушение баланса которых часто сопровождает течение патологических процессов.

Настоящая работа выполнена в соответствии с планом научных работ кафедры аналитической химии Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова по проблеме "Фармация" N 10.06. "Разработка способов получения и анализа лекарственных средств на основе новых биологически активных координационных соединений переходных металлов".

1 [ель и задачи исследований.

Целью работы является обоснование методов донозологической диагностики мнкроэлементного статуса в неинвазивном биоматериале и нового подхода к коррекции ыеталло-лигандного гомеостаза координационными соединениями металлов.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие взаимосвязанные задачи:

1. Дать оценку изменений коэффициентов соотношений и установить вероятностно-нормальный диапазон, дополняющий понятие "региональная норма".

2. Разработать способы донозологической диагностики для установления вероятностных изменении и состоянии здоровья населения и обоснования необходимости осуществления оздоровительных мероприятий.

3. Выявить вероятностно-нормальные уровни металлов и изменения их содержания в биообъектах при моделировании патологических процессов (инфицированная рана, острый деструктивны» панкреатит, механическая желтуха).

4. Научно обосновать возможность коррекции металло-лнгандного юмеостаза координационными соединениями металлов изучаемых патологических процессов, предварительно установив биологическую активность сннтез1фованных биокомнлексов цинка, кобальта, железа, меди с метронидазолом и производным адамаптана.

5. Изучить реактивные изменения в тканях и органах при введении нового биокомплекса цинка с метронидазолом на фоне моделируемых патологических процессов и рекомендовать на их основе лечебно-профилактические мероприятия.

Научная новизна и теоретическая значимость работы определяется:

1. Выявлением закономерностей и прогностической роли соотношений металлов в определении степени реактивности органшма прг нарушении металло-лнгандного гомеостаза.

2. Установленной возможностью коррекции эндоэкологии организма новыми координационными соединениями металлов на животных пр> моделировании некоторых патологических состояний (инфицированная рана, острый деструктивный панкреатит, механическая желтуха).

3. Впервые синтезированными и изученной специфическо» активностью 7-ми новых координационных соединений металлов с метро нидазолом и производным адамантана.

4. Изученными реактивными изменениями в органах и тканях пр! введении нового координационного соединения цинка (П) с метрони дазолом на фоне моделированных патологических процессов.

5. Предложенным способом дифференциальной диагностики желтух базирующемся на изменениях в крови количественных параметров кобальт; и молибдена.

6. Установленными вероятностно-нормальными диапазонами соотношений элементов инвазивных и неинвазивных биосубстратов, дополняющих понятие "норма" в гигиенических исследованиях.

7. Созданием способов неинвазивной донозологнческой диагностики, направленной на оптимизацию гигиенического прогноза состояния здоровья жителей Курского региона.

Практическая значимость работы.

Материалы использованы для разработки документов Российского и регионального уровня, внедрены в практику здравоохранения и научные исследования лабораториями и кафедрами медвузов.

1. Сульфат тетра-[1-(^1-оксиэтил)-2-метил-5-нитроимидазол) цинка (П) 1идрат, проявляющий бактериостатическую активность. Патент N 4918648, 1995;

2. Сульфат дн[1-(£-оксиэтил)-2-метил-5-нитроимидазол) кобальта (П) лигидрат, проявляющий бактериостатическую активность. Патент N 1822562, 1992;

3. Комплексы Тп (П), Со (П). Си (П), Ре (П), Ре ШЛ с Ы-П-Адамантил-2-гндроксн-4-оксо-4(п-толил-кротонамндом), обладающие биологической активностью. Пол. рещ. по заявке N 93-012968104. 1993.

4. Разрешение НПО "Косметология" на применение координационного соединения цшпса (П) с метронндазолом в дерматологии, косметологии и др.

5. Лечебно-профилактические рекомендации по снижению заболе-паемости при воспалительных процессах.

6. Использование в лекционном материале и лабораторно-практических занятиях на кафедрах ММА им. И.М. Сеченова, Курского государственного медицинского университета.

Апробация результатов работы.

Материалы исследований доложены и обсуждены на межпроблемной научной конференции института МНИИГ им. Ф.Ф. Эрисмана (Москва, 1995 г.), на конференции "Экология окружающей среды (Ташкент, 1990), Всероссийской конференции "Влияние антропогенных факторов на морфогенез и структурные преобразования органов" (Астрахань, 1991), Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы химиотерапии бактериальных инфекций" (Москва, 1991), XI съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Смоленск, 1992) , ХУ Менделеевском съезде по общей н прикладной химии (Минск, 1993), Международной конференции "Хирургия хронического панкреатита и опухолей поджелудочной железы" (Москва,

1993), Международной конференции "Рапа и раневая инфекция" (Москва, 1993), Межрегиональной конференции хирургов "Механическая желтуха" (Москва, 1993), конференции морфологов, иммунологов и клиницистов Черноземья (Курск, 1995), II Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство" (Москва, 1995).

На защиту выносятся следующие положения:

1.1 Оценка вероятностных изменений микроэлементного статуса организма по динамическим количественным показателям соотношений металлов в шшазнвном и неннвазивпом биологическом материале для целей прогноза роли металлов в донозологической диагностике и лечебно-профилактических мероприятиях.

2. В систему донозологической диагностики при изучении изменения микроэлементного обмена в организме могут быть включены разделы по выбору диагностического неинвазишюго и инвазивного биосубстрата, прогностической оценке показателей по диапазонам вероятностных нормальных уровней соотношении металлов, дальнейшему прогнозу здоровья изучаемых контингент»» населения и обоснования лечебно-профилактических мероприятий.

3. Синтез и специфическая активность новых координационных соединений металлов и их влияние на реактивные изменения в органах при моделировании патологических состоянии.

4. Методический прием коррекции внутренней среды организма новыми координационными соединениями металлов при моделировании некоторых патологических состояний (острый деструктивный панкреатит, инфицированная рана, механическая желтуха) может рассматриваться как дополнительное направление в гигиенической науке при обосновании осуществления необходимых лечебно-профилактических мероприятий.

Публикации по теме диссертации:

Опубликовано 33 научных сгагьн. получено 3 патента России на изобретения.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит in введения, 6 глав, обсуждения и выводов, списка используемых источников.

Объем диссертации 378стр, содержит 47 таблиц (И ВТ- в приложении), рисунка, (и 5 п приложении). Список литературы включает^источников, из которых 559 отечественных wtfï зарубежных работ.

Объекты и методы исследовании.

В качестве объектов исследовании использованы органы лабораторных животных, образцы цельной крови, волосы отобранных групп населения.

Для решения поставленных задач применен комплекс современных физико-химических, биохимических, биофизических, гистологических и математических методов, обеспечивающих реализацию экспериментальных исследований.

Оценка микроэлементного состава биологического материала базировалась на определении 28-ми элементов в каждой пробе с помощью атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой на плазменном спектрометре ICAP-9000.

На основе установленных корреляционных зависимостях расчитаны коэффициенты соотношений определяемых элементов в крови и органов животных при моделировании острого деструктивного панкреатита, инфицированной раны, механической желтухи.

Основой методического подхода была разработка синтеза новых координационных соединений металлов с последующим изучением их биологической активности in vitro п in vivo по стандартным методикам, а также изучение возможности применения их для коррекции нарушении микроэлементного обмена при изучаемых патологических процессах.

В экспериментах по установлению вероятностно-нормальных диапазонов соотношении элементов в неинвазивном биосубстрате (волосы) жителей Курского региона, дополняющих понятие "региональная норма" обследовано 575 человек.

Обследуемые группы составили: мальчики и девочки 3-7 лет, юноши и девушки 13-19 лет, мужчины и женщины 25-50 лет. Полученные данные обработаны с применением математического корреляционного анализа с использованием компьютерной техники.

Объем и направления собственных исследований представлены в таблице I.

Таблица I

Объем и направления выполненных исследований

Вид и методы исследований Количество проб ' i Объем исследований

1. Элементометрия бноматериалов 575 - волосы 990 - кровь 1725 2970

990 - органы лабораторных животных 3960

2. Разработка синтеза координационных соединений с металлами 290 1450

3. Исследование биологической активности 398 - лабораторные животные 398

4. Исследование биохимических показателей 265 1325

5. Гистологические исследования 440 2200

Всего: 3948 14028

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

11ро гностическая роль металлов неинвазивпых биологических сред жителей Курского региона в

мнкроэлементиом статусе организма и донозологнческой диагностике

В условиях повышенной техногенной нагрузки на объекты окружающей среды основополагающим является разработка критериев объективной оценки безвредности среды обитания и обеспечения действенного социально-гигиенического мониторинга, методических подходов к определению контингентов с повышенным риском развития заболеваний. а также обоснование дифференцированных лечебно-профилактических мероприятий.

Необходимость контроля уровня металлов в неинвазивных биологических средах, занимающее одно из ведущих мест в раннем выявлении нарушений в организме, на первый план выдвигает разработку новых методических подходов к коррекции металло-лигандного гомеостаза.

Основываясь на подтвержденных литературных сведениях (Т.В. Юдина, 1992. Т.Н. Жук. 1990) о высокой диагностической ценности неинвазивных биосубстратов, были предприняты разработки по выявлению позрастно-половых особенностей содержания элементов в волосах жителей Курского региона, оценке изменений их коэффициентов соотношений и установлению вероятностно-нормальных диапазонов, дополняющих понятие "региональная норма".

Несомненное преимущество применения неинвазивных сред, заключающееся в исключении травмирования и распространения вирусных инфекций, диагностической ценности и их участия в метаболических процессах в организме, позволяет прогнозировать изменения в состоянии здоровья населения на основе совершенствования методов диагностики донозологическнх отклонений от нормы, подтверждающих снижение общей резистентности организма.

По материалам Курского областного центра государственного санитарно-эпидемиологического надзора и городской СЭС, загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами в г. Курске и области относительно низкое в сравнении с другими городами России.

Курская область расположена в Центрально-Черноземном районе РФ, ее территория составляет 29,8 tmc.kd.km. с численностью населения

134?iS00 человек па 01.0J.95 г. Население, прожинающее к городской местности, составляет 56%, а сельской - 44%. Рождаемость в 1994 г. по сравнению с 1987 г. снизилась почти в 2 раза, смертность возросла в 1,4 раза (рис. 1), естественный прирост населения имеет отрицательный баланс. Структурный анализ причины смерти выявил, что на первом ранговом месте - заболевания системы кровообращения (62%), на втором -новообразования (14%), третьем - несчастные случаи и отравления (11%).

Показатели смертности по районам области колеблются от 18,0 в Советском до 28,7 в Льговском районе. Младенческая смертность в 1994 г. увеличилась по сравнению с 1993 г. на 17,1% и составила 19,1 на 1000 родившихся. Причиной негативной тенденции в состоянии здоровья населения является неудовлетворительная санитарно-эпидемиологическая

обстановка в регионе.

Общее количество источников выбросов в области 18650, из них 2230 (11,9%) оборудованы газопылеулавливающими установками. В атмосферном воздухе области отмечены превышения концентраций ПДК по пыли в 22,2% проб, окиси углерода -12,5% проб, сернистому газу - 15.0% проб,

окислам азота -7,2% проб.

Около ста предприятий загрязняют воздух г. Курска, из них 39 наиболее значимы, так как выброс вредных веществ составляет более 100 тонн/год. В целом ежегодно в атмосферный воздух поступает около 60 тысяч тонн загрязнений, в том числе 18 тыс. т от промышленных предприятий и более 40 тыс. т от автотранспорта, что в пересчете на одного

жителя дает нагрузку 30-40 кг.

Выбросы от стационарных источников (АО "Аккумулятор, АО "Агромаш", АО "Электроагрегат", кожевенный завод, АО "Электроаппарат", ПО "Химволокно" и др.) формируют основные компоненты, загрязняющие атмосферный воздух: пыль, оксид углерода, окислы азота, фенол, формальдегид, сернистый газ, свинец и кадмий.

Необходимо отметить влияние автотранспорта на загрязнение атмосферы. Валовый объем выбросов от стационарных источников предприятий за период 1990-1994 г. снизился (в основном за счет сокращения производства), что нельзя отметить о выбросах

автотранспорта (рис.2).

Ведомственной лабораторией АО "Аккумулятор" в 1993 году зарегистрировано превышение ПДК по свинцу в несколько десятков раз, в 1994 г. - в 3 раза. В 1993 году отмечалось превышение ПДК по никелю и кадмию, а в 1994 г. только по кадмию.

Рис. 1 . Динамнка показателей рождаемости и смертности по Курской области за 1987-1994 годы

Рис. 2 . Выброса вредных есщсств в атмососриый оо:<Н* по Курской об/мсти (тыс. т в год)

1 - общии о& £м 6ь|60ссоб, I - «бютрамспорг. 3 - СГдЦ»ОмаРнЫ£ иСТбЧМ^Кй

Причиной высоких концентраций вредных веществ в атмосфере промышленных центров является ухудшение технологической дисциплины и регламентов на многих предприятиях, старение действующих очистных сооружений, снижение объемов реконструкции.

В последние годы осложнилось положение с обеспечением населения области доброкачественной питьевой водой. По данным Госсанэпиднадзора около половины населения области используют для питья воду, несоответствующую гигиеническим требованиям по различным санитарно-химнческнм и бактериологическим показателям (табл. 2).

В области водоснабжение осуществляется только из подземных источников, природный состав которых не соответствует гигиеническим нормативам и характеризуется повышенным содержанием железа 0,5-1,0 мг/л и "жесткостью" воды.

Причиной снижения качества питьевой воды может служить в ряде случаев неудовлетворительное сани гарно-техническое состояние различных сетей водопроводов, где в 1994 году зарегистрировано 75 аварийных ситуаций, а на сетях канализации - 60. Ежегодно массивному загрязнению подвергаются поверхностные водоисточники и реки, в которые сбрасываются 130 млн. куб. м сточных вод, причем ¿0 млн. куб.м недостаточно очищенных из-за устаревших технологий и несовершенства санитарно-техннческнх решений очистки на многих промышленных предприятиях.

Для водных объектов (реки Сейм, Тускарь. Свапа. Усоже) характерно загрязнение нефтепродуктами 2,6 ПДК (через область проходят 5 газо-и нефтепроводов), солями меди и нитритами 2.4 ПДК, органическими веществами 5 ПДК. фосфатами, азотом аммонийным. В связи с незащищенностью водоносных горизонтов и опасностью загрязнения питьевой воды химическими веществами требуется усиление надзора за состоянием водоохранных зон и качеством питьевой воды, проведение дополнительных исследований по изучению влияния питьевой воды на состояние здоровья населения.

В последние годы (1990-1995 п\) отмечается неудовлетворительная организация питания населения области, его несбалансированность и низкая биохимическая ценность. Потребление основных продуктов питания в области снизилось (мясо, рыба и рыбопродукты, сахар, яйца, растительное масло, сыр, овощи,фрукты и молочные продукты) и в рационе питания населения области отмечается дефицит источников животного белка, витаминов, минеральных веществ и избыток углеводов.

Таблица 2

Количество проб питьевой волы из водоисточников и разводящей сети не отвечающих санитарным нормативам по Курской области ( в )

Города Курской области Год ы

1992 г. 1993 г. 1994 г.

1 2 1 2 1 2

1. Курск 12,0 1.6 15.0 2.2 8.1 2.8

2. Яелезногорск 11.1 4.6 15,5 6,2 15.0 0,9

3. Фатеж 26,0 25,0 11.0 26,9 12,7 19,2

4. Рыльск 12,2 18,2 5.0 8,9 3.6 8.4

5. Льгов 2.7 6.4 9.1 7.1 5.0 14,0

"1" - санитарно-химические показатели,

"2" - санитарно-бактериологические показатели.

Качество продуктов питания по санитарно-хиыическим и бактериологическим показателям вызывает не меньшую озабоченность. Нарушения производственной дисциплины санитарно-

противоэпидемического режима при производстве, хранении и реализации продуктов питания приводят к их бактериальному загрязнению. Каждая пятая проба кондитерских изделий и почти каждая десятая проба молочной продукции бактериологически за1рязнсны.

Перечисленные выше факторы оказывают неблагоприятное влияние на состояние здоровья населения Курского региона, где за последние пять лет отмечается тенденция к росту обшей заболеваемости, которая в 1994 году составила 945,4 на 1000 человек. Самые высокие показатели заболеваемости отмечались в районах с наибольшей плотностью населения и насыщенностью промышленными предприятиями (г.Курск, г.Железногорск, г.Рыльск, в Обоянском и Суджанском районах).

Рост общей заболеваемости наблюдается по болезням крови и кроветворных органов, периной системы и органов чувств, пищеварительной и мочевыдели тельной систем, а также по болезням новообразования. Снижение уровней заболеваемости отмечается по болезням сердечно-сосудистой системы на 34.7%, болезням кожи и подкожной клечатки - 32,3%, ревматизмом - 45,2%, болезнями глаза и его придатков на 30,3%.

В структуре заболеваемости среди всех возрастных групп населения первое ранговое место занимают болезни органов дыхания, которые среди взрослых составляют 20%, сре;ш подростков - 29% и детей - 47%. На втором месте - болезни нервной системы и органов чувств, что составляет у взрослых, подростков и детей соответственно 13; 22,3 и 10,1%. Третье место у взрослого населения занимают болел»! органов кровообращения (12,5%), у подростков - болезни органов пищеварения (8,9%) и у детей -инфекционные и паразитарные заболевания (9,3%).

В связи с этим были предприняты исследования по изучению динамического изменения мнкроэлементного статуса организма, поскольку металлы, как химические загрязнители среды, могут быть отнесены к метаболическим факторам в патогенезе развивающейся интоксикации, вызывающей напряжение неспецифических механизмов, а в последующем возможное их нетощепие и срыв (Саноцкий И.В., Авцын А.П., Саркисов Д.С., Буштуева К.А.).

Изучение накопления элементов в диагностических биосредах организма позволяет прогнозировать изменения в состоянии здоровья

населения на основе совершенствования методов диагностики донозологических отклонений от нормы, подтверждающих снижение резистентности организма.

Донозологическая диагностика тесно связана с интерпретацией и содержанием понятия "норма" (Сидоренко Г.И., Захарченко М.П.. 1989), трудность которых определяется большими вариациями индивидуальных параметров, характеризующих отдельные системы организма (возрастные, половые различия, сезонность проведения исследований и тд.).

Следует особо выделить значение существующей сопряженности в метаболических процессах в организме биометаллов, обладающих переменной валентностью, что с позиции электронной структуры элементов, устойчивости координационных связей во многом определяет способность к проявлению свойств антагонистов или конкурентов за места связывания в активных центрах, а следовательно, и химические свойства, что подтверждается работами Ирвинга-Вильямса.Данные закономерности отражены в гигиенических работах при изучении атмосферных изменений (Юдина Т.В.. 1992), что указывает на правомерность и ценность изучения не столько абсолютных уровней отдельных элементов, сколько отношений тех пар, которые наиболее близки по характеру участия в микроэлементном обмене и других биохимических процессах, что во многом п обусловило цель настоящей работы.

Схожесть элементного состава волос населения, проживающего в малозагрязненных частях различных городов, свидетельствует об относительной стабильности микроэлементного статуса организма человека. Это положение легло в основу проведенных исследований, позволивших установить наличие возрастно-половых особенностей в содержании изучаемых элементов и их вероятностно-нормальный уровень в волосах жителей Курского региона, дополняющий понятие "норма".

Эти особенности рассмотрены с привлечением материалов, полученных на равнозначных группах, включающих мужчин и женщин (2550 лет), мальчиков и девочек (3-7 лет), проживающих в условно "чистых" зонах г. Курска и области.

Полученные результаты позволили сделать вывод, что у мужчин после 30 по сравнению с более ранними возрастными группами наблюдается статистически достоверное увеличение в волосах в 2 и более раз содержания железа, цинка, свинца, кобальта, кадмия и молибдена. У женщин с возрастом отмечана тенденция к накоплению марганца н снижению меди, молибдена, цинка и кадмия. В полосах мужчин и женщин г.

Курска установлено достоверное снижение в 2-5 раз хрома и калия, а также увеличение в 2 раза никеля, свинца п висмута относительно вероятностно-нормального уровня. Накопление кальция, магния, марганца и низкое содержание молибдена, натрия и кадмия наблюдается в волосах женской группы. В волосах мужчин достоверно высоким оставался уровень кобальта, железа (почти в 2 раза) и кадмия (в 5 раз). В целом для жителей г. Курска установлено увеличение почти в два раза в волосах уровня меди, марганца, никеля, свинца, кадмия и висмута, а для населения области - накопление хрома, железа, марганца, цинка, лития и снижение меди и молибдена (рис. 3).

В волосах детей г. Курска повышенным в 2 и более раз отмечено содержание алюминия, железа, свинца, кремния, а уровень кобальта, марганца, цинка, кальция и магния был снижен в 2-5 раз относительно пероятностно-нормального уровня.

Выявленные различия в содержании 28-ми элементов в волосах жителей Курского региона по возрастным и половим показателям, позволили установить вероятностно-нормальные диапазоны соотношений элементов: цинк/медь - 13,0-16,0; железо/медь - 1,0-2,0; молибден/кобальт -1,0-2,0; марганец/молибден -10,0-12.0; железо/кобальт - 75-125, имеющих прогностическое значение в оценке ранних изменений в организме и дополняющих понятие "региональная норма" и рекомендовать их для всего Центрально-Черноземного района России.

Полученные результаты позволяют констатировать отклонения величин показателей соотношений в 1,5-6 раз цинк/медь, марганец/молибден, медь/марганец, молибден/кобальт в волосах жителей Курского региона (рис. 4), а для населения области - повышение в 1,5-5 раз алюминий/бор, железо/цинк, желею/кобальт, железо/медь, железо/молибден относительно региональных псроятностно-нормальных диапазонов

- соотношений, что коррелирует с показателями заболеваемости и

сопоставимыми уровнями атмосферных загрязнении изучаемого региона. Таким образом, полученные данные составили аналитическую основу метода донозологической диагностики и элемента социального гигиенического мониторинга микроэлементов, а также явились научным обоснованием для проведения лечебно-профилактических мероприятий.

Рис. з. Динамика содЕржания элементов в волосах жителей Курского рЕгиона

(С

V У^ \ У^ V \

Мо Си Ре Сп 7.ХЛ Сс1 РЬ Мп

1 - жители Курском области <25-50 лет); 2 - жители г. Курска <25-50 лет);

3 - беРоятностно-ноРмальнии уровень.

Рис. 4 , Изменение коэффициентов соотношении элементов в волосах жителей Курского рЕгиона

Cu/Mn Mo/Co Zn/Cu Mn/Co Mn/Mo

1 - жители Курской области! 2 - жители г. Курск»: 3 - региональна* норм*

Нарушение обмена эссенинальных металлов при некоторых патологических процессах в эксперименте

Сформулированные представления о роли микроэлементов в саморегулнруемой системе гомеостаза характеризуют выраженное влияние ах на обмен веществ, повышение защитных сил организма и течение биохимических реакции, обусловленные вхождением биометаллов в структуру биологически активных соединений (ферменты, белки, гормоны, витамины, пигменты и др.) (Ноздрюхина Л.Р, 1977, 1985; Калетина Н.И., 1988; Авцын А.П., 1991).

Успешное проведение лечебно-профилактических мероприятий невозможно без установления закономерности в изменении количественной Х0Г701рафии металлов в крови и органах, корреляционных зависимостей и параметров соотношений элементов, позволяющих с новых позиций осветить степень реактивности организма.

1 кдостатком работ в этом направлении является изучение абсолютных уровнен элементов в диагностических средах, нарушение которых приводит к необратимым изменениям в организме. Для решения вопроса методического обоснования правомерности выбора соотношений элементов была изучена топография металлов в экспериментальных биосредах изучаемых патологических процессов (острый деструктивный панкреатит, инфицированная рана, механическая желтуха), снижающих общую иммунологическую реактивность организма. Полученные результаты позволили сделать вывод, что наблюдается закономерность в изменении содержания цинка, меди и марганца в крови экспериментальных животных при всех изучаемых патологических состояниях (табл. 3-6). Однако при моделировании механической желтухи установлено специфическое изменение микроэлементов, базирующееся на увеличении в крови уровня кобальта и молибдена, что может служить диагностическим тестом механических желтух наряду с биохимическими показателями.

Изменение микроэлементов свидетельствует о включении компенсаторно-приспособительных реакций организма, нацеленных на восстановление нарушенного металло-лиглцдного гомеостаза и затрагивающих ¿ложные процессы перераспределения металлов между органами, мобилизуя их из органов-депо в системы с защитно-регулирующими функциями, что подтверждалось нарушением содержания элементов в изучаемых органах экспериментальных живот ных.

Таблица 3

Динамика содержания эссенциальных металлов в крови экспериментальных «ивотных при инфицированной ране, остром деструктивном панкреатите и механической «елтухе (М+в)

NN Эксперимен- ^^ Серии Цинк, Медь, 1елезо, Кобальт, Марганец, Молибден,

п/п тальная-/£роки- экспе-

модел^/наблиде- римен- мкг/мл ыкг/мл мг/мл мкг/мл мкг/мл мкг/мл

^^ ния, сутки та

1. Инфицированная рана

Фон 181.42±8,53 5.73±0,27 3.2410.15 1.12±0.05 9,52±0,45 8.0710.38

3 I 82,4012,97 12.42t0.44 1,80±0,06 0,30±0,02 14.58t0.68 5,0410,24

5 I 62.74±2,26 16,05+0,57 3,58+0,12 0,30±0,02 17.82+0,84 3,41±0,16

7 I 49,45±1,70 21,31+0,77 2,64+0,09 0,20+0,01 13,42+0,63 3.33±0,16

9 I 46,72ll,68 22,1710,79 2.1ll0,07 0.10t0,01 12,26i0,52 2.11±0,09

2. Острый деструктивный панкреатит

3 I 105,67+4,96 22,10+1.04 2,65i0.12 0,44i0,02 И,07±0,53 4,56±0,21

7 I 142,70+6,72 30,28+1,41 3,05+0,14 0.62+0,02 12.50±0.58 2,28+0,11

14 I 139,00+6,53 44.81+2.11 3.29+0.15 0,93±0,04 19,54+0,91 1,05+0,05

3. Механическая желтуха

3 I 87,31+4,11 12,22+0,57 1,73+0,08 13,39+1,78 23,45+1,10 16,90+0,79

7 I 79.40i3.73 10,37+0,49 2,16±0,10 7,59±0.36 22.20il.04 22,2111,04

14 I 95,51+4,49 7,86+0,37 1,52+0,07 3.61+0,17 14,77+0,69 21,79±1,02

го го

Динамика содержания зссенциальных металлов в печени экспериментальных животных при инфицированной ране, остроы деструктивном панкреатите и механической желтухе (М±в)

NN Биологичес- ^^ Серии Цинк, Кадь, йелезо. Кобальт, Марганец, Иолибден,

П/П кие объ-./Сроки- экспе-

екты ./^наблвде- римен- мкг/мл мкг/мл мг/мл мкг/мл мкг/мл мкг/мл

^^ ния, сутки та

1. Инфицированная рана

Фон 120,00+5,63 13,09+0,61 1,33+0,06 3,73+0,17 6,52+0,31 12,0910,57

3 I 141,20+6,63 17,61+0,83 0,56+0,03 1.22Ю.06 13,0710,61 9,9910,47

5 I 173,90+8,17 20,47+0,96 0,49+0,02 0,9710,05 22,0111,03 5,0210,24

7 I 150,40±7,0? 22.61il.06 0,4910,02 0,6310,03 14,0910,66 3,3210,16

9 I 100,70+4,73 26,88+1,26 0,39+0,02 0,39+0,02 16,07+0,76 3,9410,19

2. Острый деструктивный панкреатит

3 I 321 ,00И5,08 9,51+0,45 0,5110,02 3,0310,14 5,5410,26 4,5410,21

7 I 273,00412,83 5,34±0,25 0,60+0,02 2,9110,13 4,91+0,22 5,06+0,24

14 I 189,30±8,89 4,7110,22 0,6710,02 3,0510,14 4,3310,20 4,9510,23

21 I 181.40±В,52 3,53+0,16 0,55+0,02 2,9710,14 3,0010,13 5,6110,27

3. Механическая желтуха

3 I 125,00+5,87 23,40+1,09 1,88+0,09 7,50+0,35 19,5010,92 7,71±0,36

7 I 117,63+5,53 26,40+1,24 0,85+0,04 14,20+0,67 16,5010,78 7,0010,33

14 I 163,00+7,66 30,25+1,42 0.51Ю.02 14.90Ю.67 13,81+0,65 7.50Ю.35

Таблица 5

Динамика содержания эссенциальных металлов в почках экспериментальных животных при остром деструктивном панкреатите, механической желтухе и инфицированной ране (Мни)

т Эксперимен- Серии Цинк, Медь, Велезо, Кобальт, Марганец, Молибден,

п/п тальная .И^роки- экспе-

модел^/наблвде- римен- мкг/мл мкг/мл мкг/мл мкг/мл мкг/мл мкг/мл

у/^ ния, сутки та

1. Острый деструктивный панкреатит

Фон 126.16+5.93 7.11*0.33 377.80+17,75 2.65+0,12 11,2И0.53 7,9110,37

3 I 70.09+3.29 20,41+1,02 399,11+18,75 1,0510,04 16.55+0,78 3,04+0,14

7 I 73,40+3,45 38,33+1,79 421,00+19,78 0,11+0,01 17,00+0.79 1,0510,05

14 I 75,15+3,53 49,31+2,31 509,21+23,92 0,12+0,01 16,0310,75 1,8410,09

21 I 66.14i3.10 45,41+2,13 487,12+22,89 0,52+0,02 15,41+0,72 2,24+0,11

2. Механическая желтуха

3 I 105,15+5,28 16,51+0,78 410,41+19,26 4,98+0,23 17,1510,81 5,4410,26

7 I 83,33+4,18 20,42+0.96 400,40+18,79 5,62+0.26 18,14+0,85 4,8710,23

14 I 71.4513,59 29,44±1.40 430,43120,20 7,94Ю,37 16,7410,79 3,5610,17

3. Инфицированная рана •

3 I 98,17+4.61 13.53+0.64 417,80+19,63 4,0510,19 2,5510,12 3,47±0,16

5 I 108,0015,07 16,20+0,76 225,00110,57 4,1410,19 2,3310,11 3,1510,15

7 I 118,02+5,41 19,20+0,90 691,70132.50 5,8910.28 2,51+0,12 2,75+0,13

9 I 120,70+5,67 24,21+1,14 620,50+29,16 6,1110,29 2,7710,13 3,03+0,14

Динамика содержания зссенциальних металлов в селезенке экспериментальных животных при остром деструктивном панкреатите, механической желтухе и инфицированной ране (М+щ)

NN Биологичес- Серии Цинк, Медь, йелезо, Кобальт, Марганец, Молибден,

П/П кие объ-^^роки- экспе-

екты <аблвде- римен- мкг/мл мкг/мл иг/ил мкг/мл мкг/мл мкг/мл

ния, сутки та

1. Острый деструктив ный панкреатит

Фон 70,51+3,31 14,14+0,66 3,47+0,16 2,40+0,11 3,05+0,22 4,37+0,21

3 I 89,11±4,18 19.2110,90 2,8810,13 1,8510,08 19.5210,92 1,2210,06

7 I 91,92+4,31 23,43+1,10 2,52+0,12 1,59+0,07 20,09+0,94 0,9210,04

14 I 110,91+5,21 24,15+1,13 1,71+0,08 0,89+0,03 14,07+0,66 0,52+0,02

21 I 93,14±4,37 35,1111,65 1,59+0,07 0,51±0,02 11,1310,52 0,3510,02

2. Механическая желтуха

3 I 101,4315,09 13,9110,65 2,6610,12 1,1510,05 5,74±0,27 2,1410,10

7 I 112,51+5,65 12,84+0,58 2,15+0,10 0,52+0,03 6,29±0,29 2,09±0,09

14 I 115,64+5,80 11,05+0,52 1,34+0,06 0,61+0,03 15,87+0,75 2,13+0,10

3. Инфицированная рана

3 I 85,97+4,04 17,29+0,81 1,13+ 0,05 1,21+0,06 7,64+0,36 4,82+0,23

5 I 82,00+3,85 19,91+0,94 1,26+ 0,06 0,92+0,04 9,04+0,42 10,50+0,49

7 I 115,50+5,43 23,14±1,09 2,09± 0,09 0,71±1,89 8,81±0,41 11,20±0,53

9 I 130,50+6,13 25,15+1,18 2,61+ 0,12 0,49+0,02 9,79+0,46 11,02+0,52

Результаты корреляционного анализа позволили установить парную корреляцию в крови и органов животных. Прямая корреляционная зависимость выявлена для Си-Мп, Ре-Мп, Мп-Со и обратная - 2п-Си, Мп, Мп-Мо (коэффициент корреляции в интервале от ± 0,75 до ± 0,85, что послужило основой правомерности выбора пар элементов для расчета их коэффициентов соотношений.

Анализ полученных данных позволил выявить закономерность в изменении показателей соотношений элементов в крови и органов животных при моделировании патологических процессов, заключающуюся в снижении коэффициентов соотношений - цинк/медь, цинк/марганец, железо/медь, железо/марганец и увеличении - железо/цинк, что подтверждает их прогностическую роль. Важно подчеркнуть, что каждое моделируемое состояние характеризуется еще и специфическим изменением параметров соотношений.

Основываясь па выявленных нарушениях топографии элементов в крови и органах, корреляционных зависимостях и показателях соотношений, представилось возможным базироваться в качестве объективного прогностического критерия на пяти коэффициентах отношений - цинк/медь, молибден/кобаль, железо/медь, железо/кобальт и марганец/молибден, являющихся отражением степени реактивности организма при нарушении металло-лнгандного гомеостаза.

Установлено, что снижение в 3-6 раз показателей соотношении цинк/медь (рис. 5), железо/медь свидетельствует о тяжести и неблагоприятном протекании заболевания при изучении в модельных экспериментах. Дополнительным информационным критерием в диагностике механических" желтух может быть снижение в 6-7 раз коэффициентов соотношений железо/кобальт, молибден/кобальт, а прогнозом степени тяжести и течения острого деструктивного панкреатита и инфицированной раны является увеличение в 2-4 раза - железо/кобальт, марганец/молибден.

Важнейшие теоретические и методические предпосылки при решении поставленной проблемы позволили углубить подходы по оценке микроэлементного статуса организма, а именно установлении прогностической роли соотношений элементов, близких по химическим свойствам как в биологических объекгах (кровь, печень, почки, селезенка), так и в иеиивазивных диагностических материалах (волосы), выявлении способности организма сохранял, соотношения элементов как при

Рис. 5 . Изменение реактивности организма как энЗоэкологический Фактор

нарушения гомЕостаза

Вероятностны^ уровень

Инфицированная ранд

OotPwiú ЭсотруктибньЖ

панкреатит МеханичЕская желтуха

^ ^ ^

\ \

ГО

2о/Си F#/Cu Mn/Mo V/Co Но/Со

эндогенном поступлении, так и вовлеченных в процесс перераспределения при патологическом состоянии.

Соотношение элементов сохраняло достаточно явное постоянство, что послужило основой определения вероятностно-нормальных уровней изученных пар (цинк/медь, железо/кобальт и др.), проявляющих свои антагонистические свойства, и формирования направления, опирающегося на исследования не только абсолютных уровней элементов, но и на их отношения, как приема более надежного в прогностическом плане. По нашему мнению, именно такой подход позволяет наиболее полно выявить функциональные резервы с тем, чтобы дифференцировать состояние организма.

Современные представления о сущности понятия "норма" как динамического соответствия физиологических и морфологических особенностей организма к меняющимся условиям окружающей среды, подвижного равновесия функций органов и систем организма, позволяют отметить определенный вклад в данную медико-биологическую проблему, который вносит установление вероятностно-нормальных уровней коэффициентов соотношений отдельных элементов ннвазивных и нешшазивных биосред.

Отклонение параметров соотношений от вероятностно-нормальных уровней в диагностических биосубстратах можно оценить как неблагоприятный прогноз степени тяжести и течения заболевания, а также как основания к проведению комплекса лечебно-профилактических мероприятий, направленных на мобилизацию резервных возможностей организма.

Такой способ оценки диапазонов соотношений в неинвазивном и инвазивном биосубстратах, отражающий микроэлементный статус организма, как метод донозологической диагностики и элемент социального гигиенического мониторинга, адекватен и высоко информативен.

Выявленные закономерности изменения уровней металлов и показателей их соотношений в модельных экспериментах показали необходимость коррекции нарушенного металло-лигандного гомеостаза.

Нарушение металло-лигандного гомеостаза можно объяснить либо превалированием концентрации ионов металлов (например, изменение геохимической среды об1ггання), либо увеличением концентрации лигандов (например, длительное применение ряда лечебно-профилактических средств), значительная часть которых склонна к реакциям комплексо-

образования с металлами-микроэлементами in vivo, вызывая дисбаланс микроэлементов клетки идем самым, нарушение внутренней среды организма в целом.

Поиск новых биологически активных соединений становится продолжительным, дорогостоящим и менее результативным, а использование широкого спектра новых антибиотиков и возрастание назначаемых доз этих препаратов адекватного результата не дало. Одним из актуальных направлений решения этой проблемы является синтез биокоординационных соединений на основе микроэлементов с известными синтетическими лигандамн.

Изучение биологической активности новых координационных соединений металлов

Определение биологической активности синтезированных соединений имеет большое значение в связи с возможностью их практического использования и может служить теоретической основой для целенаправленного синтеза соединений с заданными свойствами.

Интегральный подход к созданию биологически активных соединений, основанный на изучении топографии микроэлементного состава крови и органов, показателей их соотношении при изучаемой патологии позволил синтезировать и изучить биологическую активность семи новых координационных соединений меди, кобальта. железа, цинка с мстронидазолом и производным адамантана.

В ходе исследований подтверждено предположение, что введение исходного лиганда (5-нитронмидазола) будет способствовать нарушению баланса металлов, вызывая "вторичный микроэлементоз", связанный с возможностью лиганда вступать в реакшпо комплексообразования in vivo.

Установлено, что комплексообразованне с металлами позволяет уменьшить побочное действие исходного лиганда, в частности, метронидазола, а в ряде случаев, значительно расширить спектр действия, усиливая свойства исходного биологически активного соединения (5-нитроимидазола). Антибактериальная активность синтезированных комплексов установлена в опытах in vilro и in vivo.

Зона задержки роста Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Klebsiella pnermoniae, Klebsiella ozaenae, Enterobacter aerogcncs при действии координационных соединений цинка сульфата и кобальта сульфата с 5-нпгронмидазолом увеличивается в 2-4 раза.

Координационные соединения цинка и кобальта сульфата с метронкдазолом оказывают бактерицидное действие на Staphylococcus aureus и Escherichia coli в концентрациях в 4 раза меньших, чем 5-нитроимидазол, обладают антифупгальнои и протоцидной активностью, превышая действие метронидазола п 6-8 раз. Выживаемость животных при моделировании сальмонеллезиого энтероколита почти в 2 раза выше, чем при лечении метронидазолом.

Установлено, что биокомплексы цинка (П) и кобальта (П) с ыетронидазолом относятся к классу малотоксичных соединений (ЛД50 = 347±55 мг/кг и ЛД50 = 194±!3 мг/кг соответственно), обладают иммунномодулирующим действием на организм. Растворы комплекса цинка (П) с метронидазолом не оказывают раздражающего и аллергезирующего эффекта и разрешены к использованию в дерматологии, косметологии и т.п.

Координационное соединение цинка сульфата с метронидазолом (концентрация препарата 0,1%) повышает в коже экспериментальных животных содержание суммарных липндов на 12,4%, общих растворимых белков на 36,5%, уровень ДНК на 27,6%, статистически достоверно не меняя уровень РНК (278,30+6,0 - 299,75i5,5 мкг/г>.

П изучаемой группе новых соединений биокомплекс цинка (П) с метронидазолом обладает выраженной биологической активностью, поэтому с учетом установленной стойкой гипоцинкемии при изучаемых, патологических процессах, для дальнейших исследований было выбрано это соединение.

Аналогия в строении синтезированного комплекса цинка (П) с метронидазолом (цинк связан с тремя остатками 5-нитроимидазола через атом азота в положении 3 и одной молекулой воды) и активного центра важнейшего фермента - карбоангидразы (цинк связан с тремя нмидазольными остатками гистидина и одной молекулой воды) является обоснованием выявления его высокой специфической активности, эффективности действия и перспективности для создания принципиально новых высокоэффективных лечебно-профилактических средств.

Пути коррекции нарушения бшшпеа биоэлемеитов координационными соединениями металлов в эксперименте

Необходимость целенаправленного синтеза высокоэффективных биологически активных веществ объясняется тем, что ведущим недостатком

применения микроэлементов в медицине в виде их неорганических солей является высокая токсичность и малая эффективность.

Дальнейшим этапом работы явилось изучение возможности коррекции, нарушенного при патологических состояниях металло-лигандного гомеостаза, с использованием нового координационного соединения цинка (П) с метронидазолом.

Анализ полученных результатов показал, что именно введение синтезированного биокомплекса при моделировании острого деструктивного панкреатита, механической желтухи и инфицированной раны способствует накоплению цинка в крови и стремлению других биометаллов к вероятностно-нормальному уровню в крови и органах животных (железо, марганец, молибден) (рис. 6).

Эффективность использования нового биокомплекса

подтверждалась нормализацией биохимических показателей: ингибиро-вание активности амилазы при остром деструктивном панкреатите; снижение количества билирубина, активности аналин- и

аспартатамннотрасферазы и ингибирование свободно-радикального окисления при механической желтухе; а также приведением коэффициентов соотношений металлов к вероятностно-нормальным уровням как в крови, так и органах животных (печени, почках, селезенке) (рис. 7, (Ш-серия)).

Изменение показателей соотношении в крови и органах экспериментальных животных отражают эндогенные многофакторные молекулярные процессы, протекающие с участием бнометаллов, однозначная трактовка которых на уровне целостного организма затруднительна. В связи с этим объективным критерием оценки изменений на клеточном уровне была пыбрана гистологическая картина органов и тканей. В результате проведенного исследования установлены определенные структурные изменения поджелудочной железы, печени, почек и селезенки.

Положительный эффект введения бнокомнлекса цинка (П) с метронидазолом подтверждался менее выраженными деструктивными процессами паринхиматозиых органов по сравнению с введением метронидазола и модельными экспериментами.

Введение бнокомплекса быстрее купировало воспалительные процессы, способствовало нормализации структуры печени и почек, оказывало стимулирующее влияние на процессы восстановления лимфоцитоиоэза в селезенке, активизируя, таким образом, защитно-приспособительные процессы в организме.

Рис. б . Изменение элементов в крови экспериментальных животных

( / серия )

по 1001 зм 100

150 100

) И > 11

ЛСД.Ж£Л1*«Л ООП

Т"Т 11

Л

ГЧ'Ч'Ч

1 , ' .

ии«.Р*«

Т1

7

1

г—Г

7

1 И МХ.КСЛТИХЛ ООП

т~т >1

Г Г 1"1

> 7 « 1 ИМ*. РАНА

К ОС А ЛЬ Г

33

ГЧ'Ч' I Ч'Ч'Ч'Ч* I "Ч' Ч " Г

0 7 7 }| ) 7

> и 1 и » I

ПС*.*£Л1УХЛ ООП . НМФ.РМП

и

п 1 II |"1

3 и 1 И

ПСХ.ЖСЛТУХА ООП

Т—т

тт

0 7 7

1 И ) 11

ПСК.Ж£ЛГихА ООП

Г-Т 21

ГЧ'Ч

7

в •

ИИ*.

со

ГЧ'Ч'Ч1 I ч

• , 7

» и а

псх.жгшдхи

I I Ч"| » 1

7

• I

им*, рана

Изменение соотношения цинк / медь в печени экспериментальных животных

100

ео

III Г Г | Г

НОРПА

ПЕХ. ХСПТУХП

I I I Т I Г г г

ооп

J

серии и

ушяул

СЕРиа ш

Изменение соотношения марганец/молибден в крови экспериментальных животных

тттттТттттТтттт

норпл ооп

псх. желтуха инф.рянч

Изменение соотношения цинк / медь в почках экспериментальных животных

пСх. мсп гухл

III)

ИНФ. Рг-НА

Изменение соотношения марганец/молибден в селезенке экспериментальных животных

40

30

20

Щ

НОРМА

ПСХ. жепгихл

олл

ссрия I

Э

ссриа II

тшя

СЕРИЯ III

Большое значение для лечебно-профилактических целен имеет целенаправленная коррекция микроэлементного статуса организма у больных с гнойными ранами. Показано, что гнойная рана является не локальной травмой, а болезнь целого организма, связанная с нарушением иммунного статуса, уровней металлов в крови (табл. 3-6) и показателен их соотношений, изменение которых служит неблагоприятным прогнозом в степени тяжести и течения заболевания.

Повреждение мембраны клеток при острых воспалительных и некротических поражениях ткани способствует выходу биометаллов из клеток и установлению дефицита микроэлементов, в частности цинка, который оказывет стабилизирующее действие на цнтоплазматические мембраны, препятствуя высвобождению гидролитических ферментов, таких как катепсин Д и коллагеназа. контролирующих скорость распада поврежденных тканей (А.П. Авцын, 1991).

Эффективность действия координационного соединения цинка с метронидазолом при экспериментальной гнойной ране оцениваясь по уменьшению альтератнвных процессов в коже после травмы эпидермиса и дермы, ускоренному очищению раны и активизации процессов регенерации по сравненшо с использованием чистого метронндазола.

Картина мазков-отпечатков с раневой поверхности хорошо коррелировала со скоростью заживления ран и изменением площади раневой поверхности. Цитограмма клеток дермы подтверждала ускорение процессов очищение раны и регенерации: уменьшение нейтрофилов в 1,5-2 раза; увеличение количества макрофагов и фнбробластов в 2 раза.

Обобщенные результаты исследований показывают целесообразность коррекции металло-лнгандного гомеостаза при изучаемых патологических процессах координационным соединением цинка (П) с метронидазолом. оказывающим эффективное ранозажнвляющее действие и быстрое купирование воспалительного процесса.

Новый методический прием коррекции баланса микроэлементов в организме и апробированный в эксперименте на животных целесообразно использовать для разработки адекватных лечебно-профилактических мероприятий, направленных на мобилизацию резервных возможностей организма.

Резюмируя данные проведенных разработок, можно констатировать, что новый подход к коррекции металло-лнгандного гомеостаза в организме адекватен, поскольку динамические показатели соотношений металлов в

инвазивных и неинвазивных биологических средах могут служить падежным прогнозом микроэлементиого статуса, а значение волос для этих целен не вызывает сомнения и совпадает с рекомендациями МАГЭТЭ и других международных организаций.

Обоснование предложений к проведению лечебно-профилактических и оздоровительных мероприятий

Оценка состояши окружающей среды и здоровья населения связана с развитием как физико-химического контроля уровней загрязнений, так и с необходимостью выявления ранних. обратимых изменений функционального состояния, иммунной реактивности,- связанных со снижением микроэлементиого статуса организма, что может в дальнейшем способствовать обострению ряда общих заболеваний и профессиональной патологии.

Предложения к проведению оздоровительных и лечебно-профилактических мероприятий базировались на комплексе новых методических разработок, а также способах ранней неинвазивной диагностики.

Выявление донозологнчсских изменений с помощью неинвазивных приемов при исследовании таких диагностических материалов, как волосы, получаемых без травмирования человека, что исключает возможность распространения инфекций, значительно упрощает анализ.

Основными гигиеническими рекомендациями по выявлению группы риска на основании ранних отклонений соотношений микроэлементов от вероятностно-нормальных уровней является направленный отбор с установлением параметров микроэлементного статуса организма, включение в схему диспансерного наблюдения предлагаемой неинвазивной диагностики, которую целесообразно проводить 2 раза в год (осенне-зимний и весенне-летний период).

К оценке нарушений иммунной реактивности и металло-лигандного гомсостаза, свидетельствующих о снижении резистентности, можно подойти опосредованно, через соотношения элементов Zn/Cu, Mo/Co, Fe/Cu, Fe/Co и Mn/Co, для которых установлены физиологически нормальные диапазоны.

С целью коррекции указанных выше отклонений (по показателям лабораторных исследований на содержание цинка и меди, а также расчета параметров их соотношения), направленных па мобилизацию резервных

возможностей организма, "ожпо рскомсндон.ггь использование нового координационного соединения цинка (П) с мстронидазолом, оказывающего общий стимулирующий эффект и приводящего показатели соотношений к вероятностно-нормальным уровням.

Исследования, проведенные по изучению оздоровляющего эффекта нового биокомплекса цинка (П) с мстронидазолом, позволили выявить его репаративное и противовоспалительное действие, отсутствие

раздражающего и аллергизирующа о эффекта.

Исходя из этого, представляется целесообразным рекомендовать это биологически активное вещество в виде растворов, кремов, лосьенов и тд. для лечебно-профилактических мероприятий при кожных заболеваниях и, что особенно важно, для лечения гнойных ран, что получило подтверждение в проведенных экспериментальных исследованиях.

Разработанные экспрессные информативные диагностические приемы и методы коррекции микроэлемептного статуса организма вполне доступны для работников практического здравоохранения в условиях лечебно-профилактических учреждении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обобщая фактические данные, полученные с использованием современных, точных и адекватных физико-химических и биохимических методов, а также осуществленных методических разработок способов диагностики и оценки ранних изменений в организме выявлении закономерностей между топографией элементов, корреляционными зависимостями, показателями соотношений, являющимися отражением степени реактивности металло-лигандного гомеостаза, создания и апробации новых методических приемов коррекции микроэлементного статуса организма с использованием координационного соединения цинка (П) с метронидазолом представилось возможным предложить схему проведения донозологической диагностики, дополняя ее методический раздел новыми подходами.

Основная их новизна и полезность состоит в возможности включения раздела по выбору диагностического неинвазивного биосубстрата, что является большим недостатком ряда существующих методов, и кроме того, создание условий для наиболее эффективной реализации внедрения скриннинговых методов, без которых затруднительно проведение гигиенического мониторинга микроэлементов.

Несомненно, выбор неинвазивной среды соответствует конкретным задачам каждого исследования, однако диагностическое значение волос, как диагностического биосубстрата по мере накоплений нормальных диапазонов их соотношений, не вызывает сомнения.

Весомым дополнением современных подходов является прогностическая оценка изменений по впервые установленным вероятностно-нормальным уровням соотношений как в волосах, так в крови и органах экспериментальных животных, дополняющих понятие "норма".

Одним из актуальных направлений схемы можно выделить своевременный надежный прогноз как ранних обратимых изменений в функциональном статусе, так степени тяжести и течения заболевания с последующей аргументацией адекватных лечебно-профилактических мероприятий на основе мобилизации резервных возможностей организма, а также с использованием новых приемов коррекции металло-лигандного гомеостаза координационными соединениями металлов.

ВЫВОДЫ

1. Научно обоснованы подходы к донозологической диагностике, включающей методические разделы. базирующиеся на использовании неинвазивного материала. целенаправленном поиске изменений в биосредах, прогностической оценке выявленных изменений по вероятностным уровням с выходом на прогноз здоровья изучаемых групп населения и обоснование лечебно-профилактических рекомендаций. -

2. Экспериментальные исследования по изучению количественной топографии металлов (медь, цинк, кобальт, железо, марганец, молибден) в крови в органах животных, корреляционных зависимостей и параметров соотношений элементов с новых позиций осветили степень реактивности организма и на этой основе позволили конкретно оценить состояние металло-лигандного гомеостаза.

3. Прогнозирование степени тяжести и течения патологического процесса (в модельных экспериментах), как следствия нарушения металло-лигандного гомеостаза, возможно при установлении динамических количественных параметров соотношений элементов, близких по химическим свойствам в иниазипных и неинвазивных диагностических биосубсгратах, их сопоставлении с установленными вероятностно-

нормальными уровнями соотношений, составляющих величины по волосам: Zn/Cu-13,0-16,0; Fe/Cu- 1,0-2,0; Mo/Co- 1,0-2,0; Mn/Mo - 10,0-12,0; Fe/Co-75-125.

4. Оценка диапазонов соотношений элементов в неинвазивном диагностическом биосубстрате, отражающая микроэлементный статус организма, расценивается как метод донозологической диагностики и элемент социального гигиенического мониторинга по адекватности и высокой информативности.

Отклонение соотношений Zn/Cu, Mo/Co, Fe/Cu, Fe/Co и Mn/Mo от установленных региональных вероятностно-нормальных диапазонов в инвазивных и неинвазивных биосубстратах можно оценить как неблагоприятный фактор, отражающий степень реактивности организма, что является основанием для проведения лечебно-профилактических мероприятий, направленных на мобилизацию резервных возможностей организма и повышение общей резистентности.

5. С современных позиций научно обоснован и апробирован новый методический прием коррекции микроэлементного статуса организма при различных патологических состояниях с использованием координационного соединения цинка (П) с метронидазолом, оказывающего эффективное ранозаживляющее действие, купирование воспалительного процесса, активизирующее влияние на иммунную систему, нормализующего баланс ферментов и ингибирующего свободно-радикальное окисление в организме.

6. Впервые синтезированное координационное соединение цинка (П) с метронидазолом повышает в коже содержание суммарных липидов на 12,4%, общих растворимых белков на 36,5%, уровень ДНК на 27,6%, не оказывает раздражающего и аллергизирующего эффекта, показан его оздоровительный эффект.

7. Установлена аналогия в строении синтезированного комплекса цинка (П) с метронидазолом и активного центра важнейшего фермента -карбоангидразы, что явилось основанием выявления его высокой специфической активности, эффективности действия и перспективности для создания высокоэффективных лечебно-профилактических средств.

8. Выявлены различия в содержании 28-ми элементов в неинвазивном биосубстрате жителей Курского региона по возрастным и половым показателям и установлены вероятностно-нормальные диапазоны, дополняющие понятие "региональная норма".

Показано, что в волосах жителей Курского региона имеет место отклонение коэффициентов соотношений в 1,5-6 раз цинк/медь,

марганец/молибден, марганец/кобальт, медь/марганец, молибдснЛсо-бальт, а для жителей Курской области выявлено повышение в 1,5-3 раза отношений железо/цинк, железо/кобальт, железо/медь, железо/молибден, алюминий/бор относительно региональных вероятностно-нормальных диапазонов соотношений, что коррелирует с ранжированием показателей заболеваемости среди взрослых и детей, где лидирующее положение занимают болезни органов дыхания, и сопоставимыми уровнями атмосферных загрязнений изучаемого региона.

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Влияние комплексообразования с биометаллами на антибактериальную активность лигандов//Тез.докл.научн. -тсор.конфер.-1990.- Ташхент.-с. 82-83 (с соавт).

2. Патоморфологические изменения в поджелудочной железе и нарушення микроэлементного баланса при деструктивных панкреатитах// Тезлокл-Всероссийской конфер.-1991.-Астрахань.-с. 88 (с соавт).

3. Усиление антибактериальной активности лигандов при комплексообразовании с мсталламнУ/Тсхдокл.Всесоюзной конфер.-199!.-м. 4.2.-е. 269-270 (с соавт.).

4. Мессбауровские данные в оценке проницаемости мембран микроорганизмов//1САМЬ-91, Abstr, Nanjing, China.- Ch.12, p.32 (с соавт.).

5. Мессбауровская спектроскопия при анализе лекарственного растительного сырья и трансформации железоорганических комплексов в почве//ЛСАМЬ-91, Abstr, Nanjing, China.-Ch.12, р.37 (с соавт.).

6. Сульфат ди-[-1-( -оксиэтил)-2-метил-5-нитроимидазол] кобальта (П) дигидрат, проявляющий бактериостатическую активность// Патент N 1822562, 1992 (с соавт.).

7. Мессбауэровская спектроскопия при анализе лекарсгвсшюго растительного сырья и биологически активных соединений, содержащих жслезо//1САМЬ-91, Abstr, Nanjing, China.-Ch. 12, р.29 (с соавт.).

8. Мессбауровские исследования взаимосвязи биологическая активность-структура координационных соединений с лекарственными препаратами// Фармацевтический анализ - науке и практике. Научн. труды.-т.ХХХ.- Москва.-1992.- с.74-77 (с соавт.).

9. Скорость образования и трансформация железогуминовых комплексов в почве// Биологические науки.- 1991.-И 12.- с. 143-147 (с соавт.).

10. Исследование состояния железа в растительном лекарственном сырье и синтетических биокомплексах методом мессбауэровской спектроскопии //Биологические науки. 1992.-Ы 1.-с.37-45 (с соавт.).

11. Влияние микроэлементов на изменение реактивности клеток и тканей в эксперименте// Тездокл.Х1 съезда анатомов, гистологов и эмбриологов.- 1992.- Смоленск,- с.18

12. Ферментативная активность и микроэлементный баланс при деструктивных панкреатитах //Актуальные вопросы хирургической гастроэнтерологии.- Сб.науч.трудов.-Курск.-1991.- с.85-86 (с соавт.).

13. О прогнозировании механической желтухи// Актуальные вопросы реконструктивной восстановительной хирургии. Тезлокл.на научн.конф,-Иркутск.- 1992 (с соавт.).

14. К вопросу о коррекции баланса микроэлементов при гнойной ране//Актуальные вопросы хирургической гастроэнтерологии. Сб. науч. трудов.-Курск.- 1993 (с соавт.).

15. Возможность коррекции цинка при остром панкреа-тнте//Актуальные вопросы хирургической гастроэнтерологии. Сб. науч. трудов.-Курск.- 1993 (с соавт.).

16. О некоторых изменениях баланса микроэлементов при остром панкреатите//Актуальные вопросы хирургической гастроэнтерологии. Сб. науч. трудов.-Курск.- 1993 (с соавт.).

17. Изменение содержания меди, цинка, кобальта, железа и марганца при остром панкреатите//Актуальные вопросы экспериментальной и клинической медицины. Сб. научн. трудов,- 1993. Харьков (с соавт.).

18. К вопросу о коррекции дефицита цинка при остром пашфеатите//Актуальные вопросы экспериментальной и клинической медицины. Сб. научн. трудов,- 1993. Харьков (с соавт.).

19. Нарушение металло-лигандного гомеостаза как эндоэкологический фактор// Тезлокл.ХУ Менделеевского съезда по общей и прикладной ХИМИИ.-1993.- 2 т.- Минск (с соавт.).

20. Нарушение баланса микроэлементов при остром панкреатите// Хирургия хронического панкреатита и опухолей поджелудочной железы. Тездокл.междунар,- 1993,- Москва.- с.79 (с соавт.).

21. Изменение содержания цинка при остром панкреатите и возможность его коррскцин//Хирургия хронического панкреатита и

опухолей поджелудочной железы. Тез докл.междунар.- 1993.- Москва,-с.79 (с соавт.).

22. Биокоординационные соединения металлов как способ борьбы с гнойной инфекцией//Рана и раневая инфекция.- Тездокл.междун. - Москва.-1993.-c.386 (с соавт.).

23. Изменение баланса микроэлементов и возможность его коррекции при остром панкреатите//Биологические науки.-1993,- N 3 (с соавт).

24. Роль аналитических исследований в эндоэкологии организма //Проблемы преподавания аналитической химии. Тез.докл.конфер.-Свердловск. 1993 (с соавт.).

25. Комплексы 2п (П). Со (И), Си (П), Ие (П), Ре (Ш) с N-(1-Адамантил-2- гидрокси-4-оксо-4-(п-толил-кротонамидом), обладающие биологической активностью/Шоложительное решешение по заявке на патент N93-012968104 от 10.03.93 (с соавт.).

26. Влияние сочетанного введения цинка и витамина А на белковый обмен в клетках эпидермиса кожи//Тез.докл.2-н Всероссийской конф,-1993,- Саратов.- ч.1.-с.83 (с соавт.).

27. Реактивные изменения кожи животных при введении цинка сульфата и витамина А// Биологические науки.-1994.- N3 (с соавт.).

28. Острый деструктивный панкреатит и коррекция баланса микроэлем ентов//Кубанский научный медицинский вестник.-1994,-Краснодар,- N 2-4,- с. 147-149 (с соавт.).

29. Коррекция баланса микроэлементов при механической желтухе// Механическая желтуха.-Тез.докл.мсжрегиональной конф. хирургов.-Москва.-1993.- с.35 (с соавт.).

30. Влияние координационного соединения цинка на гисгоморфологию тканей внутренних органов при остром экспериментальном панкреатите// Актуальные вопросы экспериментальной и клинической медицины и фармации.-1993,-Курск.-с.92-93 (с соавт.).

31. Реактивные изменения кла ки под влиянием биокомплекса цинка// Биологические науки.- 1994,- N6 (с соавт.).

32. Возможность коррекции баланса микроэлементов при остром деструктивном панкрсатнте//Хнрургия перитонита, панкреонекроза, (^сформированных кишечных свищей.-1994.-Иркутск,- с.153-157 (с соапт.).

33. Роль микроэлементов в нарушении и коррекции мсталло-лнгандного гомсостаза//Вестник РА МП.-1994 (с ссоавт).

34. Сульфат тетра-[1-^-оксиэтил)-2-мстил-5-нитроимидазол] цннка(П) гидрат, проявляющий бактериостатичесхую активность// Патент N 4918648,1995 (с соавт.).

35. Изменение баланса микроэлементов при экспериментальном воспалении// Морфогенез и регенерация. Сб. научи, трудов.- 1995.- Курск.-с. 120-121 (с соавт.).

36. Роль координационных соединений металлов в восстановлении металло-лнгандного гомеостазаУ/Человек и лекарство. Тез. докл. П Российского национального конгресса.-1995.- Москва.- с. 213 (с соавт.).