CC BY
91
УДК 612:613.1 (470.1)055(02)7
ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ СЕВЕРНОГО СТРЕССА И СОСТОЯНИЕ ИММУНИТЕТА У ПРИШЛЫХ ЖИТЕЛЕЙ СЕВЕРА
© 2011 г. В. И. Хаснулин, А. В. Хаснулина
Научный центр клинической и экспериментальной медицины Сибирского отделения РАМН, г. Новосибирск
Важным фактором эффективного приспособления человека к экстремальным климатогеофизическим условиям высоких широт, формирования устойчивости к инфекционным и неинфекционным заболеваниям, возникновению злокачественных новообразований и преждевременному старению является индивидуальная способность сохранять высокий уровень иммунной защиты организма. Исследования показали, что значительная часть переезжающих на Север людей реагирует на северный стресс возникновением сезонных иммунодефицитов, проявляющихся в снижении реактивности клеток-эффекторов системы иммунной резистентности, уменьшении содержания Т-лимфоцитов (CD3+), Т-хелперов (CD3+ CD4+), цитотоксических Т-лимфоцитов (CD3+ CD8+) и в угнетении их функциональной активности, а также в изменении показателей гуморального иммунитета. Одним из важных биологически значимых элементов северного стресса оказалось психоэмоциональное напряжение.
Целью исследования является изучение влияния психоэмоционального напряжения на особенности клеточного и гуморального иммунитета у пришлых жителей Севера.
Методы
Проведено комплексное клинико-лабораторное, функциональное, биохимическое, гормональное и иммунологическое обследование 347 практически здоровых пришлых жителей Севера в возрасте 25—55 лет. В качестве контроля проведено аналогичное обследование 58 здоровых жителей средних широт того же возраста. Обследование соответствовало стандартам Хельсинкской декларации 1975 года и её пересмотра 1983 года. От каждого обследованного человека получено информированное согласие на использование материалов в научных обобщениях. Для определения выраженности психоэмоционального стресса использованы психотесты Спилбергера — Ханина, Люшера и скрининг-оценка дизадаптивных функциональных и патологических состояний с помощью компьютерной программы «СКРИНМЕД» (НЦКЭМ СО РАМН). Содержание гормонов в сыворотке крови определялось радиоиммунным методом с использованием коммерческих наборов. Биохимические параметры определялись с использованием стандартизованных наборов на биохимическом анализаторе. Определение лимфоцитов и их субпопуляций проводилось методом иммуноцитометрии с использованием наборов моноклональных антител к поверхностным дифференцировочным антигенам, меченных фикоэритрином (производство ИИ МЗ РФ). Концентрацию сывороточных иммуноглобулинов 1§А, 1§М, IgG и циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) определяли методом скоростной нефелометрии
Психоэмоциональный стресс, сочетающийся с усилением продукции кортизола на Севере, способствует сохранению более эффективного уровня иммунной защиты. Сделан вывод о возможности выделения понятия синдрома функционального северного иммунодефицита. Ключевые слова: северный психоэмоциональный стресс, кортизол, окислительный стресс, иммунная защита, функциональный северный иммунодефицит.
на иммунобиохимическом анализаторе. Реакция бласттрансформации лимфоцитов исследовалась с помощью неспецифического стимулятора бластогенеза — фитогемаглютинина (ФГА). Статистическую обработку данных проводили с использованием стандартного пакета статистических программ STATISTICA ($1а1$ой, США) версии 6.0. Количественные данные представлены в виде средних показателей (М) и стандартной ошибки среднего (т) при нормальном распределении показателей. Статистическую значимость различий определяли по парному 1-критерию Стьюдента для независимых выборок, пороговый уровень статистической значимости принимался при значении критерия р < 0,05. Корреляционный анализ проводился по методу Пирсона.
Результаты
Было показано, что у практически здоровых пришлых жителей Севера отмечается снижение уровня клеточного и гуморального иммунитета по сравнению со здоровыми жителями средних широт. Это выражается в уменьшении по сравнению с показателями жителей средних широт средних показателей количества CD3+ — на 38,0 %, (0,754 ± 0,007) х 109 кл/л;
CD3+CD4+ - на 31,6 %, (0,591 ± 0,007) х 109 кл/л;
CD3+CD8+ - на 48,6 %, (0,163 ± 0,005) х 109 кл/л;
в уменьшении концентрации в сыворотке крови иммуноглобулинов: 1§М — на 30,0 %, (1,13 ± 0,03) г/л, и IgG — на 21,7 %, (11,98 ± 0,19) г/л. Содержание ЦИК у пришлых северян было увеличено по сравнению с жителями средних широт примерно в два раза. Как считает Н. А. Константинова [3], повышенный уровень ЦИК в крови может быть причиной антителозависимой цитотоксичности, способствующей повреждению цитоплазматических мембран и тканевых структур.
Об определенной иммунодепрессии у здоровых пришлых жителей Севера мы можем также судить по реакции бласттрансформации с ФГА, которая в высоких широтах была на 15,0 % меньше — (56,5 ± 1,23) %, чем у здоровых жителей средних широт — (71,2 ± 2,68) %.
Как оказалось, у обследованных жителей Севера снижение иммунитета отмечалось на фоне таких проявлений северного стресса, как окислительный стресс (соотношение антиоксиданты/перекисное окисление липидов было снижено в 3,5 раза), повышение в крови стрессового гормона кортизола в два раза, увеличение психоэмоционального напряжения по сравнению со здоровыми жителями средних широт в среднем на 19,4 %. Северный стресс проявлялся также формированием метаболического синдрома, характеризующегося увеличением в крови уровня инсулина, атерогенных липидов и сахара. При этом у 33,5 % практически здоровых жителей Севера показатели клеточного иммунитета были снижены на 20—40 % даже по сравнению со средними показателями у всей группы обследованных северян.
Подтверждение определенной зависимости снижения клеточных показателей иммунной защиты от экс-
тремальных климатогеофизических факторов Севера мы находим в зафиксированных в периоды магнитных бурь изменениях иммунных характеристик, а также во взаимосвязи снижения содержания иммунных клеток с длительностью контакта человека с биологически дискомфортными природными факторами высоких широт (северный стаж). Данные наблюдений выявили, что в периоды геофизических возмущений и геомагнитных бурь определяется снижение содержания CD3+ до 0,55—0,60 х 109 кл/л и CD3+CD4+ до 0,35—0,45 х 109 кл/л. В магнитоспокойные дни содержание CD3+ достигало 0,70—0,80 х 109 кл/л и CD3+CD4+ — 0,50—0,60 х 109 кл/л. Соответственно в дни магнитных бурь содержание ЦИК достигало 80—87 ед. против 30—40 ед. в спокойные дни.
При этом примерно у 30 % обследованных жителей Севера показатели иммунной защиты в периоды геофизических возмущений не только не ухудшались, но и имели тенденцию к повышению.
Изучение динамики изменения иммунных показателей у пришлых жителей в разные сроки проживания на Севере выявили фазность в реагировании иммунной системы на длительность экспозиции климатогеофизических факторов высоких широт: на первых этапах происходит снижение иммунного ответа, развивается состояние иммуннодепрессии (уменьшение числа CD3+ и CD3+CD4+ в циркуляции, снижение ответа лимфоцитов на митогены и т. д.); на последующих этапах периоды стабилизации иммунных показателей перемежаются с периодами их снижения.
Анализ результатов исследований (рисунок) выявил несколько критических периодов адаптации, характеризующихся значительным снижением и дисбалансом иммунных показателей в сроки проживания на Севере 4 года, 7 лет и 14—15 лет, которые циклически сменялись периодами стабилизации (5—6 лет, 11—13 лет, 20 и более лет). Следует отметить, что в сроки проживания на Севере до трех лет отмечались максимальные значения CD3+CD4+ по сравнению со всеми последующими периодами, а в срок проживания около 7 лет этот показатель был статистически значимо меньшим, чем в предыдущие периоды. Периодами наибольшего снижения количественных показателей CD3+ являются сроки около 4 лет, 7 и 14—15 лет жизни в условиях высоких широт.
Однако следует уточнить, что, несмотря на общую картину низкого уровня иммунных характеристик в указанные критические периоды, около 30 % обследованных сохраняли довольно высокий уровень концентрации Т-лимфоцитов в периферической крови, достигающий 50—65 %. У этих же людей практически не наблюдалось отклонений в концентрации иммуноглобулинов, но был достаточно высокий уровень Т-хелперов и цитотоксических Т-лимфоцитов, а также их соотношения.
У этих же пришлых жителей Севера не было выявлено отклонений в метаболических и эндокринных показателях, отсутствовало выраженное психоэмо-
циональное напряжение и другие признаки хронического стресса. Указанная группа обследованных людей отличалась также и высокими показателями здоровья.
Следует отметить, что изменения иммунного статуса пришлых жителей на разных этапах адаптации на Севере разделились в зависимости от уровня психоэмоционального напряжения (см. рисунок). При невысоком уровне психоэмоционального напряжения выявлялись более значимые колебания содержания иммунных клеток в крови с выраженными периодами иммунодефицита. В группе с высоким уровнем психоэмоционального напряжения показатели клеточного иммунитета были более стабильными и значительно не снижались в описанные критические периоды адаптации.
Вместе с тем суммарное разделение всех обследованных людей на группы с низким (1) и высоким (2) уровнем психоэмоционального напряжения (табл. 1) не выявило статистически значимых различий между группами в показателях клеточного и гуморального иммунитета, возникающих на разных этапах адаптации в высоких широтах. Оказалось, что более значимые различия в показателях клеточного иммунитета на Севере выявляются при выделении среди обследованных северян группы, имеющей одновременно низкий уровень психоэмоционального напряжения с незначительным повышением содержания кортизола (группа 1), и группы, отличающейся одновременным повышением уровня психоэмоционального напряжения и значимым увеличением содержания кортизола в крови (группа 2).
Именно в первой группе (табл. 2) определялось наименьшее содержание Т-лимфоцитов, Т-хелперов и цитотоксических Т-лимфоцитов. В этой же группе статистически значимое снижение CD3+ находилось в обратной корреляционной зависимости от выраженности уровня перекисного окисления липидов на фоне самой низкой антиоксидантной защиты (г = —0,54). Еще большая обратная зависимость от уровня перекисного окисления липидов (г = —0,74) выявилась у Т-хелперов.
Во второй группе мы обнаружили наиболее высокие для пришлых жителей Севера показатели кле-
CD3+ (Т-лимфоциты) и кортизол у пришлого населения высоких широт в зависимости от низкого (I) и высокого (II) уровня психоэмоционального стресса в разные периоды северного стажа
Таблица 1
Показатели иммунитета у пришлых жителей Севера в зависимости от уровня ПЭН (1 группа — низкий, 2 группа — высокий) по сравнению со здоровыми жителями средних широт (3 группа)
Показатель 1 группа (п=140) 2 группа (п=132) 3 группа (п=58) р
CD3+ х 109 л/л 0,744+0,013 0,715+0,008 1,231+0,009 1—3 — 0,003 2 — 3—0,001
CD3+CD4+ х 109 кл/л 0,622+0,011 0,598+0,007 0,864+0,008 1—3—0,001 2 — 3—0,001
CD3+CD8+ х 109 кл/л 0,122+0,005 0,117+0,003 0,317+0,006 1—3—0,001 2 — 3—0,001
^ А, г/л 2,16+0,07 2,13+0,07 2,12+0,09 1—3 — 0,48 2 — 3—0,56
^ М, г/л 1,16+0,04 1,14+0,05 1,67+0,11 1—3—0,001 2 — 3—0,001
^ С, г/л 11,95+0,31 11,70+0,31 15,30+0,37 1—3—0,001 2 — 3—0,001
ЦИК, усл. ед. 67,7+1,5 69,7+0,9 34,5 + 1,4 1—3—0,01 2 — 3—0,001
Кортизол, нмоль/л 624,3+24,1 570,1+22,6 289,0 + 12,4 1—3—0,001 2 — 3—0,001
ПЭН, балл 5,04+0,05 12,5+0,1 7,2+0,3 1—3—0,001 2 — 3—0,001
Индекс АоА/ПОЛ 1,07+0,02 1,10+0,02 4,01+0,14 1—3—0,001 2 — 3—0,001
Примечание. ПЭН — психоэмоциональное напряжение, АоА — антиокислительная активность, ПОЛ — перекисное окисление липидов.
точного иммунитета (см. табл. 2). При этом содержание как CD3+ (г = 0,21), так и CD3+CD4+ (г =
0,27) находилось в прямой зависимости от уровня психоэмоционального напряжения.
С подъемом уровня психоэмоционального напряжения положительно коррелировали концентрации ^М (г = 0,57) и IgG (г = 0,69). Значимые положительные корреляции подтверждают и влияние на уровень гуморального иммунитета повышения содержания кортизола в крови. Статистически значимое увеличение концентрации кортизола в сыворотке крови коррелировало с концентрацией ^А (г = 0,52), ^М (г = 0,57) и IgG (г = 0,69).
Сравнение двух групп с однонаправленными гормональными и психоэмоциональными проявлениями выраженности северного стресса у практически
Таблица 2
Показатели иммунитета у пришлых жителей Севера при сочетании низкого уровня ПЭН с незначительным повышением концентрации кортизола (группа I) и при сочетании высокого уровня ПЭН со значимым повышением концентрации корти-
зола (группа II)
Показатель Группа I n=120 Группа II n = 111 p
CD3+ х 109 кл/л 0,510±0,007 0,970±0,012 0,003
CD3+CD4+ х 109 кл/л 0,400±0,008 0,740±0,011 0,001
CD3+CD8+ х 109 кл/л 0,110±0,005 0,230±0,010 0,001
^ А, г/л 2,27±0,06 2,06±0,03 0,003
^ М, г/л 1,16±0,04 1,11±0,03 0,001
^ С, г/л 10,92±0,21 12,24±0,12 0,001
ЦИК, усл. ед. 80,8±1,2 63,2±1,1 0,001
Кортизол, нмоль/л 484,4±27,6 571,5±26,2 0,05
Индекс АоА/ПОЛ 0,93±0,02 1,23±0,02 0,001
ПЭН, балл 5,7±0,1 10,6±0,3 0,001
Метеореакция, балл 3,1±0,1 2,6±0,1 0,001
Функциональные расстройства ССС 34,5% 22,9% в 1,5 раза
Функциональные расстройства ЖКТ 43,6% 33,3% в 1,3 раза
Примечание. ССС - сердечно-сосудистая система, ЖКТ -желудочно-кишечный тракт.
здоровых пришлых жителей Севера отражает стимулирующую регуляторную функцию стресс-реакции в обеспечении поддержания иммунной резистентности организма в процессе адаптации к экстремальным климатогеофизическим факторам высоких широт. Это подтверждается и меньшей выраженностью во второй группе со значительным повышением уровня психоэмоционального напряжения и концентрации кортизола в крови болезненной метеореакции на значительные изменения погодных и геофизических факторов, частоты функциональных дизадаптивных расстройств со стороны сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта (см. табл. 2).
Обсуждение результатов
Таким образом, полученные факты позволяют нам сделать вывод о возможности выделения среди комплекса дизадаптивных расстройств у человека в высоких широтах синдрома функционального северного иммунодефицита, проявляющегося в большей степени в снижении количества и функции Т-лимфоцитов. В основе такого иммунодефицита лежит недостаточное реагирование нейроэндокринных адаптивных механизмов, в том числе снижение функциональной активности правого полушария головного мозга, активация окислительного стресса на фоне дефицита антиоксидантной защиты, северный метаболический синдром, снижение функции выведения из организма продуктов иммунных реакций печенью через систему макрофагов и монооксигеназную систему гепатоцитов.
Об этом говорят прежние наши исследования [4 — 6], а также работы северных иммунологов [1,
2], показавшие факт снижения иммунной реактивности у здоровых жителей Севера по сравнению со здоровыми людьми в средних широтах; обнаружившие зависимость уменьшения показателей клеточного иммунитета от длительности проживания в экстре -мальных климатогеофизических условиях, а также от степени экстремальности геофизических возмущений; выявившие зависимость резервов иммунной системы от функциональной активности макрофагальной системы и индукции смешанных монооксигеназ в эндоплазматическом ретикулуме гепатоцитов и описавшие зависимость снижения иммунных показателей от степени выраженности дизадаптивного метаболического синдрома.
Вместе с тем данные нашего исследования позволяют заключить, что усиление психоэмоционального напряжения, сочетанное с повышенной продукцией глюкокортикоидных гормонов, в первую очередь является защитной адаптивной реакцией, обеспечивающей наиболее эффективный процесс выживания в экстремальных природных условиях Севера. Об этом говорят более высокие показатели иммунитета у людей на Севере с высокими уровнями психоэмоционального напряжения и кортизола. У этих же людей мы обнаружили меньший уровень таких дизадаптивных проявлений, как болезненное реагирование на резкие колебания метеогеофизических факторов, более редкую встречаемость часто возникающих у пришлого населения Севера дизадаптивных расстройств функции сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта, что также подтверждает наличие у них большей адаптивной устойчивости.
Список литературы [References]
1. Gel'fgat E. L. Sostoyanie immuniteta u korennogo i prishlogo naseleniya Severo-Vostoka SSSR [Immune state in alien and aboriginal population in USSR North-East]: avtoref. dis. ... kand. med. nauk. Novosibirsk, 1982. 26 s. [in Russian]
2. Kondakov A. E. Vozrastnye osobennosti razvitiya vtorichnykh immunodefitsitov pri geograficheskom stresse [Age features of secondary immune deficiencies progression in geographic stress] // Tezisy dokladov Vsesoyuznogo simpoziuma s mezhdunarodnym uchastiem «Immunodefitsity i allergiya». M., 1986. S. 42—43. [in Russian]
3. Konstantinova N. A. Immunnye kompleksy i povrezhdenie tkanei [Immune complexes and tissue damage]. M.: Meditsina, 1998. 256 s. [in Russian]
4. Mediko-ekologicheskie osnovy formirovaniya, lecheniya i profilaktiki zabolevanii u korennogo naseleniya Khanty-Mansiiskogo avtonomnogo okruga: metodicheskoe posobie dlya vrachei [Medical-ecological principles of disease formation, treatment and prevention in aboriginal population of Khanty-Mansi Autonomous Area] / V. I. Khasnulin, V. D. Vil'gel'm, M. I. Voevoda i dr. Novosibirsk: SO RAMN, 2004. 316 s. [in Russian]
5. Khasnulin V. I. Immunologicheskaya reaktivnost' i metabolicheskie funktsii pecheni pri adaptatsii cheloveka v vysokikh shirotakh [Immunological reactivity and liver metabolic functions in human adaptation in polar latitudes] // Tezisy VI Vsesoyuznoi konferentsii po ekologicheskoi fiziologii «Adaptatsiya organizmov k prirodnym usloviyam». Syktyvkar, 1982. S. 62. [in Russian]
6. Shchegoleva L. S. Rezervnye vozmozhnosti immunnogo gomeostaza u cheloveka na Severe [Spare capacities of human immune homeostasis in the North]. Ekaterinburg: UrO RAN, 2007. 207 s. [in Russian]
NORTHERN STRESS EMOTIONAL MANIFESTATIONS AND IMMUNE STATE IN ALIEN INHABITANTS OFTHE NORTH
V. I. Hasnulin, A. V. Hasnulina
Scientific Center of Clinical and Experimental Medicine of SB RAMS
Psycho-emotional stress combined with increased cort isol production in the North contributes to more effective
immune protection maintenance. It has been concluded that it is possible to single out a concept of functional Northern immunodeficiency syndrome.
Keywords: Northern psychoemotional stress, immune protection, functional Northern immunodeficiency syndrome
Контактная информация:
Хаснулин Вячеслав Иванович — доктор медицинских наук, профессор, руководитель лаборатории механизмов дизадаптации Научного центра клинической и экспериментальной медицины Сибирского отделения РАМН Адрес: 630090, г. Новосибирск, ул. Тимакова, д. 2 Тел. (383) 334-82-09 E-mail: [email protected]
