Автореферат и диссертация по медицине (14.02.01) на тему:Токсиколого-гигиеническая оценка смеси из дигирокверцетина и продуктов переработки пантов для повышения резистентности организма к условиям низких и высоких температур

На правах рукописи

¿и^

Невмывако Елена Евгеньевна

ТОКСИКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СМЕСИ ИЗ ДИГИРОКВЕРЦЕТИНА И ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ПАНТОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ОРГАНИЗМА К УСЛОВИЯМ НИЗКИХ И ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР

14.02.01 - Гигиена

4848386

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

2 ИЮН 2077

Владивосток - 2011

4848386

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Амурская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития России»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Коршунова Наталья Владимировна Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой гигиены ГОУ ВПО «Владивостокский государственный медицинский университет Минздравсоцразвития России» Петров Владимир Александрович

кандидат медицинских наук, доцент кафедры гигиенических дисциплин специальности ГОУ ВПО «Владивостокский государственный медицинский университет Минздравсоцразвития России» Саенко Анатолий Григорьевич

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. Мечникова Министерства здравоохранения и социальной защиты РФ»

чио

Защита диссертации состоится «-/6» С-Ы^Оьс^ 2011 г. в У О на заседании диссертационного совета ДМ 208.007.02 при ГОУ ВПО «Владивостокский государственный медицинский университет Минздравсоцразвития России» по адресу: 690002, г. Владивосток, пр. Острякова, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Владивостокский государственный медицинский университет Минздравсоцразвития России».

Автореферат разослан «(5» 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ШарковаВ.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Приспособление организма человека и животных к температурным влияниям окружающей среды является одной из значимых проблем в науке и практике.

Актуальность проблемы акклиматизации населения планеты, проживающей в жарких или холодных климатических зонах в настоящее время обусловлены бурным развитием промышленности, современной техники, увеличением миграционных процессов в обществе, а так же проживанием населения в суровых условиях климатогеографических нагрузок и поиска новых способов коррекции патогенного воздействия низких и высоких температур. Суровые климатогеографические условия оказывают существенное влияние на метаболические процессы, характеризуются значительными физиологическими и нервно-эмоциональными перестройками, что в конечном итоге снижает резистентность организма и приводит к срыву приспособительных механизмов [Казначеев, В.П., 1980; Меерсон, Ф.З., 1984; Авцин, А.П., 1985; Чвырев, В.Г., Ажаев, А.Н., Новожилов, Г.Н., 2000].

Известно, что ускорить адаптацию человека к температурным факторам воздействия на организм возможно с помощью фармакологических средств (вит. Е, производные пиримидина, гутимина и тиобарбитуровой кислоты, пантокрин, экстракт женьшеня, левзеи, элеутерококка колючего), обладающих антиоксидантными и антигипоксантными свойствами [Денисенко, П.П. и др, 1995; Доровских, В.А., Целуйко, С.С., Бородин, Е.А., 2001]. Однако эти препараты дорогие и порой дефицитны, зачастую являются синтетическими химическими веществами, не лишены побочного действия и несут экологическую нагрузку на организм, что затрудняет их широкое использование.

Одним из новых перспективных направлений в регуляции метаболических процессов при воздействии низких или высоких температур, является научно обоснованное примененение в питании человека различных веществ с использованием продуктов животного и растительного

происхождения, которые можно рассматривать как один из важнейших факторов, способствующих повышению неспецифической резистентности организма, что в условиях функциональных отклонений является определяющим.

Среди перспективных компонентов для получения смеси веществ, применяемых в питании человека в условиях холодного и жаркого климата важнейшая роль может быть отведена продуктам фармацевтической переработки пантов Пятнистого оленя представляющий собой сложную совокупность биохимически активных веществ со сложным биохимическим комплексом, являющиеся источником большой биогенной силы [Ярцев, В.Г., 1994; Коршунова, Н.В., 2001; Доровских, В.А., 2002; Семенова, В.В., 2001; Володкина, А.И, Луницын, В.Г., 2007], а так же препаратам флавоноидной природы, в частности дигидрокверцетину (ДКВ). ДКВ проявляет антиокси-дантную и антимутогенную активность, обладает противовоспалительным, гепатопротекторными свойствами [Плотников, М.Б, Тюкавкина, Н.А., 2005; Корнеева, Л.С., 2009].

Цель исследования: Научное обоснование пищевого использования смеси из дигидрокверцетина и продуктов производства пантов для повышения резистентности организма к тепловому и холодовому воздействию.

Задачи исследования:

1. Токсиколого-гигиеническое обоснование использование смеси из продуктов переработки пантов и дигидрокверцетина для повышения резистентности организма к тепловому и холодовому воздействию.

2. Провести исследование по исключению токсичности смеси из ДКВ и ПФП и продуктов на их основе по критериям общетоксического и специфического действия, а так же отдаленным эффектам.

3. Исследовать антиоксидантную и гепатопротекторную активность смеси из ДКВ и ПФП.

4. Исследовать антиоксидантные свойства смеси из ДКВ и ПФП при холодовом и тепловом воздействии на организм.

5. Установить закономерности метаболического и цитогистологиче-ского статуса организма на этапах его индивидуальной адаптации к холоду и жаре на фоне применения смеси из ДКВ и ПФП.

Научная новизна работы. В результате проведенного комплексного научного исследования получены новые сведения, позволяющие с экспериментально-гигиенических позиций обосновать возможность применения смеси из ДКВ и ПФП для питания человека в условиях холодового и теплового стресса. Доказана гарантированная безопасность смеси из данных продуктов для теплокровного организма. Впервые изучено влияние смеси из ПФП и ДКВ на теплокровный организм в условиях длительного холодового и теплового воздействия, на сроки адаптации к холоду и теплу, мембраномо-дулирующее действие, защитное действие на мукоцеллюлярную систему воздухоносного отдела легких, сердечно-сосудистую систему, печень в условиях различных температурных факторов внешней среды.

Разработана система тестовой оценки применения смеси из ПФП и ДКВ в качестве биорегуляторов индивидуальной адаптации организма в условиях длительного охлаждения и нагревания на экспериментальной модели (лабораторные животные).

Выполненные исследования выявили медико-биологические особенности смеси из ПФП и ДКВ, которые могут использоваться для дальнейших экспериментальных исследований.

Теоретическая и практическая ценность работы. Выявлена значительная эффективность применения смеси из ДКВ и ПФП для профилактики патогенного воздействия тепла и холода на организм.

Получен ряд новых экспериментальных данных, обуславливающих повышение устойчивости организма к холодовому и тепловому воздействию при использовании в рационах питания смеси из ПФП и ДКВ, обеспечивающих значительный медико-социальный эффект. Результаты работы могут послужить основанием для дальнейших исследований в направлении поиска нового нетрадиционного сырья для получения пищевых продуктов обладающих высокой биологической ценностью.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Смесь из дигидрокверцетина и продуктов фармацевтической переработки пантов Пятнистого оленя безопасна и безвредна в условиях тестирования на биологических объектах.

2. Смесь из дигидрокверцетина и продуктов фармацевтической переработки пантов Пятнистого оленя обладает антиоксидантным и актопротек-торным действием при тепловом и холодовом воздействии на организм.

3. Выявленные положительные эффекты действия смеси из дигидрокверцетина и продуктов фармацевтической переработки пантов имеют дозоза-висимый характер.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 1 статья в издании, рекомендуемого ВАК РФ.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы представлены: на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Профессиональное гигиеническое обучение, формирование здорового образа жизни детей, подростков и молодежи» (Томск, 2006), на региональной научно-практической конференции «Демографическая ситуация и миграционная политика в Приамурье: социально-экономические, правовые и медико-экологичекие аспекты» (Благовещенск, 2006), «Естествознание и гуманизм» (Томск, 2006), международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы физической культуры и спорта» (Уссурийск, 2006), международном симпозиуме «Медицинская наука и здравоохранение России и Японии в начале XXI века. Пути развития и перспективы» (Благовещенск, 2007), научно-практической конференции Дальнего Востока по физической культуре и спорту «Актуальные проблемы физической культуры, спорта и здоровья на Дальнем Востоке и их решение» (Благовещенск, 2007), научно-методической конференции «Формирование профессиональной компетентности специалиста в медицинском вузе» (Благовещенск, 2007), 9 региональной научно-практической конференции, посвященной 150-летию Амурской области «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (Благовещенск, 2008), научно-

практической конференции, посвященной 65-летию кафедры гигиены питания «Актуальные проблемы питания» (Пермь, 2008), научно-методической конференции «Актуальные проблемы воспитания в вузе» (Благовещенск, 2008), Всероссийской научной конференции «Нейробиологические аспекты морфогенеза и регенерации» (Оренбург, 2008), «Технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Благовещенск, 2009), научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (Благовещенск, 2009).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста, состоит из введения, аналитического обзора научной литературы, описания материалов и методов исследования, изложения собственных результатов и их обсуждения, выводов, списка используемой литературы, включающего в себя 302 источника, из них 198 отечественных и 104 иностранных авторов. Работа содержит 22 таблицы, 40 рисунков. Опыты над крысами проводили в соответствии с Правилами проведения работ и использования экспериментальных животных (Приложение к приказу МЗ СССР №755 от 12.08.1977 г.) и стандарта отрасли «Правила проведения качественных клинических испытаний в Российской Федерации» ОСТ 42 5П 99 (утв. Минздравом РФ 29.02.1998 г.).

Личный вклад автора

Автору принадлежит идея проведения комплексных научных исследований по испытанию и разработка методики, и программа токсиколого-гигиенического обоснования использования смеси из ДКВ и ПФП для повышения резистентности организма в условиях тепла и холода, им осуществлены токсикологические эксперименты и натурные наблюдения, проведено планирование, обобщение и математико-статистический анализ полученных результатов. Отдельные исследования выполнены совместно со специалистами Амурской государственной медицинской академии, что нашло отражение в совместных публикациях. Доля участия автора в накоплении информации более 80%, а в обобщении и анализе - 100%.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объекты, материалы и методы исследования:

Работа носит экспериментальный характер. Она выполнена на беспородных белых крысах-самцах весом 180-200 граммов. Животные содержались в стандартных условиях вивария Амурской государственной медицинской академии при естественном световом режиме без ограничения доступа к воде и пище. В опытах использовали животных одного помета.

Объекты исследования.

Исследовалась смесь, состоящая из продуктов переработки пантов Пятнистого оленя и дигидрокверцетина полученного из даурской лиственницы. Первоначально проводился анализ данных литературы по изучаемому вопросу, что позволило спрогнозировать возможность использования данной смеси для облегчения адаптации теплокровного организма к воздействию высоких и низких температур.

Материалы и методы исследования.

Во введение обоснована актуальность проблемы, определены цели и задачи, научная новизна, теоретическая и практическая значимость исследования, представлены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена аналитическому обзору литературы по гигиеническим проблемам адаптации организма человека к холоду и жаре. Имеющиеся в литературе данные свидетельствуют о необходимости дальнейшего изучения приспособительных реакций организма к воздействию экстремальных климатических условий, поиска новых способов коррекции патогенного воздействия низких и высоких температур, в том числе, с помощью антихо-лодового и антитеплового профилактического питания.

Во второй главе представлена программа, методика и организация теоретических и экспериментальных исследований (рис.1).

В работе использованы гигиенические, биохимические, физиологические, микробиологические, гистологические, натуральные наблюдения и статистические методы исследования.

Изучение физико-химических свойств смеси из продуктов переработки пантов и дигидрокверцетина включало определение растворимости в воде, спирте и органических растворителях.

В продуктах переработки пантов определяли - влажность, содержание протеина, жира, золы, безазотистых экстрактивных веществ, а также кислотность и валовую энергетическую ценность.

Аминокислотный состав изучали на высокоскоростном анализаторе фирмы «Хитачи-835» в аналитической лаборатории Тихоокеанского научно-исследовательского института рыбного хозяйства (г. Владивосток). Минеральный состав (макро- и микроэлементы) определяли на спектрофотометре фирмы «Ниппон ЯРЭЭЛ», модель А-855, методом атомно-адсорбционного анализа [Ярцев В.Г., 1994].

Органолептические свойства смеси из ДКВ и ПФП изучены в соответствии с «Медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов», утвержденных Минздравом за № 5061-89. Количество мезофильных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов определялось по ГОСТ № 10444.3-85 «Консервы. Метод определения мезофильных аэробных микроорганизмов». Показатель бактерий группы кишечных палочек (БГКП) определялся в соответствии с ГОСТ № 50474-93 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества БГПК (колиформных бактерий)», сальмонеллы - по ГОСТ № 50480-93 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества сальмонелл».

Эксперименты по исключению токсичности проведены в ГОУ ВПО АГМА на базе лаборатории ЦНИЛ [Саноцкий И.В. и др, 1971; 1979]. Исследования выполнялись на белых крысах, белых мышах, морских свинках, кроликах с определением физиологических, гематологических, гистологических показателей, рекомендованных для подробных исследований [Пушкина, Н.Н, 1963; Пособие по унифицированию методов исследования, 1975; Проблемы нормы в токсикологии, 1991].

Исследование действия смеси из продуктов переработки пантов (ПФП) и дигидрокверцегана (ДКВ) на теплокровный организм в условиях низких или высоких температур

Теория

I

Законы н способы адаптации теплокровного организма к хо-лодовому и тепловому воздействию

Продукты Дигидро-

переработки кверцетин

пантов

Биологические вещества применяемые да коррехши холодового и теплового воздействия

Фармакологические препараты Адаптогешше вещества

Из продуктов животного происхождения Из продуктов растительного происхождения

> -

Токсиколого-пштшческая характеристика смеси ю ПФП и ДКВ

Определение физико-химических, оргию-лентических и микробиологических показателей

Антиоксидантные свойства смеси из ПФП и ДКВ.

Эксперименты ¡n vivo при отравлении крыс ССЦ Эксперименты в условиях низких температур Эксперименты в условиях высоких температур

Возможность повышения адаптационных возможностей теплокровного организма к Холодовым и тепловым воздействиям

£

I

Морфо- Морфо

функцио- функцио-

нальное со- нальное

стояние состояние

воздухо- миокарда

носных пу- правого и

тей и левого же-

легких лудочка

организма в сердца и

условиях печени в

шших тем- условиях

ператур высоких

температур

Рис. 1 Основные направления исследований

Для исследования антиокислительной активности плазмы крови при остром токсическом поражении печени CCL4, использовали суспензию липо-протеидов желтка куриных яиц [Борисова И.Г. и др., 1992]. Для подтверждения эффективности антиоксидантного действия смеси из ДКВ и ПФП была проведена серия экспериментов с введением тетрахлорметана в организм лабораторных животных при активации процессов ПОЛ по общепринятой методике [Арчаков А.И., 1975].

Для оценки антиоксидантного действия определяли продукты перекис-ного окисления липидов и факторы, препятствующие их накоплению. Содержание диеновых коньюгатов, гидроперекисей липидов, малонового диальдегида, исследовали по методике разработанной И.Д. Стальной (1977); каталазной активности - по методу М.Д. Королюк и др. (1988). Об антиокислительной активности судили по содержанию токоферола (Taylor S. et al., 1976), Р.Ж. Киселевич (1972). Активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы определяли по методу В.В. Меньшиковой, (1987).

Изучение холодовых и тепловых адаптационных реакций животных проведено с использованием модели длительного холодового и теплового воздействия. При этом применялась климатокамера фирмы «Fentron» (ГДР) для холодовых реакций и климатокамера фирмы «BINDER GmbH» (Германия) для тепловых реакций.

Для исследования защитного действия смеси из ПФП и ДКВ при холо-довом и тепловом воздействие у экспериментальных животных определяли физическую работоспособность (время плавания и работоспособность на тредбане), биохимические показатели. Опыты выполнены на 180 крысах.

Результаты исследования и их обсуждение.

В третьей главе представлены результаты химико-аналитического анализа и токсиколого-гигиеническая характеристика смеси из ДКВ и ПФП.

Данная смесь содержит продукты животного и растительного происхождения, состоит из измельченных отходов переработки пантов и дигидро-кверцетина (1:1) до порошкообразной массы и последующей стерилизацией в

автоклаве в течение 30 минут. По аминокислотному и минеральному составу ПФП мало отличаются от пантов, а наличие в изучаемой смеси ДКВ обуславливает в ней источник соединений флавоноидного ряда.

Данная смесь, состоящая из ПФП и ДКВ представляют собой сыпучую массу из измельченных неокостеневших рогов (пантов) пятнистого оленя и древесины лиственницы. По внешнему виду это порошок светло-коричневого цвета с древесно-хвойным запахом, с легким привкусом горечи, плохо растворимый в воде (табл.1).

Таблица 1

Химический состав продуктов фармацевтической переработки пантов

Пятнистых оленей в 100 г продукта

Показатели Продукты фармацевтической переработки пантов из Пятнистого оленя

Сырой протеин 37,2

Зола 39,7

Жир 1,0

Безазотистые экстрактивные вещества 19,5

Влажность (показатель нестабильный) 39,4

Валовая энергетическая ценность КДЖ 1258

Ккал 300,6

ПФП содержат полноценный белок, состоящий из девяти незаменимых аминокислот, которые составляют 44 и 44,7% от суммы всех аминокислот. В состав белка входят такие биологически активные аминокислоты как аргинин, аланин, лейцин, валин, лизин, треонин, изолейцин и метионин, а также большая группа заменимых аминокислот: глицин, глутаминовая кислота, пролин, аспаргиновая кислота, аланин, серин, тирозин и цистин, содержание которых составляет 55% суммы всех аминокислот. Отношение незаменимых и заменимых равно 1:1,2, что отражено в таблице 2.

Таблица 2

Содержание аминокислот в продуктах фармацевтической переработки пантов Пятнистых оленей (% к сумме всех аминокислот)

Аминокислоты Продукты фармацевтической переработки пантов

Незаменимые

Глицин 11,46

Лизин 4,39

Лейцин 6,74

Треонин 3,56

Фенилалшшн 4,75

Валин 6,05

Гистидин 3,68

Изолейцин 2,29

Аргинин 10,68

Метионин 1,85

Заменимые

Пролин 8,45

Глутаминовая к-ка 12,21

Аспаргиновая к-ка 7,46

Алании 7,72

Серии 3,95

Тирозин 3,73

Цистин 0,89

Из минеральных веществ в состав отходов входят такие жизненно важные биологически активные макро- и микроэлементы как фосфор, кальций, калий, натрий, магний, железо, медь, цинк, марганец, следы никеля и хрома. В то же время в них не содержится ртути, кобальта, свинца (табл. 3).

В результате изучения санитарно-показательных микроорганизмов установлено, что количество мезофильных аэробных и факультативно - анаэробных микроорганизмов не выходит за пределы нормы, БГКП, сальмонелл в изучаемых образцах не обнаружено.

Содержание минеральных элементов в ПФП.

Элемент Содержание мкг/г воздушно-сухой

пробы

Кальций 8925

Калий 2958

Магний 2805

Фосфор 2660

Наггрий 2040

Железо 331,5

Цинк 68,85

Медь 6,63

Марганец 2,25

Никель 0,62

Кадмий 0,37

Хром 0,20

Кобальт Не обнаружен

Ртуть Не обнаружен

Свинец Не обнаружен

Комплексные токсиколого-гигиенические исследования по изучению острой, подострой токсичности, кумулятивных свойств, мутагенного, эм-бриотоксического и местного раздражающего действия, проведение микробиологического анализа и органолептических исследований свидетельствует об отсутствии токсических веществ, патогенных микроорганизмов и их токсинов в смеси веществ из ПФП и ДКВ, что подтверждает их безвредность для теплокровного организма.

Полученные данные послужили основанием для дальнейших исследований по изучению антиоксидантных свойств и возможности применения смеси из ПФП и ДКВ в качестве профилактического средства антихолодо-вой и антитепловой направленности.

Четвертая глава посвящена исследованию антиоксидантной и гепато-протекторной активности смеси из ПФП и ДКВ. Эксперименты выполнены с известными антиоксидантами токоферолом и ионолом.

В теплокровном организме АОА смеси из ПФП и ДКВ изучали на крысах при активации ПОЛ введением четыреххлористого углерода. Поскольку основные деструктивные процессы при попадании этого яда в организм развиваются в печени, объектом нашего исследования явились печень, а также кровь, как наиболее реактивная ткань. В этих тканях определялось содержание продуктов ПОЛ (ДК, ГП, МДА) и состояние АОС (каталаза, глю-козо-б-фосфатдегидрогиназа). Из литературных данных известно [Голиков, С.Н., Саноцкий, И.В., 1986], что в результате связывания ССЦ с цитохромом Р-450 идет реакция восстановления с образованием радикала СС13, который является пусковым звеном в механизме повреждающего действия яда. Образовавшиеся радикалы, инициируют перекисное окисление липидов и вызывают повреждение биологических мембран, а также деструкцию Р-450.

Результаты наших экспериментальных исследований подтверждают литературные данные о прооксидантном действии СО4 на организм.

Предварительное вскармливание подопытных животных в течение 30 дней смесью из ПФП и ДКВ в дозе 300 мг/кг в день, а затем их острое отравление СС14 способствовало снижению почти всех продуктов пероксида-ции. При введении смеси из ПФП и ДКВ наблюдалось снижение ГП на 30% в печени, на 45% в крови крыс, а так же препятствовало накоплению МДА на 35% в печени подопытных животных, что говорит о их выраженной анти-оксидантной активности (таблица 4, 5.).

Сравнивая антиоксидантную активность смеси из ПФП и ДКВ с таковой токоферола и ионола, необходимо отметить, что по содержанию ГП в печени изучаемые продукты приближаются к ионолу, но по большинству показателей (ГП в крови, ДК и МДА в печени и крови) - к токоферолу.

Степень выраженности антиоксидантного эффекта более близка к токоферолу. Предварительное введение в организм животных смеси из ДКВ и ПФП препятствует накоплению продуктов ПОЛ в крови и печени, что говорит о способности данных соединений тормозить ПОЛ не только в печени, но и, по-видимому, в других органах.

Влияние смеси из ПФП и ДКВ на содержание продуктов ПОЛ в печени при остром отравлении ССЬ (средние значения и стандартные отклонения для групп из 10 животных)

Группы животных: ГП ДК МДА

(нМоль/мл) (нМоль/мл) (нМоль/мл)

Интактные 9,02±1,1 210,3±5,7 7,2±0,2

Получавшие СС14 40,6±3,5 * 283,5±3,1* 11,88±0,4*

Получавшие 19,2±1,4*» 218,1±8,3** 7,1±0,2**

ионол + ССЦ

Получавшие 12,0±0,4** 241,4±10,1** 8,0±0,3**

токоферол+ ССЦ

Получавшие смесь 28,5±2,3** 251,7±7,8** 7,7±0,5**

из ПФП+ДКВ (в до-

зе 300 мг/кг в день в

течение 30 дней)

+СС14

* и ** - различия, достоверные по отношению к интактной * и контрольной ** грушам животных (р<0,05).

Таблица 5

Влияние смеси из ПФП и ДКВ на содержание продуктов ПОЛ в крови

при остром отравлении ССЦ средние значения и стандартные отклонения для групп из 10 животных).

Группы животных: ГП (нМоль/мл) ДК (нМоль/мл) МДА (нМоль/мл)

Интактные 6,13±0,4 50,2±1,5 1,84±0,13

Получавшие ССЬ 11,3±0,5» 70,5±2,1* 4,43±0,4 *

Получавшие ионол + 5,54±0,3 ** 49,3±1,3** 2,63±0,2**

ССЦ

Получавшие 6,1±0,5** 69,1±1,4** 3,3±0,1**

токоферол+ ССЦ

Получавшие смесь 6,0±0,3** 64,3±1,б*» 3,1±0,3**

из ПФП+ДКВ (в до-

зе 300 мг/кг в день в

течение 30 дней)

+СС14

* и ** - различия, достоверные по отношению к иитактной * и контрольной ** группам

животных. (р<0,05).

При введении СС14 в организм крыс АОА крови снижалась с 80% до 55%. Предварительное скармливание смеси из ПФП и ДКВ в дозе 300 мг/кг в день в течение 30 дней способствовало повышению АОА крови подопытных животных почти в равной степени. При введении смеси из ПФП и ДКВ и остром отравлении крыс СС14 отмечалось увеличение АОА с 55 до 70%.

Для выяснения механизма действия смеси из ДКВ и ПФП по изучению антиоксидантной системы организма нами исследована активность и содержание антиокислительных ферментов, таких как каталаза и глюкозо-6 -фосфатдегидрогеназа в сыворотке крови и печени крыс.

После добавления в корм животным смеси из ПФП и ДКВ в дозе 300 мг/кг ежедневно в течение 10 дней активность ферментов повысилась. Активность каталазы увеличилась в крови на 22%, а в печени на 8%. Активность гюкозо-6-фосфатдегидрогиназы после введения БАД повысилась в крови на 40%, в печени на 43% соответственно.

Из вышесказанного следует, что смесь из ПФП и ДКВ препятствует снижению содержания антиокидантных ферментов каталазы и глюко-зо-6-фосфатдегидрогиназы в крови и печени теплокровного организма, что свидетельствует о выраженном антиоксидантном эффекте данной смеси.

В пятой главе представлены результаты исследования влияния смеси из ПФП и ДКВ на состояние адаптационных возможностей организма животных при длительном холодовом и тепловом воздействии.

В экспериментальных исследованиях было выявлено, что устойчивость подопытных крыс при холодовом и тепловом воздействии снижается к динамическим нагрузкам на организм. Это проявляется, прежде всего, в уменьшении времени плавания животных, а также их бега на тредбане.

В эксперименте мы предположили, что смесь, состоящая из ПФП и ДКВ, достоверно активизирует адаптогенные возможности организма к фи-

зическим нагрузкам в условиях высоких и низких температур. В результате, мы выяснили возможность повышения устойчивости экспериментальных животных к физическому влиянию в условиях применения изучаемой смеси веществ в стрессовых условиях холода и жары.

Об антиоксидантном действии смеси состоящей из ПФП и ДКВ судили по изменению содержания продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ): гидроперекисей липидов (ГП), диеновых коньюгатов (ДК), малонового диальдегида (МДА) в крови крыс подвергающихся длительному холодо-вому и тепловому воздействию. Результаты экспериментальных исследований показали, что при длительном действии холода на теплокровный организм наблюдалось увеличение содержания всех продуктов перекисных реакций (рис. 2,3).

Действие холода достоверно увеличивает содержание ГП, ДК и МДА на 7,14,21 и 28 день. Введение смеси из ДКВ и ПФП в дозах 150 мг/кг и ЗООмг/кг снижает содержание ПОЛ во все сроки исследования, а в дозе 30 мг/кг достоверных изменений в содержании ПОЛ не происходит.

Таким образом, при вскармливании крысам смеси из ПФП и ДКВ в период длительного холодового стресса отмечалось повышение уровня адаптационных реакций теплокровного организма, что выражалось в снижении образования продуктов ПОЛ в крови подопытных животных.

Результаты экспериментальных исследований показали, что при длительном действии тепла на теплокровный организм наблюдалось увеличение содержания всех продуктов перекисных реакций. Действие тепла достоверно увеличивает содержание ГП, ДК и МДА во все дни эксперимента (рис.5,6.).

При введении смеси из ПФП и ДКВ в дозе 30 мг/кг существенно не меняет содержание ПОЛ в крови у подопытных животных, а в дозах 150мг/кг и ЗООмг/кг снижает содержание ПОЛ во все сроки исследования.

Группы животных Содержание МДА

Группы животных

1. Интактные

2. Контрольные

3. Подопытная + 30 мг/кг смеси

4. Подопытная +150 мг/кг смеси

5. Подопытная + 300 мг/кг смеси

Рис.2. 14 день. Содержание ГП, ДК, МДА в крови крыс при длительном холодовом стрессе на фоне применения смеси из ДКВ и ПФП (нМоль/мл кровь; Х+х, п=10).

Группы животных

1. Интактные

2. Контрольные

3. Подопытная + 30 мг/кг смеси

4. Подопытная + 150 мг/кг смеси

5. Подопытная + 300 мг/кг смеси

Содержание МЦА

Рис.3. 28 день. Содержание ГП, ДК, МДА в крови крыс при длительном холодовом стрессе на фоне применения смеси из ДКВ и ПФП (нМоль/мл кровь; Х±х, п =10).

2 3 « S

Группы щнватых

1310,72

г, 5610,05

Таким образом, при вскармливании крысам смеси из ПФП и ДКВ в период длительного теплового стресса отмечалось повышение уровня адаптационных реакций теплокровного организма, что выражалось в снижении образования продуктов ПОЛ в крови подопытных животных, что отражается на рисунках 4 и 5.

Повреждающее действие холода и тепла непосредственно ускоряет перекисное окисление за счет разрушения защитных механизмов, в частности, уменьшения количества природных антиоксидантов в организме - дефицит витамина Е. [Куликов В.Е., Колесникова Л.И., Колосова Н.Г., 1977].

Проведенные исследования показали, что смесь из ПФП и ДКВ (1:1) облегчает адаптацию к холоду и жаре в условиях динамической нагрузки на экспериментальных животных, что доказывает его актопротекторное действие. В сыворотке крови изучали содержание продуктов ПОЛ и токоферола.

Было установлено антиоксидантное действие смеси веществ в условиях длительного влияния пониженных и повышенных температур. Установили, что смесь из ДКВ и ПФП облегчает адаптационные процессы приспособления экспериментальных животных к пониженным и повышенным температурам.

При этом степень адаптации зависела от дозы смеси применяемой в питании крыс. Наибольший эффект смеси из ДКВ и ПФП при температурных воздействиях был отмечен применяя дозу 300 мг/кг. Используя, дозу 30 мг/кг мы не отмечали влияния вещества на адаптационные процессы экспериментальных животных.

Известно, что пребывание организма в условиях экстремальных температурных воздействий может приводить к функциональным и метаболическим изменениям, которые, в свою очередь, могут оказывать негативное влияние на структурную организацию отдельных органов.

Группы животных Содержание ГП

Группы животных

Содержание ДК

Группы живот Содержание МДА

Группы ЖИВОТНЫХ

1. Интактные

2. Контрольные

3. Подопытная + 30 мг/кг смеси

4. Подопытная +150 мг/кг смеси

5. Подопытная + 300 мг/кг смеси

Рис.4. 14 День. Содержание ГП, ДК, МДА в крови крыс при длительном тепловом стрессе на фоне применения смеси из ДКВ и ПФП (нМоль/мл кровь; Х±х, п=10).

23,4310,52 22,73+1,2 НМОЛЬ/МЛ 29,56*0,26

* 6

Группы ЖИВОТНЫХ

Содержание ГП

Группы ЖИЙОТНЫ*

Содержание ДК

Групп** гкивстных Содержание МДА

Группы ЖИВОТНЫХ

1. Интактные

2. Контрольные

3. Подопытная + 30 мг/кг смеси

4. Подопытная + 150 мг/кг смеси

5. Подопытная + 300 мг/кг смеси

Рис.5. 28 День. Содержание ГП, ДК, МДА в крови крыс при длительном тепловом стрессе на фоне применения смеси из ДКВ и ПФП (нМоль/мл кровь; Х±х, п=10).

При этом особое значение приобретает состояние органов, непосредственно участвующих в поддержании гомеостаза организма. Ведущая роль в поддержании температурного гомеостаза при тепловом стрессе принадлежит сердечно-сосудистой системе, но адаптационные возможности организма в целом во многом зависят от детоксикационной и синтетической систем печени. В связи с этим мы посчитали целесообразным рассмотреть влияние теплового стресса на миокард правого и левого желудочков сердца и печень экспериментальных животных. Органом-мишенью при действии холода на организм являются воздухоносные пути и лёгкие. Это определило выбор лёгких крыс в качестве органа, по морфо-функциональному состоянию которого оценивалось действие экстремально низких температур.

При воздействии высокой температуры в миокарде экспериментальных животных развиваются сосудисто-структурные перестройки. Характерно преобладание в обоих желудочках сердца нарушений кровообращения, увеличение проницаемости стенок сосудов с явлениями отёка интерстициальной соединительной ткани. На фоне смеси из ДКВ и ПФП в миокарде обоих желудочков уменьшается степень выраженности гемодинамических расстройств и отёка интерстиция.

При тепловом стрессе в печени животных развиваются адаптационные и патологические изменения её структуры. Среди них можно отметить капиллярное и венозное полнокровие, дилатацию синусоидов, центральных и портальных вен, дистрофические изменения гепатоцитов вплоть до некроза, усиление процессов коллагеногенеза в соединительной ткани портальных трактов и между долек. На фоне смеси из ДКВ и ПФП нормализуется кровенаполнение синусоидальных капилляров, со стороны соединительной ткани положительной динамики не наблюдается.

На экспериментальной модели длительного теплового стресса получены данные о структурно-функциональных изменениях в миокарде и печени крыс, свидетельствующие о функциональном напряжении структур данных органов при обеспечении температурного гомеостаза организма. Смесь из

ДКВ и ПФП частично уменьшает выраженность морфо-функциональных изменений в печени и миокарде, обеспечивая адекватный характер компенсаторно-приспособительных реакций в условиях перегревания организма.

Полученные данные свидетельствуют о том, что при длительном охлаждении организма в воздухоносных путях и респираторном отделе лёгких отмечается расширение и полнокровие кровеносных сосудов, выявляются морфологические признаки спазма внутридольковых бронхов, явления инфильтрации стенки бронхов и межальвеолярных перегородок, в соединительной ткани воздухоносных путей лёгкого и межальвеолярных перегородках появляются очаги фиброза. На фоне применения препарата снижается уровень коллагенообразования в соединительной ткани органов дыхания, исчезают признаки спазма бронхов. В то же время сохраняются явления лимфоидной инфильтрации воздухоносных путей и респираторного отдела легких.

Таким образом, применение в рационах питания лабораторных животных смеси из ДКВ и ПФП стабилизировало структурную организацию органов непосредственно участвующих в поддержании гомеостаза при холодо-вом и тепловом воздействии на организм.

ВЫВОДЫ

1. Экспериментально разработано и доказано, что порошкообразная смесь из измельченных продуктов переработки пантов и дигидрокверцетина (1:1) содержит ценные незаменимые и заменимые аминокислоты (глицин, лизин, пролин, аланин и др.), макро - и микроэлементы (калий, кальций, цинк, железо, фосфор, натрий), а также флавоноидные соединения, является безопасным по критериям эколого-гигиенической концепции питания человека.

2. В опытах in vivo установлено выраженное антиоксидантное действие смеси из смеси ПФП и ДКВ в дозах 150-300 мг/кг при активации процессов ПОЛ в организме животных четыреххлористым углеродом и влиянием низких и высоких температур, что реализуется предотвращением накопления продуктов ПОЛ.

3. Смесь из ПФП и ДКВ при поступлении в дозах в 150-300 мг/кг ежедневно, отчетливо повышает устойчивость лабораторных животных к утомлению в условиях холодового и теплового стресса на организм.

4. В дозе 300 мг/кг смесь из ПФП и ДКВ оказывает выраженное защитное действие на мукоциллеарный аппарат трахеи лабораторных животных при длительном воздействии низких температур.

5. Смесь из ПФП и ДКВ в дозе 300 мг/кг нормализует морфо-функциональные изменения в печени и миокарде лабораторных животных, обеспечивая адекватный характер компенсаторно-приспособительных реакций в условиях перегревания организма.

Рекомендации для внедрения в науку и практику:

1. Выявлена значительная эффективность применения смеси из ДКВ и ПФП для профилактики патогенного воздействия тепла и холода на организм. Результаты диссертационной работы послужили основанием для клинических испытаний в поликлиниках и стационарах города, экспериментально протестированные биологически активные композиции веществ из ПФП и ДКВ в холодный и жаркий период года на больных с различной патологией внутренних органов (сердечно-сосудистой патологией, патологией органов дыхания, нервной системы и др.). Биологически активная смесь из ПФП и ДКВ будет апробирована как вариант выбора для использования в лечебно-профилактическом питании больных при различных патологиях внутренних органов особенно при высоких и низких температурах воздуха в жаркие и холодные периоды года. А так же эта смесь будет использоваться как компонент профилактического питания населения при патогенном воздействии высоких и низких температур окружающей среды.

2. Методические рекомендации для студентов, научных работников и аспирантов «Использование адаптогенных продуктов животного и растительного происхождения при различных температурных воздействиях на организм».

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Невмывако, Е.Е. Экспериментальное изучение новой биологически активной добавки к пище «Климатол» в условиях холодовой и тепловой нагрузки на организм / Е.Е. Невмывако, В.А. Доровских, Н.В. Коршунова // Дальневосточный мед. журн. - № 3. - 2009. - С. 92-95.

2. Влияние адаптогенных добавок к пище из пантов на морфологическое холодового воздействия / Е.Е. Невмывако, В.А. Доровских, С.С. Целуйко, Н.В. Коршунова, Ю.В. Колтунова, И.А. Быканова // Нейробиологические аспекты морфогенеза и регенерации мат. Всероссийской науч. конф. посвященной памяти профессора Ф.М. Лазоренко (1888-1953), Оренбург, 18-19 ноября 2008 г. // Морфология. - 2008. - 56 с.

3. Гигиеническая оценка новой БАД к пище «Климатол» для коррекции холодовой и тепловой нагрузки на организм / Е.Е. Невмывако, В.А. Доровских, Н.В. Коршунова, A.C. Верейкина, Т.В. Исмайлова // Актуальные проблемы питания : мат. науч.-практ. конф., Пермь, 6-7 ноября 2008 г. // Пермский медицинский журнал. - Пермь, 2008. - С. 29-30.

4. Невмывако, Е.Е. О биологическом действии природных адаптогенов в условиях низких температур на организм / Е.Е. Невмывако, И.В. Симонова // Мат. 55 итоговой научно-практической студенческой конф., Амурская гос. мед. академия, Благовещенск, 19-20 апреля 2000 г. - Благовещенск, 2000. -Вып. 6.-С. 13-14.

5. Невмывако, Е.Е. Влияние продуктов переработки пантов на показатели физической работоспособности экспериментальных животных при воздействии холода / Е.Е. Невмывако, Н.В. Мохначева // Мат. 57 итоговой научно-практической студенческой конф., Амурская гос. мед. академия, Благовещенск, 19-20 апреля 2000 г. - Благовещенск, 2002. - Вып. 8. - 22 с.

6. Невмывако, Е.Е. Результаты применения и характеристика новой БАД «Климатол» при холодовом и теполовом воздействии на организм / Е.Е. Невмывако // Молодежь XXI века: шаг в будущее : мат. науч.-практ. конф., Благовещенск, 21-22 апреля 2000 г. - Благовещенск, 2009. - С. 151-152.

7. Невмывако, Е.Е. Токсиколого-гигиеническая оценка новой биологически активной добавки к пище «Климатол» при патогенном воздействии температурного фактора / Е.Е Невмывако, Н.В. Коршунова // Технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции : сб. науч. трудов Амурской гос. мед. академии. - Благовещенск, 2009. - Вып. 7. - С. 126-127.

8. Невмывако, Е.Е. Экспериментальные принципы разработки биологически активной добавки к пище «Климатол» для повышения резистентности организма в условиях холодовой и тепловой нагрузки / Технологии произ-

25

водства и переработки сельскохозяйственной продукции : сб. науч. трудов Амурской гос. мед. академии. - Благовещенск, 2009. - Вып. 7. - С. 128-132.

9. Experimental study of biologically active addition to food «Climatol» for correction of cold and heat influence on organism / V.A. Dorovskich, N.V. Kor-shunova, E.E. Nevmyvako, O.N. Alipchenko, A.V.Tretyakova II Commemorating 15 years of Russia-Japan Medical Exchange under the guidance of Japan-Russia Medical Exchange Foundation (1992-2007). - Blagoveshchensk, 2007. - 46 c.

10. Коршунова, H.B. Использование адаптогенов для коррекции холодово-го стресса / Н.В. Коршунова, Н.В. Симонова, Е.Е. Невмывако, И.В. Симонова // Естествознание и гуманизм : сб. науч. трудов «Современный мир, природа и человек». - Т. 3, № 2. - Томск, 2006. - С. 49.

11. Симонова, Н.В. К вопросу об использовании БАД к пище из пантов при холодовом воздействии на детский организм / Н.В. Симонова, И.В. Симонова, Е.Е. Невмывако // Естествознание и гуманизм : сб. науч. трудов «Современный мир, природа и человек». Т. 3, № 2. - Томск, 2006. - 52 с

12. Использование профилактического питания при физических нагрузках для повышения резистентности организма к холоду / Н.В. Коршунова, Н.В. Симонова, Е.Е. Невмывако, И.В. Симонова // Мат. 1 Международной науч.-практич. конф., Приморская гос. сельскохозяйственная академия, 20-21 апреля 2006. - Уссурийск, 2006. - С. 105-109.

13. Доровских, В.А. Гигиеническое обоснование использование новой пищевой добавки «Климатоол» спортсменами в условиях низких и высоких температур / В.А. Доровских, Е.Е. Невмывако, Н.В. Коршунова // Актуальные проблемы физической культуры, спорта и здоровья на Дальнем Востоке и их решение : мат. науч.-практ. конф., Благовещенск, 2007. - Благовещенск, 2007.-С. 51-53.

14. Невмывако, Е.Е. Влияние новой БАД к пище «Климатол» на организм экспериментальных животных при различных температурных воздействиях / Е.Е. Невмывако // Молодежь XXI века: шаг в будущее : мат. 9-ой региональной науч.-практ. конф., посвященной 150-летию Амурской области, Благовещенск, 2008. - Благовещенск, 2008. - С. 136-137.

15. Современные подходы к изучению питания населения при холодовом воздействии на организм / В.А. Доровских, Н.В. Коршунова, Н.В. Симонова, Е.Е. Невмывако, И.В. Симонова // Демографическая ситуация и миграционная политика в Приамурье: социально-экономические, правовые и медико-экологичекие аспекты : мат. региональной науч.-практ. конф., Благовещенск, 2007. - Благовещенск, 2006. - С. 351-354.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ПФП - продукты фармацевтической переработки пантов

ДКВ - дигидрокверцетин

ПОЛ - перекисное окисление липидов

ДК - диеновые коньюгаты

ГП - гидроперекиси липидов

МДА - малоновый диальдегид

АОА - антиокислительная активность

ССЦ - четыреххлористый углерод

Невмывако Елена Евгеньевна

ТОКСИКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СМЕСИ ИЗ ДИГИРОКВЕРЦЕТИНА И ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ПАНТОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ОРГАНИЗМА К УСЛОВИЯМ НИЗКИХ И ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Уч. изд. л. 1,0 Формат 60 х 84/16 Тираж 100 экз. Заказ № 424

Отпечатано в типографии РПК МГУ им. адм. Г.И. Невельского 690059 г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а