Впливи вмісту цинку в організмі на нейро- та імунологічні характеристики людини - Автореферат

До їх числа належать насамперед важкі метали свинець, кадмій, ртуть, дія яких на організм активно вивчається в останні роки як вітчизняними, так і, особливо, зарубіжними дослідниками (Трахтенберг І.М., 2001; Євстафєва О.В., 1993, 2003; Гжегоцький М.Р., Суходольська Н.В., 2006; Lanphear B.P., 2005; Canfield R.L., Heonderson C.R., 2003; Cory-Slechta D.A., 2005; Murata К. et al., 2002; Grandjean F. at all., 2007). Відомо, що цинк входить до складу значної кількості протеїнів, зокрема більш ніж 200 ферментів (Marchetti F. et al., 1998), є важливим кофактором у метаболізмі білків, жирних кіслот, простагландинів і мелатоніну, нейромедіаторів, здійснює непрямий вплив на метаболізм дофамінів, цитокинів (Arnold L.E. et al., 2000; Filiz G. et all., 2008). Дефіцит цинку і дисбаланс його вмісту із вмістом інших елементів повязують з розвитком низки хвороб і розладів нервової системи, у тому числі i розладів вищих психічних функцій (Ciubotariu D., Nechifor M., 2008). Тому визначення фізіологічної ролі цинку на системному рівні, особливо в умовах сучасного антропогенно модифікованого середовища, коли часто спостерігається дефіцит цього металу в організмі (Агаджанян Н.А., 2001; Sandstead N.N., 1994), є виключно актуальним і практично не вирішеним завданням, зокрема на території України. 5. на підставі наявності та кількості кореляційних звязків нейро-та імунологічних показників і вмісту цинку у волоссі порівняти чутливість ЦНС та імунної системи до цинку у визначених концентраціях в організмі.Вибір матеріалу для дослідження базувався на тому, що вміст цинку у фізіологічно стабільних зразках (волоссі) є адекватним індикатором його загального вмісту в організмі (Кудрін А.В., Громова О.А., 2002; Скальний А.В., Рудаков І.А., 2004; Баранова О.В. та ін., 2005; Bencko V., 1995). Аналіз вмісту цинку в волоссі випробуваних 10-19 років, які мешкають у міському середовищі, показав, що середня концентрація цього металу в середній і старшій групах обстеженних знаходилася на нижній межі норми, а в групах 10-11 та 12-13 років у 70-97% осіб була нижче цієї межи (табл. Нейрофізіологічне обстеження показало, що спектральна потужність (СП) ритмів поточної ЕЕГ і характеристики ВП, ППП у обстежених загалом знаходилися в межах фізіологічної норми. Ліва півкуля Права півкуля Ліва півкуля Права півкуля бета1/тета-ритм С3/4 0,40** 0,47***-0,38**-0,33* бета1/тета-ритм Р3/4 0,41** 0.49*** 0,37** 0,38** бета1/тета-ритм О1/О2 0,20 0,37** 0,27 0,32* бета1/тета-ритм Т1/Т2 0,34* 0,46*** 0,37** 0,37** бета2/тета-ритм С3/С4 0,46*** 0,47***-0,38**-0,34* бета2/тета-ритм Р3/Р4 0,48*** 0,47*** 0,42** 0,48*** бета2/тета-ритм О1/О2 0,25 0,37** 0,23 0,27 бета2/тета-ритм Т3/Т4 0,48*** 0,49*** 0,35** 0,36 Коефіцієнти кореляцій спектральної потужності різних частотних діапазонів поточної ЕЕГ із вмістом цинку в волоссі школярів 12-15 років: 1-d-ритм (очі заплющені) зліва; 2-d-ритм (очі розплющені) справа; 3-q-ритм (очі заплющені) справа; 4-q-ритм (очі розплющені) справа; 5-а-ритм (очі заплющені) зліва; 6-а-ритм (очі заплющені) справа; 7-а-ритм (очі розплющені) зліва; 8-b1-ритм (очі заплющені) зліва; 9-b1-ритм (очі заплющені) справа; 10-b1-ритм (очі розплющені) зліва; 11-b1-ритм (очі розплющені) справа; 12-b2-ритм (очі заплющені) справа; 13-d-ритм зліва (очі заплющені); 14-q-ритм (очі заплющені) зліва; 15-b-ритм (очі розплющені) зліва.У дисертаційній роботі зясована наявність, ступінь та характер обумовленості внутрішнім вмістом цинку функціонального стану центральної нервової та імунної системи організму дітей, підлітків та юнаків, які мешкають в умовах антропогенного середовища. Цей звязок більш виражений у нервової системи, ніж у імунної, що виявляється в наявності суттєвих кореляційних звязків характеристик спектральної потужності поточної електроенцефалограми і викликаних та повязаних з подією ЕЕГ-потенціалів із рівнем цинку у фізіологічно стабільних тканинах (волоссі). В умовах урбанізованого середовища середня концентрація цинку у волоссі 133 дітей, підлітків та юнаків знаходилася або на рівні мінімальної межі умовної норми, або нижче цієї межі. При цьому концентрація цинку в волоссі 78 дітей і підлітків 10-11 і 12-13 років при відсутності суттєвих статевих відмінностей склала 70,8±7,65 і 113,4±4,31 мкг/г відповідно при дефіциті цинку у 70-97% обстежених. У 22 підлітків 14-15 років і 33 юнаків 18-19 років концентрація цинку в волоссі склала 143,5±8,05 і 120,4±3,29 мкг/г відповідно.

Основний зміст роботи

У дисертаційній роботі зясована наявність, ступінь та характер обумовленості внутрішнім вмістом цинку функціонального стану центральної нервової та імунної системи організму дітей, підлітків та юнаків, які мешкають в умовах антропогенного середовища.

1. Дослідження функціонального стану центральної нервової та імунної системи міських учнів різного віку показало певний ступінь його обумовленості рівнем цинку в організмі. Цей звязок більш виражений у нервової системи, ніж у імунної, що виявляється в наявності суттєвих кореляційних звязків характеристик спектральної потужності поточної електроенцефалограми і викликаних та повязаних з подією ЕЕГ-потенціалів із рівнем цинку у фізіологічно стабільних тканинах (волоссі).

2. В умовах урбанізованого середовища середня концентрація цинку у волоссі 133 дітей, підлітків та юнаків знаходилася або на рівні мінімальної межі умовної норми, або нижче цієї межі. При цьому концентрація цинку в волоссі 78 дітей і підлітків 10-11 і 12-13 років при відсутності суттєвих статевих відмінностей склала 70,8±7,65 і 113,4±4,31 мкг/г відповідно при дефіциті цинку у 70-97% обстежених. У 22 підлітків 14-15 років і 33 юнаків 18-19 років концентрація цинку в волоссі склала 143,5±8,05 і 120,4±3,29 мкг/г відповідно. У сільських дітей вміст цинку в волоссі знаходився в межах норми, складаючи 189,8±15,34 мкг/г.

3. Встановлено, що спектральна потужність поточної ЕЕГ знаходилася в зворотній кореляційній залежності від вмісту цинку в волоссі. Такі звязки були максимально виражені у віці 10-13 років, зменшувалися у 14-15 років і не мали місця у 18-19-річних юнаків. Виявлялася тенденція до більшої сумарної потужності електричної активності мозку при низьких концентраціях цинку. При цьому щільність кореляційних звязків коливалася від слабкої до середньої (-0,50<r< -0,28) при високому рівні вірогідності (0,0004<p<0,03).

4. Визначена залежність різного ступеня і спрямованості характеристик викликаних і повязаних із подією ЕЕГ-потенціалів від вмісту цинку в волоссі, яка була максимально виражена у вікових інтервалах 10-11 і 18-19 років. У дітей 10-11 років, які мали значний дефіцит цинку, параметри практично всіх компонентів викликаних і повязаних з подією потенціалів були повязані із рівнем цинку в організмі. Латентні періоди були більшими, а амплітуди потенціалів Р1 и N1 - меншими при зниженому вмісті цинку в організмі, а щільність кореляціних звязків і рівень вірогідності досягав високих значень (r = -0,67, р = 0,0002). Така ж, але суттєво менш виражена, закономірність загалом зберігалася і у дітей 12-13 років, у яких визначений кореляційний звязок для латентного періоду потенціала Р3 (r = -0,44, p = 0,02). У 14-15-річних підлітків і 18-19-річних юнаків достовірно, але протилежним чином, корелювали одні і ті ж компоненти біопотенціалів у відведенні від тімяної ділянки кори: латентний період Р1 (r = 0,57, p = 0,03) і ампулітуда Р3 (r = -0,42, p = 0,05) у підлітків 14-15 років, латентний період Р1 (r = -0,42, p = 0,02) і амплітуда Р3 (r = 0,37, p = 0,05) у юнаків.

5. Виявлено дефіцит клітинної ланки імунітету в групах міських і сільських школярів 12-13 і 14-15 років, який виражався в зниженому в порівнянні з клінічною нормою, вмісті абсолютної кількості лімфоцитів, В-лімфоцитів, кластерів антигенності CD3, CD4, CD8. Це було більш виражене у міських учнів. У 18-19-річних студентів суттєвє відхилення від ніжньої межі норми на 30% спостерігалося тільки з боку CD16.

6. Кореляційний аналіз імунних показників не виявив певних залежностей від вмісту цинку в волоссі міських та сільських обстежених. Це дозволяє говорити про те, що внесок цинку в визначенні відхилення імунного статусу від норми є відсутнім або мінімальним.

7. У натурних умовах міського середовища при низькому вмісті в організмі, який розвивається (12-19 років), цинк відіграє суттєву нейротропну роль, яка в різні вікові періоди є відмінною. У той же час вміст цинку не є істотним імунотропним фактором на даному етапі онтогенетичного розвитку.

1.Психофизиологические особенности подростков и состояние микроэлементного баланса в организме / И.А. Евстафьева, Е.В. Репинская, В.Б. Павленко, [и др.] // Ученые записки ТНУ им. В.И. Вернадского. - 2003. - Т. 16 (55), № 3. - С. 60-64. (Здобувач разом із співавторами виконала імуннологічне обстеження дітей, підлітків та юнаків, статистично обробила результати щодо вмісту цинку та проаналізувала його вплив на імунну систему, підготувала рукопис до друку).

2. Евстафьева И.А. Психологические характеристики личности подростков и элементный состав волос / И.А. Евстафьева, О.А. Залата, Е.В. Репинская // Таврический медикобиологический вестник. - 2004. - Т. 7, № 1. - С. 64-67. (Здобувач здійснила пошук літератури, разом із співавторами провела аналіз результатів щодо вмісту цинку і його впливу на психофізіологічні показники, прийняла участь в підготовці публікації до друку).

3. Репинская Е.В. Особенности ЭЭГ-спектра подростков в связи с содержанием цинка и меди в организме // Проблемы, достижения и перспективы развития медикобиологических наук и практического здравоохранения : тр. КГМУ им. С.И. Георгиевского. - Симферополь, - 2004. - Т.140, Ч. 3. - С. 165-169.

4. Иммунный статус жителей промышленно загрязненных территорий в связи с содержанием в организме меди и цинка / Н.М. Овсянникова, Е.В. Репинская, А.Е. Слюсаренко [и др.] // Проблемы, достижения и перспективы развития медикобиологических наук и практического здравоохранения: Тр. КГМУ им. С.И. Георгиевского. - Симферополь, - 2005. - Т.141., Ч. 5 - С. 140-144с. (Здобувач разом із співавторами виконала імуннологічне обстеження дітей, статистично обробила результати).

5. Особенности функционального состояния сердечно-сосудистой и иммунной систем подростков в связи с содержанием меди и цинка в организме / Н.М. Овсянникова, Е.В.Репинская, И.А. Евстафьева [и др.] // Ученые записки ТНУ им. В.И. Вернадского. - 2005. - Т.18(57). - №3. - С. 93-99. (Здобувач разом із співавторами виконала імуннологічне обстеження дітей та підлітків, статистично обробила результати).

6. Борисова О.Б. Імунотропна дія деяких есенціальних і токсичних мікроелементів в умовах фонової експозиції / О.Б. Борисова, О.В. Репінська // Практична медицина. - 2006. - 2 (том ХІІ). - С. 28-32. (Здобувач разом із співавтором виконала імуннологічне обстеження дітей, підлітків та юнаків, статистично обробила результати щодо вмісту цинку та проаналізувала його вплив на імунну систему, підготувала рукопис до друку).

7. Корреляционные связи между содержанием токсичных и эссенциальных металлов в организме и характеристиками ЭЭГ-потенциалов у юношей в условиях городской среды / Е.В. Евстафьева, О.А. Залата, Е.В. Репинская[и др.] // Нейрофизиология. - 2006. - Т. 38, № 2. - С. 167-174. (Здобувач разом із співавторами провела реєстрацію поточної ЕЕГ у юнаків, пошук літератури, виконала статистичну обробку результатів і аналіз впливу цинку на функціональні показники).

8. Функциональное состояние нервной, сердечно-сосудистой и иммунной систем в зависимости от микроэлементного баланса в организме по данным натурных исследований / Е.В. Евстафьева, О.А. Залата, Е.В. Репинская[и др.] // Проблемы, достижения и перспективы развития медикобиологических наук и практического здравоохранения : тр. КГМУ им. С. И. Георгиевского. - Симферополь, 2006. - Т. 142, ч. V. - С. 32-35. (Здобувач разом із співавторами виконала імуннологічне обстеження дітей, підлітків та юнаків, статистично обробила результати щодо вмісту цинку та проаналізувала його вплив на імунну систему, підготувала рукопис до друку).

9. Using the physiological approaches for improving of determination critical limits of heavy metals / H. Evstafyeva, I. Evstafyeva, O. Zalata, E. Repinskaja, M. Shegoleva, N. Ovsyannikova, S. Tymchenko, A. Slusarenko // Proceedings of the 6-th Sabregional meeting on effect - oriented activities in the countries of eastern and southeastern Europe relevant for the UNECE convention on LRTAP : 16-18 sept. 2004. - Smolensk : Magenta, 2004. - P.119-124. (Здобувач разом із співавторами підготувала частину публікації стосовно фізіологічної дії цинку).

10. Роль токсичных и эссенциальных металлов в функциональном состоянии иммунной системы детей и взрослых в условиях фоновой экспозиции / А.Е. Слюсаренко, Н.М. Овсянникова, С.А. Зинченко, Н.П. Верко, Е.В. Репинская, М.П. Пустовалова // Вестник физиотерапии и курортологии. - 2004. - №3. - С.111-112. (Здобувач разом з співавторами виконала імуннологічне обстеження дітей, підлітків та юнаків, опрацювала та проаналізувала результати стосовно дії цинку).

11. ЭЭГ характеристики подростков в связи с содержанием токсичных и эссенциальных элементов в условиях фоновой экспозиции / Е.В. Евстафьева, В.Ф. Демченко, И.А. Евстафьева, Е.В. Репинская, О.А. Залата, С.Л. Тымченко // І.М. Сєченов та Одеська школа фізіологів : тези доп. наук-практ. конф. з міжнарод. участю, 13-14 вересня 2004 р. - Одеса, 2004. - С. 98-101. (Здобувач разом з співавторами виконала реєстрацію електричної активності мозку підлітків та обробила результати стосовно дії цинку на нервову систему, провела пошук літератури).

12. Загрязнение внутренней среды и состояние организма / Е.В. Евстафьева, И.А. Евстафьева, А.Е. Слюсаренко, Е.В. Репинская, О.А. Залата, А.В. Гливенко, С.Л. Тымченко, С.А. Зинченко, Н.М. Овсянникова, М.Г. Щеголева // Прикладная физическая химия : тезисы докл. Укр. конф., 14-18 сентября 2004 г. - Алушта, 2004. - С. 17. (Здобувач разом із співавторами виконала імуннологічне обстеження дітей, підлітків та юнаків, обробила результати щодо вмісту цинку та проаналізувала його вплив на імунну систему, підготувала рукопис до друку).

13. Оценка микроэлементного баланса детей и его коррекция как эффективное средство экологической реабилитации / Е.В. Евстафьева, И.А. Евстафьева, А.Е. Слюсаренко, Е.В. Репинская, С.Л. Тымченко, А.В. Гливенко, О.А. Залата, М.Г. Щеголева, Н.М. Овсянникова, Н.П. Верко, О.Б. Московчук, Е.В. Казачкина, А.В. Негериш, В.А. Гружевский // Актуальные проблемы реабилитации детей из регионов антропогенного загрязнения: республ. науч. практ. конф., Евпатория, 23-24 ноября 2004 г. // Вестник физиотерапии и курортологии. - 2004. - Т. 10, № 4. - С. 42. (Здобувач разом із співавторами виконала імуннологічне обстеження дітей, статистично опрацювала результати стосовно цинку, провела пошук літератури).

14. Характеристики ЭЭГ учащихся разного возраста: связь с содержанием цинка и меди в организме / Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти // Матеріали конференції Українського товариства нейронаук. - 2005.-Т.1, N1. - С. 101. (Здобувач разом з співавторами виконала реєстрацію електричної активності мозку підлітків та обробила результати стосовно дії цинку на нервову систему, провела пошук літератури).

15. Нейроповедінкові реакції дітей, підлітків і юнаків залежно від мікроелементного балансу в організмі / О.В. Євстафєва, О.О. Залата, О.В. Репіньська, М.Г. Щьоголєва // Матеріали XVII зїзду Українського фізіологічного товариства з міжнарод участю, Чернівці, 18-20 травня 2006 р. // Фізіологічний журнал - 2006. - Т. 52, № 2. - С. 187. (підготувала до друку).

16. Функціональний стан серцево-судинної і імунної систем у підлітків залежно від вмісту в організмі міді та цинку / Репінська О.В., Овсянікова Н.М., Слюсаренко О.Є., Зінченко С.А., Євстафєва І.А., Казачкіна О.В. // Матеріали XVII зїзду Українського фізіологічного товариства з міжнародной участю, м.Чернівці, 18-20 травня 2006 р. // Фізіологічний журнал - 2006. - Т. 52, № 2. - С. 194. (Здобувач разом із співавторами виконала імуннологічне обстеження підлітків, статистично опрацювала результати стосовно цинку).

17. Физиологическая роль микроэлементов в условиях антропогенной среды по данным натурных исследований / Е.В. Евстафьева, И.А. Евстафьева, О.А. Залата, С.Л. Тымченко, А.В. Негериш, Е.В. Репинская, Н.М. Овсянникова, А.Е. Слюсаренко, О.А. Решетняк, Ю.А. Барабан, О.Б. Московчук, А.В. Слюсаренко, А.Г. Трибрат // Научные труды II съезда физиологов СНГ, 29-31 окт. 2008 г. - Москва-Кишинеу, 2008. - С. 248. (Здобувач разом із співавторами імуннологічне обстеження підлітків, статистично опрацювала результати стосовно дії цинку).