СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПОПУЛЯЦИЮ НАСЕЛЕНИЯ В РЕГИОНЕ Российский патент 2008 года по МПК G01N33/50 

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической биохимии, и может быть использовано как при эколого-гигиенических исследованиях для интегральной оценки воздействия неблагоприятных факторов внешней среды на организм человека, так и в науке - с целью изучения механизмов патогенного влияния неблагоприятных факторов окружающей среды (ОС) на субклеточном, клеточном, тканевом и органном уровнях организма человека.

Актуальность поиска критерия для интегральной оценки воздействия неблагоприятных факторов ОС на организм человека обусловлена тем, что напряженная экологическая обстановка, сложившаяся в ряде регионов страны, стала причиной роста показателей заболеваемости населения разных возрастных групп. Антропотехногенное загрязнение окружающей среды привело к тому, что в большинстве регионов России отмечено увеличение эколого-зависимой патологии: нарушений физического и умственного развития детей и подростков, снижение репродуктивного здоровья, патологии беременности, заболеваний органов дыхания и эндокринной системы (Ю.А.Рахманин, Г.Г.Онищенко, 2004).

Указанное обстоятельство определяет необходимость поиска перспективных биохимических методов для использования в качестве научно обоснованных критериев для интегральной оценки воздействия неблагоприятных факторов ОС.

Анализ патентных источников показал, что решение этой задачи до настоящего времени шло в направлении оценки совокупности функциональных характеристик систем организма.

Известен способ заблаговременного профилактического восстановления профессионального здоровья здорового человека в трудовой (организованной) популяции (Рег. №2003113280/14, приоритет 22.04.2003). Он заключается в том, что уровень индивидуального здоровья определяется на основе интегральной оценки здоровья по критериям всех элементов системы "здоровье". Оценка основывается на взаимодействии человека, среды, общества, включающей показатели здоровья, отражающие жизнедеятельность человека (болезнь или дефект развития, уровень и гармоничность физического развития, уровень неспецифической резистентности и иммунной защиты, уровень мотивационных установок здоровья) и факторы среды, общества, воздействующие на человека. При этом объективная характеристика элемента системы "функциональное состояние организма" определяется за счет прямого критерия здоровья - максимального потребления кислорода, элемент системы - "уровень мотивационных установок здоровья" авторы конкретизируют способностью к осуществлению функций человека (репродуктивной, трудовой, релаксационной) в качестве критерия, проясняющего роль самого человека в укреплении своего здоровья - мотивации поведения. Оценку каждого элемента системы "здоровье" производят на основе конкретных количественных критериев в фактических или условных (балльных) единицах измерения, систему "здоровье" количественно дифференцируют по шести уровням здоровья.

При этом известный способ, выбранный в качестве прототипа, не учитывает компенсаторных механизмов, которые способны длительно поддерживать функциональное состояние организма на нормальном уровне, а также способность организма к адаптации, которая различна на индивидуальном, возрастном и популяционном уровнях. Кроме того, в способе-прототипе не учитывается мультипараметрический принцип взаимодействия функциональных систем организма, который распространяется на все показатели гомеостаза и объединяет деятельность различных функциональных систем гомеостатического уровня в единую систему, которая динамически определяет внутреннюю среду организма и различные ее изменения в связи с воздействием факторов окружающей среды.

Вместе с тем влияние неблагоприятных факторов ОС на здоровье населения должно рассматриваться в зависимости от конкретных социальных и климато-географических условий региона. В одних условиях это влияние приводит к развитию адаптационно-приспособительных реакций организма на изменение условий среды обитания (социальных, экологических, природно-климатических) в виде изменения физиологических и метаболических констант на органном, тканевом и клеточном уровнях, а также психологических установок и реакций. Ответные реакции организма в динамике экстремальных состояний, регулируемые нейрогуморальными механизмами, вначале направлены на мобилизацию защитных реакций организма и сопровождаются соответствующими гуморальными и гормональными сдвигами.

Продолжающееся воздействие неблагоприятных факторов может завершиться переходом нейроэндокринных гомеостатических систем организма на новый биоэнергетический уровень, который выражается в изменении состояния здоровья характеризующегося как преморбидное (пограничное, донозология и др.), или хронизации негативных процессов.

Даже в том случае, когда патологическое состояние не развивается, наблюдается изменение процесса адаптации, появляются специфические биохимические сдвиги на уровне клеточных структур, морфофункциональных систем и организма в целом. Изменения в регуляторных и гомеостатических системах, возникающие как результат экологических воздействий, непосредственно определяют характер развития преморбидного состояния и патологии.

Известен способ оценки состояния здоровья пациента (Пат. №2166283, приоритет 12.04.1996), заключающийся в том, что пациентов формируют по результатам диагностики по методу Накатани-Риодараку, формируют объекты технологического комплекса для воздействия на сформированный контингент, определяют его функциональные возможности, анализируют комплекс воздействующих факторов технологического комплекса и по результатам оценивают состояние здоровья пациента.

Однако известный способ предполагает наличие специального оборудования для измерения электропроводности (сопротивления) биологически активных точек на коже и компьютерную программу для интерпретации результатов. Кроме того, предлагаемый способ дает качественную характеристику оценки состояния здоровья пациента и не предусматривает установление зависимости между выявленной реальной экологической нагрузки и изменением состояния здоровья.

Вместе с тем современный уровень медико-экологических исследований предполагает проводить оценку как показателей здоровья, так и факторов внешней среды, оказывающих на него наибольшее влияние на организм человека в условиях устойчивого, многофакторного и комплексного загрязнения объектов ОС на основе системного подхода и количественного мониторинга основных гомеостатических показателей.

Например, анализ результатов научных исследований, проведенных у нас в стране и за рубежом, показал, что токсическое действия химических факторов внешней среды на организм человека проявляется в первую очередь на количественных изменениях метаболических параметров. В частности, отмечено, что при синдроме экзогенной интоксикации вследствие воздействия химических факторов ОС особое значение имеет изменение каталитической активности ферментных систем организма (Алексеев С.В., Янушенец О.И. Экология человека - системный взгляд на процесс формирования здоровья. // Вестн. РАМН, 2002, №9, С.3-6).

Известен способ прогнозирования состояния здоровья человека, основанный на сопоставимости изменения содержания аммиака в биологически активной жидкости и состояния здоровья человека. Способ предусматривает определенную шкалу градации ухудшения состояния здоровья в зависимости от концентрации этого метаболита (Пат. №2140634, приоритет 14.06.1997).

Недостатком способа является односторонняя оценка состояния здоровья человека, отсутствие причинно-количественных связей между изменениями в скорости распада белков и разложения азотсодержащих веществ (основные источники образования аммиака в организме) и определенными вредными факторами ОС. Кроме того, содержание аммиака в биосубстратах организма человека зависит от ряда физиологических причин: характера, рациона и полноценности питания, физической активности, наличия беременности, температуры окружающей среды, возраста пациентов, водного режима.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи интегральной оценки воздействия неблагоприятных факторов ОС на организм человека, т.е. выявление количественного биохимического критерия, позволяющего оценивать компенсаторные и преморбидные изменения в организме в ответ на влияния факторов внешней среды разной интенсивности. Поставленная задача достигается тем, что изо всех возможных уровней воздействия на организм человека экзогенных факторов выбирается субклеточный как самый чувствительный и наименее специфичный.

Известно, что митохондрии клеток являются наиболее лабильными внутриклеточными структурами к изменениям условий среды обитания (Теппермен Дж., Теппермен X. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. Вводный курс. Пер. с англ., М., 1989), что позволяет рассматривать их в качестве индикаторов повреждения или угнетения жизнедеятельности клеток. Ранее было показано, что воздействие различных неблагоприятных геохимических факторов ОС в различных комбинациях вызывают неспецифическое снижение активности митохондриальных ферментов. Особое внимание привлекает обнаружение зависимости между торможением удельной активности моноаминоксидазы (МАО) - ключевого окислительного фермента, прочно связанного с мембранами митохондрий - и воздействием на организм разнообразных факторов внешней среды (Зейналов Т.А. Моноаминоксидазы и влияние токсических факторов окружающей среды // Изв. АН Азерб. ССР, 1984, Т.6.).

Использование заявляемого способа позволяет достичь нескольких практических результатов:

- разработать систему количественной интегральной оценки воздействия множественных сочетаний различных неблагоприятных факторов среды обитания на организм человека (по удельной активности МАО);

- определить показатель медико-экологического мониторирования здоровья населения экологически неблагоприятных территорий (удельная активность МАО тромбоцитов периферической крови в популяциях населения разных возрастных групп);

- по показателям удельной активности МАО и динамике ее изменения проводить оценку потенциального и реального риска здоровью на популяционном уровне;

- возможностью использования количественных показателей активности фермента в современных гигиенических технологиях: ранжировании территорий проживания, картографировании, формировании банка данных, управление здоровьем населения.

Пример.

Для исследования воздействия на организм населения нескольких неблагоприятных факторов территории проживания (антропо-техногенное химическое загрязнение объектов ОС) была исследована удельная активность МАО в тромбоцитах периферической людей разного возраста, проживающих в районах Приморского края, характеризующихся различной медико-экологической ситуацией. Оценка степени напряжения медико-экологической ситуации было проведено по санитарно-гигиеническим и природно-климатическим показателям территорий края.

Исходя из поставленных задач исследования был использован известный способ исследования активности МАО в тромбоцитах (Волошина О.Н., Москвитина Т.А. Способ определения моноаминоксидазной активности тромбоцитов // Лаб. дело, 1985, №5, с.289-291).

При исследовании активности МАО когорты исследуемых подбирались исходя из места и длительности проживания (не менее 10 лет). В группу "критическая экологическая ситуация" вошли жители, проживающие в городах Артеме и Владивостоке, где расположены предприятия угольной, химической промышленности, судоремонта, стройиндустрии, в результате отмечается сильное антропогенное воздействие на ОС.

В группу "напряженная экологическая ситуация" вошли жители городов Находка, Фокино, Большой Камень, Партизанск, Спасский, Шкотовский, Хорольский и Ханкайский районы, имеющие в структуре экономики угледобывающую промышленность, военный судоремонт, предприятия лесоперерабатывающей и легкой промышленности, территории, где интенсивно проводились мелиорация и химизация сельского хозяйства.

В группу с относительной благоприятной экологической ситуацией вошли заповедные районы края (Лазовский и Кировский) и северные наименее освоенные территории Приморья (табл.).

Таблица
Удельная активность моноаминоксидазы в тромбоцитах у жителей районов Приморского края с разной экологической ситуациейЭкологическая ситуацияnТромбоциты, Ед/мгКритическая440,53±0,06Напряженная 410,61±0,05Р к-н>0,05Относительная благоприятная 531,14±0,13Р к-б<0,05Р н-б<0,05Условные обозначения: Р - значимость различий между показателями активности МАО в биосубстратах жителей районов Приморья с разной экологической обстановкой: (к-н) - критической и напряженной; (к-б) - критической и относительно благоприятной; (н-б) - напряженной и относительно благоприятной.
*) - объемная активность МАО.

Исследование удельной каталитической активности фермента в тромбоцитах показало, что в зонах с критической и напряженной экологической обстановкой активность фермента в тромбоцитах значимо снижена по сравнению с районами с относительно благоприятной экологической обстановкой. При этом наименьшая удельная активность МАО была выявлена при обследовании жителей наиболее экологически неблагополучных районов региона, где эколого-гигиеническое напряжение характеризуется как критическое и напряженное.

Таким образом, при воздействиях на организм разнообразных неблагоприятных факторов внешней среды, а также воздействие тяжелых металлов и других химических экотоксикантов в различных комбинациях вызывают неспецифическое снижение удельной активности фермента, численное значение которой снижается по мере ухудшения экологической обстановки в регионе.

Анализ полученных результатов проведенных исследований позволяют рассматривать исследование активности МАО в качестве биохимического метода исследования для количественного интегрального оценочного критерия воздействия неблагоприятных факторов ОС. На основании полученных нами результатов можно сделать вывод, что определение удельной активности МАО в тромбоцитах крови человека является чувствительным биохимическим тестом для гигиенической оценки метаболических сдвигов в организме человека при воздействии факторов ОС на преморбидной стадии.

Источники информации

1. Алексеев С.В., Янушенец О.И. Экология человека - системный взгляд на процесс формирования здоровья. // Вестн. РАМН, 2002, №9, с.3-6.

2. Волошина О.Н., Москвитина Т.А. Способ определения моноаминоксидазной активности тромбоцитов // Лаб. дело, 1985, №5, с.289-291.

3. Горкин В.З. Аминооксидазы и их значение в медицине. - М.: Медицина, 1981, 335 с.

4. Проблемы оценки риска здоровью населения от воздействия факторов окружающей среды. Под ред. Акад. РАМН Ю.А.Рахманина и Г.Г.Онищенко. - Москва, 2004, 355 с.

5. Румянцев Г.И., Дмитриев Д.А. Методологические основы совершенствования мониторинга влияния антропогенных факторов окружающей среды на здоровье населения // Гигиена и санитария, 2001, №6, с.3-6.

6. Теппермен Дж., Теппермен X. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. Вводный курс. Пер. с англ. - М., 1989, 477 с.

7. Gareri P., Falconi U., De Fazio P., De Sarro G. Conventional and a new antidepressant drugs in the eldery // Prog. NeurobioL, 2000, N61(4), p.353-396.

Изобретение относится к области медицины. Способ реализуется путем исследования удельной активности моноаминоксидазы (МАО) в тромбоцитах периферической крови. У жителей районов с неблагоприятной экологической ситуацией длительное воздействие неблагоприятных факторов окружающей среды приводит к снижению удельной активности МАО, при этом в районах с критической и напряженной экологической ситуацией по антропотехногенному химическому загрязнению объектов окружающей среды значение показателей удельной активности МАО - 0,53±0,06 Ед/мг и МАО - 0,61±0,05 Ед/мг соответственно, а в районах с благоприятной экологической ситуацией - 0,14±0,13 Ед/мг. Способ позволяет проводить скрининговые популяционные исследования с оценкой риска здоровью и выявления групп населения, наиболее подверженных неблагоприятному влиянию внешней среды. 1 табл.

Способ определения воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды на популяцию населения в регионе по значению биохимического показателя, отличающийся тем, что в качестве биохимического показателя используют показатель удельной активности моноаминоксидазы (МАО) в тромбоцитах периферической крови, при этом в районах с критической и напряженной экологической ситуацией по антропотехногенному химическому загрязнению объектов окружающей среды значение показателей удельной активности МАО - 0,53±0,06 Ед/мг и МАО - 0,61±0,05 Ед/мг, соответственно, а в районах с благоприятной экологической ситуацией - 0,14±0,13 Ед/мг.