1

На правах рукописи

ТОЛМАЧЕВА

Наталия Викентьевна

ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ

УРОВНЕЙ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ И

ПИЩЕВЫХ РАЦИОНАХ

03.03.01 физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва 2011 2

Работа выполнена на кафедре профилактической медицины медицинского факультета ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова»

Научный консультант: Заслуженный деятель наук РФ, академик РАМН доктор медицинских наук, профессор Агаджанян Николай Александрович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ, академик РАМН доктор медицинских наук, профессор Пивоваров Юрий Петрович доктор медицинских наук, профессор Радыш Иван Васильевич доктор медицинских наук, профессор Скальный Анатолий Викторович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Московский государственный медикостоматологический университет»

Защита состоится «14» сентября 2011 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.203.10 при ГОУ ВПО «Российский университет дружбы народов» по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ГОУ ВПО «Российский университет дружбы народов» по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. Автореферат разослан _2011 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор Ермакова Н. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Существенным достижением отечественной физиологической и экологофизиологической науки в последние годы следует считать, вынесенные на государственный уровень, важнейшие проблемы безопасности питьевого водоснабжения и концепции оптимального питания населения страны. Актуализируя пути реализации в Российской Федерации решения ООН о провозглашении десятилетия 2005-2015 гг. Международной декадой «Вода для жизни», Г.Г.

Онищенко (2005) особо обратил внимание на введение нового критерия для гигиенического нормирования микроэлементов в питьевой воде, «физиологической полноценности» питьевых вод, т.е. необходимость ориентации не только на максимально допустимые концентрации солевого компонента, но и на минимально необходимые уровни содержания наиболее важных из них, для которых водный путь поступления в организм является предпочтительным и даже преимущественным и по существу служит важным фактором саногенеза».

Отечественные и зарубежные ученые Н. А. Агаджанян (2003), Ю.П. Пивоваров (2000), А. В. Скальный (2000), С. В. Нотова (2010), И. В. Радыш (2009), А. И. Воложин (1987), Ю. П. Гичев (2002), M. Anke (2004), F.H.Nielsen (1988) E.I. Underwood (1977), E. Sabbion (2001) и др. акцентировали внимание на необходимости эколого-физиологических подходов в нормировании макро- и микроэлементов в среде обитания, определении экологического портрета человека в различных эколого-биогеохимических регионах проживания.

В Постановлении Правительства Российской Федерации «О мерах по профилактике заболеваний, обусловленных дефицитом йода и других микронутриентов» также ставится задача оптимизации макро-и микроэлементного состава суточных пищевых рационов за счет восполнения дефицита витаминов, минеральных веществ Ca, Na, K, пищевых волокон и микроэлементов J, F, Se, Zn, Fe. Предлагается ее решить «восполнением дефицита микроэлементов за счет подземных вод, если их солевой состав соответствует представлениям об оптимальном содержании в ней макро- и микроэлементов». Однако следует признать, что эколого-физиологические критерии оптимальности микроэлементного состава питьевых вод и рационов питания до настоящего времени не обоснованы, что в значительной степени затрудняет исполнение Федерального Закона Российской Федерации № 29-ФЗ от 02. 01. 2000 г «О качестве и безопасности пищевых продуктов» (2000). Это определяет высокую актуальность проблемы.

В свете вышеизложенного целью настоящей работы явилось экологофизиологическое обоснование оптимальных уровней содержания и соотношения макро- и микроэлементов в питьевой воде и суточных пищевых рационах для последующего их физиолого-гигиенического нормирования.

Задачи исследования 1. Провести эколого-физиологическое и биогеохимическое зонирование территории Чувашской Республики для определения и оценки значений оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и суточных рационах питания.

2. Дать характеристику эколого-биогеохимических зон по уровням содержания и соотношения микроэлементов в пищевой биогеохимической цепи и анализа достоверных статистических связей с заболеваемостью и смертностью населения.

3. В условиях экспериментального моделирования на лабораторных животных изучить влияние на обменные процессы различного микроэлементного состава водно-кормовых рационов из двух контрастных экологобиогеохимических зон Чувашии.

4. В экспериментальных условиях изучить влияние различных соотношений макро- и микроэлементов на репродуктивную функцию.

';

5. На основе анализа демографических показателей различных экологобиогеохимических зон Чувашии в естественных условиях изучить влияние эколого-биогеохимических особенностей территории проживания на формирование репродуктивной функции женщин.

6. Провести сравнительные физиологические исследования липидного, минерального обменов, функции сердечно-сосудистой системы, иммунного и микробного статусов у обследованных жителей различных экологобиогеохимических зон.

7. На основе анализа результатов комплексного эколого-физиологического исследования и оценки состояния здоровья населения научно обосновать критерии и нормативы оптимальных уровней и соотношений микроэлементов и дать рекомендации по региональным нормативам их содержания в воде и пищевых рационах.

В настоящем исследовании:

- с целью эколого-физиологического обоснования оптимальных уровней содержания и соотношения макро- и микроэлементов в питьевой воде и суточных пищевых рационах для последующего их физиолого-гигиенического нормирования проведено эколого-биогеохимическое зонирование территории Чувашской Республики, что позволило уточнить границы зоны оптимума.

- выявлена зависимость формирования липидного обмена, иммунного и микробного статусов у практически здоровых жителей из различных экологобиогеохимических зон проживания от концентрации микроэлементов в воднопищевых рационах;

- показано влияние дисбаланса макро- и микроэлементов на обмен липидов у практически здоровых жителей, установлена связь с неравномерной распространенностью заболеваний сердечно-сосудистой системы, определена этиологическая значимость различных соотношений макро- и микроэлементов в питьевых водах и кормах в развитии дислипидопротеинемий у экспериментальных животных в условиях моделирования двух контрастных экологобиогеохимических зон;

- по результатам сравнительной эколого-физиологической оценки микроэлементного гомеостаза у обследованных жителей из различных экологобиогеохимических зон выявлены особенности, формируемые неодинаковым макро- и микроэлементным составом водно-пищевых рационов. Эти результаты подтверждены в исследованиях при экспериментальном моделировании на лабораторных животных;

- разработано принципиально новое представление о причинноследственных связях хронических неинфекционных заболеваний с экологобиогеохимическими и социальными факторами среды обитания, что позволило выявить причинно-следственную связь атеросклероза и его последствий и установить главный «пусковой» фактор, названный нами «геохимический дисбиоз». Он проявляется выраженным дисбиозом аутомикрофлоры кишечника в ответ на аномально нерегулируемые соотношения макро- и микроэлементов в питьевой воде и рационах питания. Аналогичные результаты получены в эксперименте на лабораторных животных.

- по результатам сравнительных, комплексных эколого-физиологических исследований адаптивных реакций организма на дисбаланс макро- и микроэлементов разработаны, научно обоснованы и установлены критерии и методологические принципы физиолого-гигиенической оценки среды обитания и здоровья населения, а также оптимальные уровни и соотношения макро- и микроэлементов в питьевой воде и пищевых рационах.

Полученные данные имеют не только теоретическое, но и практическое значение, поскольку позволяют объективно оценить значение уровней и соотношений микроэлементов в водно-пищевых рационах населения, из различных эколого-биогеохимических зон и разработать целенаправленные мероприятия по коррекции элементных статусов. В работе впервые предложены физиологически оптимальные концентрации и соотношения макро- и микроэлементов, которые установлены на основе эколого-физиологических исследований адаптивных реакций организма в различных эколого-биогеохимических зонах Чувашии. Адекватные критерии и методологические принципы физиологогигиенической оценки среды обитания и здоровья населения научно обоснованы и апробированы.

Результаты исследований позволяют рекомендовать установленные концентрации и соотношения микроэлементов в водно-пищевых рационах экологически благоприятной зоны оптимума в качестве региональных норм для использования их, как в практическом здравоохранении для проведения профилактических и лечебных мероприятий, так и в пищевой промышленности для создания продуктов функционального питания.

Впервые в данной работе выявлена пусковая роль аномальнонерегулируемых соотношений микроэлементов экологически неблагоприятных районов в развитии «геохимического стафилококкового дисбиоза» и как следствие – развитие предпатологических и патологических реакций у практически здоровых жителей. Установленные эколого-физиологические критерии оценки микроэлементной обеспеченности организма человека могут быть использованы для обоснования причинно-следственных связей заболеваний человека с эколого-биогеохимическими факторами, объективной оценки масштабов распространенности различных хронических неинфекционных заболеваний среди населения не только Чувашской Республики, но и других территорий Российской Федерации.

Практическая значимость работы определяется возможностью использования результатов работы для принятия адекватных менеджерских решений органами здравоохранения и государственной власти, как в масштабе республики, так и на уровне отдельных эколого-биогеохимических регионов в разработке адекватных, научно обоснованных профилактических мероприятий по микроэлементной коррекции водно-пищевых рационов.

На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по мониторингу здоровья населения и среды обитания для служб Роспотребнадзора РФ, разработаны нормативы оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевых водах и пищевых рационах на основании выделения оптимальной зоны физиологических параметров практически здоровых жителей, получен патент на изобретение № 2359338 «Способ моделирования артериальной гипертензии», утверждены рацпредложения (удостоверение № 110 от 28.06.2007г. «Методика забора проб полостной и пристеночной микрофлоры кишечника крыс для микробиологических исследований»; удостоверение № 1109 от 28.06.07г. «Способ забора проб и пробоподготовка отделов кишечника крыс для исследований микроэлементов».

Материалы исследований используются: на медицинском факультете кафедрами нормальной физиологии и профилактической медицины ЧГУ, вошли в спецкурс «Геохимическая экология болезней»; в преподавании на кафедре нормальной физиологии РУДН, на кафедре терапии и семейной медицины ГОУ ДПО «Институт усовершенствования врачей» Министерства здравоохранения и социального развития Чувашской Республики; в программе восстановительного лечения на базе ГУЗ «Республиканский детский санаторий «Лесная сказка»

Министерства здравоохранения и социального развития Чувашской Республики и МУЗ «ГДБ № 4»; в программах профилактики и формирования здорового образа жизни Министерства здравоохранения и социального развития Чувашской Республики. Подготовлены и изданы учебное пособие «Проблемы современного питания» (2001) и конспект лекций «Пищевые отравления человека» (2006), монография «Эколого-физиологическое обоснование оптимальности макро- и микроэлементов в водно-пищевых рационах».

1. Различные уровни содержания и соотношения макро- и микроэлементов в водно-пищевых рационах формируют характерные физиологические реакции населения, которые можно рассматривать как адаптационно-компенсаторные, в ответ на эколого-биогеохимические условия среды обитания.

2. Эколого-биогеохимическое зонирование территорий является методологической основой для сравнительной оценки среды обитания и здоровья населения, которое позволило определить зону эколого-биогеохимического оптимума с преобладанием физиологических реакций в пределах установленных норм у коренного практически здорового населения (экологически благоприятную) и зоны с выявленными изменениями физиологических показателей состояния здоровья в сторону экстремумов физиологических норм (экологически неблагоприятные).

3. При эколого-биогеохимическом зонировании территорий необходимо использовать критерии комплексной оценки оптимальности среды обитания, на основании которых определяется зона оптимальных значений показателей здоровья населения.

4. Эколого-физиологическая оценка показателей иммунного, микробиологического, минерального, липидного обменов у практически здоровых жителей сравниваемых зон позволила выявить участие различных уровней содержания и соотношения микроэлементов в водно-пищевых рационах в формировании особенностей адаптивных реакций организма.

5. Физиолого-гигиеническая оценка микроэлементной обеспеченности организма и мониторинг питания практически здорового населения различных эколого-биогеохимических зон, позволили определить обнаруженные концентрации и соотношения микроэлементов в сыворотке крови, питьевой воде и суточных пищевых рационах практически здоровых жителей из зоны оптимума как оптимальные и рекомендовать их для гигиенического нормирования в качестве региональных норм.

Основные положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Международных конференциях и симпозиумах: Ninth International Symposium on Trace Elements in Human: New Perspectives. Athens, Greece.

1997.; «Современные проблемы геохимической экологии болезней» I Международный симпозиум Чебоксары, 2001; X Международный симпозиум «Эколого-физиологические проблемы адаптации», Москва, 2001; VI Международный симпозиум «Биологически активные добавки к пищи и проблемы оптимизации питания», Сочи, 2002; 21 Workshop «The biological essentialiti of macro and trace elements» Germany, Jena, 2002; XXI Международный симпозиум «Эколого-физиологические проблемы адаптации», Москва, 2003; XII Международный симпозиум «Эколого-физиологические проблемы адаптации» Москва, 2007; II Международная научно-практическая конференция «Биоэлементы»

Москва., 2007; XII Международный симпозиум «Эколого-физиологические проблемы адаптации», Москва, 2007.; VIII Международный конгресс «Здоровье и образование в XXI веке; концепция болезней цивилизации», Москва, 2007;

Международная научно-практическая конференция «Роль здравоохранения в охране общественного здоровья», Москва, 2008; Международная научнопрактическая конференция «Роль профилактики и диспансеризации в охране общественного здоровья», Москва, 2009; а также на Всероссийских и региональных конференциях, Российских школах: Региональная научнопрактическая конференция «Экология и здоровье детей Чувашской Республики». Чебоксары, 1997; 1-я Российская школа «Геохимическая экология и биогеохимическое районирование биосферы», Москва, 1999; 2-я Российская школа «Геохимическая экология и биогеохимическое районирование биосферы», Горно-Алтайск, 2000; Региональная научно-практическая конференция «Проблемы профилактической педиатрии», Чебоксары, 2002; 4-я Российской биогеохимической школы «Геохимическая экология и биогеохимическое районирование биосферы», Москва, 2003; Всероссийская научно-практическая конференция:

«Инновационная экономика и региональное инновационно-устойчивое развитие. Экологические аспекты регионального инновационо-устойчивого развития», Чебоксары 2006; IV Общероссийская научная конференция «Современные проблемы науки и образования», Москва, 2009;

Официальная апробация работы состоялась 14 февраля 2011 г. на расширенном заседании кафедры профилактической медицины и нормальной физиологии ФГОУВПО «Чувашский государственный университет» медицинский институт имени И.Н.Ульянова» (протокол апробации № 7 от 14.02.2011).

По теме диссертации опубликовано 40 статей, из них 12 – в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК России, 1 учебное пособие, 1 Патент на изобретение № 2359338, 2 Удостоверения на рационализаторское предложение (№№ 1119, 1110), 1 монография.

Диссертация изложена на 281 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, обсуждения результатов исследования, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 39 рисунками, 45 таблицами, Указатель литературы содержит 275 отечественных и 58 зарубежных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Для решения поставленных задач, наряду с базовыми экологофизиологическими и гигиеническими исследованиями использовались 5 основных методологических подходов: 1) скрининг; 2) мониторинг; 3) анкетирование; 4) экспериментальное моделирование; 5) математическое моделирование.

Методологической базой и основой исследований служили материалы эколого-биогеохимического зонирования ограниченной территории, которые позволили уточнить ранее определенные (В. Л. Сусликов, 2001) границы зоны эколого-биогеохимического оптимума для дальнейших, последовательных этапов сравнительных физиологических и экспериментальных исследований.

Эколого-биогеохимическое зонирование Чувашской Республики проводилось по заданию Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН, при поддержке РГНФ (грант № 00-06-00153а) и единых наряд заказов министерства образования РФ (темы № Б-7, В-2).

Изучение демографических показателей проводилось с использованием ежегодных статистических отчетных форм МЗ и СР ЧР. Для изучения заболеваемости ССС, распространенности смертности с оценкой структуры сердечнососудистых заболеваний (ОИМ, ГБ, ИБС) использованы формы годового отчета (Ф. 30, Ф. 14), карты диспансерного наблюдения (030/у), журналы диспансерного наблюдения, ежегодные республиканские отчеты о состоянии здоровья населения ЧР распространенности и смертности от ИБС и ОИМ за период 1996гг. и заболеваемости АГ за период 2003-2006 гг. Изучение показателей рождаемости и смертности проводили по ежегодным отчетным документам МЗ и СР Чувашской Республики за период с 1965 по 2007 гг. и по Российской Федерации за период 1960-2008 гг.

Сбор данных, анализ и оценку заболеваемости населения с учетом комплексного действия факторов осуществляли с соответствии с методическими рекомендациями, утвержденными ГОСкомитетом Госсанэпиднадзора № 01от 26.02.1996 г. Полученный цифровой материал по заболеваемости, смертности, рождаемости был стандартизован по возрасту. За стандарт были взяты данные переписи 1989 года (Алексеева Т. И., 1986). Для увеличения наполняемости групп брали 20 - летние интервалы.

При сравнительных эколого-физиологических исследованиях соблюдался главный принцип выборочной совокупности «копия-пара» и идентичность сравниваемых групп по количеству детей, возрасту, образованию, семейному бюджету, профессиональной принадлежности, национальности, индексу Кетле, отношению к здоровью, алкоголю, курению, медицинскому обслуживанию. Общая характеристика и объем выполненных работ при проведении натурных и экспериментальных исследований представлен в таблице 1.

Общая характеристика, объем и методы исследования почве (J, Co, Cu, Mo, Zn, B, Mn, Mo, Zn, Si, Se, Mn, Ca, Mg, Pb, 1.4. Содержание микроэлементов в пи- МУК 4.1.763-4.1.779-99; 4.1.1896щевых продуктах (Cu, Mo, Cd, Co, проб 4.1.1900-04; 4.1.1481-03; 4.1.985-00;

1.5. Мониторинг питания населения Расчетно-весовой метод В.И. Покровского (1964), в модификации рационах питания (J, Co, Mo, Mn, Zn, Cu, Fe, Si, Al, F, Pb, Cd, Ni, Be, Cr, Sr, Mg, Ca, P, K, Ag) 2.2. Микроэлементы в крови и моче МУК 4.1.763-4.1.779-99; 4.1.1896Cd, Co, Cu, Mo, Zn, Si, Se, Mn, Ca, Mg, Pb, As, Li, J, F) лестерина (ОХС), индекса атероХС ЛПНП, ХС ЛПОНП, генности (ИА) 2. Физиологические исследования (лабораторные животные (крысы)) 2.4. Содержание микроэлементов в Способ забора проб и пробоподготовка отделов кишечника крыс по разных отделах толстого кишечавторской методике (2007) 2.5. Аутомикофлора в разных отделах Авторская методика микробиологических исследований (2007); рекотолстого кишечника 2.6. Расчет количества живорожден- Методика оценки влияния химических веществ на эмбриотоксиченых жизнеспособных животных 3. Физиологические исследования (практически здоровые жители разных возрастных групп) 3.1. Измерение артериального давле- 1700 чел Тонометрия, тахометрия 3.2. Электрокардография (14-17 лет) 33 чел Электрокардография 6 отведений P, OCl, Cu, Mo, Zn, Si, Se, Mn, Ca, Mg, Pb, As, Li, J, F) (30-45 и женщины 30-39 лет) Zn, Si, Se, Mn, Ca, Mg, Pb, As, Li, J, F) (30-45 и женщины 30-39 лет) Se, Mn, Ca, Mg, Pb, As, Li, J, F) (30-45 лет) муноглобулинов, НСТ-тест, РБТЛ (30-45 лет) фагоцитарная активность нейтрофилов в латекс-тесте, метаболическая активность в тесте восстановления нитросинего тетразоля (НСТтест); РБТЛ на фитогемаглютинине 3.9. Аутомикрофлора кишечника (30- 82 чел Методики И.Н.Блохиной (1979), Итого: животных - Определена величина реальной нагрузки (РН) каждого административнотерриториального района Чувашии с использованием ежегодных отчетов и протоколов исследований центров Санэпиднадзора, лабораторий министерства охраны окружающей среды, МЗ и СР ЧР. В соответствии с методическими рекомендациями по определению (РН) антропогенных факторов на человека химических веществ, поступающих с атмосферным воздухом, питьевой водой и пищевыми продуктами. За 1995-2005 гг. проанализировано 12 231 протоколов.

Уровень загрязнения атмосферного воздуха передвижными источниками оценивался с использованием методики, разработанной и утвержденной Министерством транспорта РФ и рекомендованный для определения степени загрязнения окружающей среды Министерством природных ресурсов РФ (2004).

Для сравнительного изучения фактического питания и водоснабжения населения использовали опросно-весовой метод А. А. Покровского (1964), в нашей модификации (В. Л. Сусликов, Н. В. Толмачева, 2008). Сбор суточной мочи, кала, волос, крови для исследования микроэлементов проводили одновременно по общепринятым в клинической и лабораторной практики методам.

Оценка качества питьевой воды проводили в соответствии с действующими требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения.

Контроль качества»; СанПиН 2.1.4.1175-01 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников». Микроэлементы в воде исследовали атомно-абсорбционным и ионоселективным методами в соответствии с МУК 4.1.1090-02 в условиях проблемной научно-исследовательской лаборатории (ПНИЛ) кафедры профилактической медицины (санитарно-эпидемиологическое заключение № 21.01.04.000.М. 533.12.06 от 26.12.2006 г., выданное Управлением Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Чувашской Республике – Чувашия). Все пробы подвергали одинаковой пробоподготовке с использованием электрического автоклава в соответствии с требованиями МУК 4.1.763-4.1.779-99; МУК 4.1.1896-4.1.1900-04 «Определение химических соединений в биологических средах»; МУК 4.1.1481-03 «Определение массовой концентрации йода в пищевых продуктах, продовольственном сырье, пищевых и биологически активных добавках вольтамперметрическим методом»; МУК 4.1.985-00 «Определение содержания токсических элементов в пищевых продуктах и продовольственном сырье. Методика автоклавной пробоподготовки»; МУК 4.1.986-00 «Методика выполнения измерений массовой доли свинца и кадмия в пищевых продуктах и продовольственном сырье методом электрометрической атомно-абсорбционной спектрометрии»; МУК 4.1.991- «Методика выполнения измерений массовой доли меди и цинка в пищевых продуктах и продовольственном сырье методом электротермической атомноабсорбционной спектрометрии». Количественное содержание исследовали во всех пробах одновременно. Йод и фтор определяли на флюориметре «Эксперт – 001» по методике Р. С. Матвеева с соавт. (2002) Для сравнительного изучения состояния обменных процессов, иммунной реактивности, аутомикрофлоры толстого кишечника провели выборку совокупности «копия-пара» среди практически здоровых жителей (ПЗЖ) из различных зон Чувашии. Оценку минерального обмена провели по исследованию концентрации в крови и моче Cd, Co, К, Na, P, OCl, Cu, Mo, Zn, Si, Se, Mn, Ca, Mg, Pb, As, Li, J, F и нагрузке лактатом кальция по методике А. И. Бокиной с соавт. (1972; 1976 гг.).

Бактериологические исследования фекалий проводили в соответствии с рекомендациями Московского НИИ эпидемиологии и микробиологии МЗСР РФ по методикам И. Н. Блохиной (1979) и И. Н. Лизько (1975).

Состояние липидного обмена оценивали по результатам исследований общего холестерина (ОХС), липопротеидов низкой плотности (ХС ЛПНП), липопротеидов очень низкой плотности (ХС ЛПОНП), липопротеидов высокой плотности (ХС ЛПВП), триглицеридов (ТГ) и индекса атерогенности (ИА) по стандартной методике Центра профилактической медицины РАМН в лаборатории Республиканского кардиологического диспансера МЗ и СР Чувашской Республики. Метод определения ОХС по Либерману-Бурхарду в модификации Абеля Кенделя; ТГ - унифицированным методом в реакции с ацетилацетоном после экстракции их смесью гептан-изопропанол; ХСЛПВП – метод осаждения ХС ЛПНП и ХС ЛПОНП гепарином в присутствии солей марганца (Г.Р.Томпсон, 1997); ХСЛПНП, ХСЛПОНП, ИА по методике А. Н. Климова (1989).

Для изучения иммунного статуса были отобраны по 20 человек в возрасте 30-45 лет из четырех эколого-биогеохимических зон Чувашии. Объектом исследования служила периферическая кровь (ПК). Проводили иммунофенотипирование мононуклеарных клеток (МНК) методом непрямой иммунофлюоресценции с использованием моноклональных антител (МКАТ) CD3, CD4, CD8, CD16, CD20, CD25, CD71, HLA-DR, CD95 («Сорбент», Москва), определение концентраций сывороточных Ig M, IgG, IgА по Манчини, циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) методом осаждения полиэтиленгликолем (ПЭГ – 6000), изучение фагоцитарной активности нейтрофилов в латекс-тесте и метаболической активности нейтрофилов в тесте восстановления нитросинего тетразоля (НСТ-тест) согласно стандартным методикам. Функциональную активность Т-лимфоцитов оценивали по реакции бласттрансформации лимфоцитов (РБТЛ) на фитогемагглютинине (ФГА) В. В.Меньшиков (1987). Результаты рассчитывали в индексах стимуляции (ИС) радиометрическим методом на -счетчике “Tri-Carb” (Packard, USA).

Мониторинг атеросклероза проводили по методике комплексного изучения причинно-следственных связей хронических неинфекционных заболеваний (ХНЗ), разработанной В. Л. Сусликовым (МУ № 12-21 а/193 от 12.06.1980 г). на выделенных группах обследованных двух контрастных по показателям смертности от острого инфаркта миокарда (ОИМ) территориях. Эталонная группа из зоны эколого-биогеохимического оптимума (коэффициент смертности менее 100,0 на 100 тыс. населения) и сравниваемая группа из зоны бедствия (коэффициент смертности более 400,0 на 100 тыс. населения).

Изучение показателей рождаемости и смертности проводили в соответствии с материалами эколого-биогеохимического зонирования. Были выбраны два сельских населенных пункта: эталонный – в зоне экологобиогеохимического оптимума (с. Турмыши Янтиковского района с высокими коэффициентами рождаемости 12,5-10,9 ‰); сравниваемый – в зоне экологобиогеохимического бедствия (с. Кудеиха Порецкого района – со сверхнизкими коэффициентами рождаемости (5,68-7,38‰)). Из выборочной совокупности «копия-пара» были обследованы 24 практически здоровых женщины в возрасте 30-39 лет по 12 из каждого населенного пункта. Забор проб крови из локтевой вены по 10 мл, волос и ногтей осуществляли с письменного согласия обследованных. В пробах сыворотки крови и волос микроэлементы определяли атомноабсорбционным и ионоселективным методами. Йод и фтор - на флюориметре «Эксперт – 001» по методике Р. С. Матвеева с соавт. (2002). Уровни гормонов – тестостерона, лептина, пролактина, лютеинстимулирующего гормона (ЛГ) и фолликулинстимулирущего гормона (ФСГ) на базе специализированной лаборатории «Гормон-хелп» с использованием стандартных тест-систем.

Для доказательства влияния различных соотношений микроэлементов на формирование микробиологического, микроэлементного статусов, репродуктивной функции и липидного обмена проведены исследования в условиях экспериментального моделирования на лабораторных крысах. Для хронических экспериментальных исследований (13 мес.) использовали нелинейных крыс самцов с начальной массой 145,0 ± 13,0 г. Животных содержали на кормах и питьевой воде из двух населенных пунктов: контрольного – с. Турмыши Янтиковского района (зона оптимума) и опытного – с. Кудеиха Порецкого района (зона бедствия) Массовые концентрации микроэлементов в кормах и воде исследовали в ПНИЛ по описанным выше методическим указаниям.

В ходе эксперимента проводили динамическое наблюдение за измерением артериального давления у крыс обеих групп прямым методом (С. А. Георгиева, Н. В. Беликина, 1981), приняв за эталонное значение, согласно литературным данным, кровяное давление регистрируемое на бедренной артерии у большинства крыс 100-130 мм рт. ст. (И. П. Западнюк с соавт., 1974).

Забор суточного количества мочи для последующего определения микроэлементов проводили по методу С. А. Георгиевой и Н. В. Беликиной (1981).

Кровь (10 мл) для определения микроэлементов и показателей липидного обмена забирали из хвостовой вены. Показатели липидного обмена оценивали по стандартной методике Центра профилактической медицины РАМН (г. Москва).

В ходе эксперимента проводились ежеквартальные исследования микробиоценоза разных отделов толстого кишечника по разработанной нами методике (Удостоверение на рацпредложение № 1110 от 28 июня 2007г. «Методика забора проб полостной и пристеночной микрофлоры кишечника крыс для микробиологических исследований»), а также в соответствии с утвержденными рекомендациями Московского НИИ эпидемиологии и микробиологии им. И. Н. Габричевского МЗ и СР РФ. Для оценки микробиологических показателей толстого кишечника использовали критерии четырех степеней дисбактериоза по И. Н.

Блохиной (1979). Суммарную величину нормы логарифма КОЕ/г испражнений рассчитывали с использованием данных И. Н. Лизько и соавт. (1975): бифидумбактерии – 8,5 lg KOE/г; лактобактерии – 6,9 lg KOE/г; бактериоиды – 8,7 lg KOE/г. Материал помещали в стерильный флакон и проводили разведение (1:10) фосфатным буферным раствором. Определение количества бактерий, относящихся к группе кишечной палочки в 1г фекалий, проводили путем посева на среду Эндо и кровяной агар по методу Голда в модификации Ю.М. Фельдмана. Для выделения стафилококков материал засевали на желточно-солевой агар, бифидобактерий – на среду Блаурокка, лактобактерий – на стерильное молоко, условно-патогенных грибов – на среду Сабуро, других факультативноанаэробных микроорганизмов – на шоколадный агар.

Микроэлементы в тканях различных отделов толстого кишечника определяли по разработанной нами методике: удостоверение на рацпредложение № 1109 от 28 июня 2007 г. «Способ забора проб и пробоподготовка отделов кишечника крыс для исследования микроэлементов в условиях ПНИЛ.

Изучение влияния микроэлементов на репродуктивную функцию в условиях экспериментального моделирования осуществлено в соответствии с методическими указаниями № 2926-83 «Изучение эмбриотоксического действия химических веществ при обосновании их ПДК в воде водных объектов» НИИ гигиены им. Ф Ф Эрисмана (1983) в нашей модификации. В частности: 1) исключили необходимость дозирования затравки во времени и по концентрациям, поскольку вместо химических веществ использовали воду и корма из районов, контрастных по коэффициенту рождаемости, с природными концентрациями микроэлементов; 2) вместо использования беременных животных, взяли половозрелых самок и самцов массой 180-240 г; 3) животные получали воднокормовые рационы из двух сравниваемых зон до спаривания; 4) продолжительность опытов соответствовала 6 поколениям рождённых животных в стандартных условиях вивария под постоянным наблюдением ветеринарного врача;

5) использовали крыс линии Вистар.

В ходе настоящей работы, используя результаты экспериментов, был осуществлен сравнительный анализ показателей рождаемости, смертности, уровней содержания ОХС, ХС ЛПВП, ТГ, ХС ЛПНП, ХС, ЛПОНП, ИА, минерального обмена и микробиоценоза кишечника обследуемого населения и экспериментальных животных.

В основе определения экологически благополучной зоны (зоны оптимума) использовали разработанный нами способ группировки территориальных образований по величинам показателей заболеваемости, смертности и инвалидизации населения (В. Л. Сусликов с соавт. 2003).

Статистический анализ проведен в среде табличного процесса Excell из пакета прикладных программ MS Office 2003 и с помощью пакета прикладных статистических программ Statistica 6,0.

В соответствии с целями и задачами исследования проведено экологобиогеохимическое зонирование территории Чувашии, при котором уточнены географические границы зоны оптимума. Для этого, были использованы критерии эколого-биогеохимической оценки территории Чувашской Республики, которые разработаны В. Л. Сусликовым (2001).

К настоящему времени на территории республики границами зоны экологобиогеохимического оптимума являются: южная и юго-восточная части Вурнарского, южная часть Канашского и Янтиковского, северо-восточная часть Ибресинского, северо-западная часть Батыревского и западная часть Комсомольского районов. Ретроспективный и проспективный анализ статистических данных, отражающий уровень здоровья населения на данной территории, позволил выявить наиболее благоприятные показатели: высокий удельный вес (44,5%) детей школьного возраста (10 – 12 лет) первой группы здоровья, низкие показатели общей заболеваемости, смертности и инвалидизация населения, большое количество долгожителей - 18,6‰. В структуре причин смертности населения этой зоны зарегистрированы самые низкие показатели смертности по классам болезней системы кровообращения (52%), новообразований (8,3%). Таким образом, данную территорию можно признать как экологически благоприятную.

Эколого-физиологическое обоснование оптимальных физиологических концентраций и соотношения макро- и микроэлементов проведено при сравнительном изучении и последующем анализе состояния здоровья жителей из двух контрастных зон по исследованиям демографических, иммунологических, микробиологических показателей, оценки водно-пищевых рационов, липидного и минерального обменов.

Ретроспективный анализ показателей рождаемости и смертности населения Чувашской Республики за последние 43 года (1965-2008 г.г.) привлек внимание явлением территориальной неравномерности демографических процессов. При проведении группировки районов по средним многолетним коэффициентам рождаемости и смертности выявлено, что коэффициенты рождаемости, выше средне-республиканских значений (12,51-10,9 ‰,) относится к зоне оптимума и сверхнизкой рождаемости к зоне бедствия. Напротив, коэффициент смертности выше средне-республиканских значений (21,3- 27,5‰) относится к зоне бедствия.

Для изучения влияния эколого-биогеохимических особенностей сравниваемых субрегионов на репродуктивную функцию определены уровни макро- и микроэлементов в сыворотке крови и волосах практически здоровых женщин двух контрастных по рождаемости и смертности зон с. Кудеиха Порецкого района (зона бедствия) и с. Турмыши Янтиковского района (зона оптимума) (табл. 2, 3).

Массовые концентрации микроэлементов в сыворотке крови практически здоровых женщин сравниваемых эколого-биогеохимических зон Микроэлементы Зона оптимума Зона бедствия Достоверность различий, Р