Спосіб оцінки впливу чинників ризику на людину та тварин шляхом оцінки інтегрального функціонального стану організму

Способ оценки воздействия факторов риска на человека и животных путем оценки интегрального функционального состояния организма, заключающийся в определении состояния метаболической системы регуляции кислотно-основного гомеостаза путем анализа основных биохимических локззателей метаболической системы регуляции кислотно-основного гомеостаза. С > Изобретение относится к медицине, ветеринарии и биологии и может быть использовано в клинической и научно-исследовательской работе. Основные инфекционные заболевания в структуре общей смертности населения составляют более 65%, вследствие чего их профилактика является важнейшей задачей медицинской науки. Решение этой задачи на путях одного только экстенсивного развития сети лечебных учреждений, улучшения вторичной профилактики и разработки традиционных систем профилактики представляется невозможным Поэтому разработка новых направлений и создание принципиально новых решений в плане разработки основ интегральной профилактики основных распространенных заболеваний человека является единственно реальным путем решения этой проблемы До настоящего времени не выявлены общие адапта ционные интегральные механизмы, возникающие в организме под действием различных факторов риска, так называемый эндогенный фактор риска развития хронических заболеваний человека и животных. Выявление этих механизмов послужило бы для оценки состояния здоровья и ранней (донозологической) диагностики и первичной интегральной профилактики основных распространенных заболеваний человека и животных Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в разработке способа оценки воздействия факторов риска на организм человека и животных путем оценки интегрального функционального состояния человека и животных Поставленная задача достигается исследованием в тканях и/или жидкостях организма изменений состояния метаболической системы регуляции кислотно-щелоч со о о 17360 их отношения в растворимых белках и низного гомеостаза под воздействием различкомолекулярных соединениях тканей грыс ных факторов риска при гипокинезии (I) и гипокинезии с изоляСущность предлагаемого изобретения цией (II); на фиг. 7 и 8 - активность ферменсостоит в том, что see изученные факторы риска (несбалансированное питание, стрес- 5 тов, содержание метаболитов гликолиза и сы различного генеза, гипокинезия, микроцикла трикарбоновых кислот в тканях крыс бная и н в а з и я , л а з е р н о е излучение) при иммобилизационном стрессе 1 час (в % вызывают вследствие экономичного формик контролю), иа фиг. 9 - отношение окисленрования внутренних адаптационных реакных метаболитов к восстановленным в ткаций организма всего лишь две 10 нях крыс при иммобилизационном стрессе атьтернативные формы нарушений гоме1 час; на фиг, 10 - отношения окисленных остаза, свидетельствующие о развитии ком* метаболитов к восстановленным в тканях пенсированного метаболического ацидоза и крыс при перерезке нижнечелюстного (!) и алкалоза, что выражается при ацидозе актиседалищного (И) нервов, на фиг. 11 - содервацией процессов глюконеогенеза. реакций 15 жэние сульфгидрильных и дисульфидных протеолиза, лмполиза с одновременный ингрупп и их соотношения в тканях крыс при гибированием функционирования гликолиперерезке нижнечелюстного (I) и седалищза, цикла трикарбоновых кислот, синтеза ного (И) нервов; на фиг, 12 - активность липидов и белков При этом в тканях и ферментов в тканях крыс при перерезке жидкостях организма преобладают восста- 20 нижнечелюстного (I) и седалищного (II) нерновленные метаболиты итиолы, При алкаловов; на фиг. 13 - содержание сульфгидрильзе отмечают противоположные изменения ных и дисульфидных соединений (мкмоль/г) а именно, активацию гликолиза, цикла трии их отношения в тканях крыс при эмоциокарбоновых кислот направленные на усконально-болевом стрессе ('-миокард, х-бедрение образования органических кислот 25 реннэя мышца, о -печень) в % к контролю; для поддержания рН, торможения процесна фиг. 14 - содержание диеновых коньюгэсов глюконеогенеза и липолиза, усиление тоб (1), активность глютатионпероксидазы окислительных свойств приводит к накопле(2), глюгатионредуктазы (3) и глюкозо-6-фоснию окисленных метаболитов и дисульфифатдегидрогеназы (4) в тканях крыс при эмодов, усилению пероксидации липидов. 30 ционально-болеаом стрессе; на фиг. 15 Таким образом, под воздействием разнооботношения окисленных метаболитов к восразных факторов риска наблюдают на ран-. становленным в тканях крыс при комтаминих этапах функционирование -нации A. erlksonii (I) и A. naeslundii (II); на компенсаторных механизмов, направленфиг. 16 - содержание сульфгидрильных и ных на поддержание я тканях" кислотно-ще- 35 дисульфидных групп и их соотношения при лочного равновесияхвязывэние избытка контаминации A erlksonii (!) и A naeslundii ионов водорода при ацидозе и ускоренное (II), на фиг. 17 - активность ферментов и образование органических кислот для подсодержание мэлата в тканях крыс при кондержания рН при алкалозе таминации A, eriksonli (I) и A. naeslundii (It). На фиг. 1 показаны отношения окислен- 40 Наличие причинно-следственных свяных метаболитов к восстановленным и изозей между действием факторов риска и социтрат/оксалоацетат в тканях крыс при стоянием метаболической системы избытке и рационе аммония (I) и сахарозы регуляции КЩР иллюстрируется следующи(II) (в % к контролю); на фиг. 2 - содержание ми примерами, сульфгидрильных и дисульфидных групп и 45 Исследования проводили на крысах лиих отношения в растворимых белках и низнии Вистар и у людей, подвергавшихся дейкомолекулярных соединениях тканей крыс ствию высоко- и низкоэнергетического при избытке и рационе аммония (() и сахаролазерного излучения Несбалансированное зы (И); на Фиг 3 - активность ферментов питание моделирования путем изменения гликолиза и цикла трикарбоноаых кислот я 50 состава потребляемых рационов. Содержатканях крыс при избытке в рационе аммоние крыс на рационе с избытком аммония ния (I) и сахарозы (II) (в % к контролю); на продолжали в течение 45 дней (Н И. Журэвфиг 4 - активность ферментов глюконеогеский и соавт. // Доклады АН УССР. - 1980. неза и липззы в тканях крыс при избытке в - N? 1, серия Б, - С. 65-68). В серии опытов рационе аммония (I) и сахарозы (II) (в % к 55 по изучению патогенного влияния избытка контролю); на фиг, 5 - отношения окисленсахарозы крыс содержали на рационе С. А. ных метаболитов к восстановленным в ткаНикитиной, Е, Н. Бугаевой в течение одного нях крыс при гипокинезии (!) и гипокинезии месяца (Никитина С. А., Бугаева М Г Эксс изоляцией (II); на фиг. 6 - содержание периментальный кариес у белых крыс // сульфгидрильных и дисульфидных групп и Стоматология, 1954, - Г 1 - С 9-17) Крыс Ф 17360 контрольных групп содержали на стационарном рационе вивария. Иммобилизационный стресс воспроизводили путем фиксации крыс месячного возраста в положении на спине втечение 1 часа 5 и у другой группы в течение 6 часов. Для воспроизведения хирургического стресса проводили правостороннюю перерезку смешанных нервов под эфирным наркозом; у одной группы перерезали нижнечелюстной 10 нерв, у другой группы крыс перерезали седалищный нерв, удаляя отрезок длиной 2 мм. Эмоционально-болевой стресс воспроизводили в форме "тревоги ожидания" по Дезодорато (Desiderato О., Mac Kimnon I. R., 15 Hisson H, I, Development of gastric ulcersin rats following stress termination//J. Сотр. Physlol Psychol. - 1974. - 87. - N? 2. - P. 208-214). при котором по определенной схеме на электродный пол клетки подавали сла- 20 бый ток. В опыте по изучению влияния зоосоциальной изоляции и гипокинезии (Вальдман А, В., Бондаренко Н. А Маликова Л . А. Зависимость фармакологически обусловленной стресс-устойчивости живо- 25 тных от типа эмоционально-поведенческой реактивности и разности, протекания стресс-реакции//Стресс, адаптация и функциональные нарушения. - Кишинев: Штиница. - 1984. - С. 322-323), продолжи- 30 тельность которого составляла один месяц, в контрольной группе каждые 4 крысы содержали в одной клетке без перегородок на площади 0,03 м 2 /особь (свободное передвижение и групповое общение). При изоляции 35 и гипокинезии животное занимало отдельную клетку площадью 0,03 м , а при изучении зоосоциальной изоляции 0,12 м . Для изучения влияния микрофлоры крыс контаминировали дважды (1 и 8 день эксперимен- 40 та) путем введения в ротовую полость ватным тампоном ресуспендированной культуры живых штаммов АТСС 15423 А. erlksonii и АТСС 12104 A. naesiundll, полученные из Чехословакии из национальной 45 коллекции типовых культур. С целью сопоставления результатов натурных исследований с данными, полученными в эксперименте, изучали влияние стрессового воздействия лазерного облуче- 50 ния на эритроциты и плазму крови операторов н и з к о - и в ы с о к о з н е р г е т и ч е с к и х лазерных установок типа ИМО-2Н. ЛГИ-501 и ЛГИ-502. У крыс для исследования брали кровь 55 (на показатели КЩР с помощью биологического микроанализатора фирмы Раделкис), а для биохимических исследований - ткани печени, миокарда, бедренной кссти и мышцы. У людей осуществляли забор крови, от деляли эритроциты и плазму Для суждения о состоянии метаболической системы регуляции КЩР определяли содержание метаболитов по Бергмейеру (Bergmeyer H. U. Metnoden der enzymatischen Analise Berlin: Academie - Verleg. 1970. - 2 Aufloge. - 2221 S), количество сульфгидрильных и дисульфидных групп водорастворимых белков и низкомолекулярных соединений определяли с помощью реактива Эллмана, малонового диальдегида - с тиобарбитуровой кислотой, диеновых конъюгатов ненасыщенных жирных кислот экстракцией по Доул (Современные методы биохимии. - М.: Медицина, 1977. - С. 63-68 и 223-231). Активность фруктозодифосфатазы и глюкозо6-фосфатазы определяли по приросту фосфата (Вопр. мед. химии. - 1973. - № 6, С. 568-570 и 1977. - № 1. - С. 159-165), активность гексокиназы, лируваткиназы и глутатионредуктазы - спектрофотометрически (Практикум по биохимии. Под ред. проф. Н. П.Пешковой и С Е. Северина. - М . : 1979. - С . 211-214. 259-260 и Методы биохимических исследований. Под ред. М. И. Прохоровой. - Л.: Изд-во.Ленингр. ун-та. 1982. - С. 181-183). Активность малатдегидрогеназы и глутатионпероксидазы - по методам, приведенным в Бюл. - 1982, № 19. - С. 2. - авт. св. № 930122 и Бюл. - 1982. - N? 15. - Авт. св. №922637 СССР). Установлено, что несмотря на разные пусковые механизмы действия факторов риска, в структуре адаптационных реакций организма выявляются два альтернативных варианта метаболических нарушений, отражающих развитие состояния метаболического ацидоза и метаболического алкалоза, что подтверждается и исследованием показателей кислотно-щелочного равновесия в крови животных. Так, избыток в рационе аммония приводит к явлениям компенсированного метаболического ацидоза, тогда как избыток в рационе сахарозы вызывает защелачивание организма (таблица ). В то же время, такие распространенные в современном обществе факторы риска, как несбалансированное питание с избыточным потреблением белков(аммония), иммобилизационный стресс, гипокинезия,хирургический стресс, контаминация A. enksonii приводят в условиях эксперимента к развитию в тканях печени, миокарда, бедренной кости и мышцы преобладания восстановленных метаболитов над окисленными соединениями (фиг. 1-17), что обусловлено торможением гликолиза и цикла трикарбоиовых кислот при повышенном лилолизе и гяюконеогемезе, что формирует состояние 17360 7 , компенсированного метаболического ацидоза Такие факторы риска, как несбалансированное питание с преобладанием а рационе избытка сахарозы и эмоциональноболевой стресс в противоположность перечисленным выше факторам приводят к преобладанию в тканях окисленных метаболитов над восстановленными (фиг. 1-17), что обусловлено преимущественной активацией гликолиза, торможением глюконеогенеза и липолиза при повышенном образовании окисленных метаболитов гликолиза и цикла трикарбоновых кислот и усилении процессов переоксидации лилидов, в результате чего формируется состояние компенсированного метаболического алкалоза, Приведенные сдвиги отражают общность гомеостатических механизмов, интерпретирующих эффекты различных по своей природе факторов риска. В то же время для действия каждого из них характерны специфические проявления метаболических сдвигов, в основном, в количественном плане и во временном аспекте их возникновения, которые, тем не менее, укладываются в общую картину двух альтернативных вариантов изменений метаболической системы регуляции кислотно-щелочного гомеостаза. Одним из наиболее чувствительных и демонстративных показателей альтернативного сдвига кислотио- щелочного гомеостаза в метаболической системе его регуляции является изменение соотношения тиоловых соединений к дисульфидным в водорастворимых белках и низкомолекулярных соединениях тканей организма, а также состояние скорости пероксидации ли 5 10 15 20 25 30 35 8 пидов, зависящая от уровня восстановительных эквивалентов в тканях. Проверка наработанных представлений об альтернативном характере интегратиеных метаболических реакций организма при действии факторов риска в условиях профессионально-обусловленного контакта с лазерным излучением показала правомочность этих представлений и продемонстировала преимущественно ацидотический сдвиг при воздействии низкоэнергетического лазерного облучения и преимущественный сдвиг в сторону метаболического алкалоза при контакте с высокоэнергетическим лазерным излучением, Представленная классификация факторов риска по преимущественному типу вызываемых ими сдвигов кислотно-щелочного гомеостаза может быть учтена при разработке научной концепции гигиенического регламентирования факторов окружающей среды на уровнях, безопасных для здоровья населения. Полученные в эксперименте данные и разработанные оценочные критерии могут быть использованы в плане донозологической диагностики и первичной профилактики наиболее распространенных неинфекционных хронических зэбоиеваний. Предлагаемый способ реализуется путем определения ключевых биохимических показателей состояния метаболической системы регуляции кислотно-щелочного гомеостаза (см заявку № В 4401268} Метод может быть использован в лабораторных и клинических исследованиях и при проведении экспресс-диагностики Показатели кислотно-щелочного состояния в крови крыс при несбалансированном питании (М ±м) Исследуемый показатель рН НСО з. мкмоль/л рСОг. мм рт.ст. рОг, мм рт.ст, Диагноз сбалансированный 7,37±0,04 24,5±2,80 42,8±1.90 56,28±2,71 Норма Состав рационов с избытком с избытком аммония сахарозы 7,25±0,04 7.45±0,04 Х 12,7±1,24 32.6±4,70 х Х 30,0±2,05 54,2±2.11 *45,3±2.18 *74,2±5,61 декомпенсированный отчасти компенсирометаболический ванный ацидоз метаболический алкалоз П р и м е ч а н и е , достоверные отличия по сравнению с контролем обозначены знаком "х" (Р