Адаптационные реакции системы крови и профилактика неспецифических заболеваний у водолазов при погружениях на глубины до 500 метров Поваженко, Алексей Алексеевич

Введение к работе

Актуальность проблемы.

Прогресс в освоении глубин Мирового океана для промышленной разработки нефтегазоносных ресурсов и месторождений континентального шельфа, а также для проведения спасательных работ при авариях кораблей, подводных 'Лодок и аппаратов во многом определяется уровнем развития знаний и технологий в области подводной физиологии и медицины. Одной из основных медицинских проблем, ограничивающих расширение подводно-технических работ методом длительного пребывания (ДП) на глубинах до 500 метров является высокая заболеваемость водолазов, вызванная патогенной микрофлорой, составляющая до 50-79 Z от общего количества заболеваний специалистов в период погружений, связанная не только с угрозой для здоровья водолазов, но и с огромными материальными затратами ввиду необходимости сокращения продолжительности и прерывания дорогостоящих глубоководных работ с заменой групп водолазов по медицинским показаниям [Медицинские проблемы...,1988; В.В. Семко и соавт.,1991; Marroni A. et al.,1983;Gunnyeon W.J.et al.,1992; Sninomija N. et al.,19923. В первую очередь сложность этой проблемы обусловлена недостаточным изучением иммунобиологической реактивности организма человека и микробиологических характеристик в герметически замкнутых объектах при ДП под давлением до 5,1 МПа в искусственной газовой среде (ИГС). В связи с этим, существующие способы профилактики отитов и других заболеваний инфекционно-воспалительного генеза у водолазов-глубоководников недостаточно эффективны [Flynn Е.Т.,1984; Kaiser R. et al.,1986].

- г -

Значимой медико - физиологической проблемой погружений на глубины до 500 метров является недостаточность исходных биохимических данных, характеризующих особенности реакций обмена веществ у человека под давлением до 5,1 МПа и необходимых для разработки адекватного рациона питания водолазов в этих условиях. Следствием этого является то, что в течение нескольких суток пребывания под давлением свыше 3,5 МПа специалисты закономерно теряют до нескольких килограммов массы тела, что указывает на отрицательный баланс энергии, неблагоприятно влияя на состояние здоровья и работоспособность водолазов [Webb Р.,1931; Sagawa S. et al.,1990]. Кроме того, высока вероятность неблагоприятного влияния интермедиатов несбалансированного обмена веществ на иммунные реакции у человека в условиях гипербарии, приводящего в конечном счете к повышению риска развития у водолазов заболеваний инфекционно-воспалительного генеза Г А.Г. Голубев, В.М. Дильман, 1981; Erickson K.L. et al.,19833.

Работа выполнена в рамках плановых НИР NN ГР 9245007-89 и ГР 9433002-91 Общегосударственной комплексной программы "Мировой океан".

Цель исследования. На основе исследования адаптаційних реакций системы крови, закономерных изменений в системе гемо-поээа, иммуногенезе, а также в липидном и углеводном обмене у человека в гипербарических условиях обосновать и разработах;-способы коррекции иммунного статуса и снижения неспецифической заболеваемости инфекционно-воспалительного генеза у водолазов в ходе погружений методом ДП на глубины до 500 метров.

Задачи работы.

1. Исследовать направленность изменений процессов кроветворения и функциональных характеристик клеток крови у человека при ДП под давлением до 5,1 МПа.

; 2. Выявить особенности функционального состояния иммунной системы и показателей неспецифической резистентности организма, а также характер взаимосвязей между показателями иммунитета и гормонами, определяющими течение основных энергопро-дуцирующих реакций обмена веществ у водолазов в ходе экспериментальных погружений на глубины 350-500 метров.

3. Определить направленность изменений обмена липидов и
углеводов в организме человека в условиях длительной гипер
барии и выявить возможное влияние интермедиатов биохимических
реакций на функционирование иммунной системы водолазов в ходе
экспериментальных погружений на глубины 350-500 метров в
процессе усовершенствования рациона питания специалистов при
длительном пребывании в гипербарических условиях.

1. Оценить состояние антибактериальных иммунных реакций к Pseudomonas aeruginosae у водолазов при погружениях на глубину до 500 метров в сопоставлении с неспецифической заболеваемостью специалистов и характеристиками микробной загрязненности в условиях гидробарокомплекса под повышенным давлением.

2. Определить целесообразность и разработать способ ис-пользования сорбционных препаратов для профилактики острых отитов и инфицирования повреждений кожных покровов у водолазов при экспериментальных погружениях на глубины до 500 метров с предварительной оценкой свойств этих препаратов in vit-

го и в экспериментах с использованием лабораторных животных.

6. Определить показания и исследовать эффективность использования фармакологических препаратов "Бронхомуиал", "Пи-рогенал" и "Дуовит" для проведения профилактической к'.'муно-коррекции у водолазов с измененными показателями иммунитета перед началом погружений методом ДП на глубины до 500 метров.

Научная новизна работы. В процессе комплексных исследований гемопозза и функции -нального состояния иммунной системы у человека в период экспериментальных погружений методом ДП на глубины до 500 метров впервые установлена вероятность развития у водолазов в условиях длительной гипербарии транзиторного ослабления иммунной реактивности организма и определены ее основные признаки: лейкопения, относительная Т-лимфопения, увеличение пропорции Т-супрессоров и 0-лимфоцитов (естественных киллерных клеток), А - гипоишуногдобулинемия, а также ослабление бактерицидного потенциала лейкоцитов за счет торможения генерации сво-бсднорадикальных форм кислорода.

Впервые показано, что характерной особенностью знергопро-дуцирующего метаболизма в организме водолазов в условиях гипербарии является активизация катаболизма липидов вследствие неадекватного рациона питания, приводящая, в частности, к развитию феномена "метаболической иммунодепрессии". Разработанный на основе результатов биохимических исследований усовершенствованный рацион питания водолазов позволил значительно уменьшить потери массы тела'испытуемых в период''ДП под давлением до 5,1 МПа и депрессивное влияние продуктов жирового обмена на основные иммунологические показатели.

Впервые выявлены особенности развития антибактериальных иммунных реакций у водолазов в условиях ДП на глубинах до 500 метров к Pseudomonas aeruginosae в зависимости от чувствительности или резистентности испытуемых к патогенному влиянию синегнойных бактерий. Показано, что основным условием резистентности организма водолазов к синегнойной инфекции в условиях гипербарии является скорость развития гуморальных иммунных реакций к возбудителю и уровень концентрации циркулирующих антибактериальных антител.

Впервые проведены комплексные микробиологические исследования в среде барокомплекса, в том числе динамические наблюдения за уровнями микробной загрязненности различных участков кожных покровов у водолазов в период экспериментальных погружений на глубины 350-500 метров, в процессе которых установлено, что в гипербарической среде барокомплекса отмечается сокращение разнообразия микрофлоры в пользу преобладания Pseudomonas aeruginosae. Развитию симптомов заболеваний (отитов, дерматитов, аллергических реакций) у водолазов, как правило, предшествует повышение уровня загрязненности синегной-н'ыми бактериями соответствующих участков кожных покровов до 1000 колониеобразующих клеток и более.

Впервые разработан и использован в ходе серии экспериментальных погружений на глубины до 500 метров новый эффективный способ профилактики острых отитов и инфицирования повреждений кожных покровов у водолазов в условиях гипербарии.

Практическая значимость. Предложен способ профилактики инфекционно-воспалигельных заболеваний у водолазов при погружениях на глубины до 500 метров, заключающийся в санации

участков кожных покровов путем многократного аппликационного использования сорбционных препаратов, который ыожет применяться при экспериментальных погружениях и при проведении подводно-технических работ. Его применение возможно при пребывании специалистов в гермообъемах различного предназначения, а также для предотвращения микробного загрязнения при повреждениях кожных покровов в экспедиционных условиях.

Разработан рацион питания водолазов при погружениях на глубины до 500 метров с учетом закономерных изменений в обмене веществ у человека в гипербарических условиях который может использоваться при проведении глубоководных погружений методом ДП при промышленной разработке месторождений на континентальном шельфе.

Обоснован курс профилактической иммунокоррекции, включающий использование иммуномодулирующих препаратов "Бронхг,./чал", "Пирогенал" и "Дуовиг" перед началом глубоководных погружений и направленный на повышение антибактериальной резистентности организма, который может применяться в ходе выполнения под-водно-технических работ в водной среде с повышенными уровнй>.^ микробной загрязненности.

По теме диссертации опубликовано 20 работ в том числе 17 -в центральной и зарубежной печати. Получено авторское свидетельство и патент РФ.

Реализацта результатов работы.

Pf.., чьтаты работы реализованы внедрением изобретений "Способ нормирования кислорода в искусственной газовой среде водолазного комплекса длительного пребывания" /Авторское свидетельство N 310231 СССР от 1 марта 1990 г./ и "Способ профилактики острых наружных отитов у акванавтов в условиях длительной гипербарии" / Патент РФ RU 2016566 от 30 июля 1994 г/ при проведении экспериментальных погружений водолазов методом ДО' В 40 ГНИЙ МО РФ.

Результаты исследований положены в основу разработки рациона питания водолазов при погружениях на глубину до 500 метров, который введен в действие приказом МО РФ 1992 года N 200 (норма 4, приложение 4 к статье 16 и приложение 1, пункт "Е").

Результаты исследований использованы при составлении "Инструкции по проведении медицинской реабилитации водолазов ВМФ", а также при разработке "Организационно-методических указаний по лечебно-профилактическому и санитарно-гигиеническому обеспечению водолазных спусков на различные глубины".

Апробация. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на:

заседаниях Постоянной комиссии по подводной физиологии и медицине секции N 5 Государственного комитета СССР по науке и технике ( Москва, 1989, 1990 );

заседаниях научно - технического совета 40 ГНИЙ МО РФ;

научных конференциях " Медико-физиологические аспекты реабилитации плавсостава" АН СССР ( Рига, 1988, 1990 );

научной конференции "Медико-технические проблемы индивидуальной защиты человека" ( Москва, 1990 );

международной конференции по проблемам гипербарической медицины ( США, 1992 ).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Длительное пребывание водолазов под давлением до 5,1 МПа сопровождается адаптационной перестройкой процесса кроветворения, заключающейся в активизации эритро- и лимфопо-эза на фоне уменьшения содержания нейтрофильных гранулоцитов и тромбоцитов в периферической крови испытуемых. Признаками интенсификации эритропоэза является увеличение содержания в «рези водолазов ретикулоцитов, а также транзиторное повышение концентрации Аі, Аг и F фракций гемоглобина.

2. Длительное пребывание человека на глубинах 350-500 метров приводит к ослаблению антимикробной резистентности организма по отношению к синегнойным бактериям, что проявляется замедленной продукцией антител, лейкопенией, депрессией бактерицидного потенциала лейкоцитов крови, А - гипоиммуноглобули-немией, снижением относительного содержания Т-лимфоцитов, возрастанием пропорции Т-супрессорных клеток.

3. Неблагоприятные изменения в иммунной системе у водолазов в условиях гипербарии в определенной степени обусловлены феноменом "метаболической иммунодепрессии" со стороны интер-медиатов липидного обмена. Увеличение калорийности рациона питания водолазов за счет продуктов, богатых растительными

жирами в значительной степени нивелирует депрессивное влияние продуктов липидиого обмена на состояние иммунной системы водолазов в условиях гилербарии.

4. Развитию заболеваний инфекционно-воспалительного генеза у водолазов в условиях гиперОарии способствует увеличение микробной загрязненности среды гидробарокомпдекса, а также ло-кальиых участков покровов тела синегнойными бактериями до 10³ колошіеоОразующих клеток (КОЕ) и более. Предотвращение развития острых наружных отитов и инфицирования повреждений кожных п кровов у водолазов при погружениях на глубины до 500 метров может достигаться локальными аппликациями сорбционных препаратов в конъюгации с антибактериальными средствами, обеспечивающими поддержание безопасных уровней микробной загрязненности ."".кровов, а также инактивацию экзогенных продуктов жизнедеятельности бактерий, обусловливающих их патогенносгь. и вирулентность.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 222 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, пяти глав результатов исследований, заключения, выводов и списка литературы, содержащего 519 источников, в том числе 203 отечественных и 316 зарубежных. Работа содержит 39 таблиц и иллюстрирована 15 рисунками.