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:
- 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.
- 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.