CC BY
11
Методы гигиенических исследований
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2010 УДК 614.7:616.33/.34-002.2-053.2-074
Н. В. Зайцева, Т. С. Уланова, Т. В. Нурисламова, Н. А. Попова, А. И. Аминова
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕТУЧИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ В КРОВИ ДЛЯ ОЦЕНКИ МНОГОФАКТОРНОГО ВНЕШНЕСРЕДОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
ФГУН Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения, Пермь
Рассмотрены вопросы количественного определения летучих жирных кислот в крови методом газовой капиллярной хроматографии с использованием детектора ионизации в пламени.
Проведен анализ содержания различных летучих жирных кислот в крови у детей при экообусловленном хроническом гастродуодените с секреторной недостаточностью.
Выполненные исследования позволили рекомендовать использовать изменение содержания летучих жирных кислот в крови в качестве критерия экомодифицирующего влияния неблагоприятных экологических факторов на течение заболевания.
Ключевые слова: летучие жирные кислоты, заболевания желудочно-кишечного тракта
N. V. Zaitseva, Т. S. Vianova, Т. V. Nurislamova, N. A. Popova, А. I. Aminova. — DETERMINATION OF VOLATILE FATTY ACIDS IN BLOOD FOR THE EVALUATION OF MULTIPLE-FACTOR ENVIRONMENTAL EXPOSURE
The paper considers problems in the assay of volatile fatty acids in blood by capillary gas chromatography using a flame ionization detector.
The blood levels of different volatile fatty acids were analyzed in children with environment-induced chronic gastrodu-odenitis with secretory failure.
The performed studies allowed the authors to recommend that the altered blood levels of volatile fatty acids as an indicator of the environment-modified influence of poor environmental factors on the course of the disease.
Key words: volatile fatty acids, gastrointestinal tract diseases
Одним из аспектов изучения патологических процессов, происходящих при заболеваниях желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), модифицированных воздействием неблагоприятных внешнесредовых факторов, является определение изменений содержания летучих жирных кислот (ЛЖК) в биологических средах (кровь, моча, слюна, экскреты, смывы с кожи и др.) [1,4].
Результаты многих исследований показывают, что присутствие в исследуемом материале ЛЖК С2—С7, являющихся высокоспецифичными конечными продуктами метаболизма углеводов у облигатных анаэробных бактерий, является убедительным доказательством анаэробной этиологии воспалительного процесса. Аэробные бактерии ЛЖК не продуцируют. Обнаружение в исследуемом материале одной или нескольких ЛЖК, особенно кислот с разветвленной углеродной цепочкой (изо-мас-ляная, изо-валериановая, изо-капроновая), свидетельствует о наличии облигатных анаэробных бактерий [8].
Известно, что слизистая оболочка верхних отделов ЖКТ и микробиоценоз кишечника высокочувствительны к любым изменениям внутренней и внешней среды организма. За счет местных защитных механизмов в желудке и процессов микробной саморегуляции в организме сохраняется целостность слизистой оболочки и поддерживается гомеостаз микробного спектра, характеризующегося преобладанием анаэробных бифидум- и лак-тобактерий. Хронический воспалительный процесс гаст-родуоденальной зоны и нарушение микроэкологии пищеварительного тракта свидетельствуют о разрушении
Зайцева Н. В. — д-р мед. наук, проф., чл.-кор. РАЕН, дир.; Уланова Т. С. — д-р биол. наук, проф., зав. химико-аналитическим отд.; Нурисламова Т. В. — д-р биол. наук, проф., зав. лаб. газохроматографического анализа; Попова Н. А. — ст. науч. сотр. лаб. газохроматографического анализа; Аминова А. И. — доц., вед. науч. сотр. лаб. аллергологии и иммунологии
компенсаторных механизмов, возникающих в результате детергентного влияния токсических веществ эндогенного и/или экзогенного происхождения (2, 6].
Следовательно, состояние верхних отделов ЖКТ и микробиоценоз кишечника являются индикаторами неблагоприятного воздействия внешнесредовых факторов на организм, а оценка содержания ЛЖК при данных заболеваниях может использоваться в санитарно-гигиеническом мониторинге экозависимых заболеваний органов пищеварения.
Существующие общие и специфические методы оценки микробной экологии и колонизационной резистентности (гистохимические, морфологические, моле-кулярно-генетические методы исследования микроорганизмов, комбинированные методы исследования биоматериала) не дают полного представления о населяющей гликокаликс автохтонной (резидентная) микрофлоре, так как обладают низкой чувствительностью и возможностью получения ложноотрицательных результатов [3, 5, 7].
Наиболее оптимальным способом достоверного определения и надежной идентификации ЛЖК в биологических средах является метод газожидкостной капиллярной хроматографии, который характеризуется высокой селективностью, низким пределом обнаружения и высокой информативностью получаемых результатов с возможностью идентификации химических соединений различных классов в условиях сложной матрицы, характерной для биосред организма [91-
Разработан газохроматографический метод определения ЛЖК в крови. Обоснованы оптимальные газохрома-тографические параметры с использованием аппаратно-программного комплекса на базе газового хроматографа Кристалл-2000 с детектором ионизации в пламени (ДИП). Полнота разделения короткоцепочечных жирных кислот достигнута на капиллярной колонке НР-FFAP — 50 м • 0,32 мм • 0,5 мкм при следующем режиме: температура колонки 70—160—180—280°С, испарителя
■и гиена и санитария 3/2010
Зависимость средних знамений полноты экстракции (в %) уксусной, изомасляной, масляной, валериановой, изокапроновой и капроновой кислот из пробы крови от природы органических растворителей и типа неорганических кислот (М ± т)
Органический растворитель
Кислота гексан изобугиловый спирт
неорганическая кислота
на н,ро4 Н,50, на Н,РО, Н^О,
Уксусная Пропионовая Изомасляная Масляная Валериановая Изокапроновая Капроновая 25 ± 2,050 39 ± 2,134 32 ± 2,25 30 ± 1,299 35 ± 2,92 28 ± 2,12 27 ± 1,99 25 ± 2,00 35 ± 2,35 29 ± 1,95 30 ± 2,052 33 ± 2,82 29 ± 1,95 30 ± 2,05 20 ± 2,717 30 ± 2,13 35 ± 2,99 25 ± 2,120 39 ± 3,00 40 ± 2,95 35 ± 2,33 59 ± 4,052 50 ± 4,23 80 ± 2,756 75 ± 7,42 82 ± 6,85 80 ± 7,21 85 ± 7,09 55 ± 3,312 45 ± 3,391 75 ± 6,73 70 ± 2,251 89 ± 8,1 90 ± 8,32 84 ± 7,23 60 ± 4,905 65 ± 3,99 88 ± 6,82 82 ± 7,5 91,3 ± 8,13 95,5 ± 8,65 88 ± 7,54
ПИД1.11В
3500
2400
1900
ПИД1
250°С, детектора 280°С, расход газа-носителя 1 (азот) 30 см3/мин, расход газа-носителя 2 (азот) 14—30 см3/мин, скорость потока водорода 35 см3/мин, время задержки интегрирования 15 мин, деление потока азот:воздух 1:10.
Для эффективного извлечения ЛЖК из крови исследовали зависимость степени экстракции от природы органических растворителей-экстрагентов. Наиболее оптимальные результаты получили при использовании в качестве экстраген-та изо-бутилового спирта при под-кислении пробы крови объемом 2 см3 до рН 2,0—3,0 1% раствором серной кислоты (см. таблицу). Для денатурации белков экстракты центрифугировали при 6000 об/мин в течение 10 мин, переносили в бюкс, прибавляли 0,1 см3 0,4% раствора щелочи (для перевода кислот в соли). Экстракт упаривали досуха, подкисляли 0,05 см3 1% раствором серной кислоты, прибавляли 0,1 см3 изо-бутанола, 1 мм3 экстракта вводили в испаритель хроматографа и количественно определяли кислоты в подготовленных пробах методом капиллярной газожидкостной хроматографии. Время удерживания кислот: уксусной 21 мин 47 с, пропионовой 23 мин 52 с, изо-масля-ной 24 мин 09 с, масляной 25 мин 86 с, валериановой 29 мин 46 с, изо-ка-проновой 32 мин 22 с, капроновой 34 мин 29 с.
Чувствительность метода определения в анализируемом объеме пробы: уксусная кислота — 0,003 мкг; пропионовая кислота — 0,002 мкг, изо-масляная кислота — 0,001 мкг, масляная кислота — 0,001 мкг, валериановая кислота — 0,0005 мкг, изо-капроновая кислота — 0,0005 мкг, капроновая кислота — 0,0005 мкг.
Метрологические характеристики метода рассчитали в соответствии с нормативными документами МИ 2336-2002, ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002, 5725-5-2002, МИ 2335-2003. Метод аттестовали расчетным способом с известной концентрацией для нижней и верхней границы измеряемого диапазона и использованием метода добавок. Методика выполнения измерений обеспечивает получение результатов измерений с погрешностью, не превышающей 21%.
Анализ содержания различных ЛЖК в крови у детей при экообусловленном хроническом гастродуодените с секреторной недостаточностью выявил достоверно значимое снижение уровня капроновой и изо-капроновой кислоты, особенно при нарушении нейтрализующей функции антрального отдела желудка.
ПИД-1, нВ 1000
23 4 Н (И-НН
5
-г«-
7
-н-
1
пид1
000
500
400
300
200
-100
.1
2
Ч^ШКЛ^ Ж Е*
Хроматограммы образцов крови здорового пациента (а) и пациента с экообу-словленным хроническим гастродуоденитом (б).
Кислоты: / — уксусная; 2— пропионовая; 3— изо-масляная; 4 — масляная; 5— валериановая; 6 — изо-капроновая; 7— капроновая. ПИЛ— пламенно-ионизационный детектор.
\
При декомпенсированном состоянии микробиоценоза и сопутствующем рецидивирующем течении лямблио-за у детей с экообусловленным хроническим гастродуо-денитом, возникающим на фоне многофакторного внешнесредового воздействия, в отличие от детей без признаков поражения кишечника, отмечалось увеличение концентраций в крови масляной (с 0,143 ± 0,176 до 0,499 ± 0,246 мкг/см3; р< 0,0015) и капроновой (с 0,085 ± 0,051 до 0,172 ± 0,116 мкг/см3; р < 0,05) кислот соответственно. На рисунке представлены хромато-граммы образцов крови здорового ребенка (а) и ребенка, проживающего на территории с высокой антропогенной нагрузкой (б).
Таким образом, разработанный метод определения ЛЖК в крови может быть использован при проведении мониторинга состояния ЖКТ на территориях экологического риска, в частности при диагностике экомодифи-цированных вариантов течения заболеваний гастродуо-денальной системы, для которых характерна системность поражения, сопутствующая патология кишечника в виде дисбактериоза и лямблиоза, снижение функциональной активности желудка.
Выводы. 1. Разработан газохроматографический метод определения содержания короткоцепочечных жирных кислот в крови, позволяющий с высокой точностью и селективностью определять исследуемые соединения в крови на уровне 0,5—3 мкг/см3 при погрешности метода определения, не превышающей 21%.
2. С целью эффективного извлечения короткоцепочечных жирных кислот из крови изучена степень экстракции кислот в зависимости от природы органических растворителей и неорганических кислот. Полнота извлечения для кислот: уксусной — 60%, пропионовой — 65%, изо-масляной — 88%, масляной — 82%, валериановой — 91,3%, изо-капроновой — 95,5%, капроновой — 88%.
3. Установлены оптимальные характеристические параметры селективного разделения и детектирования короткоцепочечных жирных кислот методом газожидкостной хроматографии, обоснованные общепринятыми метрологическими параметрами. Чувствительность определения исследуемых кислот в анализируемом объеме пробы (в мкг) в крови составила: уксусной — 0,003 (погрешность 17,66), пропионовой — 0,002 (погрешность 13,93), изо-масляной — 0,001 (погрешность 19,06), масляной — 0,001 (погрешность 11,21), валериановой —
0.0005.(погрешность 15,64), изо-капроновой — 0,0005 (погрешность 17.56), капроновой — 0,0005 (погрешность 20,76).
4. Снижение концентрации капроновой и изо-капроновой кислот у больных хроническим гастродуоденитом может использоваться в качестве критерия экомодифи-цирующего влияния неблагоприятных экологических факторов на течение заболевания, а повышение содержания в крови масляной и капроновой кислот является признаком декомпенсированного состояния микробиоценоза кишечника, возникающего в результате многофакторного внешнесредового воздействия.
Л итература
1. Акайзин Э. С. // Клин. лаб. диагн. — 2005. — № 5. - С. 16-18.
2. Акайзин Э. С., Краснова Е. Е., Егорова Е. Ю., Чемоданов В. В. Способ диагностики хронического гаст-родуоденита и функциональной диспепсии у детей. А. с. RU (11) 2270610(13) С2 (51) МПК. А61В 10/00 (2006.01) G01N 33/483 (2006.01) (12) Описание изобретения к патенту РФ.
3. Ардатская М. Д. // Рос. журн. гастроэнтерол., гепа-тол., колопроктол. — 2000. — № 3. — С. 36—41.
4. Ардатская М. Д., Арутюнян Э. Э., Прихно Н. И. и др. // Материалы 30-й Межрегиональной конф. "Современные аспекты патогенеза, перспективы диагностики и лечения в гастроэнтерологии". — Смоленск, 2002. - С. 154-162.
5. Досон Р., Эллиот Д., Джонс К. Справочник биохимика. - М., 1991. - С. 37-55.
6. Заболевания органов пищеварения у детей / Под ред. А. А. Баранова. — М., 1996.
7. Краснова Е. Е., Чемоданов В. В., Акайзин Э. С., Егорова Е. Ю. // Материалы XII Конгресса детских гастроэнтерологов России. — Иваново, 2005. — С. 16-18.
8. Краснова Е. Е., Чемоданов В. В., Акайзин Э. С., Егорова Е. Ю. // Педиатрия. — 2005. — № 5. — С. 16— 18.
9. Уланова Т. С. Научно-методические основы химико-аналитического обеспечения гигиенических и медико-биологических исследований в экологии человека: Автореф. дис.... д-ра биол. наук. — М., 2006.
О Н. К. ПАНИНА, 2010 УДК 614.7:632.95]-074
Н. К. Панина
ЛАБОРАТОРНЫЙ КОНТРОЛЬ ЗА ОСТАТОЧНЫМ КОЛИЧЕСТВОМ ПЕСТИЦИДОВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ФГУЗ Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Мордовия, Саранск
В статье представлены результаты лабораторного контроля за остаточным количеством пестицидов в окружающей среде по Республике Мордовия с 2000 по 2007г. Приведены примеры обнаружения хлорорганических пестицидов в продуктах питания и окружающей среде с указанием концентраций ингредиентов. Показаны пути поступления пестицидов и их воздействие на организм человека. Указаны основные меры профилактики для лиц, привлекаемых к работе с пестицидами.
Ключевые слова: пестициды, хлорорганические пестициды: ГХЦГ и его изомеры, ДДТ и его метаболиты
N. К. Panina. - LABORATORY MONITORING OF PESTICIDE RESIDUES IN THE ENVIRONMENT
The paper presents the results of laboratory monitoring pesticide residues in the environment in the Republic of Mordovia in 2000 to 2007. It gives examples how to determine organic chlorine pesticides in the foodstuffs and environment, by stating the concentrations of ingredients. The entry route of pesticides and their action on human beings are shown. The main preventive measures are indicated for persons handling pesticides.
Key words: pesticides, organic chlorine pesticides, hexachlorocyclohexane and its isomers, DDT and its metabolites
