Методология оценки влияния экологических факторов риска и контроля тяжести состояния пациентов с гипертонической болезнью Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 616.1:502

МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ РИСКА И КОНТРОЛЯ ТЯЖЕСТИ СОСТОЯНИЯ ПАЦИЕНТОВ С ГИПЕРТОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ

Н. Ю. Келина, Т. Ю. Мамелина, А. А. Полуночкина

THE METHODOLOGY FOR ASSESSING THE IMPACT OF ENVIRONMENTAL RISK FACTORS AND CONTROL THE SEVERITY OF THE CONDITION IN PATIENTS WITH ESSENTIAL HYPERTENSION

N. Yu. Kelina, T. Yu. Mamelina, A. A. Polunochkina

Аннотация. Актуальность и цели. Рассматриваются вопросы обоснования использования методик определения синтеза естественных антител к нейромедиато-рам, являющимся индикаторами риска возникновения и развития гипертонической болезни. Доказывается, что синтез естественных антител в организме может быть реакцией на характер метаболического экзогенного и эндогенного нарушения, отражающего тяжесть состояния организма. Устанавливается взаимосвязь нарушений синтеза изучаемых нами маркеров гуморального звена иммунитета и места проживания. Рассматривается методологический подход к оценке влияния экологических факторов риска и контроля тяжести состояния у пациентов с гипертонической болезнью на основе учета уровня естественных антител к нейромедиаторам и приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха мест проживания. Для примера в статье рассмотрен базовый алгоритм статистического анализа, принятый в биологии и медицине. Подчеркивается важность развития методологических подходов к оценке влияния экологических факторов риска на тяжесть состояния пациентов, проживающих при неблагоприятных условиях чистоты атмосферного воздуха. Материалы и методы. Проведено сопоставление уровня естественных антител к нейромедиаторам у больных с гипертонической болезнью с учетом экологического фона Пензенского региона. Обследовано 45 человек в возрасте от 35 до 60 лет с диагнозом «гипертоническая болезнь» (группа анализа). Определение уровня е-Ат к эндогенным биорегуляторам брадикинину и дофамину в сыворотке крови осуществлялось методом им-муноферментного анализа. В исследовании предполагалось, что оценка степени загрязнения атмосферы выражается через концентрацию примесей путем сравнения ее с гигиеническими нормативами предельно допустимых концентраций вредных веществ оценки качества атмосферного воздуха. Результаты. При клинико-лабораторном контроле больных с гипертонической болезнью наблюдался повышенный уровень естественных антител в сыворотке крови, отражающий нарушения систем регуляции на уровне образования естественных антител к биорегуляторам. Выявлено, что приоритетные загрязнители неравнозначно проявились в предельно допустимых концентрациях в исследуемых пробах воздуха на конкретных территориях анализа проживания пациентов с гипертонической болезнью, вошедших в группу исследования. Выводы. Оценивая тенденцию в изменениях значений анализируемых показателей загрязненности атмосферного воздуха и результатов лабораторного контроля уровня естественных антител к дофамину и брадикинину в сыворотке крови, можно сократить продолжительность процесса анализа при прогнозировании течения патологии, обеспечить раннее выявление патологических изменений на основе мониторинга накапливаемых данных, развить и усовершенствовать лабораторный кон-

троль состояния иммуно-биохимического гомеостаза пациентов с гипертонической болезнью.

Ключевые слова: методология, иммунологические исследования, экологический фон, приоритетные загрязнители атмосферного воздуха.

Abstract. Background. This article describes the issues of justification of the use of detection methods for the synthesis of natural antibodies to neurotransmitters, which are the indicators of risk of the emergence and development of hypertension. It is proved that the synthesis of natural antibodies in the body can be a reaction to the nature of the exogenous and endogenous metabolic disorders, reflecting the gravity of the condition of the body. Relationship is established between the violation of the synthesis of the investigated markers of humoral immunity depending on place of residence. A methodological approach to assess the effect of environmental risk factors and control the severity of the condition in patients with essential hypertension based on the level of natural antibodies to neurotransmitters and priority pollutants of the air of places of residence. For example, the article describes the basic algorithm of the statistical analysis adopted in biology and medicine. Emphasizes the development of methodological approaches to the assessment of the impact of environmental risk factors on the severity of condition of patients living under adverse conditions, the purity of the atmospheric air. Materials and methods. A comparison of the level of natural antibodies to neurotransmitters in patients with hypertension taking into account the environmental background of the Penza region. Surveyed 45 people aged 35 to 60 years with a diagnosis of hypertension (group analysis). The definition of e-Antibodies to endogenous bioregulators: bradykinin and dopamine in blood serum was carried out using enzyme immunoassay. In the study it was assumed that the assessment of the degree of pollution of the atmosphere is expressed through the concentration of impurities by comparing it with the hygienic standards of maximum permissible concentrations (MPC) of harmful substances assessment of air quality. Results. When clinical and laboratory monitoring of patients with hypertension was observed elevated levels of natural antibodies in the serum, reflecting violations of regulation systems on the educational level of natural antibodies to bioregulators. It is revealed that the priority pollutants are not equal manifested in MPC in the studied air samples on specific areas of analysis of stay of patients with hypertension included in the study group. Conclusions. Assessing the trend in the changes of the values of the analyzed indicators of pollution of atmospheric air and the results of laboratory control of the level of natural antibodies to dopamine and bradykinin in the serum it is possible to reduce the duration of the process of analysis in forecasting the course of the disease, to ensure early detection of pathological changes on the basis of monitoring data capture, develop and improve laboratory monitoring the status of the immuno-biochemical homeostasis of patients with hypertension.

Key words: methodology and immunological research, environmental. background, priority air pollutants.

Проблема анализа текущего уровня индивидуального здоровья и контроля за его состоянием приобретает все более важное значение для населения в целом, особенно для лиц, подверженных высоким нагрузкам, прежде всего психоэмоциональным, а также факторам окружающей среды [1].

Ускорение технического прогресса, увеличение степени загрязнения окружающей среды, значительный рост стрессогенности современного образа жизни увеличивают риск потери здоровья и развития различных патологических состояний [2].

Степень риска возникновения заболевания зависит от сопротивляемости организма болезнетворному влиянию, от его устойчивости при воздействии разнообразных факторов экзогенной и эндогенной природы, от нали-

чия функциональных резервов организма. Все эти свойства определяют способность организма адаптироваться к изменениям условий окружающей среды [3-5].

Вопросы охраны окружающей среды и контроля за ее осуществлением являются предметом официальной государственной политики. Вместе с тем ведущие ученые, специалисты смежных специальностей активно ведут разработку методов и критериев оценки влияния факторов окружающей среды на здоровье населения.

При нарушениях экологического фона в окружающей среде риску возникновения патологического состояния могут подвергаться все функциональные системы организма, в том числе и сердечно-сосудистая система. Рост заболеваемости гипертонической болезнью среди различных возрастных групп позволяет рассматривать эту проблему в качестве приоритетной как для медиков, иммунологов, так и для экологов, рассматривающих нарушение чистоты окружающей среды как один из важнейших факторов риска для здоровья [6].

Изучению адаптационных возможностей организма и риска развития заболеваний гипертонической болезнью посвящено большое количество публикаций. Авторами обсуждаются вопросы оценки влияния факторов риска окружающей среды, нарушенного метаболизма в организме и продуктов его обмена, нахождения методов оценки и разработки способов и методик кли-нико-лабораторного анализа. Встречаются публикации с анализом влияния факторов окружающей среды на здоровье [1, 2].

Известно, что важным источником информации о состоянии адаптационных резервов организма является исследование иммунной системы. Иммунный статус - это комплексный показатель состояния иммунной системы, являющийся количественной и качественной характеристикой состояния функциональной активности органов иммунной системы.

Одним из основных молекулярных инструментов, посредством которого иммунная система участвует в контроле за антигенно-молекулярным го-меостазом, являются антитела (АТ), связывающие молекулы ксенобиотиков, и естественные антитела (е-АТ).

Естественные антитела можно рассматривать как один из классов биологически активных регуляторных молекул, которые активно переносятся специализированными механизмами через внутриклеточные и гистогемати-ческие барьеры, избирательно взаимодействуют с антигенами-мишенями, моделируя функциональную активность последних.

Естественные антитела к любым эндогенным собственным антигенам в той или иной концентрации присутствуют в организме здоровых лиц. Поскольку е-АТ производятся к любым антигенам в организме, они оказываются вовлеченными в молекулярную регуляцию любых проявлений его жизнедеятельности.

Значение анализа состояния иммунологической защиты в оценке развития заболевания у больных с кардиологической патологией подтверждается функциональными параметрами действия естественных антител к нейро-медиаторам, к числу которых относятся дофамин, брадикинин и их метаболиты.

Биорегуляторы существуют в кровотоке короткое время в очень низких концентрациях. Стрессорные факторы вызывают увеличение уровня дофами-

на и брадикинина в сыворотке крови. Нарушение обмена дофамина и бради-кинина можно рассматривать как фактор развития иммунологических нарушений при гипертонической болезни [1].

Естественные антитела могут связываться с эндогенными биорегуляторами, устраняя нежелательное физиологическое действие при повышении содержания их в крови в случае возникновения заболевания или других нарушений.

Данные подходы в изучении состояния здоровья и риска его нарушения позволяют искать пути анализа и разрабатывать методологические подходы в оценке состояния организма (лабораторные индикаторы контроля адапта-ций) с выделением влияния степени загрязненности атмосферного воздуха места проживания.

Нами проведено сопоставление уровня естественных антител жителей Пензенского региона к нейромедиаторам. Обследовано 45 человек в возрасте от 35 до 60 лет с диагнозом «гипертоническая болезнь» (группа анализа). В качестве контрольной группы (группы сравнения) был обследован 31 донор -практически здоровые люди без клинических проявлений каких-либо заболеваний (амбулаторное исследование) в возрасте 30-55 лет (табл. 1, 2).

Таблица 1

Данные о пациентах, участвовавших в клинико-лабораторных обследованиях

Группа Заболевание Количество пациентов, чел Возраст, лет Соотношение, %

1 гипертоническая болезнь 45 35-60 59

2 контрольная группа (доноры) 31 40-55 41

Всего обследовано 76 100

Таблица 2

Распределение больных по полу

Группа Мужчины Женщины

1 19 26

2 10 21

Всего 29 47

Определение уровня е-Ат к эндогенным биорегуляторам брадикинину и дофамину в сыворотке крови осуществлялось методом иммуноферментного анализа.

В исследовании предполагалось, что оценка степени загрязнения атмосферы выражается через концентрацию примесей путем сравнения ее с гигиеническими нормативами предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ оценки качества атмосферного воздуха [2, 3].

Наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в г. Пензе проводятся на стационарных постах государственной службы наблюдений. Посты

условно подразделяются на «городские фоновые» в жилых районах (посты 1 и 8), «промышленные» - вблизи предприятий (пост 7).

Статистический анализ проведен с применением комплекса статистических методов из пакета программ SPSS 19.0 для научных исследований. Для принятия гипотезы применили уровень достоверности 95 % (p = 0,05).

Выявлено, что приоритетные загрязнители неравнозначно проявились в ПДК в исследуемых пробах воздуха на конкретных территориях анализа проживания пациентов с гипертонической болезнью, вошедших в группу исследования.

Анализ полученных результатов чистоты атмосферного воздуха г. Пензы выявил повышенные ПДК сероводорода, диоксида серы и диоксида и оксида азота, влияющих на состояние здоровья человека на «городском фоновом» стационарном посту (пост 1 и 8) (табл. 3). В промышленной зоне (вблизи предприятий, пост 7) определены повышенные концентрации фенола и хлорида водорода (табл. 3).

Таблица 3

Концентрация вредных примесей в атмосферном воздухе в местах проживания больных с кардиологической патологией

Вредные примеси Содержание в атмосферном воздухе (мг/м3)

Пост 1 Пост 7 Пост 8

Сероводород 0,01

Формальдегиды

Бенз(а)пирен

Фенол 0,0063

Хлорид водорода 2,08

Диоксид серы 0,065 0,065

Диоксид и оксид азота 0,08 0,08

При клинико-лабораторном контроле больных с гипертонической болезнью в сыворотке крови выявлен повышенный уровень естественных антител (табл. 4), отражающий нарушение систем регуляции на уровне образования естественных антител к биорегуляторам.

Таблица 4

Сравнение параметров уровня естественных антител в исследуемой группе с контрольными значениями

Анализируемые параметры (ед. опт. пл.) Значение показателей (М ± m)

Контрольная группа (доноры) Гипертоническая болезнь (исследуемая группа)

n = 31 n = 45

е-АТ к брадикинину 0,35 ± 0,07 0,68 ± 0,09*

е-АТ к дофамину 0,36 ± 0,09 0,77 ± 0,1*

Примечание: * p < 0,05 - по отношению к контрольной группе.

Выявлено достоверное увеличение уровня естественных антител к бра-дикинину на 94 % по отношению к контрольной группе (доноры) (рис. 1).

ед.опт.пл

Рис. 1. Соотношение синтеза е-АТ к брадикинину

Из графиков видно явное превышение показателей естественных антител к дофамину - в 2,1 раза у больных гипертонической болезнью по сравнению с контрольной группой (рис. 2).

ед.опт.пл

Рис. 2. Соотношение синтеза е-АТ к дофамину

Таким образом, при изучении сыворотки крови у больных гипертонической болезнью выявлены достоверные отличия параметров уровня естественных антител к нейромедиаторам брадикинину и дофамину по сравнению с аналогичными данными у пациентов контрольной группы (р < 0,05). Такие изменения е-АТ к брадикинину и дофамину могут служить подтверждением реализации компенсаторных реакций организма.

Учитывая данные литературы об определенных функциональных взаимосвязях показателей брадикинина и дофамина, считаем необходимым проведение корреляционного анализа е-АТ к данным нейромедиаторам, результаты которого представлены в табл. 5.

Таблица 5

Корреляционные взаимосвязи уровня е-АТ к эндогенным биорегуляторам у больных с гипертонической болезнью

Анализируемые показатели е-АТ к брадикинину е-АТ к дофамину

е-АТ к брадикинину 0,5* 0,5*

е-АТ к дофамину 0,7* 0,6*

Примечание: * р < 0,05 - по отношению к контрольной группе.

Выявленные корреляционные взаимосвязи могут свидетельствовать о наличии компенсаторной реакции организма на возможную патологическую активность синтеза нейромедиаторов в кровотоке пациентов с гипертонической болезнью.

Стандартизация оценки тяжести состояния больных необходима для прогнозирования течения патологии и выявления адаптационных возможностей иммунной системы организма, в том числе при учете воздействия факторов окружающей среды. Мы провели сопоставление результатов лабораторного анализа синтеза естественных антител к биорегуляторам и уровня загрязнений атмосферного воздуха мест проживания анализируемых групп пациентов с гипертонической болезнью и здоровых лиц (доноры).

Выявлена средняя и высокая степень корреляционной зависимости между синтезом е-АТ к нейромедиаторам в сыворотке крови и приоритетными загрязнителями окружающей среды мест проживания анализируемой группы пациентов с гипертонической болезнью (табл. 6-8).

Таблица 6

Корреляция е-АТ к нейромедиаторам на посту 1

Анализируемые показатели е-АТ к дофамину е-АТ к брадикинину

е-АТ к дофамину 1

е-АТ к брадикинину 0,3 1

Взаимосвязи между исследуемым спектром естественных антител и клинико-биохимическими параметрами у больных, проживающих на территории поста 1, проявились между уровнем е-АТ к брадикинину и е-АТ к дофамину.

Таблица 7

Корреляция е-АТ к нейромедиаторам на посту 7

Анализируемые показатели е-АТ к дофамину е-АТ к брадикинину

е-АТ к дофамину 1

е-АТ к брадикинину 0,7 1

На посту 7 корреляция проявилась между уровнем е-АТ к дофамину (г = 0,5; р < 0,05) и е-АТ к брадикинину (г = 0,6; р < 0,05)

Таблица 8

Корреляция е-АТ к нейромедиаторам на посту 8

Анализируемые показатели е-АТ к дофамину е-АТ к брадикинину

е-АТ к дофамину 1

е-АТ к брадикинину 0,4 1

На посту 8 корреляция проявилась между уровнем е-АТ к брадикинину и е-АТ к дофамину (г = -0,4; р < 0,05).

Данный подход статистического математического анализа позволил нам предложить методологический подход к анализу данных экологического и лабораторного исследований для оценки состояния пациентов, страдающих

гипертонической болезнью. Оценивая тенденцию в изменениях значений показателей загрязненности атмосферного воздуха и результатов лабораторного контроля уровня естественных антител к дофамину и брадикинину в сыворотке крови, можно сократить продолжительность процесса анализа при прогнозировании течения патологии, обеспечить раннее выявление патологических изменений на основе мониторинга накапливаемых данных, развить и усовершенствовать лабораторный контроль состояния иммуно-биохими-ческого гомеостаза пациентов с гипертонической болезнью.

Список литературы

1. Методика оценивания состояния пациентов с кардиологической патологией на основе иммуно - биохимического анализа крови с учетом экологического фона региона / Н. Ю. Келина, В. В. Пикулин, Т. Ю. Мамелина, О. А. Куликова // Технологии живых систем. - 2012. - Т. 9, № 7. - С. 65-69.

2. Келина, Н. Ю. Проведение клинико-биохимического анализа у больных гипертонической болезнью с учетом экологического мониторинга фона региона / Н. Ю. Келина, Т. Ю. Мамелина // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2014. - № 2 (10). - С. 228-234.

3. Разработка специализированной информационной системы для иммуно-биохимических исследований / Н. Ю. Келина, В. В. Пикулин, С. Н. Чичкин, П. В. Некрасов // Информационные ресурсы и системы в экономике, науке и образовании : сб. ст. II Междунар. науч.-практ. конф. - Пенза : Приволжский Дом знаний, 2012. - С. 47-50.

4. Келина, Н. Ю. Методика проведения клинико-биохимического анализа у больных гипертонической болезнью с учетом экологического фона региона / Н. Ю. Кели-на, Т. Ю. Мамелина, С. Н. Чичкин // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего. - 2014. - № 1 (17). - С. 143-147.

5. Рахманин, Ю. А. Пути совершенствования методологии оценки риска здоровью от воздействия факторов окружающей среды / Ю. А. Рахманин, С. М. Новиков, Г. И. Румянцев // Гигиена и санитария. - 2006. - № 2. - С. 3-5.

6. Келина, Н. Ю. Определение естественных антител к эндогенным биорегуляторам у больных гипертонической болезнью в условиях химического загрязнения атмосферы / Н. Ю. Келина, Т. Ю. Мамелина, Ю. С. Кулькова // Инновации в науке. -2014. - № 11 (36). - С. 184-189.

Келина Нина Юрьевна

доктор биологических наук, профессор, кафедра биотехнологии и техносферной безопасности,

Пензенский государственный технологический университет E-mail: nukelina@yandex.ru

Мамелина Татьяна Юрьевна

кандидат биологических наук, доцент, кафедра биотехнологии и техносферной безопасности,

Пензенский государственный технологический университет E-mail: tmamelina@yandex.ru

Kelina Nina Yuryevna

doctor of biological sciences, professor,

sub-department of biotechnology and

technospheric security,

Penza State Technological University

Mamelina Tatyana Yuryevna candidate of biological sciences, associate professor, sub-department of biotechnology and technospheric security, Penza State Technological University

Полуночкина Александра Андреевна ученица,

Многопрофильная гимназия № 13 (г. Пенза)

E-mail: polunochkina@bk.ru

Polunochkina Aleksandra Andreevna student,

Multidisciplinary gymnasium № 13 (Penza)

УДК 616.1:502 Келина, Н. Ю.

Методология оценки влияния экологических факторов риска и контроля тяжести состояния пациентов с гипертонической болезнью / Н. Ю. Келина, Т. Ю. Мамелина, А. А. Полуночкина // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2015. - № 1 (13). - С. 208-216.