Научная статья на тему 'Биохимические и морфологические изменения в сердце животных при воздействии металлов, поступающих с питьевой водой'

Биохимические и морфологические изменения в сердце животных при воздействии металлов, поступающих с питьевой водой Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
146
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЕТАЛЛЫ / СОЛИ CA2+ И MG2+ / ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗА / КРЕАТИНИНКИНАЗА / МОРФОЛОГИЯ / DRINKING WATER / MORPHOLOGICAL CHANGES / HEARTS OF RAT

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Секунда А. А., Игнатьева Л. П., Николаева Людмила Анатольевна, Гузовская Евгения Владимировна

В эксперименте на 150 крысах, употреблявших питьевую воду, обогащенной солями Ca2+ и Mg2+, повреждающий эффект металлов (Ni, V, Cu) на сердце выражен меньше, чем при употреблении питьевой воды слабой минерализации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Секунда А. А., Игнатьева Л. П., Николаева Людмила Анатольевна, Гузовская Евгения Владимировна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The biochemical and morphological changes in the hearts of rat resulting from drinking water with metals

Drinking of weakly mineralized water saturated with ions Ca2+ and Mg2+ in 150 rats has resulted in the less damaging effect of (Ni, V, Cu) metals on myocardium then drinking weakly mineralized water by another groups of rats.

Текст научной работы на тему «Биохимические и морфологические изменения в сердце животных при воздействии металлов, поступающих с питьевой водой»

в рамках ККП в изучении этого центрального регулятора. Именно медико-кибернетический подход (вполне возможно) станет центральным методом в объяснении многих патологических процессов, которые, фактически, сопровождаются переходом от одних облас-

тей аттракторов Ут к другим. Это сопровождается изменением уровня синергизма в ФСО и границами интервалов устойчивости биосистем, образующим организм человека [2,4].

METHODS OF SYNERGETICS AND CHAOS THEORY IN MODERN CLINICAL CYBERNETIC

W.A. Adaycin, I.Y. Dobrinina, Y.V. Dobrinin, V.M. Eskov, V.V Lasarev (Surgut State University)

New modern methods of synergism identification of human functional organism systems are presented. The dynamic of human organism stage—vector (HOSV) in phase space was discussed according to size of HOSV "behavior attractor.

ЛИТЕРАТУРА

1. БакусовЛ.М., Сафин Ш.М., Насыров Р.В. Компартмен-тные модели нейронных механизмов усвоения закономерностей на основе теории самообучающихся рекурсивных фильтров // ВНМТ. - 2002. - № 3. - С.72-75.

2. Еськов В.М., Живогляд Р.Н., Карташова Н.М. и др. Понятие нормы и патологии в фазовом пространстве состояний с позиции компартментно-кластерного подхода // ВНМТ. - 2005. - Т. XII, № 1. - С.12-14.

3. Еськов В.М., Кулаев С.В., Папшев В.А. и др. Программа расчета степени синергизма в биологических динами-

ческих системах с хаотической организацией. Свидетельство об официальной регистрации программы на ЭВМ № 2005612885 РОСПАТЕНТ. - М., 2005.

Еськов В.М., Живогляд Р.Н., Папшев В.А. и др. Системный анализ и компьютерная идентификация синергизма в биологических динамических системах // Систем -ный анализ и управление в биомедицинских системах.

- 2005. - № 1. - С. 108-111.

Скупченко В.В., Милюдин Е.С. Фазотонный гомеостаз и врачевание. Монография. - Самара, Самарский гос. мед. ун-т, 1994. - 256 с.

© СЕКУНДА A.A., ИГНАТЬЕВА Л.П., НИКОЛАЕВА Л.А., ГУЗОВСКАЯ Е.В. - 2006

БИОХИМИЧЕСКИЕ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В СЕРДЦЕ ЖИВОТНЫХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МЕТАЛЛОВ, ПОСТУПАЮЩИХ С ПИТЬЕВОЙ ВОДОЙ

A.A. Секунда, Л.П. Игнатьева, Л.А. Николаева, Е.В. Гузовская

(Иркутский государственный медицинский университет, ректор — д.м.н., проф. И.В. Малов; кафедра коммунальной гигиены и гигиены детей и подростков, зав. — д.б.н., проф. Л.П. Игнатьева)

Резюме. В эксперименте на 150 крысах, употреблявших питьевую воду, обогащенной солями Са2+ и Mg2+, повреждающий эффект металлов (Ni, V, Си) на сердце выражен меньше, чем при употреблении питьевой воды слабой минерализации.

Ключевые слова. Металлы, соли Са2+ и Mg2+, лактатдегидрогеназа, креатининкиназа, морфология.

В последние десятилетия в Российской Федерации (РФ), как и во всех экономически развитых странах, на фоне роста общей заболеваемости населения особого внимания заслуживает проблема сердечно-сосудистой патологии. Для успешного решения данного вопроса, учитывая многофакторность патологии, существует необходимость в проведении ряда профилактических мероприятий. К настоящему времени в РФ, США, Великобритании, Японии проведено большое число клинических и гигиенических исследований, направленных на выявление причин возникновения сердечнососудистых заболеваний, в частности, касающихся влияния качества питьевой воды на формирование этой патологии [1,4,5,11].

Особое внимание в литературе, с гигиенической точки зрения, уделяется проблеме негативного влияния на здоровье населения слабоминерализованных вод с дефицитом кальция, натрия и магния, обусловливающих повышение уровня заболеваний сердечно-сосудистой системы. Слабоминерализованная вода является одним из факторов риска формирования ИБС и артериальной гипертензии [1,3,4,6,8,10]. С другой стороны, согласно данным отечественных и зарубежных исследователей, питьевая вода с содержанием микроэлементов антропогенного происхождения (никеля, ванадия, меди и цинка) также может оказывать неблагоприятное влия-

ние на организм, в том числе на сердечно-сосудистую систему вследствие биологической активности металлов [5,11,12].

В связи с этим для разработки программ по профилактике и совершенствованию организационных форм снижения сердечно-сосудистой патологии новые возможности открывают гигиенические исследования, позволяющие понять закономерности развития заболеваний и объективно оценить причинную связь их с отдельными факторами риска.

Несмотря на многогранную положительную биологическую роль цинка, при длительном поступлении в малых концентрациях цинк может оказывать неблагоприятное влияние на организм. В условиях контрастного минерального состава питьевой воды его токсичность увеличивается, что приводит к нарушению белкового обмена, повреждению живых клеток, вызывая в них коагуляционный некроз, снижая количество гемоглобина в крови.

Медь ускоряет окисление липидов и характеризуется как атерогенный фактор. В сыворотке крови больных с инфарктом миокарда обычно наблюдается повышенное содержание меди. В организме людей с ИБС отмечается увеличение содержания никеля. Изменения в миокарде наступают так быстро и выражено, что могут быть использованы для ранней диагностики и про-

филактики патологии миокарда [12].

В последние годы появились сведения о том, что соединения многих металлов более токсичны при поступлении в организм с мягкой питьевой водой, чем при употреблении питьевой воды с повышенным содержанием солей Са2+ и Mg2+ [2]. На основании изложенного возникает необходимость в проведении экспериментальных исследований по обоснованию степени токсичности металлов антропогенного происхождения и оптимизации качества питьевой воды. Представляется целесообразным оценить возможность применения солей Са2+ и Mg2+ как средств массовой профилактики сердечно-сосудистой патологии.

Целью настоящей работы явилось выявление эффектов комбинированного действия различных концентраций соединений никеля, ванадия и меди в слабоминерализованной питьевой воде, а также их воздействия в условиях воды, обогащенной солями Са2+ и Mg2+ до оптимальных концентраций [6].

Методы и материалы

В соответствии с унификацией методических приемов, принятых в санитарной токсикологии, проведен хронический токсикологический эксперимент продолжительностью

4 месяца на 150 беспородных белых крысах-самцах массой 180-230 г, разделенных на 2 серии по 4 группы. Для каждой серии выделяли контрольную группу. Животных умерщвляли декапитацией.

Изучаемые элементы с питьевой водой перорально вводились в организм подопытных животных через градуированные поилки. Питание и содержание всех групп было идентичным, за исключением водно-питьевого режима. Все концентрации рассчитывались на ион исследуемых металлов.

Животных первой серии ежедневно запаивали водой с содержанием металлов в различных концентрациях, второй серии — водой с содержанием металлов в тех же концентрациях, но с добавлением солей Са2+ и Mg2+ до оптимальных концентраций (табл. 1).

У подопытных животных в динамике через 1, 2 и 4 месяца в сыворотке крови на спектрофотометре СФ-46 определяли активность ферментов. Активность креатинин-фосфокиназы (КФК) - согласно методу, рекомендованному IFCC (Biocon). Кинетическое определение креатин-киназной активности после реактивации N-ацетилцисте-ином проводилось согласно следующей реакции: Креатин-фосфат + АДФ ^ КрК ^ Креатин + фосфат. Лактатдегид-рогеназу (ЛДГ,) - по методу, рекомендованному SFBC (Biocon). Кинетическое определение ЛДГ активности: Пи-руват + НАДН+Н+ ^ЛДГ ^ Лактат + НАД+. Морфологическое исследование органов крыс (сердце) проводились на электронном просвечивающем микроскопе LEO 906Е (Германия) на базе Иркутского государственного Лимнологического университета. Толщина срезов из 5 участков левого желудочка сердца от трех животных составляла 0,5-1um. Результаты исследования обработаны статистически и оценены с помощью критерия Стьюдента.

Результаты и обсуждение

При повреждении клеток миокарда происходит выход ферментов из сердечных клеток в кровоток, что ведет к повышению активности ферментов ЛДГ1 и КФК и указывает на степень повреждения миокарда. Исследованиями установлено статистически значимое повышение активности ЛДГ1 (рис. 1) в сыворотке крови животных, подвергавшихся воздействию никеля, ванадия, меди со слабоминерализованной питьевой водой в группах с малыми концентрациями металлов (р<0,025) на уровне ПДК (р<0,001) и 100 ПДК (р<0,001), в отличие от групп, где питьевую воду обогащали солями Са2+ и Mg2+ до оптимальных концентраций. Во всех группах животных, подвергавшихся воздействию никеля, ванадия, меди со слабоминерализованной питьевой водой, отмечается тенденция роста активности ЛДГ1 к окончанию эксперимента (р<0,05) (рис. 1). В группах животных контроля (р<0,025), с малыми концентрациями металлов (р<0,05) и на уровне их ПДК (р<0,05), получавших питьевую воду, обогащенную солями Са2+ и Mg2+, активность ЛДГ1 снижалась к окончанию эксперимента (рис. 1).

При динамическом наблюдении в группах животных с малыми концентрациями металлов и на уровне их ПДК выраженной закономерности в изменении активности креатининкиназы (КрК) в сыворотке крови животных не установлено (рис. 2). В условиях употребления питьевой воды слабой минерализации увеличение активности КрК к концу эксперимента отмечено в группе контроля (р<0,001) и в группе с содержанием металлов на уровне 100 ПДК (р<0,001). Обращает на себя внимание тот факт (рис. 2), что во всех группах, где питьевая вода обогащена солями Са2+ и Mg2+, активность КрК ниже (р<0,05). К завершению эксперимента в группах животных контроля, с малыми концентрациями металлов и на уровне ПДК активность КрК снижается (р<0,05).

Для оценки морфологических изменений в сердце животных материал, отражающий зависимость «доза-эффект», отбирался из 1 и 2 групп контроля, из 1 и 4 групп с малыми концентрациями металлов (рис. 3, 4) и из 2 и 5 групп на уровне ПДК (рис. 5, 6) на фоне потребления питьевой воды с низкой минерализацией и оптимальным содержанием минеральных веществ (Са2+ и Mg2+).

По результатам проведенных экспериментальных исследований установлено, что в условиях потребления питьевой воды слабой минерализации с присутствующими в ней металлами в малых концентрациях и на уровне ПДК, отмечается значительное изменение ультраструктур миокарда. На рис. 3 и 4 показаны морфологически измененные ультраструктуры сердца. В группе с малыми концентрациями металлов частота встречаемости участков с измененными структурами составила 53,4%. В группе животных, получавших металлы на уровне ПДК, частота встречаемости участков с измененными структурами составила 67,1%. У животных, подвергавшихся воздействию тех же концентраций металлов, но в присутствии оптимальных концентраций солей Са2+ и Mg2+, изменения со сто-

Таблица 1

Химический состав питьевой воды, используемый в эксперименте

Группы животных Ингредиенты воды (мг/дм3)

Cu Ni V Ca Mg

1 группа (м.к) 0,004 0,0007 0,001 - -

2 группа (ПДК) 1 0,02 0,1 - -

3 группа(100ПДК) 100 2 10 - -

4 группа (м.к) 0,004 0,0007 0,001 60* 25**

5 группа (ПДК) 1 0,02 0,1 60 25

6 группа(100ПДК) 100 2 10 60 25

1 -ый Контроль - - - 12,6 2,5

2-ой Контроль - - - 60 25

Примечания:*60 мг/дм3 - оптимальная величина Ca2+, **25 мл/дм3 - оптимальная величина Mg2+.

□ СЛД(30«М«'|ИЛ13<5НМЙ1 ЕЩД

■ с.а i гл-i

1

т

Примечание: по оси абсцисс — продолжительность опыта (в месяцах); по оси ординат — содержимое ЛДГ1 (в сыворотке крови и/л).

Рис. 1. Сравнительная характеристика активности ДДГ1 в сыворотке крови экспериментальных животных на фоне потребления

питьевой воды разной минерализации.

роны структур миокарда в группах животных с малыми длительном употреблении слабоминерализованной

концентрациями металлов составили 16,9%, и в груп- в°ды, содержащей N1, V, Си в малых концентрациях и

пах, получавших металлы на уровне ПДК, — 20,6% (рис. на уровне ПДК, происходят значительные изменения

5 и 6). ультраструктур сердца. При употреблении питьевой

□ СЛа(30111е|МЛ1Н5М11М KU-S

■ C-Fi I П- l

Примечание: по оси абсцисс — продолжительность опыта (в месяцах), название группы; по оси ординат — содержание креатинкиназы (в сыворотке крови и/л).

Рис. 2. Сравнительная характеристика активности креатинкиназы в сыворотке крови экспериментальных животных на фоне

потребления питьевой воды разной минерализации.

Слабоминерализованная питьевая вода, содержащая N1, V, Си в вышеуказанных концентрациях, приводит к повышению активности лактатдегидрогеназы в сыворотке крови. Длительное употребление слабоминерализованной воды, содержащей N1, V, Си на уровне малых концентраций, ПДК и 100 ПДК, вызывает дисбаланс активности креатининкиназы в сыворотке крови. При

Рис. 3. Срез левого желудочка сердца крыс, получавших малые концентрации металлов с питьевой водой низкой минерализации. Стрелками указаны морфологически измененные участки.

воды, обогащенной солями Са2+ и М^2+, повреждающий эффект металлов на сердце выражен меньше, чем при употреблении питьевой воды слабой минерализации. Ионы Са2+ и М^2+ при поступлении N1, V, Си в малых концентрациях и на уровне ПДК оказывают защитный эффект для сердца.

Рис. 4. Срез левого желудочка сердца крыс, получавших металлы с питьевой водой низкой минерализации на уровне ПДК. Стрелками указаны морфологически измененные участки.

Рис. 5. Срез левого желудочка сердца крыс, получавших малые концентрации металлов с питьевой водой с оптимальным содержанием минеральных веществ (Са2+ и Mg2+). Стрелками указаны морфологически неизмененные участки.

Рис. 6. Срез левого желудочка сердца крыс, получавших металлы на уровне ПДК с питьевой водой с оптимальным содержанием минеральных веществ (Са2+ и Mg2+). Стрелками указаны морфологически неизмененные участки.

THE BIOCHEMICAL AND MORPHOLOGICAL CHANGES IN THE HEARTS OF RAT RESULTING FROM DRINKING WATER WITH METALS

A.A. Secunda, L.P. Ignat’eva, L.A. Nicolaeva, E.V. Guzovskaj (Irkutsk State Medical Universety)

Drinking of weakly mineralized water saturated with ions Ca2+ and Mg2+ in 150 rats has resulted in the less damaging effect of (Ni, V, Cu) metals on myocardium then drinking weakly mineralized water by another groups of rats.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гарднер М. Мягкая вода и болезни сердца // Здоровье и окружающая среда. — М: Мир, 1979. — С.169-198.

2. Дульский В.А. Гигиеническая оценка влияния питьевой воды на распространенность артериальной гипертензии: Дис. ... канд. мед. наук. — Иркутск, 1994. — 206 с.

3. Кроткое Ф.Г. Смерть от сердечно-сосудистых заболеваний и жесткость воды / / Гигиена и санитария. — 1973.

— № 4. — С.69-73.

4. Лутай Г.Ф. Химический состав воды и здоровье населения // Гигиена и санитария. — 1992. — № 1. — С. 13-15.

5. Минкина H.A., Люблина Е.И., Чекуноеа М.П., Добрынина В.В. О возможных проявлениях адаптации организма к действию промышленных ядов // Актуальные вопросы токсикологии: Сб. науч. тр. — Л., 1970. — С.83-93.

6. Методика эколого-гигиенической оценки интегрального качества воды и риска здоровью населения: Пособие для врачей. — СПб: СПбГМА им. И.И. Мечникова, 2002. — С.6-7.

7. Объедкоеа Г.Ю. Изучение влияния воды повышенной минерализации на репродуктивную функцию женского организма и обоснование системы мероприятий по

предупреждению ее вредного воздействия: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Саратов, 1983. — 143 с.

8. СекундаА.А., ИгнатьеваЛ.П. Оценка минерального состава воды р. Ангара как основного источника водоснабжения населения г. Иркутска // Вопросы сохранения и развития здоровья населения Севера и Сибири: Материалы итоговой науч. конф. — Красноярск, 2003.

— С. 143-145.

9. Секунда А.А., Игнатьева Л.П., Чирцова М.В., Потапова М. О. Оценка интегрального качества питьевой воды в распределительной сети г. Иркутска // Науч.-практ. конф, посвященная 75-летию медико-профилактичес-кога ^факультета ИГМУ: Сб. науч. ст. — Иркутск, 2005.

10. Секунда А.А., Игнатьева Л.П. Гигиеническая оценка питьевой водыраспределительной сети (на примере г. Иркутска) // “Экватек-2004”. — М., 2004. — Электрон. опт. диск (CD-ROM).

11. Lavrence F. Mutagenes and carcinogens in the environment // Proc. 3-rd Int.Conf. Environm. Mutasenes Tokvo. — New York, 1982. — P. 11.

12. Thamm H. Kuhlschmierstoffe als Kontaktalltrgene // Allergologie. — 1992. — Bd. 15, № 12. — S.436-437.

© ГЕЛЛЕР Л.Н., ОХРЕМЧУК Л.В., ТОПОРКОВА Д.А. - 2006

фармакоэкономические аспекты использования лекарственных средств для лечения орви у детей

Л.Н. Геллер, Л.В. Охремчук, Д.А. Топоркова

(Иркутский государственный медицинский университет, ректор — д.м.н., проф. И.В. Малов, кафедра управления и экономики фармации, зав. — к.ф.н., доц. Л.Н. Геллер, кафедра клинической фармакологии, зав. — к.м.н., доц.

Г.Г. Раднаев)

Резюме. В статье представлены результаты изучения и оценки качества медикаментозного лечения ОРВИ у детей г. Иркутска. Предложен ассортиментный портфель ЛС для лечения ОРВИ в зависимости от уровня доходов семьи. Ключевые слова. Медикаментозное лечение ОРВИ у детей, фармакоэкономический анализ, ассортиментный портфель лекарственных средств.

Являясь самыми массовыми заболеваниями, острые медицинских и социально-экономических проблем [5].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) и в третьем На территории России ежегодно регистрируется 30-40 тысячелетии остаются одной из наиболее значимых млн. случаев инфекционных заболеваний, в структуре

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.