CC BY
69
РАЗДЕЛ V
IVK
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
УДК Б15.37:79Б/799
КОРРЕКЦИЯ ИММУНОДЕФИЦИТНОГО СОСТОЯНИЯ И АНТИОКСИДАНТНОГО СТАТУСА ПРИ ЗНАЧИТЕЛЬНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ ПРОДУКТАМИ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕШЕСТВ
Р.С. Рахманов, В.В. Трошин, Т.В. Блинова, Л.А. Страхова,
ФБУН «Нижегородский научно-исследовательский институт гигиены и профпатологии»
Рахманов РоФаиль Салихович - e-mail: [email protected]
Изучено состояние гуморального иммунитета и антиоксидантного статуса у лиц в организованном коллективе, выполняющих работы со значительными физическими и психоэмоциональными нагрузками. Установлено развитие вторичного иммунодефицита, нарушение в системе перекисного окисления липидов, метаболитов азота и ферментов антиоксидантной зашиты. Применение натуральных концентрированных продуктов с повышенным содержанием биологически активных вешеств с антиоксидантными свойствами оказывает коррегируюшее действие на гуморальный иммунитет и состояние системы антиоксидантов.
Ключевые слова: физические нагрузки, иммуноглобулины, система оксидантов/ антиоксидантов, натуральные концентрированные пишевые продукты.
The authors have studied immunodeficiency state and antioxidant status in persons of an organized group. The persons have performed the work with considerable physical and psycho-emotional load. Development of secondary immunodeficiency, disorders in lipid peroxidation system, metabolites of nitrogen and enzymes of antioxidant protection have been found. The administration of natural concentrated foods contained higher levels of biologically active substances has had a corrective effect on humoral immunity and antioxidant system status.
Key words: physical load, immunoglobulin, oxidant/antioxidant system, natural concentrated foods.
Введение
Многочисленными исследованиями установлено, что значительные физические и психоэмоциональные нагрузки и перегрузки приводят к угнетению системы неспецифической резистентности и изменению иммунологического статуса организма, что является одной из причин заболеваемости работающих. При этом страдает как клеточный, так и гуморальный иммунитет. По данным Е.А. Гавриловой (2009), значительные физические нагрузки (ЗФН) сопровождаются выраженным снижением уровня нормальных антител, иммуноглобулинов классов А, М и С, секреторного иммуноглобулина А, лизоцима и общего белка, т. е. основных элементов иммунной системы, обеспечивающих защиту организма [1].
Одной из основных причин возникновения вторичных иммунодефицитов при ЗФН является нарушение взаимодействия клеток иммунной системы в результате изменения состояния их мембран и, в частности, рецепторного аппарата. Изменению состояния мембран иммунокомпетентных клеток может способствовать усиление процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), избыточное образование продуктов перекисного окисления, а также перекисей и свободных радикалов [2]. Избыточное накопление данных продуктов в крови может привести к нарушению синтеза убихинона, ферментов дыхательной цепи, снижению потребления кислорода, необходимого для аэробного обеспечения мышечной деятельности при физической нагрузке. Эти процессы усиливаются на фоне снижения активности основных антиоксидантных систем организма - супероксиддисмутазы (СОД), глутатионперокси-дазы, витамина Е и А, селена, цинка, меди, защищающих клетки от губительного действия свободных радикалов. В нормальных условиях свободные радикалы нейтрализуются системой антиоксидантов, созданной организмом [3]. Однако при наращивании интенсивности нагрузки производство сво-
бодных радикалов начинает превышать возможности защитной системы клетки. Все это приводит к снижению работоспособности, выносливости, нарушению адаптации к физическим нагрузкам, утомляемости и более медленному восстановлению организма после физических нагрузок.
В связи с вышеизложенным, вопросы коррекции иммунодефицитов и регуляции антиоксидантной системы организма при ЗФН приобретают особо важное значение. С этой целью применяются различные иммуномодуляторы микробного происхождения, препараты тимуса, интерферон, различные синтетические препараты [4, 5]. Особого внимание заслуживают натуральные концентрированные пищевые продукты (НКПП) криогенной технологии приготовления растительного и/или животного происхождения, содержащие повышенные концентрации витаминов, микроэлементов, минорных компонентов пищи с антиоксидантными свойствами, белки [6].
Данные продукты обладают противовоспалительными, антиаллергическими, противовирусными и противоопухолевыми свойствами, участвуют в клеточном дыхании в качестве катализаторов, ускоряя физиологические процессы в организме, улучшая систему кислородного энергообеспечения.
Цель исследования: изучение изменений гуморального иммунитета и антиоксидантного статуса у лиц, выполняющих работы со значительными физическими и психоэмоциональными нагрузками, и возможности коррекции иммунодефицитов и системы антиоксидантов при введении в рацион НКПП.
Материалы и методы
Для оценки гуморального иммунитета в сыворотке крови проводились исследования глобулиновых фракций - ІдС, ІдА, ідМ иммуноферментным методом с помощью наборов реагентов фирмы «Вектор Бест» (Россия).
Для оценки состояния антиоксидантной системы в сыворотке крови определяли активность каталазы, содержание малонового диальдегида (МДА), церулоплазмина (ЦП), метаболитов оксида азота. Активность каталазы определялась колориметрическим методом (Королюк М.А., Иванова Л.И, Майорова И.Г., 1988) [7]. Метод основан на способности перекиси водорода образовывать с молибда-том аммония стойкий окрашенный комплекс с максимумом поглощения при 410 нм. Содержание МДА определяли колориметрическим методом с тиобарбитуровой кислотой. При высокой температуре в кислой среде МДА реагирует с 2-тио-барбитуровой кислотой с образованием окрашенного три-метинового комплекса, имеющего максимум поглощения при 532 нм (иБЫуата М., 1978) [8]. Для определения ЦП использовали колориметрический метод Ревина. Метод основан на регистрации оптической плотности при 530 нм окрашенных продуктов, образующихся при ферментативном окисления церулоплазмином солянокислого парафенилен-диамина (Асатнани В.С., 1965) [9]. Определение уровня метаболитов оксида азота определяли скрининг-методом (Метельская В.А., Туманова Н.Г., 2005) [10]. Сыворотку крови депротеинизировали этиловым спиртом, восстановление нитратов осуществляли хлористым ванадием, нитриты эндогенные и суммарные определяли после добавления реактива Грисса. Расчет проводили по калибровочной кривой.
Под наблюдением находилось 30 здоровых лиц (15 женщин и 15 мужчин) в возрасте 23,0±1,5 лет, выполняющих работы, соответствующие V группе интенсивности труда и значительными психоэмоциональными нагрузками. Лицам основной группы (15 человек) в рацион питания были включены НКПП «Антитокс» (красный виноград, топинамбур, свекла, петрушка) и «Спортактив-2» (мясо кролика, сельдерей, лук репчатый, тыква, шиповник). НКПП принимали на протяжении 2 недель в количестве 30,0 г каждого продукта в день во время завтрака или обеда. Лица контрольной группы (15 человек) данные продукты не получали. Образцы крови отбирали утром натощак через 12 часов после выполнения работ. Статистическая обработка результатов проводилась с использованием программы БТАТСЖА 6,0. Результаты проведённых исследований выражались в виде М+ст, где М -среднее арифметическое, ст - среднее квадратичное отклонение. Для установления взаимосвязи между показателями иммуноглобулинов и оксидантного статуса проводился корреляционный анализ. Достоверность определялась по критерию Стьюдента.
Результаты и их обсуждение
При адекватной физической нагрузке в исходном состоянии в целом по группе наблюдения снижение уровня иммуноглобулинов !дв, 1дА, 1дМ было выявлено у 13,0%, 16,6%, 6,7% обследуемых лиц. С увеличением физической нагрузки наблюдалось угнетение иммунологической реактивности. Число лиц с уменьшенным содержанием иммуноглобулинов увеличивалось. Так, в контрольной группе снижение уровня 1дС, 1дА, 1дМ наблюдалось соответственно у 33,3+8,5%, 50,0+9,1%, и 16+6,7% обследованных. Концентрация 1дА снижалась на 37,3+12%, 1дС - на 50,0+11,8%, 1дМ - на 44,0+12,8% относительно исходного уровня. У некоторых лиц концентрация 1дА снижалась до 0,15 г/л, 1дМ - до 0,35 г/л, 1дС - до 6,0 г/л при норме 0,9-4,5 г/л, 0,5-3,7 г/л, 8,0-17,0 г/л соответственно.
У лиц опытной группы после приема НКПП снижение фракций иммуноглобулинов выявлялось у меньшего числа лиц относительно контрольной группы: для 1дА - у 26,0+11,2%
(р=0,001), для 1дМ - у 7,0+6,5% (р=0,001), для 1дС - у 20,0+17,8% (р=0,001). При этом снижение фракций было более умеренным, а выраженное снижение встречалось гораздо реже по сравнению с их уровнем у лиц контрольной группы. Концентрация 1дА снижалась на 6,0+6,1% (р=0,001), 1дС - на 27,0+11,4% (р=0,001), 1дМ - на 15,0+9,5% (р=0,001) относительно исходного уровня. Выявлены достоверные относительно контрольной группы.
Анализ показателей системы ПОЛ показал, что в период адекватной физической нагрузки концентрация МДА превышала нормальный уровень у 26,6+11,4% обследуемых лиц. При этом величина достигала 2,2+0,8 мкмоль/л при норме 1,4+0,4 мкмоль/л (р=0,002). С увеличением физической нагрузки частота повышения концентрации МДА у лиц контрольной группы увеличилась до 50,0+12%. Была выявлена обратная корреляционная связь между концентрацией МДА и содержанием 1дА (г=-0,8, р=0,05). В опытной группе увеличенная концентрация МДА наблюдалась в 2,0 раза реже и выявлялась у 23,0+10,5% обследуемых (р=0,02). При этом величина МДА достигала 1,7+0,1 мкмоль/л (р=0,032), корреляционной связи с динамикой 1дА выявлено не было.
В период адекватной физической нагрузки активность каталазы составляла 31,0+14 мкмоль/л (у 20,0+7,7% обследованных лиц её активность превышала в 1,5-2,0 раза верхнюю границу референтного значения, достигая 44-76 мкмоль/л.). При увеличении физической нагрузки в контрольной группе наблюдалась тенденция к увеличению активности фермента; в опытной группе было выявлено достоверное уменьшение активности фермента (р=0,012).
Анализ метаболитов азота показал, что в период адекватной физической нагрузки повышение концентрации общих метаболитов азота наблюдалось у 16,0+6,6% обследуемых лиц, при этом их концентрация в 1,5-2,0 раза превышала нормальный уровень (41+8,1 мкмоль/л), достигая 80,0 мкмоль/л. При увеличении физической нагрузки частота повышения метаболитов азота у лиц контрольной группы увеличилась до 33,0+12,1%; при этом средняя величина содержания увеличилась от 38,0+9,0 мкмоль/л до 51,0+17,0 мкмоль/л (р=0,014). В опытной группе повышенная концентрация метаболитов азота была выявлена лишь у 10,0+7,7% обследованных, при этом средняя величина достоверно не отличалась от исходной.
Как в опытной, так и в контрольной группах, не зависимо от физической нагрузки, была выявлена тенденция к увеличению концентрации ЦП, превышающей верхнюю границу референтного значения не более чем на 20,0%.
Проведенные исследования показали, что при значительных физических нагрузках происходят существенные сдвиги в показателях гуморального иммунитета, выражающиеся в уменьшении концентрации фракций иммуноглобулинов классов 1дС, 1дА, 1дМ, что является одним из признаков развития вторичного иммунодефицита. Увеличение интенсивности физической нагрузки приводит к более выраженным нарушениям состояния гуморального иммунитета, при этом увеличивается число лиц с более выраженной гипогамогло-булинемией, а концентрация иммуноглобулинов в крови у некоторых лиц достигает критически низких значений.
Г
РАЗДЕЛ V
РАЗДЕЛ V
IVK
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
Тяжелые физические нагрузки приводят к нарушению системы оксидантов-антиоксидантов. В крови появляются в избыточном количестве продукты перекисного окисления липидов (МДА), перекиси, что подтверждается повышенной
активностью каталазы. Увеличение метаболитов оксида азота может способствовать появлению токсичного для всех клеток организма, в том числе и иммунокомпетентных, пероксинитрита. Следует отметить, что при ЗФН выявляется незначительная реакция со стороны ЦП, компонента, обладающего выраженной оксидазной активностью и предотвращающего перекисное окисление липидов.
Выявленная обратная корреляционная связь между содержанием 1дА и концентрацией МДА свидетельствует о негативном влиянии продуктов ПОЛ на состояние гуморального иммунитета и подтверждает мнение авторов о влиянии свободнорадикальных процессов на иммунную систему [11].
В ходе исследования было установлено, что прием НКПП замедлял развитие иммунодефицита и приводил к стабилизации оксидантной системы организма.
Полученные данные позволяют рекомендовать использование НКПП для коррекции гуморального иммунитета и антиоксидантной системы организма у лиц в период интенсивных физических и психоэмоциональных нагрузок, а также для профилактики заболеваний, обусловленных вторичными иммунодефицитами.
Следует отметить, что гипогаммоглобулинемия и нарушения оксидантного статуса выявлены не у всех лиц, работающих в условиях значительных физических и психоэмоциональных нагрузок. По-видимому, данные лица имеют высокую адаптационную возможность и устойчивость к тяжелым физическим нагрузкам, обусловленную либо генетическими, либо внутренними или внешними факторами. Механизм данного явления требует тщательного изучения.
Выводы
1. Значительные физические и психоэмоциональные нагрузки приводят к развитию вторичного иммунодефицита и нарушению оксидантного статуса, выражающихся в уменьшении всех фракций иммуноглобулинов, увеличе-
нии продуктов ПОЛ, метаболитов азота, каталазы и церулоплазмина.
2. Рекомендовано использование НКПП для коррекции гуморального иммунитета и антиоксидантной системы организма в подготовительный период перед проведением работ, а также для профилактики заболеваний, обусловленных вторичными иммунодефицитами. Для более выраженного эффекта в плане повышения силы иммунного ответа НКПП должны применяться более длительное время.
3. Рекомендован биохимический контроль реакции организма на физическую нагрузку и выявление глубины окислительных процессов при развитии стресс-синдрома.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гаврилова Е.А. Стрессорный иммунодефицит у спортсменов. М.: Советский спорт, 2009. 192 с.
2. Зенков Н.К., Лапкин В.З., Меньшикова Е.Б. Окислительный стресс.
Биохимический и патофизиологический аспекты. М.: Наука/Интерпериодика, 2001. 343 с.
3. Владимиров Ю.А., Азизова О.А., Деев А.И. и др. Свободные радикалы в живых системах. Итоги науки и техники, серия «Биофизика». Москва: ВИНИТИ, 1992. Т. 29. С. 3-250.
4. Gleeson M., Lancaster G., Bishop N. Nutritional strategies to minimize exercise-induced immunosuppression in atletes. Can. J. Appl. Phisiol. 2001. Vol. 26. P. 523-535.
5. Venkatraman J.T., Pendergast D.R. Effects of Dietari Intake on Immune Function in Athletes. Sports Medicine. 2002. Vol. 32 (5). P. 323-337.
6. Пилат Т.Л., Кузьмина Л.П., Измерова Н.И. Детоксикационное питание. / под ред. Пилат Г.Л. М.: ГЭОТАР Лиди, 2012. 688 с.
7. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарева В.Е. «Метод определения активности каталазы». Лабораторное дело. 1988. № 1. С. 16-19.
8. Ushiyama M., Mishara М.Determination of malonaldehyd precursor in tissues by thiobarbituric acid test. Anal. Biochem. 1978. Vol. 86. № 1. Р. 271-278.
9. Асатиани В.С. «Определение церулоплазмина по Ревину». Новые методы биохимической фотометрии. М.: Наука. 1965.
10. Метельская В.А., Гуманова Н.Г. Скрининг-метод определения уровня метаболитов оксида азота в сыворотке крови. Клиническая лабораторная диагностика. 2005. № 6. С. 15-18.
11. Болевич С.Б. Бронхиальная астма и свободнорадикальные процессы. М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2006. 256 с.
