CC BY
47
Работа посвящена изучению состояния энергопродукции лимфоцитов крови и результатам ее оптимизации препаратом — регулятором энергетического обмена у детей в начальный период обучения в школе в неблагоприятных условиях Среднего Приобья. Проведенные исследования выявили в уровне энергообеспечения клеток, исходно и в динамике первых шести недель обучения, значительные различия, определяющие адаптационные возможности организма детей. Профилактическое применение регулятора энергетического обмена оказывает положительный эффект на процессы энергопродукции, что приводит к оптимизации адаптивных реакций организма.
Ключевые слова: первоклассники, сукцинатдегидрогеназа, адаптация, препарат — регулятор энергетического обмена, оптимизация клеточной энергопродукции.
УДК [616-053.5:612.017.2:574.2]:615.27
СОСТОЯНИЕ КЛЕТОЧНОЙ ЭНЕРГОПРОДУКЦИИ И ЕЕ ОПТИМИЗАЦИЯ У ДЕТЕЙ В НАЧАЛЬНЫЙ ПЕРИОД ОБУЧЕНИЯ В НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЯХ СРЕДЫ
© 2005 г. А. Н. ПоборСКИЙ
Государственный университет, г. Сургут
В условиях Среднего Приобья, где многофакторность и лабильность климатических и экологических воздействий носит чрезвычайный характер, актуальным становится поддержание функционального состояния организма на оптимальном уровне. Детский организм в первую очередь подвержен дестабилизирующему действию на гомеостаз факторов окружающей среды. Одним из сенситивных периодов, когда происходят выраженные изменения адаптационно-приспособительных механизмов и организм ребенка наиболее подвержен влиянию неблагоприятных факторов, является начало обучения в школе [1, 3—5, 13]. Причем наиболее интенсивная перестройка многих функций выявляется в процессе учебных занятий на 1—6-й неделях обучения [1, 3].
Неспецифической основой всех адаптивных реакций являются изменения энергетического обмена. Именно обеспеченность или недостаток энергии определяют дальнейшую цепь регуляторных, метаболических и структурных изменений в организме [2, 7]. Несомненно, что своевременное выявление неблагоприятных сдвигов внутриклеточной энергетики позволит проводить профилактические мероприятия, направленные на предотвращение развития отрицательных сдвигов в состоянии здоровья и оптимизацию процессов адаптации. С этой точки зрения актуальным является назначение препаратов — регуляторов энергетического обмена [12]. К таким средствам относятся препараты серии «Янтарь», и в частности для детей — «Янтарь-бэби фито», содержащие янтарную кислоту (ЯК), биологически активные вещества экстрактов, получаемых из растений Сибири. Достоверным критерием оценки влияния факторов внешней среды на функциональное состояние организма и эффективности проводимой фармакопрофилактики является цитохимическое исследование показателей энергетического обмена лимфоцитов, и в частности активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ) [5, 8, 9, 11].
Целью настоящей работы явилось изучение состояния энергопродукции лимфоцитов крови и ее оптимизация препаратом «Янтарь-бэби фито» в начальный период обучения в школе у детей, проживающих в неблагоприятных условиях Среднего Приобья.
Методика исследования
Обследовано 66 детей в возрасте 7 лет — учеников первых классов школ г. Сургута Ханты-Мансийского автономного округа, готовых по своим морфофункциональным и психофизиологическим параметрам к систематическому обучению в школе. Все первоклассники, участвующие в эксперименте, на момент начала обследования были здоровы. Обследование детей и мероприятия по оптимизации к обучению проводились по согласованию с администрацией школ и родителями. Согласно медицинским картам, из общего числа обследуемых 22 % имели I
группу здоровья, а 78 % относилось ко II группе. Взятие крови в начале 1-й (исходный уровень) и конце 6-й недели обучения проводили натощак утром (между 8 и 9 ч) квалифицированные лаборанты из концевой фаланги среднего или безымянного пальца руки в соответствии с методическими рекомендациями Минздрава Российской Федерации и требованиями инструкций при проведении специальных исследований. В популяции лимфоцитов периферической крови количественным цитохимическим методом [8] определяли активность СДГ. Выбор в качестве показателя метаболизма лимфоцитов уровня активности СДГ связан с тем, что именно этот митохондриальный фермент, участвующий в деятельности цикла Кребса и окислительно-восстановительных процессах в дыхательной цепи, является общепринятым маркером интенсивности энергетических реакций, «смотровым окном» в энергетику организма [5, 8, 9—11]. Об активности фермента в клетке судили по количеству темно-фиолетовых гранул формазана, образовавшихся в процессе ферментативного восстановления п-нитротетразо-лия фиолетового [8]. Для определения активности фермента в популяции лимфоцитов подсчитывали количество гранул в 30 клетках, а затем проводили расчет параметров распределения популяции для оценки ферментного статуса. Ферментный статус лимфоцитов характеризовали совокупностью статистических параметров, наиболее полно оценивающих распределение клеток по активности СДГ. Рассчитывали: среднюю активность фермента Q, коэффициенты вариации V, асимметрии А, эксцесса Е, коэффициент относительной энтропии информации Н [5, 9]. Препарат
— регулятор энергетического обмена «Янтарь-бэби фито» (янтарная кислота 0,02 г, экстракт корня солодки 0,0075 г, экстракт бадана 0,005 г, глюкоза до
0,5) производства ООО «НФК» г. Томск дети принимали один раз в день после еды в дозе 1,5 мг/кг в пересчете на ЯК. Курсовой прием (5 дней приема и 2 дня перерыва) длился в течение первых 6 недель обучения. Учитывая нормальное распределение данных, достоверность различий оценивали с помощью парного 1-критерия Стьюдента.
Результаты и их обсуждение
Оценка ферментного статуса лимфоцитов периферической крови по активности СДГ у здоровых первоклассников в начале 1-й недели обучения показала исходно разный уровень энергообеспечения клеток. Как видно из данных табл. 1, у 38 % учащихся (первая группа) в этот период имело место повышение средней активности СДГ. При этом в популяции отмечался дефицит клеток с низкой активностью фермента (отрицательные значения коэффициента А), указывающий на активацию большинства пулов [5, 9]. Привлекало к себе внимание уменьшение в данной группе резерва лимфоцитов с типичной активностью (отрицательные значения коэффициента Е), свидетельствующее о мобилизации резерва клеток для оптимального энергообеспечения организма в данном случае
[5, 9]. В сочетании со снижением относительно диапазона оптимальных величин разнообразия клеток по активности фермента (коэффициент Н) и повышением их разнородности (коэффициент V) (табл. 1) это может свидетельствовать о значительном напряжении «работы» клетки, а тем самым и адаптационных возможностей детей с таким состоянием ферментного статуса.
У 26 % первоклассников (вторая группа) выявлялось выраженное угнетение средней активности фермента, значительное увеличение активности отдельных пулов (табл. 1). В популяции имелся избыток лимфоцитов с типичной активностью, существенное повышение разнородности и увеличение числа незрелых клеток (табл. 1). Такое состояние клеточной популяции указывает на «депрессию» энергетических процессов в клетках [5, 9] и отражает наличие ранних, еще не проявляющихся в функциональных сдвигах неблагоприятных изменений в организме под влиянием факторов среды.
В то же время у 36 % детей (третья группа) отмечены оптимальные величины средней активности, уравновешенность пулов по активности фермента, достаток резерва типичных клеток в ядре популяции, небольшое повышение разнородности клеток, достаточное разнообразие их по активности фермента (табл. 1), что говорит об оптимальной «работоспособности» клетки, а тем самым об удовлетворительных адаптационных возможностях организма.
Обнаруженные особенности показателей внутриклеточной энергетики у детей — жителей Среднего Приобья, несомненно, должны были определять дальнейший характер протекания процессов адаптации к обучению в школе. В связи с этим представляло интерес оптимизировать их посредством назначения препарата — регулятора энергетического обмена. С этой целью в течение первых шести недель обучения часть детей в каждой из выделенных групп (опыт) получала «Янтарь-бэби фито». Проведенное в конце 6-й недели обучения повторное цитохимическое исследование лимфоцитов крови у детей с исходно разным состоянием клеточной энергетики показало различной выраженности углубление ее неблагоприятных изменений лишь у той части первоклассников, которую рассматривали в качестве контроля (не принимали препарат). Как видно из данных табл. 1, в контроле первой группы на фоне неизменности величины средней активности СДГ уменьшалось число низкоактивных клеток в популяции (рост коэффициента асимметрии А), снижался резерв лимфоцитов с типичной активностью фермента (дальнейшее падение величины коэффициента эксцесса Е). При этом наблюдалось повышение разнородности клеток по активности и значительный рост их ферментного разнообразия (соответственно увеличение значений коэффициентов вариации V и энтропии Н) (табл. 1). Отсутствие повышения средней активности на фоне отмечаемых перестроек популяции клеток свидетельствует об углублении неблагоприятных сдвигов клеточной энергетики в рассмат-
риваемый период [5, 9, 11]. У части детей, служивших контролем во второй группе (табл. 1), еще большее снижение средней активности фермента к 6-й неделе обучения сопровождалось увеличением числа низкоактивных клеток (отрицательное значение А), сохранением избытка типичных клеток в ядре популяции (высокая величина Е), повышенной разнородностью (коэффициент V) и выраженным падением ферментного разнообразия лимфоцитов (минимальные значения коэффициента Н). Подобная картина может свидетельствовать о существенном угнетении процессов клеточной энергопродукции [5, 9] и отражает прогрессирование неблагоприятных сдвигов в организме обследуемых под влиянием факторов среды и обучения. В контроле третьей группы при нахождении средней активности СДГ лимфоцитов в диапазоне нормы, значительном повышении разнородности, достаточном их разнообразии в популяции преобладали лимфоциты с высокой активностью фермента, а также имелся избыток пула клеток со средней активностью СДГ (табл. 1). Такая гипернормальность популяции у этой части первоклассников может быть отражением компенсаторного усиления процессов энергопродукции [9] в результате повышения в этот период симпатоадреналовых влияний под воздействием неблагоприятных факторов проживания и обучения [3, 4, 6]. Привлекает внимание напряженность этой компенсации (на фоне оптимальной активности СДГ чрезмерное повышение Е) (табл. 1).
Обследование первоклассников, получавших «Янтарь-бэби фито» (опыт), выявило положительный характер изменения цитохимических показателей к 6-й неделе обучения вне зависимости от исходного состояния клеточной популяции (табл. 1). Примечательно, что прием регулятора энергетического обмена приводил к нормализации цитохимических параметров как у детей с исходно низкими (вторая группа), так и у учащихся с изначально высокими (первая группа) показателями, а также препятствовал развитию
неблагоприятных сдвигов у первоклассников с первоначально оптимальными характеристиками клеточной энергетики (третья группа) (табл. 1). Отмечаемая во всех группах при приеме препарата «универсализация» благоприятных изменений ферментного статуса проявлялась оптимизацией значений показателей Q, А, Е, свидетельствующих соответственно о нормализации средней активности фермента, соотношения количества клеток с высокой и низкой активностью, содержания лимфоцитов с типичной энзиматической активностью (табл. 1). Величины коэффициентов Н и V отражали стабилизацию клеточного разнообразия и разнородности (табл. 1).
Нормализация клеточной энергетики у первоклассников, получавших «Янтарь-бэби фито», проявлялась в повышении продуктивности умственной работоспособности и снижении их заболеваемости в исследуемый период. Продуктивность умственной работы, определяемая с помощью корректурной пробы, в опытных группах достоверно (р < 0,05) превышала контрольную величину на 29 % в первой, на 35 % во второй и 40 % — в третьей группе. Оценка состояния здоровья по показателям заболеваемости по обращаемости продемонстрировала снижение кратности заболеваний и их продолжительности у учащихся, принимавших препарат, либо отсутствие заболевших (опыт, третья группа) (табл. 2). Помимо этого в опытной группе число неболевших детей существенно превышало их количество в контроле, что отражалось более высокими величинами индекса здоровья (табл. 2). Следует также отметить, что наблюдаемое уменьшение заболеваемости происходило прежде всего за счет доминирующих в контрольной группе болезней органов дыхания (ОРЗ, бронхит).
Таким образом, результаты цитохимического анализа свидетельствуют о различном уровне энергообеспечения клеток, определяющем их «работоспособность», а тем самым и адаптационные возможности организма. Выявленная разнородность ответных ре-
Таблица 1
Влияние препарата — регулятора энергетического обмена «Янтарь-бэби фито» на ферментный статус лимфоцитов по активности сукцинатдегидрогеназы у первоклассников г. Сургута в период шести недель обучения (М ± т)
Группа Цитохимический параметр
Период Q A E V H
исследования Оптимальный диапазон 18,7 ... 19,9 0 ... +0,5 -0,5 ... +0,5 25,0 ... 29,0 0,73 ... 0,7б
1-я неделя обучения (исходный уровень) I (n=25) 23,92±0,2б -0,3б±0,13 -0,45±0,12 37,3б±0,24 0,71±0,03
II (n=17) 10,32±0,42 +1,00±0,20 +1,89±0,20 41,19±1,22 0,70±0,02
III (n=24) 19,30±0,23 +0,23±0,08 +0,42±0,10 30,29±0,29 0,74±0,02
K (n=11) I O (n=14) 23,30±0,24 +0,48±0,18 -0,79±0,13 43,9±0,24 0,82±0,02
20,30±0,20** +0,2б±0,10 +0,18±0,10*** 30,3б±0,24*** 0,77±0,01*
6-я неделя K (n=8) II O (n=9) 8,55±0,30 -0,20±0,11 +1,52±0,22 38,01±1,20 0,б5±0,03
обучения 17,87±0,21** +0,32±0,14*** +0,43±0,11** 29,30±0,98** 0,75±0,02*
K (n=10) 18,20±0,28 +1,08±0,28 +0,81 ±0,15 42,б9±1,21 0,78±0,02
O (n=14) 19,00±0,15* +0,19±0,09* +0,39±0,08* 2б,98±0,30*** 0,73±0,01*
Примечания: здесь и в табл. 2 К — контроль (дети, не получавшие препарат); О — опыт (дети принимавшие препарат); * — различия с контролем достоверны при р < 0,05; ** — при р < 0,01; *** — при р < 0,001.
акций и их динамика отражают разную «цену» адаптации ко всей совокупности факторов, влияющих на организм здоровых детей, проживающих и начинающих обучение в дискомфортных климато-экологичес-ких условиях Среднего Приобья. Профилактическое применение у детей регулятора энергетического обмена «Янтарь-бэби фито» оказывает положительный эффект на процессы клеточной энергопродукции, что приводит к оптимизации адаптивных реакций организма.
Таблица 2
Некоторые показатели заболеваемости по обращаемости первоклассников г. Сургута за шесть недель обучения
Показатель заболеваемости
Группа Кратность заболеваний, случаи Средняя длительность случая заболевания, дни Индекс здоровья, %
K (n=11) I O (n=14) 1,16 7,57 36,36
1,00 5,25 78,57
K (n=8) 1,35 6,77 25,00
II
O (n=9) 1,00 5,50 66,67
K (n=10) 1,00 7,00 80,00
III
O (n=14) 0 0 100,00
Примечание. Индекс здоровья — доля неболевших детей в общем количестве обследованных в группе.
Список литературы
1. Адаптация организма учащихся к учебной и физической нагрузкам / Под ред. А. Г. Хрипковой, М. В. Антроповой. — М.: Педагогика, 1982. — 240 с.
2. Баевский Р. М. Оценка адаптационных возможностей и риск развития заболеваний / Р. М. Баевский,
А. П. Берсенева. — М.: Медицина, 1997. — 236 с.
3. Вегетативная регуляция и умственная работоспособность у детей в процессе обучения в неблагоприятных климатических условиях Среднего Приобья / А. Н. Побор-ский, Л. В. Коваленко, В. А. Сафонов, И. А. Тараканов // Физиология человека. — 2000. — Т. 26, № 5. — С. 128—136.
4. Гора Е. П. Экологическая физиология человека: В 2 т. / Е. П. Гора. — М.: Инфра-М, 1999. — Т. 2. — 61 с.
5. Комиссарова И. А. Информативность ферментного статуса лейкоцитов крови в оценке состояния организма в норме и патологии у детей: Дис. ... д-ра мед. наук / Комиссарова И. А. — М., 1984. — 258 с.
6. Мазурин А. В. Метеопатология у детей / А. В. Мазурин, К. И. Григорьев. — М.: Медицина, 1990. — 144 с.
7. Меерсон Ф. З. Адаптация, стресс и профилактика / Ф.З. Меерсон. — М.: Наука, 1981. — 278 с.
8. Нарциссов Р. П. Применение п-нитротетразолия фиолетового для количественной цитохимии дегидрогеназ лимфоцитов человека / Р. П. Нарциссов // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. — 1969. — Т. 56, № 5.
— С. 85—91.
9. Нарциссов Р. П. Прогностические возможности клинической цитохимии / Р. П. Нарциссов // Советская педиатрия. — М.: Медицина, 1984. — С. 267—294.
10. Новицкая В. П. Возрастная динамика и взаимосвязь лимфоцитов здоровых детей коренных жителей Эвенкии /
В. П. Новицкая // Физиология человека. — 1999. — Т. 25, № 5. — С. 110—114.
11. Сухоруков В. С. Нарушение клеточного энергообмена у детей / В. С. Сухоруков // Российский вестник перинатологии и педиатрии. — 2002. — № 5. — С. 44 — 50.
12. Янтарная кислота в медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве / Под ред. М. Н. Кондрашо-вой. — Пущино: ПНЦБИ РАН, 1997. — 320 с.
13. Brook H. Physical healths and behavioral problems in two high schools in Holon, Israel / Н. Brook // Acta Paediatrica Hungarica. — 1991. — Vol. 31, N 1. — P. 119—129.
STATE OF CELL ENERGY PRODUCTION AND ITS OPTIMIZATION IN CHILDREN AT INITIAL PERIOD OF STUDIES IN UNFAVORABLE ENVIRONMENTAL CONDITIONS
A. N. Poborsky
Surgut State University, Surgut
The article is devoted to the study of the state of blood lymphocytes’ energy production and the results of its optimization with the help of a preparation regulating energy metabolism in children at the initial period of school studies in the unfavorable conditions of the Middle Priobje. The carried out study has detected considerable differences in the level of cell energy supply that determines adaptation abilities of children’s organisms originally and in the dynamics of the first 6 weeks of school studies. Preventive application of the regulator of energy metabolism has a positive effect on processes of energy production what leads to optimization of adaptation reactions of an organism.
Key words: first-form children, succinatedehydrogenase, adaptation, preparation — regulator of energy metabolism, optimization of cell energy production.
