Способ повышения устойчивости организма к вредному действию токсической комбинации, загрязняющей воздух рабочей зоны и окружающую атмосферу в связи с деятельностью производства черновой меди

Изобретение относится к медицине, а именно к токсикологии, и может быть использовано для снижения неблагоприятных эффектов комбинированного действия на организм неорганических соединений меди, цинка, свинца, мышьяка и кадмия в группах риска, охватывающих как рабочих, которые подвергаются такому воздействию в условиях производства черновой меди, так и население территорий, находящихся под воздействием этого производства. Для этого лица из группы повышенного риска принимают биопрофилактический комплекс, включающий глютаминат натрия, глицин, цистеин в метаболически активной форме N-ацетилцистеина, яблочный пектин, селен, йод, кальций, железо, препарат рыбьего жира, богатый полиненасыщенными жирными кислотами класса омега-3, а также витамины А, В1, С, Д3 и Е, причем прием этого комплекса осуществляют повторными 4-недельными курсами 2 раза в год в дозах, обеспечивающих получение в день 300 мг глицина, 600 мг цистеина, 4 г глютаминовой кислоты, 25 мл рыбьего жира с содержанием 12-15% полиненасыщенных жирных кислот класса омега-3, 5 г пектина, а также вышеназванные микроэлементы и витамины в дозах, соответствующих физиологическим потребностям организма. Изобретение обеспечивает снижение неблагоприятных эффектов комбинированного действия на организм неорганических соединений меди, цинка, свинца, мышьяка и кадмия в группах риска за счет снижения нейротоксического и генотоксического действия, а также гепато- и нефропротективного действий данного комплекса на организм млекопитающих. 6 табл., 10 ил.

 

Изобретение относится к медицине, в частности, к токсикологии вредных веществ и может быть использовано для снижения неблагоприятных эффектов комбинированного действия на организм неорганических соединений меди, цинка, свинца, мышьяка и кадмия в группах риска, охватывающих как рабочих, которые подвергаются такому многофакторному воздействию в производственных условиях (в частности, в условиях пирометаллургических переделов производства черновой меди), так и население территорий, находящихся под воздействием этого производства.

Опубликованы многочисленные работы, в которых различными методами показана высокая токсичность соединений меди, цинка, свинца, мышьяка и кадмия.

Свинец является одним из наиболее токсичных и распространенных металлов, включенных в список приоритетных загрязнителей рядом авторитетных международных организаций, в том числе ВОЗ [Отравление свинцом и здоровье, Информационный бюллетень, ВОЗ, Женева, 23.08.2019, https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/lead-poisoning-and-health]. Важность изучения особенностей влияния на человека соединений свинца, определяется всё ещё значительным загрязнением соединениями свинца окружающей среды, их стойкостью, способностью к высокой степени кумуляции в объектах биосферы и высоким риском накопления в организме в больших количествах [А. Ф. Титов; Н. М. Казнина; Т. А. Карапетян; Н. В. Доршакова. Влияние свинца на живые организмы Журнал общей биологии, 2020, T. 81, № 2, стр. 147-160]. Свинец как фактор риска приобрел особое значение потому, что свинцовой экспозиции подвергаются не только численно ограниченные профессиональные группы, но и значительная часть общего населения.

Свинец поступает в организм человека и животных в результате ингаляции свинец - содержащих аэрозольных частиц или поглощения через рот. В зависимости от размера отложившихся при ингаляции частиц и их растворимости свинец частично всасывается в кровь из легких или же из ЖКТ, куда он перемешается в результате самоочищения дыхательных путей. Поступивший в организм свинец, независимо от пути введения, распределяется по органам и тканям. При этом образуется два основных обменных пула свинца: быстрый, объединяющий кровь и мягкие ткани, и медленный – скелет. Период полувыведения из крови и мягких тканей после относительно кратковременных экспозиций измеряется неделями, но из кости свинец, накопившийся за длительное время, выводится значительно медленнее, поддерживая уровень свинца в крови и замедляя его снижение [Привалова Л.И. Свинец и его соединения. Вредные вещества в окружающей среде. Элементы I-IV групп периодической системы и их неорганические соединения, (справ.-энциклопед. издание под ред. В.А. Филова), СПб. 2005; С. 400-427].

Токсические эффекты свинца могут проявляться даже при относительно низких уровнях воздействия, ранее считавшихся безопасными Специфическими для эффектов хронического действия свинца на организм являются вызываемые им нарушения таких важнейших биохимических механизмов как синтез гема (ведущее к свинцовой анемии и к снабжению активности важнейших геминовых ферментов, в том числе, цитохрома P-450); блокада SH-групп важнейших ферментных систем, в том числе, участвующих в окислительно–восстановительном и биоэнергетическом обмене; угнетение процессов дыхания и фосфорилирования; влияние на метаболизм кальция и других жизненно важных макро- и микроэлементов [Inorganic and organic lead compounds, summary of data reported and evaluation, WHO, IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans, 2006, V87 145 P].

Торможение биосинтеза гема обусловлено нарушениями порфироинового метаболизма, включающими торможение активности цитоплазматической дегидразы дельта - аминолевулиновой кислоты (АЛКД) и гемсинтетазы (феррохелатазы). Характерное для свинцовой анемии, наряду со снижением содержания гемоглобина, уменьшение числа эритроцитов в крови при повышенном содержании ретикулоцитов отражает снижение регенеративной способности эритропоэтической системы [А. Ф. Титов; Н. М. Казнина; Т. А. Карапетян; Н. В. Доршакова. Влияние свинца на живые организмы/ Журнал общей биологии, 2020, T. 81, № 2, стр. 147-160].

Свинец проявляет также выраженную нейротоксичность. Наблюдаются нарушения когнитивной и других психических и физиологических функций ЦНС, причем у детей при более низких уровнях свинца в крови, чем у взрослых [Inorganic and organic lead compounds, summary of data reported and evaluation, WHO, IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans, 2006, V87 145 P].

Нефротоксичность свинца проявляется, тем что, он активно фиксируется почечными протеинами и повреждает клетки эпителия проксимальных извитых канальцев почек. К клиническим проявлениям свинцовой нефропатии относятся общая аминоацидурия, гликозурия и гипофосфатемия при относительной гиперфосфатурии (так называемый синдром Фанкони). Эти составляющие элементы синдрома Фанкони наблюдались у детей с острым отравлением свинцом, у которых были также выраженные симптомы поражения центральной нервной системы, и у крыс, подвергавшихся воздействию свинца. Наиболее часто используемым маркером нефротоксического действия свинца является экскреция с мочой лизосомного фермента N-ацетил-b-D-глюкозаминидазы даже при отсутствии увеличения экскреции белков, типичного для тубулярной нефропатии [Inorganic and organic lead compounds, summary of data reported and evaluation, WHO, IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans, 2006, V87, 145 P].

Хроническое воздействие свинца способно вызывать повышение уровня свободных радикалов и снижение их нейтрализации антиоксидантными системами, что приводит к повреждению макромолекул и снижению функциональных возможностей генома, клетки и организма [А. Ф. Титов; Н. М. Казнина; Т. А. Карапетян; Н. В. Доршакова. Влияние свинца на живые организмы Журнал общей биологии, 2020, T. 81, № 2, стр. 147-160].

На субклеточном уровне свинец вызывает нарушение структурно-функциональной целостности биологических мембран гепатоцитов, кардиомиоцитов и клеток мозга. Кроме того, свинец «атакует» митохондриальную мембрану, вызывая функциональные и морфологические изменения в митохондриях, что приводит к угнетению процессов дыхания, фосфорилирования и активного транспорта, и как следствие нарушению биоэнергетического обмена клеток [Ершов Ю.А. Механизмы токсического действия неорганических соединений. Москва. 1989; С. 199-207].

В экспериментах на лабораторных животных, получавших продолжительное время ацетат свинца в различных дозах, исследователи регистрируют наличие анемии, дистрофических изменений и некроза печени, катарального энтерита с некрозом в тонкой кишке, нарушение функции почечных канальцев, дистрофических изменений надпочечников, миокарда, головного мозга и скелетных мышц, уменьшение толщины хряща ростовой зоны бедренной кости. Антагонистические отношения между Pb2+ и Са2+ приводят к деминерализации костной ткани и снижению в ней содержания кальция [Китикова Н.В.; Половинкин Л.В.; Ушков А.А.; Шашкова И.Л.; Ратько А.И.; Половинкина Т.И.; Сороко Л.И.; Ежелева С.Н. Корригирующее действие препаратов фосфатов кальция при экспериментальной свинцовой интоксикации. Токс. Вестник. 2006; 1: С. 12-16].

Свинец обладает генотоксическим действием, вызывая в некоторых экспериментах хромосомные аберрации, сестринские хроматидные обмены, образование микроядер [Inorganic and organic lead compounds, summary of data reported and evaluation, WHO, IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans, 2006, V87 145 P].

Неорганические соединения свинца вызывают при разных путях введения крысам и мышам развитие опухолей почек, глиом и лёгочных аденом, однако доказать их канцерогенность для человека не удалось даже при тщательном эпидемиологическом анализе на больших популяциях. По оценке экспертов МАИР, канцерогенность свинца и его неорганических соединений для человека возможна (Группа 2В).

Соединения меди обладают широким спектром токсического действия с многообразными клиническими проявлениями. Важную роль в механизме токсического действия меди играют способность ее ионов блокировать SH-группы белков, в особенности, ферментов и высокая способность повышать проницаемость мембран митохондрий. Избирательной гепатотоксичности способствует локализация меди в лизосомах гепатоцитов. Острая интоксикация сопровождается выраженным гемолизом эритроцитов. Поражение органов кроветворения при воздействии меди объясняют ее прямым токсическим воздействием на молодые клетки, в частности, угнетением некоторых ферментативных процессов, ответственных за пролиферацию и дифференцировку этих клеток, а также нарушением проницаемости мембран эритроцитов. При воздействии меди изменения в крови могут проявляться Кумбс-отрицательной гемолитической анемией [Copper (EHC-200, 1998)- INCHEM].

Изучение токсикодинамики и токсикокинетики меди тесно связано с пониманием её роли в качестве физиологически необходимого (эссенциального) микроэлемента. Эти вопросы освещены многими литературными источниками [Vassiliev V.; Harris Z.L.; Zatta P. Ceruloplasmin in neurodegenerative diseases. Brain Res. Rev. 2005; 49(3): P. 633-40; Virit O.; Selek S.; Bulut M.; Savas H. A.; Celik H.; Erel O.; Herken H. High ceruloplasmin levels are associated with obsessive compulsive disorder: a case control study. Behav. Brain Funct. 2008; 4: P. 52].

В крови медь транспортируется связанной с белками (металлотионеинами) и накапливается практически во всех органах. Вместе с тем, в норме 98% циркулирующей меди содержится в составе особого глобулина – церулоплазмина, синтезируемого, главным образом, в печёночных клетках и играющего не транспортную, а важную ферментативную роль (оксидазная активность). Церулоплазмин (ферроксидаза I) и ферроксидаза II, также содержащая медь, окисляют Fe(II) в Fe(III) и тем самым делают железо способным к включению в трансферрин, переносящий его к кроветворным клеткам. Наряду с этим, к медьзависимым относятся и некоторые другие важные ферменты, в том числе, цитохром-С-оксидаза, играющая ключевую роль в энергетическом метаболизме, и лизилоксидаза, необходимая для образования поперечных связей коллагенового волокна [WHO, IPCS, International programe on chemical safety. Environmental health criteria 200. Copper].

Различные медьзависимые ферменты необходимы также в процессах, обеспечивающих нормальное функционирование нервной системы, например, в синтезе миелина и в превращении допамина в нейромедиатор норадреналин. Важнейшую роль играет также антиоксидантная активность меди, в частности, в составе церулоплазмина и двух форм супероксиддисмутазы. Медьзависимые факторы регулируют транскрипцию некоторых генов и тем влияют на синтез определённых белков, в частности, медноцинковой супероксиддисмутазы, каталазы (ещё одного антиоксидантного фермента) и белков, участвующих во внутриклеточной задержке меди. Тесная связь и взаимообусловленность участия меди и железа в различных биохимических процессах обусловливает некоторые проявления конкурентных отношений между этими микроэлементами, в частности, на этапе кишечного всасывания

Медь оказывает вредное действие при ингаляционном, накожном и пероральном поступлениях, вызывая боли в животе и горле, тошноту, рвоту, проявления литейной лихорадки. Повышенная смертность и задержка роста или воздействие на печень, почки или желудок наблюдались у крыс после длительного приема 27-150 мг Cu / на кг массы тела в день в виде сульфата меди (II) или 44-45 мг Cu / на кг массы тела в день в виде ацетата меди (II), в нескольких ограниченных исследованиях. Длительный прием сульфата меди (II) в дозе 10 мг Cu / на кг массы тела в день индуцировал выраженную гепатотоксичность у кроликов [WHO, ICSC 0421- Оксид Меди (1) –ILO/ 2018].

Медь обладает генотоксическим действием: так, Bagdonas and Vosyilenè в эксперименте на рыбах (радужная форель) показали увеличение числа микроядер в эритроцитах [Bagdonas E.; Vosyliene M.Z. A Study of Toxicity and Genotoxicity of Copper, Zinc and their Mixture to Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss). Biolog. 2006; 1: P. 8-13].

Канцерогенность соединений меди не имеет убедительных доказательств.

Цинк и его соединения обладают широким спектром токсического действия с многообразными клиническими проявлениями. Поступление в организм цинка в высоких дозах приводит к отравлению с симптомами со стороны ЖКТ, проявлению патологии почек и развитию желтухи. Цинк обладает кумулятивным токсическим эффектом даже при весьма незначительном содержании его в воздухе. В основе многих проявлений цинковой интоксикации лежат конкурентные отношения с рядом других металлов. Выявлено значительное снижение общего уровня кальция в сыворотке крови; предполагается, что антагонизм между цинком и кальцием частично осуществляется на уровне клеточных мембран [Mills C.F. Zinc in Human Biology // Physiology of Zinc: General Aspects; Springer: London, UK, 2013. 387].

Избыточное поступление цинка в организм животных сопровождалось падением содержания кальция не только в крови, но и в костях, одновременно нарушалось усвоение фосфора; в результате развивался остеопороз. Вредное действие сравнительно небольших доз цинка на морфологический состав крови связывают с нарушением всасывания и удержания клетками меди. Антагонизм с железом, кадмием и свинцом изучен в меньшей степени, хотя известно, что при интоксикации свинцом резко увеличивается экскреция цинка с мочой [Божанова Т.П. Влияние свинца и других тяжелых металлов на здоровье детей. Токс. Вестник. 1995; 5: С. 36-38].

При остром ингаляционном отравлении аэрозолем конденсации оксида цинка развивается так называемая литейная лихорадка. При хроническом воздействии цинковой пыли, появляются жалобы на раздражительность, бессонницу, снижение памяти, потливость по ночам, ухудшение слуха, шум в ушах, желудочно-кишечные расстройства. Объективно – гипохромная анемия, гипогликемия, гипохолестеринемия, повышение содержания уробилина и порфиринов в моче; субатрофические катары верхних дыхательных путей, фиброз легких, нарушение функции поджелудочной железы и печени; рентгенографически – усиление легочного рисунка, начальные признаки пневмосклероза [Прасад А.С. Цинк для человека: терапевтическое действие и токсичность // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2011. No 6. С. 9–13].

Цинк обладает кумулятивным токсическим эффектом, а также слабо выраженными сенсибилизирующими свойствами, возможен аллергический дерматит на обширных участках кожи.

При длительном введении мышам, крысам и кроликам цинка или его соединений проявляются следующие токсические эффекты - влияние на активность многих ферментов – цитохромоксидазу, ЩФ, СДГ, ЛДГ, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу, фосфатазу и энтерокиназу двенадцатиперстной кишки, а также влияние на углеводный и минеральный обмены [Hojyo S.; Fukada T. Zinc transporters and signaling in physiology and pathogenesis // Arch. Biochem. Biophys. 2016. Vol. 5. P. 1–8].

Введение самцам крыс внутрь хлорида цинка в дозе 5 мг/кг в течение 6 месяцев вызывало изменение активности лизосомных ферментов в печени и гонад и в меньшей степени в почках. Отмечено снижение активности ЛДГ в семенной жидкости на 40% и пировиноградной кислоты на 43%. Выраженное токсическое действие на крыс оказала доза 25 мг/кг, вводимая в течение 9 месяцев: отмечено отставание прироста массы тела в начале опыта, стойкое снижение СПП и двигательной активности, увеличение числа эритроцитов в крови, стойкое повышение АД, стойкие изменения ЭКГ [Рощин A.B. Цинк в организме. Гиг. труда проф. забол. 1977; 11: 28-35].

Отравление оксидом цинка происходит при вдыхании его паров, возможно также острое отравление при употреблении цинка и его соединений внутрь. Цинковая интоксикация носит, как правило, профессиональный характер: вдыхание высокодисперсного аэрозоля окиси цинка (литейная лихорадка); вдыхание паров цинка при сварке, резке металла и плавке цинковых спаев; длительное нахождение в производственном помещении, где воздух насыщен парами цинка (при нарушении технологических процессов или техники безопасности на рабочем месте). В быту чаще происходит отравление цинком, поступившим с пищей, хранившейся или изготавливавшейся в оцинкованной посуде. Возможно употребление внутрь цинковых белил или цинкового купороса детьми в процессе игры [WHO, ICSC 1064 –Хлорид цинка ILO.2002].

Цинк оказывает разъедающее действие на глаза и кожу, при ингаляционном поступлении аэрозоль раздражает дыхательные пути. Вдыхание паров вещества может вызвать отек легких. Вещество может оказывать действие на поджелудочную железу при пероральном поступлении. Острое воздействие высоких концентраций паров хлорида цинка может привести к синдрому респираторного дистресса, приводя к пневмонии и к смерти [Сhemical substances bureau, Netherlands: EU Risk Assessment Report for Zinc Chloride, draft of June 2001, Part 2: Human Health, Bilthoven, NL].

Показано, что цинк обладает мутагенным действием [Bagdonas E.; Vosyliene M.Z. A Study of Toxicity and Genotoxicity of Copper, Zinc and their Mixture to Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss). Biolog. 2006; 1: P. 8-13].

Мышьяк является классическим ядом с широким спектром действия, токсические эффекты которого зависят от его химического состояния: 3-валентные соединения мышьяка токсичнее 5-валентных и усиливаются с увеличением растворимости. Мышьяк – это металлоидный элемент, образующий ряд ядовитых соединений. Он широко распространен по всей земной коре и может попадать в атмосферу и воду в результате естественной деятельности и деятельности человека.

В патогенезе мышьяковой интоксикации важную роль также играет влияние As на пути биосинтеза гема [Thomas D.J. Pathways of arsenic metabolism. Int. J. Trace Elem. Exp. Med. 2001; 14(3): P. 367-368].

Наиболее характерны нервные, желудочно-кишечные, кардиоваскулярные и респираторные расстройства, кожные поражения, нарушение функционального состояния печени и почек, гуморального иммунитета, функции макрофагов [Мышьяк: Гигиенические критерии состояния окружающей среды. Женева: ВОЗ. 1985; 185 С].

Растворимый неорганический мышьяк очень токсичен. Прием неорганического мышьяка в течение длительного времени может привести к хроническому отравлению мышьяком (арсеникозу). Эффекты, развитие которых может занять годы в зависимости от уровня воздействия, включают общетоксические проявления, поражения кожи, периферическую невропатию, желудочно-кишечные симптомы, диабет, сердечно-сосудистые заболевания [WHO, International Programme on Chemical Safety, INCHEM, Arsenic, Poisons Information Monograph Archive. 042. 1989-2002].

Таким образом, судя по литературным данным, к критическим органам и системам при воздействии мышьяка относятся центральная и периферическая нервная система, респираторный и желудочно-кишечный тракт, печень и почки, ткани, богатые кератином (ногти, волосы и другое), а также эритроциты крови. Специфическими биохимическими эффектами для этого металлоида являются блокирование SH-групп ферментов, в том числе, принимающих участие в окислении пировиноградной кислоты, нарушение тканевого дыхания и биоэнергетического обмена. Доказанным для мышьяка считается мутагенное и канцерогенное действие.

Мышьяк и его неорганические соединения внесены в Российский официальный перечень канцерогенных факторов (СанПиН 1.2.253-08). МАИР относит мышьяк и его соединения к веществам, канцерогенным для человека (Группа 1).

Кадмий вызывает блокирование групп SH ферментов, что является важнейшим механизмом его токсического действия. Кроме того, кадмий нарушает утилизацию в организме необходимых элементов: Са, Zn, Se, Cr, Fe. Недостаточное количество этих элементов, а также белков и витаминов в пище увеличивает токсичность кадмия [Friber L. Cadmium and health: a toxicological and epidemiological appraisal. Florida: CRC Press. 1986; 307].

Отравление возможно и при поступлении кадмия через дыхательные пути, и при попадании его в ЖКТ. Кадмий обладает кумулятивным эффектом. В организме новорожденных содержание кадмия крайне мало, но к 50 годам его количество может достигать 20-30мг, а в организме лиц, подвергающихся воздействию кадмия в производственной среде, до 200-300мг. Кадмий накапливается в жизненно важных органах, например, в почках содержится 30-50% общего количества кадмия, находящегося в организме [Bernard A. Effects of cadmium exposure in man. Cadmium toxicology: Handbook of experimental pharmacology. Berlin: Springer-Verlag. 1986; P. 136-177. ;Nomiyama K. Recent progress and perspectives in cadmium health effects studies. Sci. Total Environ. 1980; 14: 199-232].

Частыми симптомами хронической профессиональной интоксикации кадмием являются аносмия, появление желтой каймы на шейках зубов, гипохромная анемия, протеинурия, нарушение обмена кальция, уменьшение содержания SH-групп в крови. Сюда же можно добавить канальцевую и клубочковую почечную недостаточность, головокружения, утомляемость, мочевые камни, костномышечные боли, анорексию, одышку [Тарасенко Н.Ю.; Воробьева Р.С. Гигиенические проблемы при использовании кадмия. Вестник АМНСССР. 1973; С. 10-16]. Длительное вдыхание паров и пыли кадмия вызывает развитие хронического ринита и фарингита, сухость и раздражение в гортани, жжение в носу и носовые кровотечения с изъязвлениями в хрящевой части носа [Friberg L. Cadmium in the environment. Cleveland: Ohio Chemical Rubber Co. Press. 1974; 237 P].

Из проявлений нарушения функции почечных канальцев отмечены глюкозурия, аминоацидурия, нарушения концентрационной способности, гиперкальциурия, гиперфосфатурия, нефрокальциноз, снижение концентрационной способности почек - так называемый синдром Фанкони. Нарушения метаболизма кальция и фосфора, вызванные действием кадмия, могут вызвать деминерализацию костей и образование конкрементов в почках [Environmental Health Criteria 119: Principles and methods for the assessment of nephrotoxicity associated with exposure to chemicals. Geneva: WHO. 1991. 266 Р]. Кадмий и его соединения (преимущественно при ингаляционном воздействии) внесены в Российский официальный перечень канцерогенных факторов (СанПиН 1.2.253-08). МАИР относит кадмий и его соединения к веществам, канцерогенным для человека (Группа 1).

В связи с изложенным высокую актуальность представляет задача повышения устойчивости организма (с помощью теоретически обоснованного и экспериментально обоснованного биопрофилактического комплекса к вредному действию комбинации неорганических соединений меди, цинка, свинца, мышьяка и кадмия в том числе, к таким их особо значимым проявлениям как токсичность и генотоксичность.

В многочисленных экспериментах нами были ранее испытаны различные способы повышения резистентности организма к действию хорошо и плохо растворимых соединений свинца, мышьяка, кадмия, а также некоторых относительно простых комбинаций токсичных металлов (например, свинца и кадмия; свинца, меди, цинка и других) в соотношениях, характерных для загрязнения среды обитания в ряде промышленных городов. В качестве биопротекторов успешно испытывались глютаминат натрия, сапарал, отдельные витамины и витаминно-минеральные препараты, пектиновые энтеросорбенты, пищевые кальциевые добавки, биотические дозы меди, железа и йода, а также различные комплексы этих средств. Важной закономерностью, выявленной в предыдущих исследованиях, является то, что комплексное применение биопрофилактических средств с не полностью совпадающей направленностью и разными механизмами действия даёт более выраженный профилактический эффект, чем отдельные биопротекторы [Дегтярева Т.Д. Влияние биотических доз меди на развитие свинцовой интоксикации в эксперименте. Мед. труда пром. экол. 2001; С. 49-52; Дегтярева Т.Д.; Кацнельсон Б.А.; Привалова Л.И.; Береснева О.Ю.; Кузьмин С.В.; Малых О.Л.; Гурвич В.Б.; Денисенко С.А. Использование некоторых БАД в комплексе средств биологической профилактики профессиональных и экологически обусловленных интоксикаций. Материалы IV Международного симпозиума «Биологически активные добавки к пище: ХХI век». Москва: VIP Publishing. 2000; С. 74-75; Ершов Ю.А. Механизмы токсического действия неорганических соединений. Москва. 1989; С. 199-207; Кацнельсон Б.А.; Дегтярева Т.Д.; Привалова Л.И. Принципы биологической профилактики профессиональной и экологически обусловленной патологии от воздействия неорганических веществ. Екатеринбург. 1999; С. 106; Кацнельсон Б.А.; Дегтярева Т.Д.; Привалова Л.И. Разработка средств, повышающих устойчивость организма к действию неорганических загрязнителей производственной и окружающей среды. Рос. хим. журнал. 2004; 2: С. 65-72].Такой подход к защите определённых групп населения от неизбежных токсических экспозиций, известный как биологическая профилактика, разрабатывается и внедряется в практику прежде всего научным коллективом, в который входят заявители данного патента [например, Привалова Л.И.; Кацнельсон Б.А.; Минигалиева И.А.; Сутункова М.П.; Макеев О.Г.; Валамина И.Е.; Шур В.Я.; Клинова С.В.; Соловьёва С.Н. Биопрофилактика в системе управления профессиональными рисками, связанными с воздействием металлсодержащих наночастиц. Гигиена и санитария. 2017, 96(12),1187-1191, Katsnelson B.A.; Privalova L.I.; Sutunkova M.P.; Minigalieva I.A.; Gurvich V.B.; Shur V.Ya.; Shishkina E.V.; Makeyev O.H.; Valamina I.E.; Varaksin A.N.; Panov V.G. Experimental research into metallic and metal oxide nanoparticle toxicity in vivo, In: B. Yan, H. Zhou, J. Gardea-Torresdey (Eds.), “Bioactivity of Engineered Nanoparticles”, Springer, 2017, Chapter 11: 259-31]. Именно исследованиями этого коллектива ранее была показана возможность ослабить вредное действие комбинации Pb-Cd на почки в эксперименте на крысах [например, Киреева Е. П.; Кацнельсон Б. А.; Дегтярева Т.Д.; Привалова Л.И.;, Валамина И.Е.; Береснева О. Ю.; Макаренко Н.П.; Денисенко С.А. Нефротоксическое действие свинца, кадмия и его торможение комплексом биопротекторов, Токсикологический вестник, 2006, N3, 26-31], а затем при проведении контролируемого курса биопрофилактики у детей дошкольного возраста в условиях экологически обусловленной экспозиции к этой комбинации [например, Кацнельсон Б.А.; Привалова Л.И.; Кузьмин С.В.; Киреева Е.П.; Хрущева Н.А.; Бейкин Я. Б.; Постникова Т. В.; Журавлева Н.С.; Макаренко Н.П.; Поровицина А.В.; Денисенко С.А.; Солобоева Ю. И. Связь доклинических изменении в почках у детей дошкольного возраста с содержанием кадмия и свинца в моче Токсикологический вестник, 2006, N4, 35-41]. Имеются данные об ослабляющем вредное действие в отношении токсического и генотоксического действия свинца различных биопротекторов [Клинова С.В.; Проценко Ю.Л;, Лукин О.Н.; Балакин А.А.; Никитина Л.В.; Герцен О.П.; Набиев С.Р.; Минигалиева И.А;, Привалова Л.И.; Сутункова М.П. Изменения сократительной способности миокарда крыс, связанные с субхронической свинцовой интоксикацией. Гигиена и санитария. 2020; – №.99(2). С. 193-199, https://doi.org/10.33029/0016-9900-2020-99-2-193-199], а также свинца и кадмия [«Способ повышения устойчивости организма к комбинированному вредному действию свинца и кадмия»; патент РФ № 2738565; 2020г; Привалова Л.И.; Клинова С.В.; Минигалиева И.А.; Рябова Ю.В.; Сутункова М.П.; Макеев О.Г.; Валамина И.Е.; Бушуева Т.В.; Соловьева С.Н.; Гурвич В.Б.; Кацнельсон Б.А.

Однако информационный поиск не обнаружил ни примеров изучения токсичности многофакторной комбинации соединений меди, цинка, свинца, мышьяка и кадмия, ни испытания или хотя бы теоретического обоснования средств биологической защиты (биопротекторов) от вредных эффектов комбинированного воздействия этих пяти токсикантов на организм.

Задачей изобретения является создание способа защиты, основанного на повышении устойчивости организма к вредным эффектам комбинированного действия неорганических соединений меди, цинка, свинца, мышьяка и кадмия.

Новый технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в снижении таких вредных эффектов на организм как токсическое, включая гепато-, нефро-, нейро- и возможно генотоксическое, вызванных влиянием комбинации неорганических соединений меди, цинка, свинца, мышьяка и кадмия на организм.

Способ заключается в том, что лица из группы повышенного риска принимают биопрофилактический комплекс, включающий глютаминат натрия, глицин, цистеин (в метаболически активной форме N-ацетилцистеина), яблочный пектин, селен, йод, кальций, железо, препарат рыбьего жира, богатый полиненасыщенными жирными кислотами класса омега-3, а также витамины А, В1, С, Д3 и Е.

Прием этого комплекса осуществляют курсами 2 раза в год по 4 недели в дозах, обеспечивающих получение в день 300 мг глицина, 600 мг цистеина, 4 г глютаминовой кислоты, 25 мл рыбьего жира с содержанием 12-15% полиненасыщенных жирных кислот класса омега-3, 5 г пектина, а также вышеназванные микроэлементы и витамины в дозах, соответствующих физиологическим потребностям организма.

Изобретение поясняется иллюстрациями.

На Фиг.1 представлена печень контрольной крысы. Гепатоциты формируют печеночные балочки, в синусиодах встречаются клетки Купфера. Окраска гематоксилином и эозином, увеличение х100.

На Фиг.2 представлена печень крысы, подвергавшейся воздействию токсической комбинации. Дискомплексация печеночных балок, вакуольная дистрофия гепатоцитов. Наличие двуядерных гепатоцитов в разных отделах печеночной дольки. Клетки Купфера в синусоидах. Окраска гематоксилином и эозином, увеличение х100.

На Фиг.3 представлена печень крысы, подвергавшейся воздействию токсической комбинации на фоне приёма биопрофилактического комплекса. Балочное строение печени сохранено. Дистрофические изменения в гепатоцитах отсутствуют. Окраска гематоксилином и эозином, увеличение х100.

На Фиг.4 представлена почка контрольной крысы. ШИК-позитивная каемка на апикальной части эпителия канальцев. Окраска реактивом Шиффа, увеличение х 400.

На Фиг.5 представлена почка крысы, подвергавшейся воздействию токсической комбинации. Очаговое разрушение ШИК-позитивной щеточной каемки эпителия канальцев почки, очаговое уплощение эпителия. Окраска реактивом Шиффа, увеличение х 400.

На Фиг.6 представлена почка крысы, подвергавшейся воздействию токсической комбинации на фоне приёма биопрофилактического комплекса. На большей части эпителия канальцев Шик-позитивная каемка сохранена. Окраска реактивом Шиффа, увеличение х400.

На Фиг.7 представлен головной мозг контрольной крысы, хвостатое ядро. В ядрах нейронов видны четкие ядрышки. Окраска гематоксилинои и эозином, увеличение х200.

На Фиг.8 представлен головной мозг крысы, подвергавшейся токсическому воздействию. Хвостатое ядро. Дистрофические изменения в нейронах, во многих ядрах нейронов ядрышки отсутствуют. Окраска гематоксилином и эозином, увеличение х200.

На Фиг.9 представлен головной мозг крысы, подвергавшейся токсическому воздействию. Хвостатое ядро. Глубокие дистрофические изменения в нейронах хвостатого ядра: группа пикнотически измененных нейронов. Окраска гематоксилином и эозином, увеличение х100.

На Фиг.10 представлен головной мозг крысы, подвергавшейся токсическому воздействию на фоне приёма биопрофилактического комплекса. Хвостатое ядро. Нормализация гистологической картины (см. Фиг. 7). Окраска гематоксилином и эозином, увеличение х100.

На основе изучения данных современной литературы и опыта собственных исследований был обоснован следующий состав биопрофилактического комплекса.

Входящие в биопрофилактический комплекс аминокислоты, а именно глютамат, глицин и цистеин, включены в него как предшественники биосинтеза (прекурсоры) восстановленного глютатиона, который является системным протектором от оксидативного и свободно-радикального повреждения клетки и субклеточных структур, характеризующего первичные механизмы цитотоксичности и генотоксичности различных токсикантов. Кроме того, глютамат является еще и мощным стабилизатором клеточных мембран, а также важнейшим нейромедиатором процесса возбуждения в центральной нервной системе [например, Кацнельсон, Б.А.; Дегтярева, Т.Д.; Привалова, Л.И. Принципы биологической профилактики профессиональной и экологически обусловленной патологии от воздействия неорганических веществ. Монография: Екатеринбург. МНЦПиОЗРП. 1999, 107с].

Две других аминокислоты предшественники глютатиона: глицин и цистеин. Глицин – аминоуксусная кислота, является регулятором обмена веществ, нормализует и активирует процессы защитного торможения в центральной нервной системе, уменьшает психоэмоциональное напряжение, повышает умственную работоспособность. Глицин обладает глицин- и ГАМКэргическим, альфа 1-адреноблокирующим, антиоксидантным, антитоксическим действием; регулирует деятельность глутаматных рецепторов, за счет чего препарат способен: уменьшать психоэмоциональное напряжение, агрессивность, конфликтность, повышать социальную адаптацию; улучшать настроение; облегчать засыпание и нормализовать сон; повышать умственную работоспособность; уменьшать вегето-сосудистые расстройства в том числе и в климактерическом периоде; уменьшать выраженность общемозговых расстройств при ишемическом инсульте и черепно-мозговой травме; уменьшать токсическое действие алкоголя. Глицин метаболизируется до воды и углекислого газа, накопление его в тканях не происходит.

Цистеин - заменимая аминокислота. Он может синтезироваться в организме млекопитающих из серина с участием метионина как источника серы, а также АТФ и витамина В6. Цистеин способствует пищеварению, участвуя в процессах переаминирования. Способствует обезвреживанию некоторых токсических веществ и защищает организм от повреждающего действия радиации. Один из самых мощных антиоксидантов, при этом его антиоксидантное действие усиливается при одновременном приеме витамина С и селена.

Пектины. Попадая в желудочно-кишечный тракт, пектин образует гели. При разбухании масса пектина обезвоживает пищеварительный тракт и, продвигаясь по кишечнику, захватывает токсичные вещества, выводит их из организма. В то же время, пектиновые гели как бы обволакивают, выстилают стенки желудка и кишечника и препятствуют всасыванию в лимфу и кровь токсинов, устраняют острое физическое воздействие ряда веществ на стенки желудка и кишечника, чем в значительной мере снижают воспалительные процессы слизистой оболочки и язвообразование. Основной эффект противотоксического действия пектина связан с особенностями его химической структуры. Полимерная цепь полигалактуроновой кислоты, наличие химически активных свободных карбоксильных групп и спиртовых гидроксидов способствуют образованию прочных нерастворимых хелатных комплексов с поливалентными металлами и выведению последних из организма. Пектин адсорбирует уксуснокислый свинец сильнее активированного угля. Он обладает активной комплексообразующей способностью по отношению к радиоактивному кобальту, стронцию, цезию, цирконию, рутению, иттрию и другим металлам, образуя соли пектиновой и пектовой кислот. Наиболее благоприятные условия для комплексообразования пектинов с металлами создаются в кишечнике при рН среды от 7,1 до 7,6. Объясняется это тем, что при увеличении рН пектины деэтерифицируются и происходит более интенсивное взаимодействие между кислотными радикалами пектиновой молекулы и ионами металлов. Пектины также образуют комплексы с токсинами органического происхождения, образующимися в организме человека в результате жизнедеятельности, поскольку они содержат в своей структуре группировки основного характера – аминогруппу, спиртовой или фенольный гидроксил и т.п. В частности, пектины способны связывать продуценты желчных кислот в кишечнике и этим препятствовать накоплению холестерина в организме, прежде всего в кровеносных сосудах (профилактика атеросклероза). Пищевые волокна, в частности, яблочный пектин, способны связывать ионы тяжелых металлов, что было показано в ряде исследований [Кацнельсон Б.А.; Дегтярева Т.Д.; Привалова Л.И. Принципы биологической профилактики профессиональной и экологически обусловленной патологии от воздействия неорганических веществ. Екатеринбург. 1999; С. 106].

Кальций. Ионы кальция необходимы для осуществления процесса передачи нервных импульсов для сокращения скелетных мышц и миокарда, для формирования костной ткани, для свертывания крови и нормальной деятельности других органов и систем. Токсическое действие тяжелых металлов способствует микро- и макроэлементарному дисбалансу, проявляющемуся в результате токсикокинетического и токсикодинамического антагонизма между ними и жизненно необходимыми металлами (кальцием, железом, магнием, а также микроэлементами – медью, цинком и др.). В связи с этим дополнительное введение последних в организм, в частности кальция, может оказаться полезным. Отмечается усиливающее действие кальциевого дефицита на развитие свинцовой интоксикации и ее торможение кальциевой добавкой доказано многими экспериментальными исследованиями. Дефициты кальция, железа, фосфата, селена, цинка, а также витамина D усиливают всасывание свинца в кишечнике [Ершов Ю.А. Механизмы токсического действия неорганических соединений. Москва. 1989; С. 199-207], а также способствуют вредному влиянию свинца на обмен витаминов [Хотимченко С.А. Влияние свинца на обмен витаминов группы В при алиментарной недостаточности желез у крыс. Вопросы мед. химии. 1997; 43(3): С.158-164]. Патохимические сдвиги при сатурнизме объясняются также возникновением дисбаланса других жизненно необходимых макро- и микроэлементов: железа, магния, цинка, меди и др. [Ершов Ю.А. Механизмы токсического действия неорганических соединений. Москва. 1989; С. 199-207].

Установлено положительное влияние отдельных минеральных элементов, например, кальция, железа, магния и др. на развитие свинцовой интоксикации, поскольку большинство исследований выявляют при сатурнизме микроэлементный дисбаланс, проявляющийся в результате конкурентных отношений между свинцом и перечисленными металлами [Божанова Т.П. Влияние свинца и других тяжелых металлов на здоровье детей. Токс. Вестник. 1995; 5: С. 36-38]. При недостаточном содержании в пище кальция и железа желудочно-кишечная абсорбция свинца повышается, что особенно характерно для детей в возрасте до 8 лет, у которых всасывание свинца из ЖКТ может достичь 50%. Было показано, что применение препаратов фосфата кальция оказало значительное положительное действие на порфириновый обмен интоксицированных животных под действием свинца [Китикова Н.В.; Половинкин Л.В.; Ушков А.А.; Шашкова И.Л.; Ратько А.И.; Половинкина Т.И.; Сороко Л.И.; Ежелева С.Н. Корригирующее действие препаратов фосфатов кальция при экспериментальной свинцовой интоксикации. Токс. Вестник. 2006; 1: С. 12-16].

Йод - жизненно важный микроэлемент. Без йода невозможна нормальная работа щитовидной железы, гормоны которой выполняют множество жизненно важных функций. Они отвечают за обмен белков, жиров, углеводов и энергии в организме. Эти гормоны регулируют деятельность головного мозга, нервной и сердечно-сосудистой системы, половых и молочных желез, рост и развитие ребенка. Из литературы и собственных исследований [Кацнельсон Б.А.; Дегтярева Т.Д.; Привалова Л.И. Принципы биологической профилактики профессиональной и экологически обусловленной патологии от воздействия неорганических веществ. Екатеринбург. 1999; С. 106] известно, что свинец тормозит функцию и повреждает строение щитовидной железы, а йодсодержащая добавка может существенно ослабить этот токсический эффект. Экспериментально доказано повреждающее действие свинца и свинец-содержащих токсических комбинаций на структуру и гормональную функцию щитовидной железы, которое существенно ослабляется под влиянием комплекса биопрофилактического комплекса, в особенности, при включении в него препарата йода [Кацнельсон Б.А.; Дегтярева Т.Д.; Привалова Л.И. Разработка средств, повышающих устойчивость организма к действию неорганических загрязнителей производственной и окружающей среды. Рос. хим. журнал. 2004; 2: С. 65-72].

Препарат рыбьего жира, богатый полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК) омега-6 и особенно омега-3, внутриклеточными производными которых являются эйкозаноиды, активирующие репликацию ДНК и, тем самым, играющие важную роль в её репарации. Физиологическое значение и биологическая роль ПНЖК весьма многообразны. Важнейшим биологическим свойством ПНЖК является их участие в качестве структурных элементов в таких высокоактивных в биологическом отношении комплексах, как фосфолипиды, липопротеиды и др. ПНЖК - необходимый элемент в образовании клеточных мембран, миелиновых оболочек, соединительной ткани и др. Биологическая роль ПНЖК может быть охарактеризована как обеспечение структурно-функциональных соотношений на уровне биологических мембран. Установлена связь ПНЖК с обменом холестерина. При недостаточности ПНЖК происходит этерификация холестерина с насыщенными жирными кислотами, что способствует формированию атеросклеротического процесса. B случае этерификации холестерина с ненасыщенными жирными кислотами отмечается высокий уровень всасывания холестерина в кишечнике. ПНЖК способствуют быстрому преобразованию холестерина в холиевые кислоты и выведению их из организма. ПНЖК оказывают нормализующее действие на стенки кровеносных сосудов, повышают их эластичность и снижают проницаемость. Недостаточность ПНЖК способствует тромбозу коронарных сосудов. ПНЖК частично предохраняют от нарушений обмена, вызываемых поступлением больших количеств тироидина. Установлена связь ПНЖК с обменом витаминов группы B (пиридоксин, тиамин), а также с обменом холина, который в условиях недостаточности ПНЖК снижает или полностью теряет свои липотропные свойства. При дефиците ПНЖК снижаются интенсивность роста и устойчивость к неблагоприятным внешним и внутренним факторам, угнетается репродуктивная функция. Недостаточность ПНЖК оказывает влияние на сократительную способность миокарда, вызывает поражения кожи. У животных при недостаточности ПНЖК более часто обнаруживается язва двенадцатиперстной кишки. ПНЖК, как и некоторые аминокислоты белков, относятся к эссенциальным (незаменимым, не синтезируемым в организме компонентам) потребность в которых может быть удовлетворена только за счет пищи. Однако превращение одних жирных кислот в другие возможно. В частности, установлено несомненное превращение в организме линолевой кислоты в арахидоновую. Кроме того, имеются и наши работы, показавшие повышение защитных эффектов при включении в состав биопрофилактического комплекса одного из таких препаратов, содержащего Омега 3 ПНЖК [Кацнельсон Б.А.; Макеев О.Г.; Дегтярева Т.Д.; и др. Экспериментальное испытание комплекса средств биологической защиты организма от канцерогенного действия комбинации экотоксикантов: научное издание. Токс. Вестник. 2007; 3: С. 15-20; Katsnelson B.A.; Privalova L.I.; Varaksin A.N.; Kazmer J.I.; Kireyeva E.P.; Panov V.G. An Approach to Characterizing combined toxicity based on epidemiological date. Epidemiology. 2011; 22(1); 66-67].

Свинец и другие тяжелые металлы способствуют развитию анемии по типу железодефицитной, и поэтому дополнительное поступление железа может тормозить этот процесс. У носителей генов гемохроматоза, предрасположенных к избыточному накоплению железа в организме, показана сниженная задержка свинца в нем.

Железо как биомикроэлемент является истинным кроветворным элементом, играющим важную роль в нормализации состава крови. Более половины (60%) общего количества железа, содержащегося в организме, сосредоточено в гемохромогене (гемме) – функционально основной небелковой части гемоглобина, а также важнейших тканевых окислительных «геминовых» ферментов (в первую очередь, цитохромов). Недостаточное поступление железа может привести к развитию анемии. Это особенно относится к детям, у которых запасы железа в организме ограничены.

Второй важнейшей стороной биологического действия железа является активное участие его в окислительных процессах, поскольку оно входит в состав окислительных ферментов – пероксидазы, цитохрома, цитохромоксидазы и др. Оно стимулирует внутриклеточные процессы обмена и является необходимой составной частью протоплазмы и клеточных ядер [John L. Beard. Iron Biology in Immune Function, Muscle Metabolism and Neuronal Functioning. The Journal of Nutrition, Volume 131, Issue 2, February 2001, Pages 568S–580S, https://doi.org/10.1093/jn/131.2.568S; Nazanin Abbaspour; Richard Hurrell; Roya Kelishadi. Review on iron and its importance for human health. J Res Med Sci. 2014. Feb; 19(2); Р.164–174].

Витамин Д имеет особое значение специфического противосвинцового протектора, наряду с кальцием и железом. Торможение свинцом синтеза гема неблагоприятно влияет не только на образование гемоглобина крови, но также на многие процессы, связанные с тканевыми геминовыми ферментами (в частности, с системой цитохрома Р-450) [Meenakshi Umar; Konduru S. Sastry; Aouatef I. Chouchane. Role of Vitamin D Beyond the Skeletal Function: A Review of the Molecular and Clinical Studies. Int J Mol Sci. 2018 Jun; 19(6): 1618.Published online 2018 May 30. doi: 10.3390/ijms19061618]. Витамин D3 принимает участие в усвоении кальция, в сочетании с кальцием он используется как хорошо известный антагонист многих токсикокинетических и токсикодинамических механизмов действия ряда токсичных металлов [Привалова Л.И. Свинец и его соединения. Вредные вещества в окружающей среде. Элементы I-IV групп периодической системы и их неорганические соединения (под ред. В.А. Филова). Справ.-энциклопедическое изд. СПб. 2005; С. 400-427].

Антиоксидантны и противорадикальные агенты были представлены в биопрофилактическом комплексе в виде витаминов А, Е, С и селена.

Витамины Е и А защищают мембранные липиды и обладают антиоксидантными свойствами [Полосьянц О.Б.; Алексанян Л.А. Витамины–антиоксиданты в профилактике и лечении различных заболеваний. // Русский медицинский журнал. 2005, 11:780-785].

Антиоксиданты могут оказывать действие на разных стадиях перекисного окисления липидов: ингибировать начальную стадию процесса ПОЛ – отделение атома водорода от α-метиленового углеродного атома (витамин E); ингибировать образование гидропероксидов – предотвращать цепную реакцию ПОЛ (витамины E и C); удалять свободные радикалы – нейтрализующая активность (витамины E и A) [Free Radical Reactions in Medicine / J. Feher; G. Csomos; A. Vereckei et al. –Berlin: Springer, 1987. – 199 р]. Давно признано, что клеточные антиоксидантные системы функционируют наиболее эффективно, если несколько различных антиоксидантов действуют кооперативно. Считается, что аскорбиновая кислота синергично взаимодействует с витамином E, повышая антиоксидантную активность последнего [Узбеков М.Г. Перекисное окисление липидов и антиоксидантные системы при психических заболеваниях / М.Г. Узбеков // Социальная и клиническая психиатрия. – 2016. – №3. – C. 65-71].

Было показано, что витамин Е может предохранять от окисления конъюгированные двойные связи в молекуле β – каротина, а также предотвращать многие симптомы, характерные дефициту селена в организме и наоборот. Такие эффекты являются результатом ингибирования как токоферолом, так и селен-зависимой глутатион-пероксидазой перекисного окисления липидов. Кооперативное действие витамина Е и селена было подтверждено опытным путем [Free radical tissue damage: protective role of antioxidant nutrients / L.J. Machlin; A. Bendich // FASEB J. – 1987. – Vol. 1. – P. 441-445].

Аскорбиновая кислота (витамин С) обладает выраженными антиоксидантными свойствами, участвует в регулировании оксилительно-восстановительных и метаболических процессов. Участвуя в синтезе коллагена, она обеспечивает формирование его нормальной структуры, предотвращая ломкость, непрочность содержащих его тканей. В условии недостатка витамина С нарушается структура стенок сосудов, проницаемость [Yu B.P. Cellular defenses against damage from reactive oxygen species / B.P. Yu // Physiol. Rev. – 1994. – Vol. 74. – P. 139-162].

Селен обеспечивает активность селен-зависимой глютатионпероксидазы – одного из ключевых ферментов системы антиоксидантной защиты [например, Кацнельсон, Б.А.; Дегтярева, Т.Д.; Привалова, Л.И. Разработка средств, повышающих устойчивость организма к действию неорганических загрязнителей производственной и окружающей среды. Рос. хим. журнал. 2004, XLVIII(2), 65– 72]. Селен активно используется и в лечении ряда заболеваний [Бирюкова Е.В. Современный взгляд на роль селена в физиологии и патологии щитовидной железы. Эффективная фармакотерапия. Эндокринология. – 2017; №1. С. 34-41; Г.В.Масликова; М.Н.Ивашев. Роль селена и его соединений в терапии цереброваскулярных заболеваний. Биомедицина. № 3, 2010; С. 94-96].

Витамин В1 в форме образующегося из него тиаминпирофосфата входит в состав важнейших ферментов углеводного и энергетического обмена, участвует в метаболизме аминокислот – является важным коэнзимом в синтезе многих нейротрансмиттеров, таких как глутамат, аспартат, ацетилхолин и серотонин; в физиологических дозах (1-1,5 мг/сутки) улучшает гомеостаз магния, связан со здоровьем головного мозга, при этом важно, что медь, также входящая в состав токсической комбинации, обладает нейротоксическим действием. Тиамин обладает корригирующим действием на систему пируватоксидазы, угнетение которой возникает при воздействии тиоловых ядов, одним из которых является свинец [Chelation: Harnessing and Enhancing Heavy Metal Detoxification — A Review / Margaret E. Sears // Scientific World Journal. – 2013. – P. 219-224].

Использование различных витаминов (А, С, группы В и др.) для повышения сопротивляемости организма к действию вредных факторов широко используется в клинической практике. Вместе с тем, некоторые из них при определенных интоксикациях могут обладать и специфическим профилактическим действием токсикодинамического типа: например, витамин В1 оказывает корригирующее действие на систему пируватоксидазы, угнетение которой наступает при воздействии мышьяка [Нарциссов Р.П. Применение n-нитротетразоли фиолетового для количественной цитохимии дегидрогеназ лимфоцитов человека. Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1969; 5: С.85-91]. Этот факт послужил основанием для включения витамина В1 в число изучаемых средств для профилактики мышьяковой интоксикации [Кацнельсон Б.А.; Дегтярева Т.Д.; Привалова Л.И. Принципы биологической профилактики профессиональной и экологически обусловленной патологии от воздействия неорганических веществ. Екатеринбург. 1999; С. 10].

Механизмы защитного действия входящих в состав биопрофилактического комплекса сложны и, по-видимому, взаимно потенцируют друг друга. Важное значение могут иметь: (а) разное по молекулярным механизмам противорадикальное (в том числе, антиоксидантное) действие, в той или иной степени присущее ряду компонентов биопрофилактического комплекса (антиоксидантный синергизм); (б) мембрано-стабилизирующее действие глютамата, поскольку оно может препятствовать повреждению митохондрий, вызванном токсическими воздействиями и тем самым – оксидативному стрессу, являющемуся, по современным представлениям, одним из основных механизмов цитотоксического и генотоксического действия, осуществляют компенсацию некоторых функциональных и биохимических нарушений, связанных с токсикодинамическими механизмами как общего характера, так и специфичных для конкретного вида токсикантов. Характерной особенностью заявленного способа является комплексное использование всех вышеперечисленных механизмов.

В результате поиска по источникам научно-технической и патентной литературы не найдены средства профилактики, направленные на решение задачи повышения устойчивости организма именно к комбинированному действию неорганических соединений меди, цинка, свинца, мышьяка и кадмия в том числе, к таким особо медико-социально значимым их проявлениям как токсичность и генотоксичность.

Заявленный способ экспериментально опробован на аутбредных белых крысах. Для создания экспериментальных моделей субхронической интоксикации были использованы аутбредные белые крысы-самки с исходной массой тела 180-220 грамм (по 12 особей в 2 группах с введением комбинации металлов, по 10 особей в 2 контрольных группах), группы формировались методом случайного выбора. Животные содержались в условиях специально организованного вивария, соответствующих санитарно-эпидемиологическим и ветеринарным требованиям. В качестве питья использовали воду питьевую артезианскую «Чусовская», доочищенную первой категории качества (Свидетельство о государственной регистрации № RU.32.БО.23.006.Е.000873.11.11 от 21.11.2011). Крысы принимали полнорационный комбикорм ООО «Лабораторкорм», который сбалансирован по аминокислотному составу, минеральным веществам и витаминам (Сертификат соответствия № РОСС RU. ПР98. В01220 до 08.02.2010 г.).

Содержание, питание, уход за животными и выведение их из эксперимента осуществляли в соответствии с требованиями [«International guiding principles for biomedical research involving animals» разработанного «Council for International Organizations of Medical Sciences» и «International Council For Laboratory Animal Science» (2012), Санитарно-эпидемиологическими требованиями к устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев) (СП 2.2.1.3218-14] и одобренными Комитетом по этике Екатеринбургского медицинского-научного центра профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий.

Для создания экспериментальной модели комбинированной субхронической интоксикации использовались следующие реактивы:

1. - Натрий мышьяковистокислый орто, (Na₃ AsO₃*H₂O) чда, изготовитель ЗАО «Вектон», Россия, г. Санкт-Петербург, ул.2-й Луч, д.9А

2. -Свинец уксуснокислый, (Pb(CH₃COO)₂*3H₂O) чда, ГОСТ 1027-67, изготовитель ЗАО «Вектон», Россия, г. Санкт-Петербург, ул.2-й Луч, д.9А

3. - Цинк хлористый, (ZnCl₂) чда, ГОСТ 4529-78, изготовитель ЗАО «Вектон», Россия, г. Санкт-Петербург, ул.2-й Луч, д.9А

4. - Кадмий хлористый, (CdCl₂*2,5H₂O) чда, ГОСТ 4330-76, изготовитель ЗАО «Вектон», Россия, г. Санкт-Петербург, ул.2-й Луч, д.9А

5. - Медь сернокислая, (CuSo₄*5H₂O) чда, ГОСТ 4165-78, изготовитель ЗАО «Вектон», Россия, г. Санкт-Петербург, ул.2-й Луч, д.9А

Состав, способ введения и дозировка препаратов биопрофилактического комплекса приведены в таблице 1.

Таблица 1

Состав, способ введения и дозировка препаратов биопрофилактического комплекса

Препарат	Способ введения и доза на крысу
Кальций	С кормом 160 мг
Железо	С кормом 1 мг
Йод	С кормом 4 мкг
Селен	С кормом 4,4 мкг
Глицин	С кормом 12 мг
Ацетилцистеин	С кормом 30 мг
Глутаминат натрия	160 мг в питье, 1,5% раствор
Рыбий жир, богатый Омега-3 ПНЖК	С кормом 1 капля, что приблизительно соответствует ПНЖК Омега-3 – 13,3 мг
Пектин	С кормом 200 мг
Антиоксиданты, включая витамины А, Е, С	С кормом витамин А – 35,2 мкг, витамин С – 3,0 мг, витамин Е – 0,27 мг
Витамин В1	С кормом 0,038 мг
Витамин Д 3	С кормом 1,7 мкг

Для моделирования комбинированного действия на организм наиболее токсичных металлов (свинец, медь, цинк, кадмий) и мышьяка, загрязняющих воздух рабочей зоны, использовали вышеназванные соли в соотношении (по веществу):

[Pb] : [Cu ] : [Zn] : [Cd] : [As] = 2,8:32,8:33,5:1:1,8), - близком к соотношению концентраций соответствующих токсикантов в воздухе рабочих помещений при плавке черновой меди (по усреднённым данным производственного контроля).

Модель субхронической интоксикации создавали путем внутрибрюшинного введения исследуемых солей крысам по 3 раза в неделю в течение 6 недель (всего 17 введений). Животные делились на 4 группы, получавших:

- группа 1 – токсическую комбинацию внутрибрюшинно;

- группа 2– токсическую комбинацию внутрибрюшинно на фоне перорального приёма биопрофилактического комплекса;

- группа 3 – прием перорально только биопрофилактический комплекс;

- группа 4 – дистиллированную воду (контроль) внутрибрюшинно 1 раз в неделю.

При проведении повторных затравок сублетальными дозами яда с целью получения субхронической интоксикации дозировка подбирается таким образом, чтобы можно было ожидать к заданному сроку эксперимента развития значимых неблагоприятных сдвигов со стороны хотя бы небольшого числа показателей состояния организма, но в то же время, не допустить гибели крыс. Опыт многочисленных экспериментов свидетельствует о том, что при их продолжительности 4-6 недель разовая доза, оптимальная по этим критериям, близка к 5% медианной смертельной дозе при однократном введении тем же путём (0,05 ЛД₅₀).

Для изучаемой смеси ЛД₅₀ (определенная по Б.М. Штабскому) составила 0,75 мг/кг. В каждую инъекцию крысы получали по 0,05 ЛД₅₀, т.е. 0,0375 мг/кг.

Расчет доз витаминов и минералов проводили с учетом их физиологической нормы для крыс, которая увеличивалась в 2-4 раза, принимая во внимание предположительно повышенный расход витаминов-антиоксидантов на фоне токсического действия вводимых веществ. При этом учитывались также витамины и минеральные вещества, входящие в состав корма.

В течение периода затравки велось наблюдение за общим состоянием крыс, проводился контроль веса животных (всего 5 взвешиваний, последнее непосредственно перед умерщвлением). Животные умерщвлялись декапитацией. В конце эксперимента с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра фирмы Shimadzu АА- 6650 определена концентрация меди, цинка, свинца и кадмия в суточной моче, кале и крови крыс. Также в аналогичных образцах биоматериалов был определен мышьяк атомно-эмиссионной спектрометрией с индуктивно-связанной плазмой при длине волны излучения 193,759нм. Кроме того, было проведено гисто-морфологическое исследование печени, почек и головного мозга экспериментальных животных.

Была оценена также возможная генотоксичность данной комбинации веществ. Одним из часто используемых методов оценки изменения коэффициента фрагментации ДНК является анализ полиморфизма длин амплифицированных фрагментов (ПДАФ) - данная методика позволяет определить степень фрагментации ДНК, то есть количественно оценить генотоксичность (по степени повреждения ДНК) изучаемых повреждающих агентов и воздействие исследованных препаратов. Из полученных проб цельной крови выделяют лейкоцитарную фракцию в фиколл-верографиновом градиенте. Образцы объединяют в группы, в соответствии с представленной информацией. Выделение ДНК производится по стандартной методике фенольной депротеинизации. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) проводится в модификации ЛаММТ, повышающей чувствительность ПЦР в 8-10 раз. Для постановки реакции используют специфические праймеры и нуклеотиды (dCTP, dATP, метил-dTTP), меченые тритием. Полученный амплификат разделяют в процессе горизонтального агарозного гель-электрофореза в ТАЕ-буфере при 100 В в течение 15 мин. По окончании электрофореза гелевые пластины разделяют на дорожки, каждая из которых разрезается на участки длиной 5 мм. Полученные фрагменты геля помещаются во флаконы, содержащие 3.0 мл абсолютного изопропанола. Флаконы нагревают до 80°С в течение 2 часов. После экстракции из геля амплифицированных фрагментов, содержащих метку, во флаконы добавляется простой толуоловый сцинтиллятор (6.0 мл). Регистрация результатов производится на автоматическом жидкостном сцинтилляционном счетчике «Бета-2». Соотношение радиоактивности в «хвосте» и «голове» препарата является количественной мерой фрагментации ДНК (коэффициент фрагментации).

Образцы ткани печени, почек и головного мозга фиксировали в 10% нейтральном формалине, проводили по спиртам возрастающей концентрации, заливали в парафин, готовили гистологические срезы, которые окрашивались гематоксилином-эозином и реактивом Шиффа (ШИК-реакция). Оценку морфологических изменений проводили путем световой микроскопии. Окулярная планиметрическая сетка Автандилова использовалась для морфометрии изменений в печени и селезёнке, а программа распознавания образов CellSens (Olympus, ФРГ)– для изменений в почках и головном мозгу.

Различия между среднегрупповыми количественными результатами обрабатывали с помощью критерия «t» Стьюдента с использованием компьютерной программы Excel. Различия между средними величинами считалось статистически значимым, если вероятность возникновения случайного различия не превышала 5% (Р < 0,05).

В результате повторных внутрибрюшинных введений крысам токсической комбинации все вещества накопились в организме в значительных количествах, о чём свидетельствует существенное и статистически значимое повышение (по сравнению с контрольной группой) концентрации их в крови (таблица 2), являющейся центральным токсикокинетическим пулом.

Таблица 2

Содержание токсикантов в крови крыс, подвергавшихся субхроническому воздействию токсической комбинации и/или биопрофилактического комплекса, мкг/см³ ( ±S )

Группы	Медь	Цинк	Свинец	Кадмий	Мышьяк
Интактный контроль	1,643 ±0,095	1,560 ±0,129	0,008 ±0,003	0,0005 ±0,0001	0,0005 ±0,0001
Комбинация металлов	3,752 ±0,182*	6,135 ±0,192*	0,138 ±0,030*	0,012 ±0,003*	0,140 ±0,007*
Комбинация металлов + биопрофилактический комплекс	1,133 ±0,039*•	5,013 ±0,327*•	0,054 ±0,031•	0,001 ±0,000*•	0,080 ±0,005*•
Биопрофилактический комплекс	1,673 ±0,121	1,628 ±0,184	0,002 ±0,002	0,000 ±0,000	0,005 ±0,002*

¹ – у всех крыс ниже предела определения

Индексами обозначено статистически значимое отличие: * от контрольной группы;

^• от группы «токсическая комбинация» (P <0.05 по t-критерию Стьюдента).

Изучены гистологические изменения в печени, почках, и мозге с особым вниманием к их состоянию. Количественная оценка некоторых изменений проведена морфометрически с использованием сетки Автандилова и компьютерной программы распознавания образов.

Гистопатологическое исследование позволило выявить повреждение печени при субхроническом воздействии токсической комбинации. Отмечается дискомплексация печеночных балок и дистрофические изменения в цитоплазме гепатоцитов, см. Фиг.1-3. В цитоплазме большинства гепатоцитов определялась белковая гиалиново-капельная дистрофия. Наряду с дистрофическими изменениями, во всех зонах печеночных долек встречались двуядерные гепатоциты. Определялась активация системы фагоцитирующих макрофагов печени в виде увеличения количества клеток Купфера в синусоидах. При действии токсической комбинации и биопрофилактического комплекса повреждающее действие токсикантов на печень нивелируется: балочное строение печени сохранено, отсутствует вакуольная дистрофия гепатоцитов.

Морфометрическая оценка изменений в печени приведена в Таблице 3.

Таблица 3.

Некоторые морфометрические показатели клеточной структуры печени крыс, подвергавшихся субхроническому воздействию токсической комбинации на фоне приёма биопрофилактического комплекса или без него(x±Sx)

Группа	Число на 100 клеток печени
Безъядерных гепатоцитов	Двуядерных гепатоцитов	Клеток Купфера	Митозов
Интактный контроль	2, 53±0,31	11,94±0,64	12,53±0,42	0,05±0,03
Комбинация металлов	5,47±0,42*	16,31±0,53*	17,26±0,35*	0,03±0,01*
Комбинация металлов + биопрофилактический комплекс	3,28±0,33•	13,45±0,37*•	15,98±0,39*•	0,06±0,03

Индексами обозначено статистически значимое отличие: * от контрольной группы;

^• от группы «токсическая комбинация» (P <0.05 по t-критерию Стьюдента).

Как известно, тканевые макрофаги-резиденты играют значительную роль в процессе запрограммированной гибели (апоптоза) функциональных клеток органа, в частности, поглощают клеточные фрагменты (так называемые апоптозные тельца) [García-Vargas G.G.; Hernández-Zavala A. Urinary porphyrins and heme biosynthetic enzyme activities measured by HPLC in arsenic toxicity. Biomed Chromatogr. 1996; 10(6): Р. 278-284]. В печени эту функцию выполняют клетки Купфера [Canbay A.; Feldstein A.E.; Higuchi H.; Werneburg N.; Grambihler A.; Bronk S.F.; Gores G.J. Kupffer cell engulfment of apoptotic bodies stimulates death ligand and cytokine expression. Hepatology. 2003; 38: 1188–1198], причём апоптоз является одним из важных путей гибели гепатоцитов при токсических поражениях этого органа [Nielsen F.H.; Nielsen E.O. Arsenic. Uthus. Biochem. Essent Ultratrace Elem. New York, 1984. P. 319-340]. Следовательно, отмеченная нами в данном эксперименте, как и во многих ранее проведенных (например, при субхронической затравке наночастицами оксида меди) активация клеток Купфера может рассматриваться как косвенный показатель интенсификации апоптоза гепатоцитов. Повышенное число двуядерных гепатоцитов очевидно отражает компенсаторное усиление их регенеративной пролиферации. [IPCS. International programme on chemical safety. Environmental health criteria 200. Copper].

В печени у крыс, подвергавшихся субхроническому воздействию токсической комбинации и получавших курс биопрофилактического комплекса отмечаются положительные изменения, были статистически значимо снижены два эффекта, повышенные при комбинированном действии, таблица 3: число Купферовских клеток и двуядерных гепатоцитов. Кроме того, нормализуется показатель числа безъядерных гепатоцитов, (характеризующий деструкцию гепатоцитов), повышенный при действии токсической комбинации.

Под влиянием токсической комбинации статистически достоверно подавляется число митозов, то есть она действует как митотический яд, при действии металлов и биопрофилактического комплекса этот показатель нормализуется, не отличается от уровня контрольного значения.

Известно, что клетки не вступают в митоз, если подавить в них синтез белков — даже в конце фазы G₂, это последняя из трёх последовательных фаз интерфазной стадии клеточного цикла, постсинтетическая, или премитотическая. Возможно, при действии токсической комбинации срабатывает этот механизм снижения митотической активности за счет подавления белков, синтезируемых в этот период, необходимых для клеточного деления клеток печени. Таким образом, нормализация этого показателя при субхроническом воздействии комбинации металлов под влиянием приема биопрофилактического комплекса является важным благоприятным эффектом.

Интенсивное выведение металлов почками является естественной причиной их повреждения. При гистопатологическом исследовании (Фиг.4 – 6) выявлены дистрофические изменения в эпителии канальцев в виде нарушения ШИК-позитивной щеточной каемки на апикальной поверхности эпителия канальцев, реже очаговой деструкции в эпителиальной выстилке почечных канальцев. При действии металлов на фоне приема биопрофилактического комплекса на большей части канальцев эпителий сохранен, на апикальной части ШИК-позитивная каемка выявляется.

Морфометрические показатели (таблица 4) показывают при воздействии токсической комбинации дегенерацию эпителия извитых канальцев (потеря щёточной каёмки и полная десквамация клеток) и, как следствие, увеличение их диаметра и периметра.

Прием биопрофилактического комплекса на фоне комбинированного токсического воздействия привел к статистически значимому улучшению по сравнению с группой «комбинация металлов» только одного показателя - диаметра канальца, отмечается его нормализации в сравнении с контролем. По остальным 3 показателям при приеме биопрофилактического комплекса отмечается благоприятная тенденция.

Таблица 4

Некоторые морфометрические показатели клеточной структуры почек крыс, подвергавшихся субхроническому воздействию токсической комбинации на фоне приёма биопрофилактического комплекса или без него (±S)

Группа	Диаметр канальца, мкм	Периметр, мкм	% длины канальца с десквамацией щеточной каёмки	% длины канальца с десквамацией эпителия
Интактный контроль	683,13± 14,74	3130,83 ±76,58	3,420± 0,551	0,000± 0,000
Токсическая комбинация	812,9± 13,83*	3417,25± 88,504*	6,718 ±0,745*	0,585± 0,231*
Токсическая комбинация + биопрофилактический комплекс	714,59± 15,09•	3373,37± 84,71*	5,219± 0,762*	0,342± 0,178*

Индексами обозначено статистически значимое отличие: * от контрольной группы;

^• от группы «Токсическая комбинация» (P <0.05 по t-критерию Стьюдента).

Отмечены явные неблагоприятные эффекты токсического действия изучаемой комбинации на организм, обнаруженного при гистологическом исследовании в головном мозге (Фиг. 7 – 10). В нейронах базальных ядер головного мозга крыс, в частности в нейронах хвостатого ядра, выявлены дистрофические изменения в виде гиперхромии ядер, эктопии, пикноза или исчезновения ядрышек. Встречаются группы нейронов в состоянии пикноза. Мягкие мозговые оболочки головного мозга, кора больших полушарий, мозжечок, гиппокамп без выраженных патоморфологических изменений. При воздействии комбинации металлов на фоне приема биопрофилактического комплекса дистрофические изменения в цитоплазме и ядрах нейронов подкорковых ядер (хвостатое ядро) не выражены, в большей части нейронов ядра содержат центрально расположенные ядрышки.

Для морфометрии описанных изменений мы использовали наиболее чёткий и не зависящий от субъективной оценки микроскописта признак полного отсутствия ядрышка. Как видно из результатов, приведенных в Таблице 5, число таких явно повреждённых нейронов при интоксикации статистически значимо увеличилось в 2,3 раза. Ранее наблюдали подобный эффект при субхронической затравке наночастицами CuO [Privalova L.I.; Katsnelson B.A.; Loginova N.V.; Gurvich V.B.; Shur V.Y.; Valamina I.E.; Makeyev O.H.; Sutunkova M.P.; Minigalieva I.A.; Kireyeva E.P.; Rusakov V.O.; Tyurnina A.E.; Kozin R.V.; Meshtcheryakova E.Y.; Korotkov A.V.; Shuman E.A.; Zvereva A.E.; Kostykova S.V. Subchronic Toxicity of Copper Oxide Nanoparticles and Its Attenuation with the Help of a Combination of Bioprotectors. International Journal of Molecular Sciences, 2014. V. 15(7). P. 12379-12406. doi:  10.3390/ijms150712379. IF 2,339].

Таблица 5

Процент нейронов с потерей ядрышка в хвостатом ядре головного мозга крыс, подвергавшихся субхроническому воздействию токсической комбинации на фоне приёма биопрофилактического комплекса или без него (± S)

Контроль	Токсическая комбинация	Токсическая комбинация + биопрофилактический комплекс
17,55±0,69	39,75±2,00*	23,05±1,30*•

Индексами обозначено статистически значимое отличие: * от контрольной группы;

^• от группы «Токсическая комбинация» (P <0.05 по t-критерию Стьюдента).

Наиболее опасным потенциальным эффектом изучаемой токсической комбинации является её канцерогенность, в наибольшей степени обусловленная действием мышьяка и кадмия. В субхроническом эксперименте на животных предиктором этого эффекта является повреждение геномной ядерной ДНК (возможный генотоксический эффект), что и получено в действительности (таблица 6).

Таблица 6

Коэффициент фрагментации геномной ДНК (по данным ПДАФ-теста) в ядерных клетках крови крыс, подвергавшихся субхроническому воздействию токсической комбинации на фоне приёма биопрофилактического комплекса или без него (± S)

Контроль	Биопрофилактический комплекс	Токсическая комбинация	Токсическая комбинация + биопрофилактический комплекс
0,438+0,011	0,418+0,007*	0,521+0,007*	0,450+0,002 •

Индексами обозначено статистически значимое отличие: * от контрольной группы;

• от группы «Токсическая комбинация» (P <0.05 по t-критерию Стьюдента).

В целом, результаты эксперимента могут свидетельствовать об отсутствии неблагоприятного побочного действия самого биопрофилактического комплекса. Кроме того, следует учесть, что его прием предполагается только людьми, находящимися под комбинированной токсической нагрузкой, а в данном эксперименте ни один из вредных эффектов такой нагрузки крыс на фоне приема биопрофилактического комплекса не был усилен.

Таким образом, многократное на протяжении 6 недель внутрибрюшинное воздействие на крыс комбинации неорганических соединений меди, цинка, свинца, мышьяка и кадмия при соотношении между этими элементами, соответствующем усреднённому соотношению в воздухе рабочих помещений пирометаллургических переделов производства черновой меди, и в разовой дозе каждого токсиканта, равной 0,05 ЛД50, вызывает развитие умеренно выраженной субхронической интоксикации.

Как видно из Таблицы 2, концентрация меди, цинка, свинца, кадмия и мышьяка в крови была после затравки, проводившейся на фоне приёма биопрофилактического комплекса, статистически значимо ниже, чем при такой же затравке, но без приема биопрофилактического комплекса - соответственно, в 1,8 – 1,2 – 2,6 - 12 – 1,8 раз. Причиной этого эффекта является ослабление под влиянием курса биологической профилактики повреждения почек и печени, что повышало элиминационную эффективность этих органов на протяжении всего периода экспозиции.

Гепатопротекторное действие. Отмечены благоприятные изменения некоторых морфометрических показателей клеточной структуры печени крыс, таблица 6: нормализуется показатель числа безъядерных гепатоцитов, (характеризующий деструкцию гепатоцитов), повышенный при действии токсической комбинации; статистически значимо в сравнении с группой, получавшей токсическую комбинацию, снижены число Купферовских клеток и двуядерных гепатоцитов; нормализуется число митозов, подавленных под влиянием токсической комбинации.

Гистопатологическое исследование позволило выявить повреждение печени при субхроническом воздействии токсической комбинации. Отмечается дискомплексация печеночных балок и дистрофические изменения в цитоплазме гепатоцитов, см. Фиг. 1-3. В цитоплазме большинства гепатоцитов определялась белковая гиалиново-капельная дистрофия. Отмечаются дистрофические изменения, во всех зонах печеночных долек встречались двуядерные гепатоциты. Определялась активация системы фагоцитирующих макрофагов печени в виде увеличения количества клеток Купфера в синусоидах. При комбинированном токсическом действии на фоне приема биопрофилактического комплекса повреждающее токсическое действие на печень нивелируется: балочное строение печени сохранено, отсутствует вакуольная дистрофия гепатоцитов.

Нефропротекторное действие. По морфометрическим показателям клеточной структуры почек крыс, таблица 6, прием биопрофилактического комплекса на фоне комбинированного токсического воздействия привел к статистически значимому улучшению по сравнению с группой «комбинация металлов» диаметра канальца, отмечается его нормализации в сравнении с контролем. По остальным трем показателям под влиянием биопрофилактического комплекса отмечается аналогичный, хотя и недостаточно статистически значимый благоприятный эффект.

При гистопатологическом исследовании (Фиг. 4–6) выявлены дистрофические изменения в эпителии канальцев в виде нарушения ШИК-позитивной щеточной каемки на апикальной поверхности эпителия канальцев, реже очаговой деструкции в эпителиальной выстилке почечных канальцев. При действии токсической комбинации на фоне приема биопрофилактического комплекса на большей части канальцев эпителий сохранен, на апикальной части ШИК-позитивная каемка выявляется.

Снижение нейротоксического действия. По морфометрическим данным снизился процент нейронов с потерей ядрышка в хвостатом ядре головного мозга крыс, увеличенный при действии токсической комбинации, таблица 5.

Отмечены явные неблагоприятные эффекты токсического действия изучаемой комбинации на организм, обнаруженного при гистопатологическом исследовании в головном мозге (Фиг. 7–10). В нейронах базальных ядер головного мозга крыс, в частности в нейронах хвостатого ядра, выявлены дистрофические изменения в виде гиперхромии ядер, эктопии, пикноза или исчезновения ядрышек. Встречаются целые группы нейронов в состоянии пикноза. Мягкие мозговые оболочки головного мозга, кора больших полушарий, мозжечок, гиппокамп без выраженных патоморфологических изменений. При воздействии токсической комбинации на фоне приема биопрофилактического комплекса дистрофические изменения в цитоплазме и ядрах нейронов подкорковых ядер (хвостатое ядро) не выражены, в большей части нейронов ядра содержат центрально расположенные ядрышки.

Снижение генотоксического действия. Статистически значимо снизился, таблица 6, коэффициент фрагментации геномной ДНК (по данным ПДАФ-теста) в ядерных клетках крови крыс, увеличенный при действии токсической комбинации.

Результаты исследования позволяют обосновать целесообразность применения данного биопрофилактического комплекса для снижения неблагоприятных эффектов комбинированного действия на организм неорганических соединений меди, цинка, свинца, мышьяка и кадмия в группах риска, охватывающих как рабочих, которые подвергаются такому многофакторному воздействию в производственных условиях (в частности, в условиях пирометаллургических переделов производства черновой меди), так и население территорий, находящихся под воздействием этого производства.

Способ повышения устойчивости организма к вредному действию на организм токсической комбинации неорганических соединений меди, цинка, свинца, мышьяка и кадмия, загрязняющей воздух рабочей зоны и окружающую атмосферу при производстве черновой меди, заключающийся в том, что лица из группы повышенного риска принимают биопрофилактический комплекс, включающий глютаминат натрия, глицин, цистеин в метаболически активной форме N-ацетилцистеина, яблочный пектин, селен, йод, кальций, железо, препарат рыбьего жира, богатый полиненасыщенными жирными кислотами класса омега-3, а также витамины А, В1, С, Д3 и Е, причем прием этого комплекса осуществляют повторными 4-недельными курсами 2 раза в год в дозах, обеспечивающих получение в день 300 мг глицина, 600 мг цистеина, 4 г глютаминовой кислоты, 25 мл рыбьего жира с содержанием 12-15% полиненасыщенных жирных кислот класса омега-3, 5 г пектина, а также вышеназванные микроэлементы и витамины в дозах, соответствующих физиологическим потребностям организма.