CC BY
64
УДК 612.015+612.39
МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ МОЛОДЫХ МУЖЧИН К ПРИРОДНЫМ ФАКТОРАМ СЕВЕРА
Т.И. КОЧАН, В.Г. ЕВДОКИМОВ, Т.П. ЛОГИНОВА, Т.В. ЕСЕВА, Е.Р. БОЙКО
Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар kochan0707@mail.ru
Годовой мониторинг метаболических показателей у солдат, проходящих срочную службу на Севере, позволил выявить, что основной особенностью обмена веществ обследуемых по сравнению с северянами является проявление признаков гипогликемии не в октябре-ноябре, а в марте. В период весеннего равноденствия, но еще при действии отрицательных температур воздуха, параллельно со снижением уровня глюкозы происходит уменьшение концентраций лактата и триглицеридов, толщины кожно-жировой складки, показателей газообмена до минимальных значений. Это свидетельствует о возникновении у солдат срочной службы состояния значительного напряжения в процессах энергообеспечения организма и усилении роли анаэробного гликолиза в поддержании энергетического гомеостаза.
Ключевые слова: обмен веществ, человек, адаптация, Север
T.I. KOCHAN, |V.G. EVDOKIMOV, T.P. LOGINOVA, T.V. ESEVA, E.R. BOJ-KO. METABOLIC ADAPTATION OF YOUNG MEN TO NATURAL FACTORS OF THE NORTH
The annual monitoring of the metabolic indices of young men doing their compulsory military service in the North, revealed that the basic feature of metabolism in the examined men in comparison with northerners is the development of hypoglycemia signs in March instead of October-November. In period of spring equinox, with the factor of low temperature still active, the decrease of glucose level is accompanied by the reduction of lactate and triglycerides concentrations, thickness of skin-fatty fold, and indices of gas exchange to minimum values. This testifies to considerable tension in the processes of energy supply of an organism and the increasing role of anaerobic glycolysis in maintaining energy homeostasis.
Key words: metabolism, human, adaptation, North
В настоящее время накоплен значительный фактический материал об изменениях метаболических процессов в организме человека, обусловленных действием природных факторов Севера [1-11]. Известно, что определяющая роль в процессе адаптации теплокровного организма к действию низких температур принадлежит перестройке энергетического обмена в направлении увеличения теплопродукции и поддержания температурного гомеостаза. Однако, как следует из данных литературы [12-14], потребление О2 и косвенно рассчитываемая по этому показателю теплопродукция у человека в начальный период холодовой адаптации снижаются, что свидетельствует об уменьшении энергообеспечения организма за счет аэробного окисления веществ. В этих условиях, как полагают авторы, существенно повышается энергетическая роль анаэробного гликолиза.
Современная демографическая ситуация на Севере, характеризующаяся ростом приезжего населения, ставит перед экологической физиологией неотложную задачу комплексного изучения стадий
адаптации человека к природным факторам, включающим, прежде всего, сезонные изменения светового режима и длительное действие отрицательных температур воздуха. Поэтому определенный интерес в плане изучения механизма адаптации организма к действию природных факторов представляет проведение исследований на мигрантах с небольшим сроком проживания на Севере. Отличной моделью для подобного исследования являются солдаты срочной службы, так как возраст, питание, социально-бытовые условия и многие другие факторы в такой группе людей не имеют существенных отличий, что позволяет получить более объективную оценку влияния сезонных изменений внешней среды на организм.
Цель настоящего исследования состояла в том, чтобы на основании ежемесячного обследования военнослужащих изучить годовую динамику показателей энергетического обмена и оценить ключевые моменты в адаптации организма к меняющимся условиям Севера.
Материал и методика исследований
На протяжении года, в начале третьей декады каждого месяца, были обследованы солдаты от 20 до 32 чел. (средний возраст 19±0,5, 1-я группа здоровья) срочной службы из подразделения учебного полка - комендантской роты военного гарнизона (62° с.ш.). В отдельные месяцы по служебным причинам не все солдаты из группы наблюдения проходили обследование, но порядок несения службы для всех был однотипным: несение караульной службы на открытом воздухе одни сутки, сутки - повседневная служба. Последняя включала: подготовку строевую - не менее 2 ч. в день; физическую - не менее 4 ч.; специальную - не менее 2 ч., в том числе стрелковую - два раза в неделю, и теоретическую - 4 ч. в неделю по плану части.
Обследование проводили после ознакомления с целью исследования и письменного согласия военнослужащих, а также руководства военной части. Молодые люди преимущественно русской национальности не являлись коренными жителями Республики Коми, стаж их службы к моменту проведения исследований составлял четыре-шесть месяцев. В день обследования (день несения обычной службы) утром натощак (до проведения физзарядки) у солдат из локтевой вены осуществляли забор крови, в которой определяли стандартными унифицированными биохимическими методами концентрацию глюкозы (ГЛ), лактата (ЛК), мочевины (МЧ), триглицеридов (ТГ). Показатели газообмена - потребление кислорода (ПК) и выделение углекислого газа (ВУГ) - изучали в покое лежа (2 мин) с помощью автоматизированной системы сбора и обработки физиологических данных - СОФИД -комплекса приборного и программного обеспечения экспресс - диагностики состояния систем кровооб-
ращения и дыхания человека, созданного В.Г. Евдокимовым [15] на базе микро-ЭВМ линии DEC. Ввод физиологических данных обеспечивался через четырехканальный АЦП 4АЦП-10/30-ЦАП производства фирмы "ТЕКОМ" (Новосибирск).
Оценивали фактическое питание по методу, рекомендованному Институтом питания РАМН. Определяли антропометрические показатели: массу тела и толщину кожно-жировой складки (КЖС) над углом правой лопатки. Систематически учитывали режим погоды. Полученные результаты были обработаны методом вариационной статистики. Наличие статистической значимости сезонных изменений исследуемых показателей определяли с помощью параметрического f-критерия Стьюдента для оценки выборок с попарно связанными вариантами (в случае нормального) и непараметрического W-критерия Вилкоксона (в случае асимметричного распределения значений).
Результаты исследования
Изменение температуры воздуха на протяжении года носило скачкообразный характер, т.е. не было выявлено как плавного понижения, так и плавного ее повышения. Значительные неожиданные перепады температуры отмечались в марте (резкое похолодание, на 4С по сравнению с февралем) и в мае (существенное потепление до +27С днем против -2С в апреле). Все это, несомненно, отражалось на состоянии обмена веществ.
Особенностью питания солдат (рис. 1) являлось повышенное во все месяцы обследования потребление углеводов (значительно превышающее норму), а жиров, наоборот, - пониженное. Дефицит жирового компонента рациона в питании военнослужащих отмечался в течение года. Поступление белков с суточным рационом было выше
Сентябрь
Октябрь 150
Август
Июль
Июнь
екабрь
Январь
Февраль
::Ф..Белки
■Ж— Жиры _ - Углеводы О Энергия
Май~ ^~ і ^Март Апрель
Рис. 1. Годовая динамика потребления солдатами основных пищевых элементов и энергии с суточным рационом (в процентах от нормы).
нормы в осенний, зимний и весенний периоды, тогда как летом оно в значительной степени понижалось, опускаясь в июне и августе ниже нормы. Изменение энергетической ценности суточных рационов находилось в полном соответствии с динамикой потребления углеводов.
Несмотря на дисбалансированное питание в течение года, у испытуемых были выявлены сезонные особенности изменения антропометрических показателей. Годовая динамика массы тела солдат проявлялась в постепенном ее нарастании с 67±1,7 кг в октябре до 70,5±2,0 кг в марте, дальнейшем снижении показателя до 67,4±1,6 кг в июне и обратном увеличении до 70,6± 1,7 кг в октябре следующего года. Толщина КЖС (рис. 2) с наступлением холодного времени года также постепенно увеличивалась, достигая максимальной величины в декабре и январе, но, в противоположность изменению массы тела, она уменьшалась в марте, за-
см
месяц обследования
Рис.2. Изменение толщины кожно-жировой складки (лопатка) солдат в зависимости от месяца обследования.
Примечание: римскими цифрами обозначены месяцы, по отношению к которым изменения достоверны (р<0,05).
тем несколько возрастала в апреле и снова снижалась до минимального значения в мае, когда отмечалось резкое потепление, а солдаты получали наиболее калорийное питание. Интересно отметить, что в летний сезон снова происходило увеличение толщины КЖС.
Динамика показателей газообмена на протяжении года выражалась в том, что ПК и ВУГ достигали максимальных значений в октябре, ноябре и мае, а в январе, марте, июне и августе величины их достоверно снижались (рис. 3), свидетельствуя о некотором торможении аэробного окисления.
Изменение концентраций метаболитов крови также носило сезонный характер. При существенном снижении температуры воздуха в ноябре (до -16...-19°С в дни обследования) в крови испытуемых высоко достоверно увеличивалась концентрация ТГ (в 1,6 раза, р<0,001), понижался уровень МЧ (на 13%, р<0,01), но практически не изменялось содержание ГЛ и ЛК (см. таблицу).
Отличительной чертой метаболизма у испытуемых в декабре, когда температура воздуха в дни обследования составляла -15°С, -6 С, а долгота дня сокращалась до минимума (5 ч. 09 мин.), наблюдалось увеличение в плазме крови ГЛ до максимальной величины (на 19% по сравнению с ноябрьским показателем, р<0,01) наряду со снижением содержания ТГ (на 60%, р<0,001). Концентрация ЛК сохранялась на высоком уровне.
В январе, при максимальном понижении температуры воздуха (-18°...-24°С), и в марте, при неожиданном похолодании (до -13°...-15°С) после потепления в феврале (-11...-9°С), гликемический уровень достоверно (р<0,001) снижался до нижнего предела нормы. Однако концентрация плазменного ЛК, как показателя интенсивности анаэробного окисления ГЛ, не нарастала, а также уменьшалась, особенно в марте (на 45% относительно предыдущего месяца, р<0,001), достигая минимального значения. Наряду с этим в марте в крови испытуемых снижалось содержание ТГ (на 24%, р<0,05), и, наоборот, увеличивалась концентрация МЧ (на 12% сравнительно с февральским показателем, р<0,05).
В апреле при увеличении долготы дня на 3 ч. после мартовского равноденствия еще продолжалось действие отрицательных температур (-1, -2С). Метаболические изменения в это время года состояли в том, что достоверно повышались концентрации ГЛ, ЛК и ТГ (на 24, 105 и 54% соответственно, р<0,001), проявлялась тенденция к увеличению МЧ. Максимальное накопление ЛК (до верхнего предела нормы), происходящее на фоне поддержа-
Рис. 3 Динамика потребления кислорода (ПК) и выделения углекислого газа (ВУГ).
Примечание. * - р<0,05 - достоверность различий по сравнению с предыдущим месяцем.
Концентрация метаболитов в крови молодых мужчин в зависимости от месяца обследования (M±m)
Месяц обследования Глюкоза, ммоль/л Лактат, ммоль/л Триглице- риды, ммоль/л Мочевина, ммоль/л
Октябрь 4,20±0,13 2,70±0,14 1,00±0,08 5,40±0,12
Ноябрь 4,32±0,25 2,67±0,08 1,58±0,04*** 4,72±0,16**
Декабрь 5,13±0,13** 2,71 ±0,12 0,64±0,05*** 4,88±0,12
Январь 3,97±0,11*** 2,27±0,10* - 4,85±0,13
Февраль 4,24±0,10 2,42±0,13 0,78±0,08 4,15±0,16**
Март 3,62±0,12*** 1,34±0,09*** 0,59±0,06* 4,63±0,11*
Апрель 4,48±0,14*** 2,75±0,14*** 0,91 ±0,05*** 4,76±0,13
Май 4,43±0,03 2,08±0,02*** 0,53±0,09** 5,70±0,01***
Июнь 4,57±0,28 1,94±0,08 0,99±0,11** 5,37±0,18
Июль 4,69±0,19 1,74±0,09 0,75±0,08 3,80±0,15***
Август 4,74±0,26 2,57±0,23*** 0,69±0,03 3,42±0,19
Сентябрь 4,57±0,2 1,98±0,05* 0,52±0,05** 3,65±0,22
Октябрь 4,84±0,28 2,24±0,17 0,8±0,07** 4,23±0,17*
Примечание: * - р<0.05; ** - р<0.01; *** - р<0.001 -достоверность различий по сравнению с предыдущим месяцем
ния нормального гликемического уровня, являлось свидетельством более высокой скорости его образования по сравнению со степенью утилизации.
В мае при смене действия отрицательных температур воздуха на положительные и более того -резком потеплении (до +15С утром, +27С днем) содержание в крови ЛК и ТГ достоверно снижалось сравнительно с апрельскими показателями (на 24 и 42% соответственно). Концентрация ГЛ практически не изменялась. В то же время уровень МЧ повышался до максимальной величины, т.е. на 20% (р<0,001) по сравнению с предыдущим месяцем.
В период полярного лета - июне (+10С, +17С), относительно мая более прохладном, содержание в крови ГЛ, ЛК, и МЧ достоверно не изменялось, тогда как концентрация ТГ возрастала на 87% по сравнению с майским показателем (р<0,01). В июле (+7 С, +11 С) метаболические изменения у обследуемых включали: достоверное снижение МЧ (на 29%, р<0,01), а также ТГ и ЛК (на 24 и 10% соответственно). Содержание ГЛ сохранялось на уровне предыдущего месяца. При некотором повышении температуры воздуха в августе (до +15°, +17С - утром и до +21°...+22°С - днем) в большинстве метаболитов не было выявлено достоверно значимых изменений, за исключением значительного накопления в крови ЛК, на 48% больше чем в июле (р<0,001).
В сентябре, относительно теплом (+6°С, +12С), содержание ГЛ и МЧ в крови солдат не испытывало достоверных изменений. В то же время значительно понижались концентрации ЛК и ТГ (на 23 и 25%).
Среднемесячная температура воздуха в октябре первого и второго года не имела существенных отличий, она превышала климатическую норму на 2 и 4°С соответственно. При повторном обследовании солдат в октябре, замыкающем цирканну-альный цикл, в крови испытуемых отмечалось по
сравнению с сентябрем повышенное содержание ТГ, ЛК и МЧ. Достоверно увеличивалась толщина КЖС, проявлялась тенденция к приросту ПК и вУг, однако показатели газообмена были на более низком уровне, чем в октябре предыдущего года, что свидетельствовало о меньшей интенсивности аэробного окисления веществ, о доминировании липогенеза над липолизом. Следовательно, метаболическая адаптация солдат к наступлению очередного холодного сезона уже носила опережающий характер и выражалась в более раннем резервировании жиров.
Обсуждение результатов
Сопоставляя представленные результаты с ранее полученными данными по сезонной динамике метаболических показателей крови у жителей Севера [7-9, 16-18], можно отметить, что у солдат не выявлено характерной для северян осеннезимней гипогликемии. В октябре и ноябре у молодых мужчин зарегистрировано понижение уровня ГЛ, но в пределах физиологической нормы. Однако концентрация ЛК при этом также, как и у северян, достигает максимально допустимых величин, что, возможно, связано с повышенным участием в поддержании энергетического гомеостаза аминокислот, о чем свидетельствует высокий уровень МЧ, образующейся в результате их дезаминирования. Углеродные скелеты 10 аминокислот включаются в цикл трикарбоновых кислот через стадию превращения их в пируват [19] и, по-видимому, интенсивное образование последнего является, наряду с гликолизом, дополнительным фактором накопления ЛК.
Предположение о большей утилизации аминокислот в энергообмене согласуется с тем, что в это время (октябрь-ноябрь) концентрация ТГ в значительной степени повышается, особенно в ноябре, свидетельствуя об усилении липогенеза, т.е. о резервировании жиров, а не их расходовании в качестве источников энергии. Полученные результаты сопоставимы с данными, установленными при изучении метаболизма у женщин, проживающих в условиях Севера, с той лишь разницей, что наибольший уровень ТГ в крови северянок выявлен в декабре [17, 18]. Интересно отметить, что если у женщин запасанию основного энергетического субстрата наряду с повышенной утилизацией ГЛ способствовало большее (август-октябрь) по сравнению с нормой потребление жиров (на 16-28%) в составе суточного рациона [18], то у солдат содержание жиров в рационе во все месяцы обследования было ниже нормы, особенно в октябре, на 40% меньше требуемого количества, и в ноябре - на 32 %, тогда как потребление углеводов и белков в этот период превышало установленную норму (в среднем на 30 и 17% соответственно). Несмотря на пониженный уровень жирового питания, толщина КЖС обследуемых в ноябре по сравнению с октябрем проявляла тенденцию к увеличению. Этот факт согласуется со значительным ростом в крови концентрации ТГ.
Сравнение динамики концентрации ТГ в крови солдат на протяжении года (см. таблицу) с изменением толщины КЖС (рис. 2) показывает, что достоверное повышение уровня ТГ в ноябре, апреле,
июне, октябре положительно коррелирует с увеличением толщины складки, так же, как и понижение содер-жания ТГ в марте, мае, сентябре - с уменьшением величины КЖС. Однако рассогласование антропометрических и биохимических показателей жирового обмена отмечалось в декабре и августе. Возможно, это было связано с повышенным потреблением калорий (на 31 и 27% больше нормы), что способствовало одновременному резервированию и утилизации жиров, о чем свидетельствовали утолщение КЖС при снижении концентрации ТГ.
Выявленные нами особенности метаболической адаптации мигрантов к изменению факторов внешней среды в осенне-зимний период согласуются с данными по газообмену, также отражающими механизм энергообеспечения организма человека. Так, в начальный период снижения температуры воздуха и долготы дня у молодых мужчин отмечается активизация аэробного окисления веществ, а не его торможение, как это было установлено при обследовании северян на первой стадии адаптации к холодовому фактору [3, 12-14].
Снижение интенсивности аэробного окисления веществ и усиление роли анаэробного гликолиза в обеспечении энергетических потребностей организма обследуемых наблюдается в январе - самом холодном месяце. Об этом свидетельствуют, с одной стороны, достоверное уменьшение ПК, а с другой - значимое понижение концентрации ГЛ крови. Следовательно, именно в связи с действием очень низких температур воздуха реакция организма молодых мужчин с незначительным сроком проживания на Севере направлена на ограничение полного окисления нутриентов до СО2 и Н2О, что способствует, во-первых, снижению теплоотдачи с таким конечным продуктом аэробного метаболизма, как вода. Во-вторых, это адаптационное изменение метаболизма направлено на повышение утилизации недоокисленных веществ в анаболических процессах, в частности, в синтезе резервных жиров. В пользу доминирования процесса резервирования жиров над их окислением свидетельствует максимальное увеличение толщины КЖС молодых мужчин.
Некоторая активизация аэробного окисления веществ у испытуемых отмечается в феврале, это подтверждается увеличением показателей газообмена. Что служит основным энергетическим субстратом для поддержания температурного гомеостаза организма, если энергетическая ценность рациона снижается за счет углеводных и белковых компонентов питания, а потребление жиров остается на низком, недостаточном по сравнению с нормой уровне. Поскольку толщина КЖС в феврале по сравнению с январем начинает снижаться и уровень ТГЦ становится вдвое меньшим, чем в ноябре, а концентрация ГЛ повышается, следовательно, в поддержании энергетического гомеостаза увеличивается роль окисления жирных кислот.
Отличительной особенностью обменных процессов в марте, при температуре воздуха более низкой, чем в феврале, является снижение концентрации ГЛ (ниже допустимой нормы) и параллельное с этим уменьшение уровня ЛК и ТГЦ до мини-
мальных значений, что свидетельствует о повышенной утилизации отмеченных метаболитов и возникновении состояния значительного напряжения в процессах энергообеспечения организма. С другой стороны, в этот период достоверно значимо увеличивается в крови концентрация МЧ, которая является результирующим показателем активного участия в обмене веществ аминокислот после их дезаминирования.
Судя по тому, что в марте показатели газообмена (ПК и в большей степени ВУГ) снижаются, можно сделать вывод о переключении механизма энергообеспечения организма на экономный режим, направленный на уменьшение теплопотерь. Дополнительным фактором, обусловливающим такое метаболическое изменение в организме испытуемых, является пониженное потребление жиров с суточным рационом сравнительно с календарными зимними месяцами. Следовательно, мак-ронутриенты в меньшей степени подвергаются аэробному окислению.
Труднообъяснимым явлением метаболизма солдат при обследовании в марте остается то, что при меньшем расходовании кислорода и образовании конечных продуктов окисления отмечалось снижение толщины КЖС и концентрации в плазме крови ТГ, свидетельствующее о мобилизации резервных жиров. По-видимому, этот факт следует рассматривать как результат интенсивного использования жирных кислот, образующихся при гидролизе ТГ, не столько для поддержания энергетического гомеостаза, сколько для анаболических процессов. Данное предположение согласуется с тем, что в марте у жителей высоких широт с разным северным стажем обнаруживается максимальное содержание в крови стероидного гормона коры надпочечников - кортизола [9], который, как известно, стимулирует образование и накопление гликогена в печени, усиливает расщепление жиров в мышцах и других тканях. В нашем обследовании повышенная утилизация метаболитов в пластических целях подтверждается нарастанием массы тела молодых мужчин, в среднем на 3,5 кг.
Таким образом, при резком понижении температуры воздуха в марте проявляется краткосрочная адаптивная реакция организма, включающая мобилизацию всех источников энергии, но, судя по снижению ПК и ВУГ сравнительно с предыдущими месяцами, аэробное окисление веществ затормаживается, что позволяет уменьшить теплопотери с таким конечным продуктом окисления, как вода, а интенсивность анаэробного гликолиза и его роль в поддержании энергетического гомеостаза организма увеличиваются.
В апреле при значительном потеплении сравнительно с мартом, но еще при действии отрицательной температуры воздуха, продолжает отмечаться напряжение в обеспечении энергетических потребностей организма, о чем свидетельствуют максимальная концентрация ЛК в крови и накопление МЧ. Так как ПК в апреле практически остается на том же уровне, что и в марте, то можно сделать вывод о сохранении существенной роли анаэроб-
ного гликолиза в механизме поддержания энергетического гомеостаза.
В мае при смене холодного режима погоды на теплый и высоком (на 48% превышающем норму) калорийном питании в значительной степени возрастает интенсивность аэробного окисления веществ, что способствует повышению теплоотдачи и обеспечению энергетического баланса в организме. Об усилении утилизации резервных жиров в это время года свидетельствуют снижение толщины КЖС до минимального значения, а также наиболее существенное понижение в плазме крови концентрации ТГ. Таким образом, в период переходный к летнему сезону отмечается очень высокая активность окислительно-восстановительных процессов.
С наступлением летнего сезона в июне в плазме крови солдат зарегистрировано значительное увеличение концентрации ТГ, которое свидетельствует об усилении липогенеза. Интересно то, что процесс резервирования жиров происходит, несмотря на существенное снижение потребления с суточным рационом, как самих жиров, так углеводов и белков. Вероятно, это связано с уменьшением энергетических затрат организма для поддержания его температурного гомеостаза. Этот факт согласуется с показателями газообмена в организме, а именно, со снижением до минимальных величин ПК и ВУГ, что свидетельствует о торможении интенсивности аэробного окисления веществ до конечных продуктов распада, т.е. об ограничении теп-лопотерь организма, с одной стороны, а с другой - о создании возможности для резервирования жиров.
В августе при повышенном потреблении жиров с рационом, особенно по сравнению с июнем, плазменная концентрация ТГ проявляет некоторую тенденцию к снижению, а толщина КЖС, наоборот, увеличивается, т.е. происходит одновременное использование и запасание жиров. Возможно, их резервирование в жаркое время года (теневая дневная температура в августе периодически достигала +27° и +29°С, а в дни обследования она была значительно ниже) является целесообразным с позиции поддержания теплового баланса организма именно во время существенного возрастания температуры окружающей среды, так как усиление ли-полиза способствует повышенному образованию эндогенной воды и увеличению теплопотерь в виде испарений воды с кожи и с дыханием.
Судя по тому, что концентрация ЛК в крови обследуемых в августе возрастает почти в полтора раза сравнительно с июльским показателем, образование его в значительной степени доминирует над утилизацией. Поскольку гликемический уровень не изменяется, значит, необходимая доля ЛК используется в глюконеогенезе, а существенное повышение его уровня в крови, по-видимому, связано со снижением эффективности утилизации пирува-та - предшественника ЛК. Предпосылки к накоплению органических кислот при усилении липолиза, как известно, возникают в результате интенсивного потока ацетил-КоА и одновременно растущего уровня митохондриальных пиридиннуклеотидов, что приводит к блокированию окисления пирувата.
При повышении уровня НАД Н тормозится пиру-ватдегидрогеназа через образование ее неактивной фосфорилированной формы. Возможно, с более интенсивным протеканием липолиза связано также уменьшение содержания МЧ в плазме крови до минимального значения, что на фоне понижения ВУГ свидетельствует о меньшем участии аминокислот после их дезаминирования и декарбоксили-рования в энергообмене.
С наступлением осени при снижении температуры воздуха до 6-12С достоверно значимое понижение уровней ЛК и ТГ в крови молодых мужчин может говорить как о меньшем образовании обозначенных метаболитов, так и о большей их утилизации в обмене веществ. Поскольку энергетический запрос организма в связи с некоторым похолоданием повышается, но поступление основных энергетических субстратов с пищей является недостаточным, о чем свидетельствует снижение потребления с суточным рационом жиров и углеводов, то, по-видимому, расходование внутренних резервов организма усиливается. Учитывая этот факт и судя по тому, что показатели газообмена сохраняются на уровне августовских значений, а резерв жиров в подкожной клетчатке проявляет тенденцию к уменьшению, можно сделать вывод о преимущественном использовании в качестве источника энергии жирных кислот.
Таким образом, годовой мониторинг биохимических показателей крови, отражающих состояние углеводного, белкового и липидного обмена у молодых мужчин с небольшим сроком проживания на Севере, позволил выявить, что основной особенностью обмена веществ у них по сравнению с коренными жителями является проявление признаков гипогликемии не в октябре-ноябре, а в марте. Особенности метаболических изменений в марте, когда параллельно со снижением уровня глюкозы происходит уменьшение концентраций лактата и триглицеридов до минимальных значений, связаны, на наш взгляд, с краткосрочной адаптацией организма молодых мужчин к неожиданному похолоданию, что выражается в повышенной утилизации отмеченных метаболитов и возникновении состояния значительного напряжения в процессах энергообеспечения организма.
Заключение
Годовой мониторинг показателей обмена веществ у молодых здоровых мужчин, проходящих срочную службу, выявил, что, несмотря на малый срок проживания в условиях Севера, у них так же, как и у коренных жителей, в начале холодовой адаптации происходит резервирование жиров в подкожной клетчатке и постепенная их утилизация во второй половине зимнего сезона. Однако у солдат в отличие от северян аэробное окисление веществ на первой стадии действия низких температур не снижается, а повышается. По-видимому, в это время года наряду с углеводами в качестве источника энергии активно используются аминокислоты, о чем свидетельствует накопление в крови мочевины. Основной особенностью обмена ве-
ществ у молодых мужчин с небольшим сроком проживания на Севере является проявление признаков гипогликемии не в октябре-ноябре, а в марте, когда одновременно со снижением уровня глюкозы происходит уменьшение концентраций лактата и триглицеридов до минимальных значений, понижаются показатели газообмена. Возникновение состояния значительного напряжения в процессах поддержания энергетического гомеостаза организма, по-видимому, связано с краткосрочной адаптацией организма молодых мужчин к неожиданному похолоданию и свидетельствует, в свою очередь, о недостаточной приспособленности солдат срочной службы к перенесению длительного зимнего периода года.
Литература
1. Казначеев В.П. Актуальные проблемы адаптации человека//Климато-медицинские проблемы и вопросы медицинской географии Сибири. Т.1. Томск, 1974. С. 6-18.
2. Казначеев В.П., Куликов В.Ю., Панин Л.Е. Особенности экологических факторов высоких широт //Механизмы адаптации человека в условиях высоких широт. Л.: Медицина, 1980. С. 10-24.
3. Деряпа Н.Р., Рябинин И.Ф. Адаптация человека в полярных районах земли. Л.: Медицина, 1977. 296 с.
4. Панин Л.Е. Особенности энергетического обмена //Механизмы адаптации человека в условиях высоких широт. Л.: Медицина, 1980. С. 87-97.
5. Авцын АП, Жаворонков АА., Марачев А.Г., Милованов А.П. Патология человека на Севере. М.: Медицина, 1985. 416 с.
6. Агаджанян НА, Ермакова Н.В. Экологический портрет человека на Севере. М.: “КРУК”, 1997. 207 с.
7. Бойко Е.Р. Некоторые закономерности метаболических перестроек у человека на Крайнем Севере // Физиология человека. 1996. Т. 22. №4. С. 122-129.
8. Бойко Е.Р., Бичкаева ФА. Закономерности метаболизма у человека в условиях Крайнего Севера//Физиологические закономерности гормональных, метаболических, иммунологических изменений в организме человека на Европейском Севере. Сыктывкар, 1997. С. 34-43.
9. Бойко Е.Р. Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности человека на Севере. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 190 с.
10. Makinen T.M., Paakkonen T., Palinkas LA. et al. Seasonal changes in thermal resposes of urban residents to cold exposure // Comp. Bio-chem. Physiol. A Mol. Integr. Physiol. 2004. Vol. 139. № 2. P. 229-238.
11. Van Ooijen A.M., Van Marken Lichtenbelt W.D., Van Steenhoven AA., Westerterp K.R. Seasonal changes in metabolic and temperature responses to cold air in humans //Physiol. Be-hav. 2004. Sep. 15. Vol.82. № 2. P. 545-553.
12. Тендитная Л.В. Некоторые показатели сезонных изменений газообмена и основного обмена у детей - коренных жителей Крайнего Севера // Физиология и патология человека в условиях Крайнего Севера. Новосибирск, 1977. С. 99-103.
13. Рощевский М.П, Евдокимов ВГ, Варламова НГ, Рогачевская О.В. Сезонные и социальные влияния на кардиореспираторную систему жителей Севера // Физиология человека. 1995. Т. 21. № 6. С. 55-69.
14. Рогачевская О.В. Функционирование сердечно-сосудистой и дыхательной систем у школьников в условиях Европейского Севера: Автореферат дисс. на соис. уч. степ. к.б.н. Сыктывкар, 2002. 22 с.
15. Евдокимов В.Г. Автоматизированная установка для синхронного экспресс-анализа кар-диореспираторной и терморегуляторной систем // Ускорение социально-экономического развития Урала. Свердловск, 1989. Блок 4. Часть 1. С. 51-54.
16. Кочан Т.И. Закономерности изменения показателей углеводного обмена в организме человека в зависимости от природных факторов Севера // Экология человека. 2006. №10. С. 3-7.
17. Кочан Т.И. Годовой мониторинг влияния условий Севера на метаболизм и функционирование сердечно-сосудистой системы человека// Усп. физиол. наук. 2007. Т.38, №1. С. 55-65.
18. Комплексная оценка влияния условий Севера на обмен веществ, физиологическое и психоэмоциональное состояние человека / Т.И.Кочан, В.Д.Шадрина, Н.Н.Потолицына, Т.В.Есе-ва, О.А.Кеткина // Физиология человека. 2008. Вып. №3. С.106-113.
19. Кольман Я., Рем К.-Г. Наглядная биохимия. Пер. с нем. М.:Мир, 2004. 470 с.
Статья поступила в редакцию 14.11.2012.
