Экологический стресс фактор, влияющий на гормональнометаболические характеристики сыворотки крови у мужчин Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК [616.43-008.9:616.15]:612.821.3:574.2

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ СТРЕСС - ФАКТОР, ВЛИЯЮЩИЙ НА ГОРМОНАЛЬНО-МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЫВОРОТКИ КРОВИ У МУЖЧИН

© 2009 г. Р. Г. Федина, Е. Л. Потеряева, А. Н. Бондарь

Новосибирский государственный медицинский университет, г. Новосибирск

Новосибирск — крупный промышленный центр Западной Сибири с прогрессирующим ухудшением экологической ситуации и обострением социально-экономических факторов. В Новосибирске в пределах однородной климатогеографической области могут формироваться районы с принципиально разными условиями внешней среды, что естественным образом сказывается на окружающих [9]. Организм человека постоянно находится под непосредственным влиянием негативных воздействий климатогеографических и техногенных факторов, свойственных большим городам — мегаполисам и сложившейся экологической ситуации, которые способствуют росту целого ряда заболеваний. Достаточно существенные воздействия претерпевает организм жителей крупных промышленных центров [6]. Наиболее ранние изменения обнаруживаются в механизмах регуляции функций организма [1, 4]. Слабое, но длительное воздействие негативного фактора ведет к кумулятивному эффекту. Примером этого может служить неуклонное повышение заболеваемости в экологически загрязненных территориях планеты [10]. Особенно выражен этот процесс у мужской части населения. Сохранение негативных факторов, влияющих на формирование здоровья населения России, требует поиска резервов его улучшения [2].

Актуальность проблемы обусловлена слабой изученностью влияния экологического стресса в формировании приспособительных реакций организма и отсутствием систематизированных данных о концентрации гормонов гипофизарно-тиреоидно-надпочечниковой системы и метаболитов в сыворотке крови у практически здоровых мужчин в зависимости от экологических условий проживания в Западной Сибири (г. Новосибирск), которые можно было бы использовать в качестве региональной нормы.

Исходя из актуальности проблемы, поставлена цель работы — исследовать влияние экологического стресса на гормонально-метаболические характеристики у практически здоровых мужчин в зависимости от района проживания.

Методика

Обследованы 518 практически здоровых мужчин-доноров в возрасте 20—34 лет, средний возраст (27,01 ± 0,35) года, проживающих в шести районах г. Новосибирска, три из которых — с экологическим неблагополучием. Это районы, существенно различающиеся по степени загрязненности окружающей среды: параметрам загазованности воздуха, расположению мощных теплоэлектростанций, показателям загрязнения почвы и наземных водных речных бассейнов; по данным мониторинга экологических служб г. Новосибирска, условно «грязные» районы.

Исследовано влияние экологического стресса на гормональнометаболические характеристики сыворотки крови у 518 мужчин-доноров в возрасте 20-34 лет, проживающих не менее 10 лет в шести районах Новосибирска, три из которых с экологическим неблагополучием. Радиоиммуно-химическим методом определяли гормоны гипофизарно-тиреоидно-надпочечниковой системы: адре-нокортикотропин, соматотропин, кортизол, трийодтиронин и биохимическими - общий белок, общий холестерин и глюкозу. Статистическим методом анализа Вилкоксона - Манна - Уитни получены достоверные различия исследуемых характеристик в зависимости от района проживания. Достоверное влияние экологического стресса на исследуемые характеристики в зависимости от района проживания свидетельствует о синдроме экологического напряжения организма, т. е. экологически обусловленного стресса, формирующегося при длительном проживании на экологически неблагоприятной территории. Степень выраженности перестроек гормональнометаболических характеристик находится в прямой зависимости от экологических условий проживания, что необходимо учитывать для прогноза, диагностики и выявления лиц с факторами риска.

Ключевые слова: мужчины, гормонально-метаболические характеристики, сыворотка крови, экологический стресс.

Обследуемые прошли углубленный медосмотр, и из выборки были исключены доноры, имеющие какие-либо заболевания. Все мужчины были отнесены к первому уровню здоровья, т. е. не имели существенных жалоб на здоровье, а в анамнезе у них отсутствовали указания на перенесенные ранее заболевания по классификации [8]. Обследуемые были разделены на

2 группы в зависимости от района проживания в Новосибирске: в 1-ю группу вошли доноры, проживающие в районах с экологическим благополучием — условно «чистый» район, а во 2-ю — доноры, проживающие в районах с выраженным экологическим неблагополучием — условно «грязный» район города. Все доноры обследованы в весенне-летний сезон года (апрель, май, июнь, июль, август).

Кровь брали из кубитальной вены одноразовыми иглами однократного пользования, натощак в положении лежа (состояние физиологического покоя) с 8 до 9 час утра в сухие центрифужные пробирки, которые помещали в сосуд с тающим льдом. Полученную кровь центрифугировали в течение 15 мин при 1 500 об./ мин. Сыворотку отделяли, хранили до проведения исследования при температуре —20 °С, но не более двух недель, размораживая однократно.

Радиоиммунохимическим методом [7] определяли в сыворотке крови концентрации гормонов гипофизарнонадпочечниковой системы (ГНС): адренокортикотро-пин (АКТГ), соматотропин (СТГ), кортизол (КОР) и гормон гипофизарно-тиреоидной системы (ГТС)

— трийодтиронин (Т3) с использованием стандартных коммерческих наборов отечественной и зарубежных фирм (ИБОХ АН Беларусь, Минск; Cis International, Франция; Byk-Mallinkradt, ФРГ). Контроль осуществляли с помощью сывороток, поставляемых фирмами-изготовителями соответствующих тест-наборов. Использовались гормоны, меченные изотопом 125I. Радиоактивность анализируемых проб измерялась на счетчике «Гамма-автомат-800». Определяли общепринятым биохимическим методом — общий белок (ОБ) [10], общий холестерин (ОХС) [11] и глюкозу (ГЛЮ) — ферментативно глюкозо-оксидазным методом, с применением набора «Lachema» (Чехословакия) спектрофотометрическим методом, с использованием спектрофотометра СФ-26 (производство ОМО им. Ленина, Санкт-Петербург). Статистическую обработку результатов исследования проводили с использованием как параметрического t-критерия Стьюдента [5], так и в отдельных случаях непараметрического критерия (Вилкоксона — Манна

— Уитни), поскольку известно, что функции распределения данных гормональных показателей отличаются не только от нормального вида, но и других, стандартных для статистического анализа, видов функций [3]. Определяли среднее арифметическое (M) и стандартную ошибку среднего арифметического (m).

Результаты

Проведенное исследование показало, что концентрации АКТГ у мужчин 2-й группы, проживающих в

экологически «грязных» районах города, достоверно выше концентрации АКТГ у мужчин 1-й группы, проживающих в экологически «чистых» районах (р<0,001). Концентрация КОР у мужчин 2-й группы также выше, чем концентрация КОР у мужчин 1 -й (р < 0,01). Это свидетельствует о напряжении функциональной активности ГНС у мужчин 2-й группы (рис. 1). Повышение концентрации АКТГ и КОР у мужчин 2-й группы свидетельствует об усилении активности адренокортикотропной и глюкокортикоид-ной функций и является отражением экологического адаптивного напряжения организма. Нами выявлено и достоверное различие концентрации СТГ в группах обследуемых. Концентрация СТГ во 2-й группе мужчин достоверно выше, чем в 1-й (р < 0,01) (см. рис. 1). Снижение концентрации Т3 у мужчин 2-й группы — (1,80±0,05) нмоль/л по сравнению с мужчинами 1 -й

— (2,65±0,07) нмоль/л свидетельствует о дефиците тиреоидной функции, проявляющейся в понижении уровня Т3 (р < 0,001). Выявлено снижение концентрации ОХС (р < 0.01) на фоне снижения концентрации ГЛЮ (р < 0,01) и ОБ (р < 0,05) во 2-й группе мужчин по сравнению с 1-й группой (рис. 2).

пг/мл нг/мл нмоль/л

Адренокортикотропин Соматотропин Кортизол

□ «чистый» район ^ «грязный» район

Рис. 1. Влияние экологического фактора окружающей стреды на адренокортикортропную, соматотропную и глюкокортикоидную функции у практически здоровых мужчин

Примечание. Достоверность различий: ** — р<0,01, ***—р<0,01.

Полученные данные свидетельствуют о синдроме экологического напряжения, т. е. экологически обусловленного стресса, который формируется при длительном проживании на экологически неблагоприятной территории (обследуемые проживали в «грязных» районах более 10 лет).

ммоль/л нмоль/л ________ г/л

Общий холестерин Глюкоза Общий белок

□ «чистый» район ш «грязный» район

Рис. 2. Влияние экологического фактора окружающей среды на биохимические показатели у практически здоровых мужчин

Примечание. Достоверность различий: * — р<0,01, **—р<0,01.

Обсуждение результатов

Исследование показало, что у мужчин, проживающих в экологически неблагоприятных районах (2-я группа), большее напряжение адаптивных гормональных механизмов с достоверно большим повышением функциональной активности ГНС по концентрациям так называемых «гормонов стресса».

Сравнение гормональных и биохимических показателей сыворотки крови у доноров, проживающих в условно «чистых» и условно «грязных» районах Новосибирска, позволило обнаружить выраженные различия. Выявлено напряжение функции ГНС у мужчин 2-й группы. Наблюдается достоверное проявление дисбалансов метаболизма под влиянием техногенных условий. Это свидетельствует о том, что у мужчин недостаточность устойчивости к факторам урбанизации начинает проявляться в молодых возрастных группах. Параллельное с увеличением концентрации КОР увеличение концентрации СТГ свидетельствует об усилении обменных процессов, скорее всего белкового обмена. У мужчин-доноров, проживающих в условно «грязном» районе, установлен дефицит тиреоидной функции, проявляющийся в понижении уровня Т3. Это свидетельствует о синдроме экологического напряжения организма. Напряжение адаптивных механизмов вызывает повышение риска соматических заболеваний при действии комплекса экологических техногенных и природно-климатических нагрузок.

Таким образом, у мужчин в возрасте 20—34 лет выявлен риск дисбаланса гормонально-метаболических характеристик. Можно предположить, что стабилизация как метаболизма, так и его гормональной регуляции у мужчин происходит в более поздние возрастные периоды и отличается большей лабильностью и неустойчивостью при действии техногенных экологических факторов, особенно в сочетании с природно-климатическими условиями. Следствием является плохая переносимость экологического напряжения техногенного и природного характера, что проявляется уже у мужчин в молодом возрасте. Следовательно, мужчинам необходимо уделять повышенное внимание восстановлению и развитию своего здоровья с учетом уровня техногенной загрязненности территории. По всей вероятности, у мужчин современные социально-экономические условия в сочетании с экологическими факторами требуют чрезмерного напряжения адаптивных биологических и психоэмоциональных механизмов. Сочетание и суммирование различных векторов напряжений в современных условиях жизнедеятельности делает регуляторные звенья адаптации у мужчин наиболее уязвимыми. Это приводит к быстрому истощению адаптивных резервов, дизадаптации в первую очередь функционально неполноценных звеньев организма и быстрому развитию заболеваний, приводящих к дестабилизации показателей здоровья и снижению продолжительности жизни мужской части населе-

ния России под влиянием возрастания комплекса социально-психологических и экологических нагрузок в современных условиях.

Заключение

У мужчин, проживающих в условно «грязных» районах, по сравнению с мужчинами, проживающими в условно «чистых» районах, выражены изменения гипофизарно-тиреоидно-надпочечниковой системы. Выявлено, что проживание в экологически неблагоприятных районах по сравнению с условно «чистыми» формирует устойчивую зависимость гормонально-метаболических характеристик от экологических условий проживания. Неблагоприятная экологическая обстановка способствует перестройке механизмов регуляции и взаимодействия гормональнометаболических характеристик организма. Основную роль в гормональной регуляции метаболических процессов принадлежит гормонам системы «гипофиз — надпочечники — щитовидная железа». Степень выраженности перестроек гормонально-метаболических характеристик находится в прямой зависимости от экологических условий проживания, что необходимо учитывать для прогноза, диагностики и выявления лиц с факторами риска на фоне экологического стресса.

Список литературы

1. Баевский Р. М. Валеология и проблема самоконтроля здоровья в экологии человека / Р М. Баевский. — Магадан, 1996. — 53 с.

2. Государственный доклад о состоянии здоровья населения Российской Федерации в 2003 г. — М., 2003.

— 100 с.

3. Гублер Е. В. Применение критериев непараметрической статистики для оценки различий двух групп наблюдений в медико-биологических исследованиях / Е. В. Гублер. — Л., 1973. — 130 с.

4. Кривощеков С. Г. Особенности физиологического состояния при вахтовых формах труда / С. Г. Кривощеков // Физиология трудовой деятельности. — СПб. : Наука, 1993. — С. 345—346.

5. Лакин Г. Ф. Биометрия / Г. Ф. Лакин. — М. : Высшая школа, 1990. — 352 с.

6. Медведев В. И. Психофизиологический потенциал как фактор устойчивости популяции в условиях глобальных изменений природной среды и климата / В. И. Медведев, Г. М. Зараковский // Физиология человека. — 1994. — Т. 20, № 6. — С. 5—13.

7. Ткачева Г. А. Радиоиммунохимические методы исследования / Г. А. Ткачева, М.И. Балаболкин, И.П. Ларичева.

— М. : Медицина, 1983. — 192 с.

8. Тристан В. Г. Хронологическая характеристика уровней здоровья при занятиях физической культурой и спортом : автореф. дис. ... д-ра мед. наук / Тристан В. Г.

— Томск, 1994. — 37 с.

9. Федина Р. Г. Влияние внешних факторов среды и социальных привычек на состояние гипофизарнонадпочечниковой системы и инсулин плазмы крови здоровых людей : автореф. дис. ... канд. биол. наук / Федина Роза Германовна. — Новосибирск, 1996. — 23 с

10. Хаснулин В. И. Особенности прогрессирования экологически обусловленных дизадаптивных кардиометео-

патий на Севере / В. И. Хаснулин // Проблемы охраны здоровья и социальные аспекты освоения газовых и нефтяных месторождений в арктических регионах. — Надым, 1995. - С. 82.

11. Lowry O. H., Rosebrough N. J., Furr A. L., Randall R. J.//J. Biol. Chem. - 1951. - Vol. 193. -Р. 265-275.

ECOLOGICAL STRESS AS A FACTOR INFLUENCING HORMONE-METABOLIC CHARACTERISTICS OF BLOOD SERUM OF MEN

R. G. Fedina, Ye. L. Poteryaeva, A. N. Bondar

State Educational Institution of Higher Professional Education, Novosibirsk State Medical University

Hormone-metabolic characteristics of the blood serum are investigated in 518 donor men aged 20-34 years who has lived in 6 districts of Novosibirsk at least for 10 years, including

3 ecologically problem districts. The radioimmunoassay was used to determine hormones of the hypophysial-thyroid-adrenal system, such as adrenocorticotropin, somatotrophic hormone, cortisol, and triiodothyronine; the biochemical methods calculated crude protein, total cholesterol, and

glucose. Reliable differences in the characteristics under study with respect to the area of living are obtained using statistical Wilkinson-Mann-Whitney analysis. The reliable influence of ecological stress on the characteristics under study with respect to the area of living evidences the syndrome of ecological stress, i.e. ecologically dependent stress that is formed when a man lives in the ecologically problem area for a long time. The intensity of changes in hormone-metabolic characteristics directly depends on ecological living conditions, which should be considered in the prognosis, diagnostics and detecting people with risk factors.

Key words: men, hormone-metabolic characteristics, blood serum, ecological stress.

Контактная информация:

Федина Роза Германовна - кандидат биологических наук, научный сотрудник Государственного образовательного учреждения профессионального образования «Новосибирский государственный медицинский университет»

Адрес: 630091, г. Новосибирск, Красный проспект, д. 52

E-mail: froza@ngs.ru

Статья поступила 12.05.2009 г.