CC BY
50
7. Revich B.A., Saet Yu.E., Smirnova R.S., Sorokina E.P. Guidelines on the Assessment of Pollution Geochemical Areas of Cities Chemical Elements [Metodicheskie rekomendatsii po geokhimi-cheskoy otsenke zagryazneniya territoriy gorodov khimicheskimi elementami]. Moscow: IMGRE; 1982. (in Russian)
8. Guidelines for the evaluation of the degree of air pollution settlements metals on their content in the snow cover and soil. Registration № 5174-90. Approved Ministry of Health of the USSR 15.05.90. Moscow: Minzdrav SSSR; 1990. (in Russian)
9. Instructions for identification of degraded agricultural land and contaminated land. Approved by Roskomzem 12.08.94 and 15.02.95 Ministry of Natural Resources. Moscow; 1995. (in Russian)
10. Prokof'eva T.V., Martynenko I.A., Yakovlev A.S., Evdokimova M.V. Urban soils: classification, mapping, survey, the definition of environmental quality and its regulation. In: Shoba S.A., Yakovlev A.S., Rybal'skiy N.G., eds. Environmental Regulation and Management of Soil Quality and Land [ Ekologicheskoe normirovanie i upravlenie kachestvompochv izemel']. M.: NIA-Priroda; 2013: 202-18. (in Russian)
11. TSN 30-307-2002 of Moscow (MGSN 1.02-02). Local building codes. Norms and rules of designing complex improvement in the city of Moscow. Approved by the Resolution of the Government of Moscow from 06.08.02 № 623-PP as amended on August 19, 2003, July 11, 2006. Moscow; 2006. (in Russian)
12. GN 2.1.7.2042-06. Roughly allowable concentration (APC) of chemical substances in the soil. Approved by the Chief Medical Officer of the Russian Federation dated 23 January 2006, no longer in force from July 1, 2009. Moscow; 2006. (in Russian)
13. GN 2.1.7.2041-06. The maximum permissible concentration (MPC) of chemical substances in the soil. Approved by the Chief Medical Officer of the Russian Federation dated January 19, 2006, the date of introduction from April 1, 2006. Moscow; 2006. (in Russian)
14. Shoba S.A., Yakovlev A.S., Rybal'skiy N.G., eds. Environmental Regulation and Management of Soil Quality and Land [Ekologicheskoe normirovanie i upravlenie kachestvom pochv i zemel']. Moscow: NIA-Priroda; 2013. (in Russian)
15. Law of the City of Moscow from 04.07.2007 № 31 "On urban soils" as amended on November 21, 2007 June 10, 2009, April 3, 2013, May 7, 2014. Moscow; 2014. (in Russian)
16. Yakovlev A.S. Permissible ecological condition of soils and anthropogenic impact as the basis of their environmental regulation and quality control. In: Shoba S.A., Yakovlev A.S., Rybal'skiy N.G., eds. Environmental Regulation and Management of Soil Quality and Land [Ekologicheskoe normirovanie i upravlenie kachestvom pochv i zemel']. Moscow: NIA-Priroda; 2013: 10-21 (in Russian)
17. Kolesnikov S.I., Kazeev K.Sh., Denisova T.V., Dadenko E.V. Development of regional environmental standards of pollutants in soils of southern Russia. Politematicheskiy setevoy elektron-nyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarno-go universiteta. 2012; 82: 152-68. (in Russian)
18. Sazonova O.V., Sukhacheva I.F., Berezin I.I., Orlova L.E., Droz-dova N.I. The representativeness of the results of environmental and hygienic assessment of soil and risks to public health Samara region. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk. 2012; 14(5-3): 633- . (in Russian)
19. Carlon C., ed. Derivation Methods of Soil Screening Values in Europe. A Review and Evaluation of National Procedures Towards Harmonization. European Commission, Joint Research Centre, Ispra; 2007.
20. Evdokimova M.V. Domestic and foreign experience of environmental regulation of soil and exposure to. In: Shoba S.A., Yakovlev A.S., Rybal'skiy N.G., eds. Environmental Regulation and Management of Soil Quality and Land [Ekologicheskoe normirovanie i upravlenie kachestvom pochv i zemel']. Moscow: NIA-Priroda; 2013: 230-41. (in Russian)
21. SanPiN 2.1.7.1287-03. Sanitary-epidemiological rules and norms "Sanitary-epidemiological requirements to the quality of the soil." Approved by the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation, April 16, 2003, from 15 June 2003, with amendments to the Resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation dated April 25, 2007 N 20 On approval SanPiN 2.1.7.2197-07. Moscow; 2007. (in Russian)
22. Resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation dated May 18, 2009 N 32 On approval of hygienic standards GN 2.1.7.2511-09. The approximate permissible concentrations (APC) of chemical substances in the soil. Entered into force on 1 July 2009. Moscow; 2009. (in Russian)
Поступила 19.03.15
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2015 УДК 613.31:546.41]-092.9
Хрипач Л.В., Михайлова Р.И., Коганова З.И., Князева Т.Д., Алексеева А.В., Савостикова О.Н., Рыжова И.Н., Круглова Е.В., Ревазова Т.Л.
ПОКАЗАТЕЛИ ОКСИДАНТНОГО СТАТУСА ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ВВЕДЕНИИ КРЫСАМ КОЛЛОИДНОГО ПРЕПАРАТА КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ С ВОДОПРОВОДНОЙ И НИЗКОМИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДОЙ
ФГБУ «НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина» Минздрава РФ, 119992, Москва
Обсуждаются изменения комплекса показателей оксидантного статуса при хроническом введении крысам коллоидного препарата карбоната кальция с водопроводной и низкоминерализованной питьевой водой. Слабые различия между достоверными эффектами от введения 3 и 30 мг/л препарата позволяют предположить, что процесс его поступления в организм крыс имеет узкое место в виде суммарной способности макрофагов лимфоидной ткани кишечника к поглощению частиц.
Ключевые слова: оксидантный статус; крысы; коллоидный раствор; карбонат кальция; низкоминерализованная питьевая вода.
Для цитирования: Гигиена и санитария. 2015; 94(7): 48-55.
Khripach L.V., Mikhaylova R.I., Koganova Z.I., Knyazeva T.D., Alekseeva A.V., Savostikova O.N., Ryzhova I.N., Kruglova E.V., Revazova T.L. INDICES OF THE OXIDATIVE STATUS IN CHRONIC ADMINISTRATION OF COLLOID CARBONATE CALCIUM PRAPARATION WITH FAUCET AND LOW-MINERALIZED DRINKING WATER IN RATS
A. N. Sysin Research Institute for Human Ecology and Environmental Health, Moscow, Russian Federation, 119992
There are discussed the changes of an array of indices of the oxidative status in chronic administration of colloidal calcium carbonate preparation with faucet and low-mineralized drinking water to rats. Slight differences between significant effects of administration of 3 and 30 mg/L ofpreparation permit to suggest that the process of its incoming delivery into organism of rats has a bottleneck in the nature of total capacity of macrophages of intestinal lymphoid tissue to absorption of particles.
Key words: oxidative status; rats; colloidal solution; calcium carbonate; low-mineralized drinking water.
For citation: Gigiena i Sanitariya. 2015; 94(7): 48-55. (In Russ.)
For correspondence: Ludmila V. Khripach; e-mail: [email protected]
Received 12.02.15
Для современного общества характерна высокая направленность на борьбу за здоровый образ жизни с целью увеличения ее продолжительности и предупреждения возникновения заболеваний. Кроме таких несомненно позитивных мер, как спортивные занятия и отказ от вредных привычек (курение, злоупотребление спиртными напитками), населению предлагают постоянно увеличивающийся спектр биологически активных добавок (БАДов) отечественного и западного производства.
Как правило, БАДы позиционируют как общеукрепляющие средства, но в некоторых случаях производителем подчеркивается профилактическое значение данного препарата для борьбы с экологически обусловленными заболеваниями. В частности, это относится к препарату «Мицеллат» - коллоидному раствору карбоната кальция, который получают путем измельчения меловых отложений морского происхождения. «Мицеллат» рекомендован для наружного применения при стоматологических заболеваниях, артрите, бытовых травмах и т.п., а для внутреннего применения - при повышенной потребности в этом элементе (быстрый рост, беременность, остеопороз) или его недостаточном поступлении в организм с водой и пищей, в том числе в регионах с пониженным содержанием кальция в питьевой воде. Состав двух форм препарата - базовой (марка «О») и содержащей некоторые дополнительные микроэлементы (марка «А») - приведен в табл. 1.
Гистограмма распределения частиц «Мицеллата» по диаметру, полученная методом электронной микроскопии [1], показана на рис. 1. Как видно из графика, основную массу - около 80% - составляли частицы с диаметром от 0,3 до 1,2 мкм (среднее значение 0,75 мкм); оставшееся количество частиц представлено в основном агломератами с диаметром от 1,2 до 3 мкм, с небольшой примесью наиболее мелких частиц с диаметром до 0,3 мкм.
К настоящему времени опубликовано несколько экспериментальных работ по изучению биологического действия препарата «Мицеллат», в основном ветеринарного направления, которые отмечают благотворное влияние его введения в рацион на состояние организма поросят [2, 3] и цыплят-бройлеров [4]. В частности, показано, что введение «Мицеллата» поросятам с питьевой водой не изменяет концентрацию ионов кальция в пробах крови, но достоверно увеличивает в образцах бедренных костей и мышц, что сопровождалось увеличением скорости прироста массы животных [3]. Изучались также местные эффекты «Мицеллата» - влияние комбинации наложения повязок и введения с питьевой водой на скорость заживления ран при экспериментальных травмах челюстей у кроликов [5] и введения с питьевой водой на активность щелочной и кислой фосфа-таз в пульпе резцов и слизистой полости рта крыс при кариогенной нагрузке рациона сахарозой [6]. Обе рабо-
Для корреспонденции: Хрипач Людмила Васильевна; [email protected]
ты оценивают местное влияние изучаемых препаратов как позитивное.
В данной статье приведены результаты изучения комплекса показателей оксидантного равновесия в пробах крови крыс, получавших «Мицеллат» марки «О» с питьевой водой в течение года, в том числе в условиях, моделирующих возможное использование препарата для кондиционирования низкоминерализованной питьевой воды по содержанию кальция. Показатели оксидантно-го равновесия отражают роль реакций, опосредованных эндогенным образованием активных форм кислорода, в процессах адаптации организма к влиянию различных факторов. Работа является фрагментом большого исследования по оценке безопасности и эффективности препарата при его хроническом введении лабораторным животным.
Материалы и методы
В работе использовался «Мицеллат» марки «О» производства ООО «Славянская аптека», ТУ 5743-00143646913-2006. Применялись два варианта введения «Мицеллата» животным - при добавлении его к обычной водопроводной воде и при добавлении к низкоминерализованной воде (НМВ), которую получали путем разведения водопроводной воды дистиллятом в 3 раза. «Мицеллат» вводили в питьевую воду в концентрации, обеспечивающей добавление 30 мг/л ионов Са2+, что примерно соответствовало рекомендованной производителем среднесуточной профилактической дозировке препарата при его длительном использовании. На фоне НМВ использовали еще одну, десятикратно сниженную дозу "мицеллата", эквивалентную введению в питьевую воду 3 мг/л ионов Са2+. Данные по соотношению природного и добавляемого коллоидного кальция в образцах питьевой воды приведены в табл. 2.
Каждая группа крыс состояла из 6 белых нелинейных самцов разводки питомника «Столбовая» с исходной массой 160-180 г. Животные содержались в стандартных условиях вивария с безлимитным доступом к питьевой воде. Пробы крови крыс из подъязычной вены отбирали на следующие сроки опыта: 10, 20 дней, 1, 3, 5, 7, 10, 12 мес.
В пробах венозной крови крыс измеряли следующие показатели оксидантного статуса: интенсивность индуцированной перекисью водорода люминолзави-
Таблица 1
Содержание микроэлементов в препарате «Мицеллат» марок «О» и «А» (по данным производителя - http://www.dana-rostov. com7products_2_part1.html)
Марка Содержание микроэлементов в одной капле, мг
«Мицеллата» Ca 2+ Mg 2+ Fe2++Fe3+ Zn2+ Cr>+ Si2+ J Cu2+
«О» 14,5 0,5 0,02 СледыСледы Следы 0,003 Следы
«А» 13,5 1,5 0,02 0,1 0,003 0,02 0,003 0,02
0,75 мкм
1,0 1,5 2,0 2,5 Размер частиц, мкм
Рис. 1. Распределение частиц «Мицеллата» марки «О» по диаметру по данным электронной микроскопии [1].
Исходный препарат разведен в 10 тыс. раз дистиллированной водой; аликвота разведенного препарата высушена на медной сетке. Стрелкой показано положение средней величины диаметра частиц.
симой хемилюминесценции сыворотки (ЛЗХЛ), содержание малонового диальдегида (МДА) и активность антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы (СОД), каталазы (Кат), глутатионредуктазы (ГР) и глу-татионпероксидазы (ГПО), сывороточную активность лизосомального фермента N-ацетилглюкозаминидазы (NAG). Кроме того, в пробах сыворотки крыс определяли клинико-лабораторные показатели состояния печени и почек - активность аланин- и аспартата-минотрансфераз (АЛТ и АСТ) и содержание креати-нина. Начиная со срока 1 мес после начала опыта к этим маркерам был добавлен еще один - содержание в сыворотке антистрессорного гормона кортизола, который измеряли методом твердофазного иммуно-ферментного анализа. Для оценки достоверности межгрупповых различий изучавшихся показателей использовали двусторонний непараметрический тест Манна-Уитни.
Результаты и обсуждение
В табл. 3 полученные нами результаты представлены в виде процентных отклонений изучавшихся показателей оксидантного равновесия от их значений в контрольной группе на данный срок опыта. Приведены только достоверно отличающиеся от контроля изменения показателей, в случае недостоверных различий соответствующее поле таблицы оставляли пустым. На рис. 2 и 3 часть полученных данных отображена графически
Таблица 2
Расчет суммарного содержания кальция в питьевой воде в экспериментальных группах животных
Экспериментальные группы крыс
Концентрация природного кальция, мг/л
Концентрация добавляемого коллоидного кальция, мг/л
Суммарная концентрация кальция, мг/л
НМВ НМВ+м_3 НМВ+м_30 ВВ (контроль) ВВ+м 30
20 20 20 60 60
0 3
30 0
30
20 23 50 60 90
Примечание. Здесь и в табл. 3 обозначения групп животных: ВВ -водопроводная вода (контрольная группа), НМВ - низкоминерализованная вода; м_3 и м_30 - добавление к питьевой воде препарата «Мицеллат-О» в концентрациях 3 и 30 мг Са2+ в 1 л соответственно.
в виде зависимостей время-эффект для отдельных показателей (см. рис. 3) или для комплекса показателей (см. рис. 2).
По представленным данным можно выделить следующие закономерности поведения изучаемых показателей в экспериментальных группах животных:
- достоверные изменения изучавшихся показателей в пробах крови крыс по отношению к контролю возникали во всех экспериментальных группах животных, но выраженность этих изменений не имела связи с общим содержанием кальция в питьевой воде, указанным в табл. 2.
- по динамике изменения маркеров во времени (см. рис. 2 и 3) отчетливо прослеживались качественные и количественные различия в реакции организма на низкую минерализацию питьевой воды и на введение с питьевой водой «Мицеллата» (независимо от того, в каком из трех вариантов он вводился).
- при этом дозовая зависимость возникающих эффектов, по крайней мере, в имевшихся двух точках с 10-кратно различающимися концентрациями «Мицеллата» в питьевой воде (НМВ+м_3 и НМВ+м_30), практически отсутствовала (см. рис. 3).
Сравнение зависимостей время-эффект для показателей оксидантного равновесия при введении крысам НМВ и «Мицеллата». Как это видно из рис. 3, для всех групп животных, которым вводился «Мицеллат» (НМВ+м_3, НМВ+м_30 и ВВ+м_30), максимумы зависимостей время-эффект для отдельных показателей, как правило, совпадали по времени, в то время как низкая минерализация питьевой воды вызывала изменения иного характера - не только более слабые, но и наблюдающиеся в другие временные периоды.
На рис. 2 зависимости время-эффект показаны не в виде отдельных графиков для каждого из маркеров, а в виде профилей этих зависимостей для комплекса из пяти показателей, имеющих непосредственное отношение к процессам образования и нейтрализации активного кислорода: содержание в крови продукта ПОЛ (МДА), скорость индуцированной свободнорадикальной реакции при добавлении к сыворотке перекиси водорода (ЛЗХЛ) и активность трех антиоксидантных ферментов в пробах крови - Кат и СОД, разрушающих соответственно перекись водорода и анион-радикал супероксида, и ГПО, убирающей избыток гидроперекисей жирных кислот с помощью восстановленного глутатиона. Как это видно из рис. 2, при введении крысам «Мицеллата» в концентрации 30 мг/л на фоне НМВ (2, а) и ВВ (2, б) эти профили практически идентичны и существенно отличаются от изменений тех же показателей (более слабых и сосредоточенных в основном в ранних временных точках) у животных, получавших только НМВ без добавления «Мицеллата» (2, в).
Для комплекса остальных трех показателей, имеющих более опосредованное отношение к процессам образования и нейтрализации активного кислорода (графики не приведены, но могут быть построены по данным табл. 3), характерными отличиями влияния «Мицеллата» по сравнению с НМВ было наличие дополнительного раннего максимума увеличения активности ГР, выраженное увеличение активности лизосо-мального фермента NAG на срок 10 мес вместо слабого увеличения на срок 5 мес и наличие временных точек с достоверным, примерно 1,5-кратным, снижением содержания в крови кортизола. Последние 2 величины в виде отдельных графиков представлены на рис. 3, в и 3, г.
НМВ+м 3
НМВ+м 30
Таким образом, с помощью показателей оксидантного равновесия мы видели преимущественно те изменения, которые вызваны наличием в питьевой воде частиц «Мицеллата», что в свою очередь является свидетельством попадания по крайней мере части препарата во внутреннюю среду организма животных. Исходно мы предполагали, что частицы «Мицеллата» будут полностью растворяться в кислой среде желудка крыс. Напротив, изменения показателей оксидантного равновесия под влиянием низкой минерализации питьевой воды хотя и видны, как мы этого ожидали, исходя из литературных данных по использованию в качестве питьевой воды для крыс дистиллята [7-9], но выражены значительно слабее и преимущественно в сроки до одного месяца; далее наблюдалась реакция только со стороны ферментов обмена глутатиона - ГР и ГПО (см. табл. 3 и рис. 3, б).
Следует отметить, что и в группах животных, получавших с питьевой водой коллоидные частицы «Мицеллата», наблюдавшиеся изменения показателей оксидантного равновесия могут быть интерпретированы как декомпенсированная реакция организма, т.е. окислительный стресс, только в отдельных временнь1х точках, где достоверно увеличены маркеры, показывающие результирующую скорость реакций ПОЛ (МДА и ЛЗХЛ), либо эти же маркеры достоверно снижены, что указывает на выход из предыдущей пропущенной волны их увеличения. Как видно из табл. 3, таких временный точек мало и они приходятся в основном на ранние сроки опыта -10 и 20 дней. Дальнейшие изменения измерявшихся показателей ок-сидантного равновесия свидетельствуют о том, что реакция организма животных на введение коллоидных частиц сохраняется до конца опыта в виде сменяющих друг друга периодов изменения активности антиоксидантных ферментов и что выраженность этих адаптивных процессов оказывается достаточной для сохранения скорости ПОЛ в пробах крови крыс на уровне контрольных значений. В то же время во второй половине эксперимента появляются признаки декомпенсации другого рода - период выброса в кровь лизосомального фермента NAG и периоды резкого снижения содержания в крови антистрессорного гормона кортизола, свидетельствующие о характерном для длительных воздействий угнетении функции коры надпочечников.
Сравнение наблюдаемых эффектов при введении 3 и 30мг/л «Мицеллата» и НМВ. Наиболее неожиданный из полученных нами эффектов заключался в том, что вве-
Таблица 3
Достоверные изменения показателей оксидантного статуса (в % от значений в контрольной группе) при введении крысам препарата «Мицеллат-О» на фоне водопроводной и низкоминерализованной питьевой воды
Группы животных Время, мес. МДА ЛЗХЛ Кат СОД ГР ГПО NAG Корти- зол
НМВ 0,3 -6,3*** + 16,3*** -20,7* -
0,7 -31,4*** -27*** -27,1* -
1 + 11,4**
3 +19,8**
5 +19,0* +22,0**
ВВ+м 30
7 10 12 0,3 0,7 1 3 5 7 10 12 0,3 0,7 1 3 5 7 10 12 0,3 0,7 1 3 5 7 10 12
+23,1*
-32 g***
-11,2*
+84,2***
-21,2* -33,3 * + 37,9*** +34,8*
-32,7*
-38,2*
+25,9*
+21,
-27,5*
+22,7* -22,4**
-15,2* -22,7**
-21,0*** -36,0* -24,0*
-35,3*
+52,3*
+39,3*
+77,9***
-54,4*
+43,8**
+38,4***
+22,7***
-42,1* +85,0***
+56,5**
-23,2*** -23,4**
-29,4*
-55,3*
+20,7** -6,5** -24,2***
+8,7*
-20,2**
-13,9***
+21,3*
-31,9 * -19,4*
+33,3*
-42,6*** +41,2*** +41,4**
-32,4**
+64,1**
-24,2*** -44,4**
Примечание. Достоверность различий с контрольной группой: * - р < 0,05; ** - р < 0,01; *** - р < 0,005. Пропущенные места - нет достоверных отличий от интактного контроля, тире - показатель не измерялся. Сокращенные обозначения биохимических показателей приведены в разделе «Методы исследования».
дение крысам «Мицеллата» в 10-кратно различающихся концентрациях (3 и 30 мг/л) на фоне НМВ приводило к сходным по величине достоверным изменениям изучавшихся биохимических маркеров, иногда даже более выраженным при использовании низкой концентрации 3 мг/л. Это хорошо видно, в частности, на рис. 3 - введение «Мицеллата» в концентрации 3 мг/л по сравнению с концентрацией 30 мг/л приводило к более слабому подъему активности ГПО, но активность Кат и содержание в крови кортизола изменялись одинаково, а выход в плазму крови лизосомального фермента NAG на срок 10 мес был заметно более высоким при введении низкой концентрации «Мицеллата».
......... МДА - ЛЗХЛ Кат - СОД ГПО
Рис. 2. Профили зависимостей время-эффект для комплекса показателей, имеющих непосредственное отношение к процессам образования и нейтрализации активного кислорода (МДА, ЛЗХЛ, Кат, СОД, ГПО) при введении крысам препарата «Мицеллат» на фоне НМВ (а) и ВВ (б) и при введении НМВ (в).
По оси абсцисс - время эксперимента, мес; по оси ординат - достоверные изменения показателей, % от контрольных значений (недостоверные изменения опущены). Обозначения групп крыс см. в примечании к табл. 2.
Клинико-лабораторные показатели повреждения печени и почек. В табл. 4 приведены результаты определения в пробах сыворотки крыс стандартных клини-ко-лабораторных маркеров повреждения печени (активность трансаминаз АЛТ и АСТ) и почек (содержание креатинина).
Как видно из табл. 4, клинически значимые изменения этих маркеров наблюдались только в двух точках, одна из которых (увеличение активности АСТ в группе НМВ+м_3) приходилась на срок 10 дней с дальнейшей нормализацией значений и по величине достоверности эффекта (р=0,03) вполне могла быть результатом случайных отклонений. В то же время увеличение содержания креатинина в крови крыс группы ВВ+м_30 на срок 10 мес, возможно, представляет собой реальный признак нарушения функции почек у животных, которые получали питьевую воду повышенной жесткости.
Состав меловых осадочных пород как одна из возможных причин медленного растворения частиц «Мицел-лата». Известно, что в состав всех меловых осадочных пород, в дополнение к карбонату кальция и другим неорганическим веществам, входит также некоторое количество циклических органических соединений как в виде отдельных молекул, так и в виде асфальтоподобного полимера керогена - предшественника нефти и газа [10, 11].
Примеси керогена теоретически могут создавать определенные стерические препятствия для поступления воды внутрь частиц и заставлять кальций вымываться из частиц в обход участков гидрофобной сетки. Однако, по данным диссертационной работы А.Е. Большаковой [1] «Мицеллат-О» включает всего около 2 вес. % органических соединений, и даже с учетом того, что карбонат кальция содержит в среднем более «тяжелые» атомы кальция и кислорода, чем составленный из циклических углеводородов кероген, 6-10 об. % полимера могут влиять на растворимость препарата только при условии его крайне неравномерного распределения между частицами.
Возможно также, что на растворимость частиц «Ми-целлата» влияют какие-то другие особенности меловых пород. В любом случае полученные нами результаты показывают, что по крайней мере часть вводимых с питьевой водой частиц «Мицеллата» не растворяется в кислой среде желудка и представляет собой естественный препарат пролонгированного действия, из которого активное вещество медленно выделяется уже во внутренней
среде организма. Фармакологи в настоящее время прилагают много усилий для поиска переносчиков (полимеров, липосом, эритроцитов и т.п.), способных связывать лекарственные вещества с последующим медленным высвобождением в тканях, что позволяет снять побочные эффекты из-за резкого возрастания концентрации активного препарата в крови при его обычном введении. Таким образом, с точки зрения эффективности «Мицел-лата» как средства для доставки кальция в организм его медленное растворение является преимуществом, снижающим риски перенапряжения гормональной и выделительной систем при хроническом введении препарата. Однако при этом возникает неизбежная реакция фагоцитарных клеток на наличие в организме нерастворивших-ся частиц.
Биологический смысл изменения показателей окси-дантного равновесия организма. Необходимо отметить, что показатели оксидантного равновесия организма при отсутствии в изучаемом препарате про- или антиокси-дантов (т.е. веществ, которые могли бы проявлять соответствующий эффект в модельной химической системе без присутствия живых клеток или их компонентов) отражают прежде всего активность фагоцитарной системы, поскольку она является основным эндогенным генератором активных форм кислорода, образующихся в НАДФН-оксидазной реакции при активации фагоцитов. Факторов, способных активировать фагоцитарную систему, в общем случае три: 1) контакт с микробными клетками (отсутствует в токсикологических экспериментах); 2) появление в тканях собственных поврежденных клеток с нарушенным гликопротеидным покрытием «свое-чужое», независимо от первичного механизма их повреждения (основная причина, по которой показатели окислительного стресса считаются универсальными неспецифическими маркерами повреждения организма); 3) контакт с нерастворимыми частицами, включая химически инертные, на которые фагоциты реагируют так же, как и на оба предыдущих фактора.
Поэтому с точки зрения особенностей данного эксперимента реакцию показателей оксидантного равновесия на низкую минерализацию питьевой воды, выраженную в основном в ранние сроки эксперимента, можно объяснить появлением поврежденных клеток из-за снижения поступления в организм микроэлементов, необходимых для нормального функционирования организма [9], в том числе входящих в активные центры различных фер-
Рис. 3. Зависимости время-эффект для 4 изучавшихся показателей (Кат, ГПО, NAG, кортизол) при введении крысам НМВ (пунктирная линия) и препарата «Мицеллат» на фоне ВВ и НМВ (сплошные линии).
По оси абсцисс - время эксперимента, мес; по оси ординат - достоверные изменения показателей, % от контрольных значений. Обозначения групп крыс см. в примечании к табл. 2.
ментов (меди, молибдена, цинка и др.). В дальнейшем, по-видимому, активируются какие-то обходные метаболические пути и достигается относительная адаптация к продолжающемуся недостатку некоторых микроэлементов.
Напротив, при изучении поведения показателей ПОЛ в опытах по введению животным медленно растворяющихся или нерастворимых препаратов микро- и нано-частиц мы теряем ту твердую опору, на которой строилась однозначная интерпретация этих данных в опытах по введению растворимых веществ и их смесей: если есть достоверные изменения показателей оксидантно-го равновесия, следовательно, имеются поврежденные клетки, на которые фагоциты реагируют увеличением генерации активного кислорода. При введении животным препаратов частиц мы получаем, по сути, уравнение с двумя неизвестными, поскольку фагоциты могут реагировать как на поврежденные клетки организма, так и на попадающие в организм нерастворившиеся частицы. Второй процесс может какое-то время идти и без повреждения клеток организма, не считая самих макрофагов, эволюционно приспособленных к репопуляции за счет предшественников костного мозга. Слабая реакция со стороны клинико-лабораторных маркеров повреждения печени и почек при введении крысам «Мицеллата»
(табл. 4) может рассматриваться как свидетельство в пользу реализации второго механизма.
В общем случае возможны также эффекты за счет медленного выделения из частиц токсичных компонентов, как это имеет место при воздействии наночастиц серебра [12], но по отношению к «Мицеллату» этот механизм можно считать несущественным. Известно, что
Таблица 4
Достоверные изменения клинико-лабораторных показателей состояния печени и почек (в % от значений в контрольной группе) при введении крысам препарата «Мицеллат-О» на фоне ВВ и низкоминерализованной питьевой воды
Группы Показатель, % от контроля
животных АЛТ АСТ креатинин
НМВ -6,9 * (0,3)
НМВ+м_3 -17,9 ** (5) + 14,1 * (0,3)
НМВ+м_30 -15,9 * (7)
ВВ+м_30 -14,4 * (7); + 39,4 * (10)
Примечание. В скобках - время наступления эффекта, мес. Достоверность различий с контрольной группой: * - р < 0,05; ** -р < 0,01; *** -р < 0,005; жирным шрифтом выделены клинически значимые по направлению эффекта изменения.
кальций поступает в организм человека и животных в больших количествах, в основном с пищей; его препараты обладают низкой токсичностью для лабораторных животных, с ЛД50 порядка 4-6 г/кг. После однократного приема людьми цитрата или карбоната кальция в дозе 20 мг/кг содержание Са2+ в крови волнообразно увеличивается на 6-7 % [13, 14], но в некоторых случаях перераспределение кальция гормонами в костную ткань идет настолько быстро, что видно только сопутствующее снижение содержания в крови паратгормона и увеличение экскреции кальция с мочой [15]. Поэтому в нашем эксперименте с максимальной расчетной дозой коллоидного кальция порядка 3 мг/кг/день при введении в питьевую воду 30 мг/л препарата проявление токсичности «Мицеллата» за счет выделения ионов Са2+ представляется маловероятным.
Некоторые предположения относительно особенностей зависимости доза-эффект при хроническом введении животным микро- и наночастиц. Интересно, что обе цитированные во введении работы по влиянию «Мицеллата-О» на организм поросят отмечают сходную с найденной нами «нелогичность» зависимостей доза-эффект при сравнении двукратно различающихся концентраций препарата в питьевой воде - более низкая концентрация препарата отчетливее влияла на показатели ПОЛ в пробах крови поросят [2] и на содержание кальция и магния в их берцовых костях [3]. В работе Ю.П. Фомичева и соавт. [2] «Мицеллат» вводили поросятам в течение 45 дней в концентрациях 75 и 150 мг Са2+ на 1 л питьевой воды; в диссертационном исследовании И.С. Паймеровой [3] указаны только дозы препарата в пересчете на одного поросенка (1 и 2 мл/сут на животное), вводившиеся в течение 3 мес. Таким образом, несмотря на различия в виде животных, используемой формы «Мицеллата», его концентрации в питьевой воде и длительности введения, наблюдалось большое сходство в поведении зависимостей доза-эффект в нашей работе и работах этих двух авторов: при повышении концентрации препарата в питьевой воде наблюдаемые достоверные эффекты не увеличивались, а и несколько снижались.
В нашей предыдущей статье [16] уже рассматривались возможные причины практического отсутствия различий между достоверными биохимическими эффектами некоторых частиц при их введении крысам с питьевой водой в двукратно различающихся концентрациях. Это были препараты микродисперсного угля и углеродных нанотрубок (по собственным данным) и препарат наночастиц серебра (по данным цитировавшейся статьи [17]). В качестве наиболее вероятного объяснения обсуждалась сложность различия эффектов близких концентраций на фоне дисперсии индивидуальных показателей у отдельных животных (т.е. вариант, когда сравниваемые точки лежат близко друг от друга на имеющей слабый наклон зависимости доза-эффект). Формально сюда же можно было бы отнести и проблемы с двукратно различающимися концентрациями «Мицеллата-О» в работах [2, 3].
Однако сходные по величине достоверные эффекты при введении 10-кратно различающихся концентраций препарата, как это было выявлено в данной работе, таким способом объяснить уже невозможно. Гораздо более вероятным кажется предположение о том, что биологические эффекты частиц при их введении с питьевой водой в относительно низких концентрациях ограничены способностью макрофагов пейеровых бляшек к погло-
щению частиц. Наличие этого узкого места приведет к образованию характерного платообразного участка в начальной части зависимостей доза-эффект с переходом к обычному монотонному возрастанию эффектов при концентрациях препаратов, повреждающих слизистую оболочку кишечника. Такой механизм позволяет объяснить и некоторое снижение эффекта при введении более высокой концентрации препарата, поскольку для фагоцитарных клеток характерно торможение функции при увеличении нагрузки выше определенной величины.
Литература (п.п. 8-9, 11, 13-15, 17 см. References)
1. Большакова А.Е. Исследования по разработке и стандартизации новых фармацевтических композиций с природным кальция карбонатам: Автореф. дис. ... канд. фарм. наук. Самара; 2013.
2. Фомичев Ю.П., Нетеча З.А., Клейменов Р.В., Паймерова И.С., Пьянзина И.П. Влияние комплекса биоэлементов в мицелляр-ной форме отдельно и в сочетании с биокремнийорганическим препаратом на клинико-физиологическое состояние организма поросят в подсосный период выращивания. Вестник Оренбургского государственного университета. 2009; 6(112): 395-8.
3. Паймерова И.С. Применение комплекса биоэлементов в ми-целлярной форме отдельно и в сочетании с биокремнийор-ганической кормовой добавкой при выращивании поросят: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Дубровицы; 2011.
4. Фомичев Ю.П., Торшков А.А., Гречкина В.В. Содержание микроэлементов в крови цыплят-бройлеров при введении в рацион мицеллата. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011; 31(3): 354-7.
5. Пермякова Н.Е., Пьянзина И.П., Волков Г.С. Морфологическое обоснование применения препарата углекислых солей кальция и магния «Мицеллат» при травматических дефектах челюстей в эксперименте. В кн.: Материалы Международной научно-практической интернет-конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте 2012», 19-30 июня 2012. Avaiable at: http://www. sworld.com.ua/konfer27/184.pdf.
6. Алексеева А.В., Савостикова О.Н., Каменецкая Д.Б., Иванов В.И. Влияние карбоната кальция в мицеллярной форме на биохимические показатели крови и тканей крыс. В кн.: Материалы пленума научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РФ «Приоритеты профилактического здравоохранения в устойчивом развитии общеста: состояние и решение проблем». Москва, 12-13 дек. 2013 г. М.; 2013: 19-21.
7. Рахманин Ю.А., Михайлова Р.И., Филиппова А.В., Фельдт Е.Г., Беляева Н.Н., Ламентова Т.Г. и др. О некоторых аспектах биологического действия дистиллята. Гигиена и санитария. 1989; 3: 92-3.
10. Соколов В.А., Бестужев М.А., Тихомолова Т.В. Химический состав нефтей и природных газов в связи с их происхождением. М.: «Недра»; 1972. 12. Рахманин Ю.А., Хрипач Л.В., Михайлова Р.И., Коганова З.И., Князева Т.Д., Железняк Е.В. и др. Сравнительный анализ влияния нано- и ионной форм серебра на биохимические показатели лабораторных животных. Гигиена и санитария. 2014; 1: 45-50. 16. Хрипач Л.В., Рахманин Ю.А., Михайлова Р.И., Князева Т.Д., Коганова З.И., Железняк Е.В. и др. Влияние углеродных нано-трубок и активированного угля на биохимические показатели состояния организма при хроническом введении препаратов крысам с питьевой водой. Гигиена и санитария. 2014; 5: 36-43.
References
1. Bol'shakova A.E. Research on the Development and Standardization of New Pharmaceutical Compositions with Natural Calcium Carbonate: Diss. Samara; 2013. (in Russian)
2. Fomichev Yu.P., Netecha Z.A., Kleymenov R.V., Paymerova
I.S., P'yanzina I.P. Influence of micellar bioelement complex alone and in combination with bioorganic silicone-containing preparation on clinical and physiological status of suckling pigs. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. 2009; 6(112): 395-8. (in Russian)
3. Paymerova I.S. Using the Complex of Bioelements in Micellar form Alone and in Combination with Bioorganic Silicone-containing Food Additive for Growing Piglets: Diss. Dubrovitsy; 2011. (in Russian)
4. Fomichev Yu.P., Torshkov A.A., Grechkina V.V. The content of trace elements in blood of broiler chickens after mitsellat supplementation with food. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2011; 31(3): 354-7. (in Russian)
5. Permyakova N.E., P'yanzina I.P., Volkov G.S. Morphological study of usage calcium and magnesium carbonates preparation "Mitsellat" at experimental traumatic defects of jaws. In: Proceedings of International Scientific Internet Conference "Perspective Innovations in Science, Education, Manufacture and Transport '2012", 19-30 June 2012 [Materialy Mezhdun-arodnoy nauchno-prakticheskoy internet-konferentsii «Perspe-ktivnye innovatsii v nauke, obrazovanii, proizvodstve i transporte '2012», 19-30 Iyunya 2012]. Available at http://www.sworld. com.ua/konfer27/184.pdf (in Russian)
6. Alekseeva A.V., Savostikova O.N., Kamenetskaya D.B., Ivanov V.I. Influence of calcium carbonate in micellar form on biochemical markers of rat blood and tissues. In: Proceedings of Plenum of Scientific Council on Human Ecology and Environmental Health of the Russian Federation "Priorities of Preventive Health Care in a Sustainable Development of an Society: State and Solution of Problems". Moscow, December 12-13. 2013 [ Materialy plenuma nauchnogo soveta po ekologii cheloveka i gi-giene okruzhayushchey sredy RF "Prioritety profilakticheskogo zdravookhraneniya v ustoychivom razvitii obshchesta: sostoya-nie i reshenieproblem". Moskva, 12-13 dek. 2013 g.]. Moscow; 2013: 19-21. (in Russian)
7. Rakhmanin Yu.A., Mikhaylova R.I., Filippova A.V., Fel'dt E.G., Belyaeva N.N., Lamentova T.G. et al. On some aspects of bio-
logical effects of distilled water. Gigiena i sanitariya. 1989; 3: 92-3. (in Russian)
8. Kozisek F. Health risks from drinking demineralised water. In: Nutrients in drinking water. WHO, Geneva; 2005: 148-63.
9. Pais I., Benton J. The Handbook of trace elements. Boca Raton: SLPress; 1997.
10. Sokolov V.A., Bestuzhev M.A., Tikhomolova T.V. The Chemical Composition of Oil and Natural Gas in Relation to their Origin [Khimicheskiy sostav neftey i prirodnykh gazov v svyazi s ikh proiskhozhdeniem]. Мoscow : «Nedra»; 1972. (in Russian)
11. Behar F., Vandenbroucke M. Chemical modelling of kerogens. Org. Geochem. 1987; 11(1): 15-24.
12. Rakhmanin Yu.A., Khripach L.V., Mikhaylova R.I., Koganova Z.I., Knyazeva T.D., Zheleznyak E.V. et al. Comparative study of nano- and ionic silver influence on biochemical markers in laboratory animals. Gigiena i sanitariya. 2014; 1: 45-50. (in Russian)
13. Reginster J.Y, Denis D., Bartsch V, Deroisy R., Zegels B., Franchi-mont P. Acute biochemical variations induced by four different calcium salts in healthy male volunteers. Osteoporosis Int. 1993; 3(5): 271-5.
14. Gonnelli S., Cepollaro C., Camporeale A., Nardi P., Rossi S., Gennari C. Acute biochemical variations induced by two different calcium salts in healthy perimenopausal women. Calcif. Tissue Int. 1995; 57(3): 175-7.
15. Song Y.M., Sheu W.H., Lee W.J. Acute biochemical variations induced by calcium citrate and calcium carbonate in Type 2 diabetic patients: impaired calcium absorption in Type 2 diabetic patients with prolonged gastric emptying time. J. Diabetes Complications. 2001; 15(2): 97-102.
16. Khripach L.V., Rakhmanin Yu.A., Mikhaylova R.I., Knyazeva T.D., Koganova Z.I., Zheleznyak E.V. et al. Biochemical effects in blood of rats induced by chronic peroral administration of carbon nanotubes and activated charcoal with drinking water. Gigi-ena i sanitariya. 2014; 5: 36-43. (in Russian)
17. Yousef J., Hendi H., Hakami F.S., Awad M.A., Alem A.F., Hendi A.A. et al. Toxicity of silver nanoparticles after injected intra-peritoneally in rats. J. Am. Sci. 2012; 8(3): 589-93.
Поступила 12.02.15
Гигиена детей и подростков
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2015 УДК 613.955:616-092.11-02
Иванов А.В.1, Тафеева Е.А.1, Васильев В.В.2
ОПЫТ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ ПО ФОРМИРОВАНИЮ НАВЫКОВ ЗДОРОВОГО ОБРАЗА ЖИЗНИ СРЕДИ ШКОЛЬНИКОВ
'ГБОУ ВПО Казанский государственный медицинский университет Минздрава России, 420012, Казань, Россия; 2ФГБОУ ВПО Пензенский государственный университет, 440026, Пенза, Россия
В работе представлены данные об опыте реализации образовательной программы для школьников «Быть здоровым - модно!». Программа апробирована на территории Пензенской области. Показано, что за 3 года реализации программы информированность учащихся о факторах, влияющих на здоровье, возросла на 15,8%. Число школьников, принимающих систематическое участие в спортивных соревнованиях, увеличилось на 3,8%; занимающихся различными видами спорта и физкультурой в спортивных секциях и кружках - на 2,6%; распространенность регулярного курения среди учащихся школ снизилась на 4,1%.
Ключевые слова: здоровый образ жизни, школьники, программа, эффективность. Для цитирования: Гигиена и санитария. 2015; 94(7): 55-57.
IvanovA.V.1, Tafeeva E.A.1, Vasilev V.V.2 OPERATIONAL EXPERIENCE FOR THE PROGRAM FOR THE FORMATION OF HEALTHY LIFESTYLE SKILLS AMONG SCHOOLCHILDREN
Kazan State Medical University, Kazan, Russian Federation, 420012; 2Penza State University, Penza , Russian Federation, 440026
