CC BY
60
ДИНАМИКА ФАГОЦИТАРНОЙ, ЛИЗОСОМАЛЬНОЙ И НСТ-АКТИВНОСТИ НЕЙТРОФИЛОВ И МОНОЦИТОВ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ У СПОРТСМЕНОВ ПО СЕЗОНАМ ГОДА
В.А. Колупаев
Кафедра теории и методики лыжного спорта УралГУФК
Представлены результаты исследований по сезонам года показателей лейкограммы, поглотительной, лизосомальной и НСТ-активности фагоцитов периферической крови у спортсменов с преимущественно анаэробным или аэробным метаболизмом обеспечения двигательной деятельности. Показано, что у борцов средние значения фагоцитарного числа нейтрофилов были значительно больше во все сезоны наблюдений, чем у лыжников. Динамика содержания палочкоядерных нейт-рофилов, моноцитов и НСТ-теста у спортсменов независимо от механизма энергообеспечения их двигательной активности характеризовалась снижением в весенне-летний период и повышением в осенне-зимний. Обосновывается положение о том, что наблюдаемые различия динамики исследуемых показателей у борцов и лыжников являются следствием воздействия анаэробных или аэробных физических нагрузок и сезонных тенденций их нейроэндокринной регуляции.
Анализ лейкограмм периферической крови является общедоступным клиническим способом оценки гомеостаза и адаптационных возможностей организма. Динамика содержания субпопуляций лейкоцитов (Лц) и их функционального состояния обусловлена, главным образом, отклонением гомеостатических констант в тканях, прежде всего в слизистых и эпителии. Кроме того, в норме изменение состава и состояния Лц крови тесно связано с динамикой механизмов нейроэн-докринной регуляции. Участие Лц крови в регуляции функций организма осуществляется посредством терминального усиления нейроэндокринной стимуляции деятельности соматических клеток и тканей, а также путем модуляции функционального состояния ЦНС при помощи секретируемых ими цитокинов, пептидных гормонов и нейротрансмиттеров [5].
Содержание отдельных популяций Лц в крови, а также их функциональное состояние подвержено сезонным флуктуациям [1, 9] в связи с циркануальным ритмом активности нейроэндокринной системы [3, 4, 7]. Так, в осенне-зимний период наблюдается увеличение содержания в крови норадреналина (НА), глюкокорти-коидов (Гк) и гормонов щитовидной железы. В весенне-летний период повышается секреция минералокортикоидов и гонадотропных гормонов, а в летне-осенний — андрогенов [4, 10]. Полагают, что сезонная динамика фотопериода влияет на содержание мелатонина в сыворотке крови, репродуктивные функции и терморегуляцию [7, 10]. В последнем случае это связано с изменением соотношения калоригенного и вазомоторного эффектов НА [4].
Вместе с тем сезонная динамика биотических факторов через слизистые оболочки и эпителий непосредственно влияет на состояние иммунологической резистентности [1, 5, 9]. В этой связи состояние иммунологической резистентности подвержено влиянию сезонных изменений нейроэндокринной регуляции и динамики биотических факторов среды.
В этих условиях двигательная активность может способствовать как стимуляции, так и угнетению иммунобиологической резистентности [8]. Влияние физических нагрузок на состояние системы иммунитета осуществляется посредством нейроэндокринных механизмов [2, 5]. В частности, адаптация к длительной физической работе обеспечивается увеличением синтеза и секреции НА для повышения активности аэробного ресинтеза АТФ. В то же время адаптация к физическим нагрузкам анаэробной направленности сопровождается повышенной продукцией как НА, так и Гк [10]. Учитывая возможности дозирования физических нагрузок, рационально организованный тренировочный процесс позволяет не только целенаправленно совершенствовать двигательные способности индивида, но и регулировать степень напряжения его адаптационных механизмов, тем самым позволяя осуществлять направленное влияние на состояние иммунологической резистентности.
Важной физиологической закономерностью использования спортивной тренировки для повышения резистентности организма в условиях аридной зоны и приполярных широт является то, что действие физических нагрузок осуществляется на фоне адаптации к сезонным изменениям условий внешней среды. Можно полагать, что взаимодействие стадий адаптации к физическим нагрузкам и сезонным изменениям условий среды определяет параметры флуктуации механизмов нейрогуморальной регуляции и оказывает влияние на состояние иммунологической резистентности, обусловливая, тем самым, уровень «платы за адаптацию». В этой связи актуальность проблемы состоит в определении физиологических закономерностей адекватного планирования тренировочных нагрузок анаэробной и аэробной направленности, обеспечивающих оптимальную адаптацию организма к сезонным изменениям условий внешней среды, предупреждая снижение иммунологической резистентности организма спортсменов.
Цель нашей работы состояла в изучении динамики показателей состояния фагоцитов периферической крови у спортсменов в результате использования преимущественно анаэробных или аэробных физических нагрузок в процессе адаптации организма к сезонным изменениям условий среды.
Для достижения поставленной цели осуществлен анализ лейкограмм и функционального состояния фагоцитов периферической крови у квалифицированных спортсменов с преимущественно анаэробным (борцы, п = 251) или аэробным (лыжники, п = 378) механизмом энергообеспечения двигательной деятельности, обследованных в разные сезоны года за восьмилетний период. Исследование состояния лейкоцитов у спортсменов осуществляли стандартными, унифицированными методиками на базе НИИ иммунологии ЧелГМА (ректор ЧелГМА, член-корреспондент РАМН, заслуженный деятель науки РФ, д.м.н., профессор И.И. Долгушин). Данные наблюдений обработаны традиционными методами параметриче-
ской и непараметрической статистики на ПЭВМ с применением пакета лицензионных прикладных программ Excel и Statistica for Windows. Динамика по сезонам года показателей лейкограммы, фагоцитарной, лизосомальной и НСТ-активности нейтрофилов и моноцитов у спортсменов представлена в табл. 1.
Таблица 1
Изменение показателей лейкограммы и состояния фагоцитов периферической крови у спортсменов по сезонам года
№ п/п Показатели Группы Период наблюдения
зима пб = 86; пл = 111 весна пб = 53; пл = 95 лето пб = 50; пл = 86 осень пб = 62; пл = 86
1 Содержание лейкоцитов, х10> борцы *6,23 ± 0,18 *4,91 ± 0,14 4,87 ± 0,11 5,12 ± 0,15
лыжники 5,94 ± 0,12 *5,65 ± 0,14 5,44 ± 0,11 5,69 ± 0,13
р б-л — < 0,001 < 0,001 < 0,01
2 Количество эозинофилов, х109/л борцы 0,18 ± 0,02 *0,08 ± 0,01 0,11 ± 0,01 *0,19 ± 0,03
лыжники 0,17 ± 0,01 0,17 ± 0,02 0,16 ± 0,02 0,17 ± 0,02
р б-л — < 0,01 < 0,05 —
3 Количество палочкоядерных нейтрофилов, х109/л борцы 0,15 ± 0,02 *0,04 ± 0,01 0,04 ± 0,01 *0,09 ± 0,01
лыжники 0,11 ± 0,01 *0,08 ± 0,01 0,07 ± 0,01 *0,10 ± 0,01
р б-л — < 0,01 < 0,01 —
4 Количество нейтрофилов, х109/л борцы 2,90 ± 0,12 *2,30 ± 0,13 *1,88 ± 0,10 *2,65 ± 0,12
лыжники *3,06 ± 0,10 *2,61 ± 0,10 2,56 ± 0,10 2,75 ± 0,11
р б-л — — < 0,001 —
5 Количество моноцитов, х109/л борцы 0,53 ± 0,03 *0,32 ± 0,03 0,32 ± 0,03 *0,45 ± 0,03
лыжники 0,49 ± 0,03 *0,41 ± 0,03 0,36 ± 0,02 *0,43 ± 0,02
р б-л — < 0,05 — —
6 Количество лимфоцитов, х 109/л борцы *2,45 ± 0,10 *2,15 ± 0,08 *2,50 ± 0,10 *1,72 ± 0,06
лыжники 2,08 ± 0,08 *2,31 ± 0,09 2,26 ± 0,10 2,22 ± 0,09
р б-л < 0,01 — — < 0,001
7 Фагоцитарное число нейтрофилов, усл. ед. борцы *4,38 ± 0,25 4,18 ± 0,23 3,89 ± 0,26 *5,41 ± 0,27
лыжники *3,74 ± 0,18 3,46 ± 0,17 *2,88 ± 0,16 *4,50 ± 0,26
р б-л < 0,05 < 0,05 < 0,001 < 0,05
8 Лизосомальная активность нейтрофилов, усл. ед. борцы 400 ± 22 *277±24 *538±22 *446±28
лыжники *356± 18 *412±20 *332± 16 *437±20
р б-л — < 0,001 < 0,001 —
9 Количество НСТ-активных 9 нейтрофилов, х10 /л борцы 1,42 ± 0,09 *1,03 ± 0,10 0,93 ± 0,08 *1,30 ± 0,08
лыжники 1,40 ± 0,08 *1,20 ± 0,06 1,09 ± 0,07 *1,34 ± 0,09
р б-л — < 0,05 — —
10 Фагоцитарное число моноцитов, усл. ед. борцы *4,05 ± 0,16 3,99 ± 0,24 *3,31 ± 0,20 3,28 ± 0,23
лыжники 3,32 ± 0,16 *2,85 ± 0,12 *2,43 ± 0,13 *3,15 ± 0,19
р б-л < 0,01 < 0,001 < 0,001 —
11 Лизосомальная Активность моноцитов, усл. ед. борцы 201 ± 20 * 109± 13 * 156 ± 9 *223±20
лыжники *161 ± 13 150 ± 8 137 ± 8 * 182± 10
р б-л — < 0,01 — < 0,05
12 Количество НСТ-активных 9 моноцитов, х10 /л борцы 0,20 ± 0,02 *0,08 ± 0,01 0,11 ± 0,02 *0,19 ± 0,02
лыжники 0,20 ± 0,02 *0,14 ± 0,01 0,12 ± 0,01 *0,17 ± 0,02
р б-л — < 0,01 — —
Условные обозначения: р б-л — уровень значимости различий показателей борцов и лыжников; * — значимые различия показателей относительно предыдущего периода.
Как видно из этих данных, содержание Лц у лыжников было значительно выше, чем у борцов во все сезоны года, за исключением зимнего. Известно, что содержание Лц в крови зависит от интенсивности миграции клеток из органов кроветворения, соотношения маргинального и циркулирующего пула Лц, а также от скорости миграции клеток из кровеносного русла в ткани. В норме при физической работе основной причиной динамики показателей лейкограммы являются изменения эндокринного статуса организма [6] и, в частности, повышение содержания КА и Гк, а также образование тканевых метаболитов, инициирующих мио-генный лейкоцитоз. При этом мобилизация креатинфосфатного и гликолитиче-ского механизмов энергообеспечения осуществляется посредством КА и Гк, а мобилизация окислительного фосфорилирования за счет повышенной секреции КА. Поэтому можно полагать, что различия уровня Лц у борцов и лыжников обусловлены особенностями нейроэндокринной регуляции энергообеспечения двигательной активности.
Максимум средних значений содержания Лц у спортсменов обеих групп приходился на зимний период. Отсутствие в этот период достоверных различий количества Лц между спортсменами исследуемых групп обусловлено более низким (Р < 0,01) содержанием лимфоцитов (Лф) у лыжников, по сравнению с борцами. Вполне вероятно, что зимнее снижение уровня Лф у лыжников могло быть связано с повышенной секрецией Гк из-за эмоционального напряжения вследствие их участия в соревнованиях.
Весной у спортсменов обеих групп наблюдалась однонаправленная динамика некоторых показателей лейкограммы: снижение содержание Лц за счет популяции Нф и моноцитов (Мн). Одинаковые тенденции этих показателей у спортсменов с разным преобладающим механизмом энергообеспечения и явными отличиями динамики физических нагрузок, по нашему мнению, убедительно свидетельствуют об обусловленности этих изменений сезонным снижением фоновой активности САС при уменьшении термогенеза. Это подтверждается наличием отрицательных корреляций между содержанием Лц, Нф и Мн, с одной стороны, и параметрами светового дня, с другой.
Вместе с тем у борцов в весенний период уменьшение количества палочко-ядерных нейтрофилов (ПЯНф) и Мн было значительно более выражено, чем в группе лыжников. При этом у борцов, в отличие от лыжников, весной наблюдалось снижение содержания уровня эозинофилов (Эо) и Лф. Как известно, весной в связи с увеличением длительности дня отмечается сезонный максимум активности гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы и повышение содержания гонадо-тропных гормонов (ГТГ) в крови [3]. Поэтому можно полагать, что весной причиной значительного снижения у борцов уровня Лф явилось увеличение объема анаэробных физических нагрузок на фоне сезонного повышения содержания ГТГ в крови.
В летний период у лыжников существенных изменений показателей лейко-граммы не отмечалось. Повышение содержания Лф и уменьшение количества Нф
и Мн у них хорошо согласуется с циркануальным ритмом активности гипотала-мо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС) и секреции Гк. У борцов в летний период по сравнению с весенним наблюдалось достоверное уменьшение (Р < < 0,01) количества Нф и увеличение содержания Лф (Р < 0,01) до уровня зимних значений. Можно полагать, что отмеченные изменения уровня Лф связаны с сезонным уменьшением секреции гормонов коры надпочечников. В то же время значительное снижение уровня Нф у борцов в летний период, вполне вероятно, связано с механизмами адаптации к физическим нагрузкам, осуществляемым в условиях высокой температуры среды.
В осенний период у спортсменов обеих групп отмечалось достоверное увеличение числа ПЯНф и Мн. Вполне вероятно, это связано с одновременным повышением секреции НА и тироидных гормонов под влиянием низкой температуры среды в этот период [3]. Поэтому можно полагать, что повышение уровня фагоцитов у спортсменов в осенне-зимний период является одним из проявлений адаптации организма к холоду. В этом случае более выраженные колебания количества гранулоцитов у борцов отражают менее совершенные механизмы адаптации к низкой температуре внешней среды.
При этом у борцов на фоне повышения содержания Эо и Нф наблюдалось значительное снижение уровня Лф в крови. Эти изменения показателей лейко-граммы вероятно обусловлены синхронным повышением секреции Гк при выполнении физической работы анаэробной направленности и тироидных гормонов при активации механизмов теплопродукции в осенний период.
Показатели фагоцитарного числа Нф у борцов во все периоды года были значительно выше, чем у лыжников. Вместе с тем у спортсменов обеих групп осенью отмечалось достоверное повышение фагоцитарной активности Нф относительно других сезонов. При этом также у спортсменов обеих групп показатели кислородного метаболизма Нф повышались в осенне-зимний период и снижались в весенне-летний. Не вызывает сомнений то, что разный уровень поглотительной способности Нф обусловлен отличиями гормональной активации анаэробного или аэробного метаболизма. В то же время синхронная динамика фагоцитарной и НСТ-активности Нф у борцов и лыжников, вполне вероятно, связана с известным эндокринным механизмом увеличения потребления кислорода при обеспечении повышенного уровня несократительного термогенеза в осенне-зимний период [10].
В осенне-зимний период уровень лизосомальной активности Нф у борцов и лыжников не имел достоверных различий. В то же время в весенне-летний период у спортсменов с анаэробным и аэробным механизмом энергообеспечения двигательной деятельности отмечались противоположные тенденции этого показателя. Вероятно, низкие температуры оказывают модулирующее влияние на уровень лизосомальной активности Нф, а при положительных значениях температуры внешней среды направленность физических нагрузок оказывает модифицирующее влияние на динамику этого показателя.
Показатели фагоцитарного числа Мн у борцов были достоверно выше, чем у лыжников во все сезоны за исключением осеннего. В динамике этого показателя у борцов отмечалось повышение средних значений в зимне-весенний период, а у лыжников — в осенне-зимний. Вместе с тем период минимальных значений лизосомальной активности Мн у борцов приходится на весенний период, а у лыжников — на летний. Кроме того, амплитуда среднего уровня этого показателя у борцов явно превосходит таковую у лыжников. Поэтому вполне вероятно, что в данном случае имеет место более инертная динамика ритма фагоцитарной активности Мн и более лабильные изменения ритма лизосомальной активности этих клеток у спортсменов, двигательная деятельность которых осуществляется в искусственной среде со значительно меньшей амплитудой колебаний температурных условий.
Таким образом, анализ исследований лейкограмм и функционального состояния фагоцитов периферической крови у борцов и лыжников свидетельствует о том, что динамика этих показателей по сезонам года характеризуется как общими тенденциями, так и выраженными различиями. Так, можно полагать, что различия среднего уровня исследуемых показателей, наблюдавшиеся у борцов и лыжников практически во все сезоны года, обусловлены разным гормональным обеспечением анаэробного и аэробного метаболизма при осуществлении их двигательной активности. Вместе с тем общие тенденции по сезонам года показателей лейкограммы и функционального состояния фагоцитов у представителей разных видов спорта и с преобладанием разных механизмов энергообеспечения двигательной деятельности связаны, вполне вероятно, с сезонным ритмом нейроэндо-кринной регуляции, модулируемого изменениями условий внешней среды. Наблюдающиеся при этом по сезонам года у борцов и лыжников отличия динамики исследуемых показателей и их уровня, вероятно, являются следствием модифицирующего влияния анаэробных или аэробных физических нагрузок на биоритмы нейроэндокринной регуляции.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Голиков А.П., Голиков П.П. Сезонные ритмы в физиологии и патологии. — М.: Медицина, 1973. — 167 с.
[2] Горизонтов П.Д. Стресс. Система крови в механизме гомеостаза // Гомеостаз / Под ред. П.Д. Горизонтова. — М.: Медицина, 1981. — С. 538—573.
[3] Дедов И.И., Дедов В.И. Биоритмы гормонов. — М.: Медицина, 1992. — 256 с.
[4] Деряпа Н.Р., Мошкин М.П., Посный В.С. Проблемы медицинской биоритмологии. — М.: Медицина, 1985. — 208 с.
[5] Долгушин И.И., Бухарин О.В. Нейтрофилы и гомеостаз. — Екатеринбург: УрО РАН, 2001. — 283 с.
[6] Захаров Ю.М. Лекции по физиологии системы крови // Медицинский вестник. — 2003. — № 3. — 232 с.
[7] Комаров Ф.И., Малиновская Н.К., Рапопорт С.И. Мелатонин и биоритмы организма // Хронобиология и хрономедицина. — М.: Триада-Х, 2000. — С. 82—90.
[8] Сашенков С.Л. Состояние систем транспорта кислорода, особенности иммунного статуса и вероятность развития респираторных инфекций у спортсменов с аэробной и анаэробной направленностью тренировочного процесса: Дис. ... д-ра мед. наук / ЧГМА. — Челябинск, 1999. — 272 с.
[9] Теплова С.Н. Временная организация механизмов неспецифической защиты организма от инфекции: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук / ТГМИ. — Томск, 1981. — 32 с.
[10] Физиология адаптационных процессов: руководство по физиологии / Под ред. О.Г. Га-зенко, Ф.З. Меерсона. — М.: Наука, 1986. — 635 с.
DYNAMICS OF PHAGOCYTIC, LYSOSOMATIC AND NBT AKTIVITY OF NEUTROPHILES AND MONOCYTES IN PERIPHERAL BLOOD OF SPORTSMEN ON SEASONS
V.A. Kolupayev
Department of Theory and Methods of Skiing Ural State University of Physical Culture
Engels str., 22, Chelyabinsk, Russia, 454080
The results of seasonal investigations (indices of leucogramm, absorbing, lysosomatic and NBT activity of phagocytes in peripheral blood) of sportsmen, having mostly anaerobic or aerobic metabolis-tic type of motion are submitted in the article. It is shown here that average indices of phagocytic number of neutrophiles at fighters are considerably higher during all seasons of investigations, than of skiers. Dynamics of content of bacillary nuclear neutrophiles, monocytes and NBT-test of sportsmen, independently on the type of their energy providing mechanism of motion, is characterized by certain weight-loss during spring-summer period and certain weight-gain during autumn-winter period. The regulations about volume prove, that observable distinctions of dynamics of investigated parameters at fighters and skiers are consequence of influence anaerobic or aerobic physical activities and their seasonal tendencies neuroendocrinal regulation.
Key words: peripheral blood of sportsmen; anaerobic or aerobic energy providing mechanism; the seasons of year; phagocytic, lisosomatic and NBT aktivity of neutrophiles and monocytes; neuroendocrinal regulation.
