Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЦИТОАРХИТЕКТОНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И АГРЕГАЦИИ ЭРИТРОЦИТОВ У ЗДОРОВЫХ ЛЮДЕЙ, РЕГУЛЯРНО ИСПЫТЫВАЮЩИХ В ХОДЕ ТРУДОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЗНАЧИТЕЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ И ЭМОЦИОНАЛЬНЫЕ НАГРУЗКИ

Киперман Я.В. 1 Белова Т.А. 1 Кутафина Н.В. 1
1 Курский институт социального образования (филиал) РГСУ
Циркуляция крови по сосудистому руслу в особо большой степени обуславливается функциональными особенностями эритроцитов, формирующимися под действием определенных условий, определяющих их агрегацию и цитоархитектонику. Нормальные эритроциты способны к слабой агрегации и в своей массе не изменены. Функциональная активность эритроцитов в любом возрасте способна повлиять на динамику отклонений от гомеостаза и процесс формирования патологических изменений. Вместе с тем на агрегацию и цитоархитектонические свойства эритроцитов могут оказывать влияние масса факторов внешней среды, в том числе интенсивность физических и эмоциональных нагрузок, что нуждается в дополнительном изучении. Чрезмерные эмоциональные и физические нагрузки у людей в возрасте 22–35 лет приводят к отрицательной динамике липидного состава эритроцитов, усилению в них перекисного окисления липидов, способствуя уменьшению содержания в кровотоке их дискоидных форм и увеличению обратимо и необратимо измененных их разновидностей. Все это ведет к развитию превалирования потенциала загустения крови над потенциалом ее разжижения, постепенно нарастающему к 35 летнему возрасту.
эмоциональные нагрузки
чрезмерные физические нагрузки
первый зрелый возраст
цитоархитектоника
агрегация
эритроциты
1. Кутафина Н. В., Медведев И. Н. Вопросы эритроцитарно-тромбоцитарных взаимодействий // Наука и образование: инновации, интеграция и развитие. Материалы Международной научно-практической конференции: в 2 ч. / редколлегия: Искужин Т. С. (отв. редактор), Кабакович Г. А., Зайнуллина Г. Ш., Абакачева М. Б., Нигматуллин О. Б. (отв. секретарь). – 2014. – С. 72-75.
2. Кутафина Н. В., Медведев И. Н. Тромбоцитарная агрегация у клинически здоровых лиц второго зрелого возраста, проживающих в Курском регионе // Успехи геронтологии. –2015. – Т.28, № 2. – С.321-325.
3. Мальцева Т. С., Завалишина С. Ю. Воздействие регулярных физических нагрузок на микрореологические свойства эритроцитов у лиц первого зрелого возраста с абдоминальным ожирением 1 степени // Вестник Российского университета дружбы народов, серия «Экология и безопасность жизнедеятельности». – 2014. – № 1. – С.108-114.
4. Медведев И. Н., Савченко А. П., Завалишина С. Ю. и др. Методические подходы к исследованию реологических свойств крови при различных состояниях // Российский кардиологический журнал. – 2009. – № 5. – С.42- 45.
5. Медведев И. Н., Савченко А. П., Завалишина С. Ю. Активность тромбоцитов в кровотоке у кандидатов и мастеров спорта по легкой атлетике молодого возраста // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2010. – № 5. – С. 54-55.
6. Медведев И. Н., Савченко А. П. Динамика тромбоцитарной активности у лиц молодого возраста с высоким нормальным артериальным давлением, регулярно тренирующихся физически // Кардиология в Беларуси. – 2011. – № 5. – С. 354-355.
7. Медведев И. Н., Савченко А. П. Реактивность сердечно-сосудистой системы у лиц молодого возраста с высоким нормальным артериальным давлением на фоне регулярных физических тренировок // Кардиология в Беларуси. – 2011. – № 5. – С. 355-356.
8. Савченко А. П., Завалишина С. Ю., Кутафина Н. В. Интраваскулярная активность тромбоцитов у лиц юношеского возраста с высоким нормальным артериальным давлением, регулярно испытывающих физические тренировки // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6. – С.1392.
9. Савченко А. П., Завалишина С. Ю., Кутафина Н. В. Тромбоцитарная активность при отсутствии физической нагрузки // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 3. – С.577.
10. Medvedev I. N., Savchenko A. P. and Kiperman Ya. V. Dynamics of the Intravascular Activity of Platelets in Young Men with High Normal Blood Pressure Regularly Practicing Physical Activity. Biology and Medicine (Aligarh) 2015, 7:1 BM-069-15.

Процессы функционирования организма тесно связаны с непрерывным перемещением крови по его сосудам [4, 7]. Очень большую значимость для успешности этого процесса имеют свойства форменных элементов крови [8, 9], даже в физиологических условиях способных взаимодействовать друг с другом [1, 4]. В то же время они могут нарушаться при развитии патологии в организме и колебаться в зависимости от возраста [2, 6] и всевозможных воздействий на организм [3], в том числе физических нагрузок [5, 10].

Гемоциркуляция крови по сосудистому руслу в особо большой степени обуславливается функциональными особенностями эритроцитов, формирующимися под действием определенных условий, определяющих их агрегацию и цитоархитектонику. Наиболее существенно эти их свойства определяют гемодинамику в микроциркуляторном русле, обуславливая приток необходимого количества О2 к тканям. Нормальные эритроциты способны к слабой агрегации и в своей массе не изменены. Однако эти их особенности весьма динамичны и могут меняться в течение онтогенеза [4]. Функциональная активность эритроцитов в любом возрасте весьма способна повлиять на динамику отклонений от гомеостаза и процесс формирования патологических изменений [3,7]. Вместе с тем на агрегацию и цитоархитектонические свойства эритроцитов могут оказывать влияние масса факторов внешней среды, в том числе интенсивность нерегулярных и регулярных физических нагрузок на фоне эмоциональных перегрузок, что нуждается в дополнительном изучении. В этой связи было спланировано и проведено настоящее исследование.

Цель работы. Выяснить функциональные особенности эритроцитов у здоровых лиц 22–35 лет, испытывающих значительные физические и эмоциональные нагрузки в ходе трудовой деятельности.

Материалы и методы исследования. Объектом наблюдения являлись молодые люди 22, 25, 30 и 35 летнего возраста, не предъявляющие жалоб и не имеющие отклонений в объективном статусе и результатах инструментальных и лабораторных методов исследования.

Общее число обследованных опытной группы составило 99 человек из них 23 человека 22-летнего возраста, 26 человек 25-летнего возраста, 24 человека 30-летнего возраста и 26 человек 35-летнего возраста, испытывающих на работе значительные физические и эмоциональные нагрузки не менее чем в течение последних полутора лет (материально ответственные складские работники, на складах с дорогостоящим тяжелым товаром, у которых заработная плата была связана уровнем продаж этого товара). В контрольную группу вошли 88 здоровых лиц сходного возраста, ведущих обычный образ жизни и регулярно тренирующихся в секции легкой атлетики: 22 человека 22-летнего возраста, 20 человек 25-летнего возраста, 24 человека 30-летнего возраста и 22 человека 35-летнего возраста. Ввиду отсутствия между результатами их обследований достоверных различий, значения контроля представлены одной цифрой – средней арифметической.

Активность перекисного окисления липидов (ПОЛ) в плазме оценивали по содержанию ТБК-активных продуктов набором фирмы «Агат-Мед» и ацилгидроперекисей (АГП) традиционным методом. Для оценки антиокислительного потенциала жидкой части крови определяли ее антиокислительную активность стандартным способом. В отмытых и ресуспендированных эритроцитах количественно оценены уровни холестерола (ХС) энзиматическим колориметрическим методом набором фирмы «Витал Диагностикум» и общих фосфолипидов (ОФЛ) по содержанию в них фосфора с последующим расчетом отношения ХС/ОФЛ в эритроцитах. Состояние внутриэритроцитарного ПОЛ определяли по концентрации малонового диальдегида (МДА) в реакции восстановления тиобарбитуровой кислоты в отмытых и ресуспендированных эритроцитах и по содержанию ацилгидроперекисей. Активность внутриэритроцитарных антиоксидантных ферментов устанавливали для каталазы и супераксиддисмутазы (СОД). Для исследования цитоархитектоники эритроцитов кровь фиксировали в растворе глютарового альдегида и готовили препарат «раздавленная капля» [4]. Количественную оценку соотношения патологических и нормальных форм эритроцитов рассчитывали с помощью индекса трансформации (ИТ) = (ОД + НД) / Д, где Д – процент дискоцитов; ОД – процент обратимо деформированных эритроцитов; НД – процент необратимо деформированных эритроцитов. Для более детальной оценки морфологии эритроцитов рассчитывали еще 3 показателя. Индекс обратимой трансформации (ИОТ) = ОД/Д. Индекс необратимой трансформации (ИНОТ) = НД/Д. Индекс обратимости (ИО) = ОД/НД. Агрегацию эритроцитов определяли с помощью светового микроскопа, путем подсчета в камере Горяева количества агрегатов эритроцитов, агрегированных и неагрегированных эритроцитов во взвеси отмытых эритроцитов в плазме крови [4].

Регистрация учитываемых параметров у обследованных проводилась однократно в каждой возрастной группе. Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием t-критерия Стьюдента, корреляционного и системного многофакторного анализа.

Результаты исследования и их обсуждение. У взятых в исследование людей, испытывавших регулярные физические и эмоциональные нагрузки, было выявлено, что уровень ТБК-активых продуктов в жидкой части крови в 22-летнем возрасте составлял 4,10±0,22 мкмоль/л с тенденцией к увеличению до 30 лет, а с 30 лет с достоверным нарастанием, достигая 5,48±0,45 мкмоль/л у лиц 35-летнего возраста (р<0,01). Содержание АГП в учитываемые возраста у обследованных достоверно нарастало, в целом на 35,2 %. Найденное усиление пероксидации было возможно в результате отмечающейся до 25 лет тенденции к ослаблению, а к 30 годам и старше достоверного уменьшения уровня антиоксидантной защищенности организма обследованных – их антиоксидантный потенциал плазмы снижался с 30,4±0,29 % в 22 года до 23,2±0,44 % в 35 лет (р<0,01).

У обследованных 22-летнего возраста в составе мембран эритроцитов в среднем содержалось холестерина и ОФЛ 0,92±0,030 мкмоль/1012эр. и 0,75±0,029 мкмоль/1012эр., соответственно, при уровне соотношения ХС/ОФЛ в эритроцитах 1,23±0,014, что являлось оптимальным для состояния жесткости и текучести их мембран. К 25 годам у обследуемых отмечена явная тенденция к повышению в мембранах их эритроцитов ХС и снижению ОФЛ, что обусловило нарастание соотношение ХС/ОФЛ, достигнув уровня достоверности к 30 годам (ХС/ОФЛ возрос на 29,4 %) с дополненным увеличением соотношения ХС/ОФЛ эритроцитов на 12,8 % к 35 годам. Это создавало условия для нарастания уровня в них ПОЛ, в конечном счете, способствуя повышению активности эритроцитов, затрудняя у наблюдаемой категории людей процесс микроциркуляции по мере увеличения хронологического возраста.

Количество АГП в эритроцитах обследованных людей, испытывающих значительные физические и эмоциональные нагрузки в возрасте 22 лет, находилась на уровне 3,16±0,14 Д233/1012эр., претерпевая тенденцию к увеличению к 25 годам, достигая уровня статистической значимости у 30 летних обследованных (4,17±0,29 Д233/1012эр.) и дополнительно нарастая к 35 летнему возрасту на 25,2 %. При этом уровень МДА в эритроцитах – конечного продукта ПОЛ испытывал аналогичную динамику к увеличению, повышаясь у 35-летних обследуемых по сравнению с 22-летними на 57,9 %.

Повышение уровня ПОЛ в эритроцитах здоровых людей первого зрелого возраста, испытывающих значительные физические и эмоциональные нагрузки в ходе трудовой деятельности, стало возможным вследствие ослабления у них их антиоксидантной защиты и, в первую очередь, каталазы и супероксиддисмутазы. Уровни каталазы и СОД в красных кровяных тельцах, находившихся под наблюдением людей в начале наблюдения, имели тенденцию к ослаблению, а начиная с 30 лет достоверно уменьшались. Суммарная выраженность депрессии активности данных ферментов за оцениваемый возрастной период составляла в целом 29,2 % и 17,5 %, соответственно.

У лиц, испытывающих значительные физические и эмоциональные нагрузки, отмечено постепенное снижение в потоке крови уровня дискоцитов, максимально выраженное в группе обследованных 35-летнего возраста. Их уменьшение к данному возрасту по сравнению с 22 годами составляло 20,4 %. При этом у обследованных зарегистрировано увеличение ИТ: с 0,18±0,016 у 22-летних до 0,42±0,016 (p<0,01) в группе 35-летних (таблица).

Цитоархитектоника и агрегация эритроцитов у лиц первого зрелого возраста, испытывающих значительные физические и эмоциональные нагрузки в ходе трудовой деятельности 

Показатели

Обследованные, испытывающие чрезмерные физические нагрузки, M±m, n=99

Контроль,

M±m,

n=88

22 года,

n=23

25 лет,

n=26

30 лет,

n=24

35 лет,

n=26

Дискоциты, %

84,4 ±0,37

80,5±0,49*

76,2±0,35**

70,1±0,42**

86,3±0,16

Обратимо изм. эритроциты, %

10,2±0,27

12,3±0,32*

14,2±0,26**

17,1±0,27**

9,5±0,24

Необратимо изм. эритроциты, %

5,4±0,20

7,2±0,27*

9,6±0,17**

12,8±0,22**

4,8±0,28

Индекс трансформации

0,18±0,016

0,24±0,013*

0,31±0,018**

0,42±0,016**

0,16±0,019

Индекс обратимой трансформации

0,12±0,005

0,15±0,04*

0,19±0,007**

0,24±0,008**

0,11±0,012

Индекс необратимой трансформации

0,07±0,005

0,09±0,005*

0,13±0,003**

0,18±0,004**

0,05±0,010

Индекс обратимости

1,92±0,06

1,71±0,05*

1,48±0,07**

1,33±0,06**

2,00±0,012

Сумма всех эритроцитов в агрегате

39,0±0,12

44,2±0,10*

48,3±0,08**

54,6±0,11**

36,6±0,06

Количество агрегатов

9,0±0,12

12,4±0,10*

15,2±0,13**

16,9±0,10*

8,1±0,12

Количество свободных эритроцитов

252,4±0,42

230,0±0,36*

200,1±0,32**

160,2±0,48**

244,5±0,45

Условные обозначения достоверности различий опытной группы и контроля: * – р<0,05, ** – р<0,01.

Вместе с тем в опытной группе отмечено возраст-зависимое нарастание в крови концентрации обратимо измененных эритроцитов с 10,2±0,27 % в наиболее молодой группе до 17,1±0,27 % у 35-летних обследованных. Рост содержания обратимо измененных эритроцитов у наблюдаемых людей, испытывающих значительные физические и эмоциональные нагрузки, определил динамику ИОТ, увеличивающегося между 22 и 35 годами в 2 раза (р<0,01).

У людей, испытывающих значительные физические и эмоциональные нагрузки, количество необратимо измененных эритроцитов неуклонно нарастало с 5,4±0,20 % в 22 года до 12,8±0,22 %, сопровождаясь увеличением ИНОТ в 2,5 раза. У составивших опытную группу обследованных по мере увеличения хронологического возраста ИО постепенно снижался. Его суммарная депрессия к 35 годам составляла 34,1 %, что подтверждало значимость повышения числа измененных эритроцитов с возрастанием удельного веса необратимо измененных форм эритроцитов.

На фоне увеличения хронологического возраста у обследованных опытной группы отмечено увеличение суммы эритроцитов в агрегате и количества агрегатов при достоверном снижении величины свободно лежащих эритроцитов (таблица).

Корреляционный анализ, проведенный у 35-летних обследованных опытной группы, выявил отрицательные корреляционные связи средней силы между уровнем дискоцитов и суммой эритроцитов в агрегате (r= -0,52, р<0,01) и количеством агрегатов (r= -0,47, р<0,05). Вероятно, усиление агрегации эритроцитов происходит при увеличении трансформации эритроцитов в обратимые и необратимые формы. На это указывают выявленные прямые корреляционные связи между данными показателями. Так, сумма эритроцитов в агрегате достоверно коррелировал с ИТ (r= +0,56, р<0,05), ИОТ (r= +0,40, р<0,05), ИНОТ (r= +0,38, р<0,05). Количество агрегатов прямо коррелировало с ИТ (r= +0,52, р<0,05), ИОТ (r= +0,36, р<0,05), ИНОТ (r= +0,38, р<0,05).

В ходе проведенного исследования получены разнонаправленные показатели, определяющие загустевание и разжижение крови, неоднозначно влияющие на ее общую реологию у здоровых лиц первого зрелого возраста, испытывающих значительные физические и эмоциональные нагрузки, которые были статистически обработаны с применением системного многофакторного анализа. У обследованных отдельно были высчитаны потенциал загустения крови (ПЗК) и потенциал ее разжижения (ПРК) с учетом их направленности и степени влияния на них каждого из изученных параметров. Определен общий реологический потенциал крови (ОРП) здоровых лиц первого зрелого возраста, испытывающих значительные физические и эмоциональные нагрузки.

Выяснено, что в потенциале загустевания крови у здоровых людей первого зрелого возраста, испытывающих значительные физические и эмоциональные нагрузки, наиболее весомыми оказались процент необратимо измененных эритроцитов (Pi = 491,0), процент обратимо измененных эритроцитов (Pi = 480,0) и индекс необратимой трансформации (Рi= 351,6). Относительно высокими в ПЗК были коэффициенты влияния, принадлежащие индексу трансформации (Рi =312,4) и сумме всех эритроцитов в агрегате (Рi = 299,6). Остальные компоненты потенциала загустевания крови были менее весомы, существенно не различались между собой и играя в ПЗК более скромную роль. Взвешенная средняя потенциала загустевания, целостно характеризующая явления, направленные на загустевание крови, у здоровых людей первого зрелого возраста, испытывавших значительные физические и эмоциональные нагрузки, составила ХBi ПЗК = 0,138.

Наиболее значимыми в потенциале разжижения крови у здоровых лиц первого зрелого возраста, испытывавших значительные физические и эмоциональные нагрузки, являлись уровень СОД эритроцитов (Pi = 499,9), содержание дискоидных эритроцитов в кровотоке (Pi = 482,3) и активность эритроцитарной каталазы (Pi = 462,1). Относительно высокое значение коэффициента влияния в ПРК принадлежало уровню ОФЛ в мембранах эритроцитов (Рi=432,4). Остальные оцениваемые параметры были менее весомы, значимость их играла в ПРК более скромную роль. Взвешенная средняя потенциала разжижения крови, характеризующая одним числом способность организма ограничивать загустевание крови, у обследованной опытной группы составила ХBi ПРК = 0,088.

Общий реологический потенциал у здоровых лиц первого зрелого возраста, испытывавших значительные физические и эмоциональные нагрузки, оказался равен ХBi ОРП= ХBi ПЗК- ХBi ПРК = 0,050, что указывало на превалирование у них в ОРП явлений загустения крови, усиливающихся к 35-летнему возрасту.

Выводы:

  1. Регулярные значительные физические и эмоциональные нагрузки у здоровых людей между 22–35 годами приводит к отрицательной динамике липидного состава красных кровяных телец, усилению в них ПОЛ, способствуя уменьшению содержания в кровотоке их эритроцитов-дискоцитов с увеличением обратимо и необратимо измененных их форм.
  2. Постоянное воздействие на организм значительных физических и эмоциональных нагрузок ведет у здоровых лиц первого зрелого возраста к нарастанию явлений загустевания в их общем реологическом потенциале крови.

Библиографическая ссылка

Киперман Я.В., Белова Т.А., Кутафина Н.В. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЦИТОАРХИТЕКТОНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И АГРЕГАЦИИ ЭРИТРОЦИТОВ У ЗДОРОВЫХ ЛЮДЕЙ, РЕГУЛЯРНО ИСПЫТЫВАЮЩИХ В ХОДЕ ТРУДОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЗНАЧИТЕЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ И ЭМОЦИОНАЛЬНЫЕ НАГРУЗКИ // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=24145 (дата обращения: 25.06.2019).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252