CC BY
64
Kavai-ool Urana - doctor of biological sciences, Professor Tuvan state University, the head of the laboratory of genetics, member of the Vavilov scientific organization of the Central Council and Scientific society of the VOGIS, professor of the Russian academy of natural sciences. Kyzyl, E-mail: urana63@mail.ru Savostyanov Alexander - doctor of philosophical sciences, candidate of biological sciences, psychophysiologist, associate professor on department of the general informatics of Novosibirsk state University, the senior research associate and the head of research group on a cognitive neurolinguistics in scientific research institute of physiology and fundamental medicine from the Siberian branch of the Russian Academy of Medical Science. Novosibirsk, E-mail: alexander.savostyanov@gmail.com
Shozhul-ool Elena - research associate of laboratory of genetics of the Tuvan state University. Seden Arzhana - student of the 5th course, natural and geographical faculty of the Tuvan state University, E-mail: seden.1988@mail.ru
УДК: 61.612.122.71
ВЛИЯНИЕ ВЫСОТНОСТИ НА СОДЕРЖАНИЕ ГЕМОГЛОБИНА И ЭРИТРОЦИТОВ В КРОВИ ЖИТЕЛЕЙ ТУВЫ
Красильникова В.А.
Тувинский государственный университет, Кызыл
EFFECTS OF HIGH ALTITUDE ON HEMOGLOBIN AND ERYTHROCYTE IN THE BLOOD OF THE TUVA INHABITANTS
Krasilnikova V.A. Tuvan state university, Kyzyl
В статье рассматривается влияние микроклимата трех исследованных районов Республики Тыва, на показатели красной крови местных жителей. Полученные результаты свидетельствуют, что адаптации к экстремальным условиям (низкой температуре) схожи с адаптациями к высокогорью, поскольку вызывают увеличение содержания гемоглобина в крови аборигенного населения.
Ключевые слова: климатические условия, периферическая кровь, гемоглобин, эритроциты, содержание гемоглобина в эритроците, цветовой показатель, скорость оседания эритроцитов.
This article reports on the effects of microclimates of the three selected regions in the Republic of Tuva on red blood cell parameters. The results indicate that adaptation methods to extreme conditions (low temperature) are similar to adaptation methods to highland altitude in matters of increased hemoglobin count in the blood of native population.
Key words: climate conditions, peripheral blood, hemoglobin, erythrocyte, hemoglobin count, color index, erythrocyte sedimentation rate.
Важным показателем естественной неспецифической резистентности организма является состояние клеток периферической крови, поскольку, тесно контактируя со всеми тканями и вступая с ними в функциональные взаимоотношения, они отражают происходящие в организме физиологические и патологические изменения [1(6)].
В нормальном состоянии организма кровь сохраняет относительно постоянный количественный и качественный состав. При общей тенденции к сохранению этого постоянного состава, кровь является одной из наиболее чувствительных к изменениям систем. В организме под влиянием различных физиологических состояний, патологических и климатических факторов, происходят различные симптоматические изменения состава форменных элементов крови.
Тувинский государственный университет _
Поэтому для оценки «нормативных значений» отдельных показателей их региональных и индивидуальных особенностей, необходимо знать популяционные значения гематологических параметров.
Целью нашего исследования было изучение влияния некоторых климатических условий, связанных с высотой над уровнем моря на гематологические параметры периферической крови населения, проживающего в Республике Тыва.
В ходе исследований нами была проведена оценка климатических условий исследуемых районов и образцов крови представителей коренной национальности (тувинцы), проживающих в 3 районах характеризующихся разным микроклиматом (высотой над уровнем моря, перепадами температур, рельефом, повторяемостью и скоростью ветра, индексом комфортности - БИСМ [2 (7)]). Обследовались студенты Тувинского государственного университета коренной национальности, обоего пола, всего 30 человек, средний возраст 19 лет. Обследование проводилось в осенний (октябрь-ноябрь) период 2011 года.
В состав клинического анализа крови были включены следующие методы исследования: определение гемоглобина по Сали (гематитовый метод), определение цветового показателя, определение количества эритроцитов методом подсчета в счетной камере Горяева.
Результаты анализа климатических условий исследуемых районов приведены в таблице №1. Как видно из таблицы все исследованные районы расположены на разной высоте над уровнем моря и согласно общепринятой классификации: Монгун-Тайгинский район можно отнести к высокогорью (высота над уровнем моря от 3970-2400 м); Эрзинский и Бай-Тайгинский районы к среднегорью (1100 и 800 м. над уровнем моря). В результате среднегодовые показатели атмосферного давления в представленных районах различаются на 6-3 кПа.
Среднегодовая температура воздуха колеблется от -5,5 до -2,93 оС, причем она не связана с высотой над уровнем моря, а скорее зависит от рельефа местности (более низкие температуры отмечаются в понижениях, где преобладают степи и полупустыни - с. Эрзин, относительно высокие в таежном ландшафте - с. Мугур-Аксы (Монгун-Тайгинский район), с. Тээли (Бай-Тайгинский район).
Влажность воздуха зависит от многих факторов, однако в понижениях рельефа (с. Тээли) она немного выше, чем на повышенных участках рельефа (с. Мугур-Аксы).
Среднемесячное длинноволновое излучение увеличивается с понижением высоты над уровнем моря.
Все районы по вычисленному нами показателю биоклиматического индекса относятся к некомпенсируемым дискомфортным и приравнены к территориям Крайнего Севера (Таб. 1).
Анализ образцов крови представителей исследуемых районов позволил выявить, самый высокий средний показатель гемоглобина в крови, который был отмечен у девушек и юношей Монгун-Тайгинского (высокогорье) и Бай-Тайгинского (среднегорье) районов причем, он несколько превышал верхнюю границу физиологической нормы.
В тоже время количество эритроцитов в крови у представителей этих районов не превышало нормы. Хорошо известно, что в условиях высокогорья количество эритроцитов и гемоглобина заметно превышает равнинные нормы [3 (4)]. Однако к высокогорному отнести можно только Монгун-Тайгинский район. Следовательно, экстремальные факторы среды тоже оказывают влияние на увеличение содержания гемоглобина в крови. Что согласуется с данными различных исследований, при увеличении экстремальности климатических факторов количество эритроцитов и общее содержание гемоглобина имеют тенденцию к увеличению, как у мужчин, так и женщин [4(9)].
Таблица 1
Сравнительная характеристика природно-климатических условий исследованных
районов
Исследуемые районы Высота над уровнем моря в м. Среднегодовые показатели Среднемесячное длинноволновое излучение, кВт/м2/день Индекс БИСМ, среднего довой
Температура воздуха в оС Атмосферное давление, кПа Влажность воздуха в %
Монгун-Тайгинский с. Мугур-Аксы 2400 -2,93 81,19 59,90 5,92 2,2
Эрзинский с. Эрзин 1101 1100 -5,5 - - - -
Бай-Тайгинский с. Тээли 880 -3,3 84,34 69,04 6,02 3,1
Как было отмечено выше, несмотря на высокое содержание в крови гемоглобина (выше нормативных показателей), количество эритроцитов у представителей Монгун-Тайгинского и Бай-Тайгинского было в пределах нормы, что указывает на повышение концентрации гемоглобина в эритроцитах. Хотя среднее содержание гемоглобина в эритроците не превышало нормы у девушек и юношей указанных районов, однако было близко к максимальному значению. У юношей Бай-Тайгинского района значения этого показателя выше, чем у девушек. Однако в двух других исследуемых районах, наоборот, содержание гемоглобина в эритроците выше у девушек по сравнению с юношами (табл. 2). Среднее содержание гемоглобина в эритроците в большей степени зависит от уровня гематокрита и в меньшей от снижения количества эритроцитов в крови [5 (1)]. Показатели, характеризующие насыщение эритроцита гемоглобином, свидетельствуют о снижении оксигенации крови у жителей высоких широт [6 (5)]. Как оказалось, сходные процессы наблюдаются и в наших исследованиях. Если увеличение гемоглобина у жителей Монгун-Тайгинского района можно объяснить высокогорной адаптацией, то у жителей Бай-Тайгинского района только холодовым или каким-либо иным воздействием факторов окружающей среды. «Холодовое воздействие вызывает увеличение возникающих сдвигов в морфологическом составе крови. Так, например, у жителей Севера выявляется адаптивная реакция, заключающаяся в гемоконцентрации и уменьшении доли жидкой части периферической крови» [7 (10)].
У девушек Эрзинского района содержание гемоглобина и эритроцитов в крови немного превышало норму, но без достоверных различий с представительницами других исследуемых районов. У юношей постоянных жителей Эрзинского района содержание гемоглобина в крови было в пределах нормы. Содержание же эритроцитов у юношей этого района оказалось выше нормы. У представителей Эрзинского района концентрация гемоглобина в эритроците ниже по сравнению с жителями Монгун-Тайги и Бай-Тайги.
Цветовой показатель снижен у эрзинцев, особенно это ярко проявляется у юношей (Таб. 2). Таким образом, для представителей Эрзинского района не характерна реакция гемоконцентрации. Эритропения и падение концентрации гемоглобина в крови - один из элементов сложного механизма ограничения поступления кислорода к тканям в условиях повышения его парциального давления в полости легких [8 (3)].
Поскольку исследованные районы находятся на разных высотах над уровнем моря, мы попытались определить зависимость между высотой и уровнем содержания гемоглобина и эритроцитов в крови жителей данных районов (рис.1, 2). Как оказалось с уменьшением высоты над уровнем моря количество гемоглобина у жителей снижается, чего нельзя сказать об эритроцитах.
Известно так же, что при высоком содержании кортизола в крови, что было отмечено у жителей Бай-Тайгинского района, он может взаимодействовать с эритроцитарными мембранами, способствуя появлению в них наноструктурных переходов. Это приводит к увеличению вязкости
Тувинский государственный университет _
крови. Именно три гормона кортизол, адреналин и инсулин определяют переключение энергетического обмена с углеводного типа на липидный в экстремальных условиях [9 (8)].
Таблица 2
Средние показатели периферической крови коренных жителей разных районов
Республики Тыва
Показатели Районы проживания
Бай-Тайгинский р-н Монгун-Тайгинский р-н Эрзинский р-н
юноши девушки юноши девушки юноши девушки
Гемоглобин,г/л, норма: 155,5± 135,5± 151,3± 137,7± 147,5± 129,0±
м 130-150; ж 120-130. 12,7** 21,9 18,6* 19,2 6,45* 14,9
Эритроцит, 1012; норма: 4,48±0,63 3,66± 4,35± 3,84± 4,55± 3,94±
м 4,0-4,5; ж 3,6-3,9 0,89 0,68 0,77 0,30 2,52
Содержание гемоглобина 35,0±3,6 34,3±2,8 34,9±1,6 36,3± 4,1 32,6±2,5 33,4±4,7
в эритроците, пг
норма: 26-40
Цветовой показатель, 1,05±0,09 1,02±0,13 1,04±0,05 1,09±0,12 0,98±0,08 1,00±0,14
отн. ед. норма: 0,9-1,1
СОЭ,мм/ч норма: 2,0±0,82// 3,14± 2,50± 2,33± 1,0±0,0// 1,87±
м 1-10; ж 1-15 1,67 2,12 1,32 1,13
(достоверность различий ** р< 0,001, * р< 0,05 между девушками и юношами; // р< 0,05 между районами)
Существует мнение, что в условиях полярного климата у человека отмечается замедление скорости оседания эритроцитов (СОЭ) [9 (8)]. В наших исследованиях также отмечено замедление СОЭ, особенно это ярко выражено у девушек и юношей Эрзинского района. Наибольшее значение СОЭ оказалось у девушек Бай-Тайгинского района (см. таб. 2).
Рис. 1. Изменение показателей красной крови
юношей, проживающих на разной высоте над уровнем моря
Рис. 2. Изменение показатели красной крови девушек, проживающих на разной высоте
Что вероятно связано с более комфортными условиями проживания в городе, в результате чего снижается способность адаптироваться к природным факторам, например к холоду.
Таким образом, на содержание гемоглобина и эритроцитов в крови аборигенного населения Республики Тыва оказывает влияние не только высота рельефа, но и суровые климатические
условия. Большинство сдвигов крови видимо носит приспособительный адаптивный характер, отражая экологическое воздействие региона.
Библиографический список
1. Казицкая, А.С., Прокофьев, Ю.А., Уланова, Е.В., Горохова, Л.Г., Mихайлова, H.H. Влияние фтористой интоксикации на иммунный статус периферической крови./Mедицинский академический журнал. Приложение, 2012. С. 44-46.
2. Mаксимов, А.Л., Белкин, В.Ш. Биомедицинские и климатоэкологические аспекты районирования территорий с экстремальными условиями среды проживания. Вестник ДВO РАК 2005. № 3. - С. 28-39.
3. Гора, Е. П. Экология человека. M.: Дрофа, 2007. - 535 с.
4. Смирнов, ВМ Физиология человека. M.: Mедицина, 2002. - 608 с.
5. Агаджанян, HA., Игнатьев, Л.И., Радыш, И.В. Влияние природно-климатических факторов на сезонные ритмы системы крови у жителей Кисловодска// Экология человека, 2007. №3. - С. 3-8.
6. Дегтева, Г. H. Состояние эритрона у жителей северных территорий// Экология человека, 2004. №6 - С. 53-57.
7. Фролова, OB., Лепунова, O.H., Кормина, O£., Чекунова, O£. Влияние продолжительности проживания в условиях Крайнего Севера на состояние гематологических параметров у мужчин и женщин разных возрастов. Успехи современного естествознания. №3, 2004. - С. 40-41.
8. Гуляр, С.А., Ильин, В.К Современные концепции адаптации организма человека к гипербарии и его реадаптация после декомпрессии. Физиология (Киев) - 1990. - Т.36. №4. - С.105-114.
9. Панин, Л.Е. 2 Человек в экстремальных условиях Арктики. Бюллетень ОТ РAMH, Том 30, №3, 2010. - С.92-98.
10. Анализы. Полный справочник. - M.: Эксмо, 2008. - 786 c.
Bibliograficheskii spisok
1. Kazickaja, A.S., Prokofev, Ju.A., Ulanova, E.V., Gorohova L.G., Mihajlova N.N. Vlijanie ftoristoj intoksikacii na immunnyj status perifericheskoj krovi./Medicinskij akademicheskij zhurnal. Prilozhenie, 2012. S. 44-46.
2. Maksimov, A.L., Belkin V.Sh. Biomedicinskie i klimatojekologicheskie aspekty rajonirovanija territorij s jekstremal'nymi uslovijami sredy prozhivanija. Vestnik DVO RAN. 2005. № 3. - S. 28-39.
3. Gora, E. P. Jekologija cheloveka. M.: Drofa, 2007. - 535 s.
4. Smirnov, V.M. Fiziologija cheloveka. M.: Medicina, 2002. - 608 s.
5. Agadzhanjan, N.A., Ignat'ev, L.I., Radysh, I.V. Vlijanie prirodno-klimaticheskih faktorov na sezonnye ritmy sistemy krovi u zhitelej Kislovodska// Ekologija cheloveka, 2007. №3. - S. 3-8
6. Degteva, G. N. Sostojanie jeritrona u zhitelej severnyh territorij//Ekologija cheloveka, 2004. №6 - S. 53-57.
7. Frolova, O.V., Lepunova,O.N., Kormina, O.S., Chekunova, O.S. Vlijanie prodolzhitel'nosti prozhivanija v uslovijah Krajnego Severa na sostojanie gematologicheskih parametrov u muzhchin i zhenshhin raznyh vozrastov. Uspehi sovremennogo estestvoznanija. №3, 2004. - S. 40-41
8. Guljar, S.A., 11'in, V.N. Sovremennye koncepcii adaptacii organizma cheloveka k giperbarii i ego readaptacija posle dekompressii. Fiziol. zhurn. (Kiev) - 1990. - T.36. №4. - S.105-114.
9. Panin, L.E. 2 Chelovek v jekstremal'nyh uslovijah Arktiki. Bjulleten' SO RAMN, Tom 30, №3, 2010. - S.92-98.
10. Analizy. Polnyj spravochnik. - M.: Jeksmo, 2008. - 786 s.
Красильникова Вера Александровна - кандидат биологических наук, доцент, заведующая
кафедрой анатомии, физиологии и безопасности жизнедеятельности Тувинского государственного
университета, г. Кызыл, E-mail: verakras@gmail.com
Krasilnikova Vera - Candidate of Biology, Associate Professor, Department anatomy, physiology
and health and safety, theTuvan state university, Kyzyl, E-mail: verakras@gmail.com
УДК 378 (571.52)+378.14+613.6
