Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ПОПУЛЯЦИЙ ЭРИТРОЦИТОВ И ТРОМБОЦИТОВ КРОВИ ПО КОРПУСКУЛЯРНОМУ ОБЪЕМУ И ИХ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ПРИ ЭКЗАМЕНАЦИОННОМ СТРЕССЕ

Шафиева Л.Н. 1 Шамратова В.Г. 1
1 Башкирский государственный медицинский университет
Исследованы количественные параметры эритроцитов и тромбоцитов крови, особенности структуры их популяций по объему, а также взаимосвязи изученных показателей друг с другом и с уровнем ситуативной тревожности у студенток младших курсов при разных эмоциональных состояниях: эмоциональный покой (состояние эмоционального и физического равновесия после каникул), стресс (состояние напряжения перед экзаменом) и после стресса (состояние спада напряжения после экзамена). Реакция стимуляции костно-мозгового кроветворения на экзаменационный стресс у студентов проявилась в возрастании содержания в периферической крови эритроцитов, снижении тромбоцитов и изменении параметров распределения клеток по объему. Анализ корреляций показателей эритроцитарного и тромбоцитарного звеньев крови с уровнем ситуативной тревожности позволил выявить связи эмоционального состояния студентов с численностью клеток, объемом тромбоцитов и характеристиками клеточной популяции. Кроме того при всех эмоциональных состояниях у обследованных выявлены отрицательные корреляции между средним объемом тромбоцитов и показателями состояния красной крови: содержанием эритроцитов, гематокритом, концентрацией гемоглобина. Установленная нами реципрокность взаимоотношений тромбоцитов и эритроцитов, очевидно, обеспечивает гемостатический статус и реологическую устойчивость циркулирующей крови.
эритроциты
тромбоциты
тревожность
экзаменационный стресс
1. Патофизиология стресса, проблема нарушения физиологического выхода из стресса (дистресс) / Юсупова В.Ч. [и др.] // Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире. - 2017. - № 19. – С. 7-12.
2. Шафиева Л.Н. Способы оценки и коррекции дезадаптационных состояний студентов / Л.Н. Шафиева, А.Ф. Каюмова // Эколого-физиологические проблемы адаптации: материалы XIV междунар. симпозиума. – М., 2009. – С. 461-462.
3. Агаджанян Н.А. Адаптационная и этническая физиология: экология и здоровье человека // Качество жизни, психология здоровья и образования: междисциплинарный подход: материалы междунар. науч.-практ. конф. (Москва, 24-25 апр. 2014 г.). – М., 2014. – С. 7-10.
4. Судаков К.В. Системные основы эмоционального стресса / К.В. Судаков, П.Е. Умрюхин. - М., 2010. – 112 с.
5. Lombard J.H. Depression, psychological stress, vascular dysfunction, and cardiovascular disease: thinking outside the barrel // J. Appl. Physiol, 2010, vol. 108, № 5, p. 1025-1026.
6. Gu H.F., Tang C.K., Yang Y.Z. Psychological stress, immune response, and atherosclerosis // Atherosclerosis, 2012, vol. 223, № 1, p. 69-77.
7. Dhabhar F.S., Malarkey W.B., Neri E., McEwen B.S. Stress-induced redistribution of immunecells – from barracks to boulevards to battlefields: a tale of three hormones // Psychoneuroendocrinology, 2012, vol. 37, № 9, p. 1345-1368.
8. Austin A.W., Wissman T., von Kanel R. Stress and hemostasis: An update // Semin Thromb Hemost, 2013, vol. 39, p. 902-912.
9. Шамратова В.Г. Регуляция электрокинетических свойств эритроцитарных популяций при различном функциональном состоянии организма: автореф. дис. … д-ра биол. наук. – Казань, 2002. – 32 с.
10. Шафиева Л.Н. Использование омегаметрии в оценке стрессорной неустойчивости организма / Л.Н. Шафиева, А.Ф. Каюмова // Проблемные вопросы физиологии и психологии: межвуз. науч. сборник. – Уфа: РИЦ БашИФК, 2008. – С. 149-152.
11. Влияние психоэмоционального напряжения на циркуляцию клеток белой крови и тромбодинамику у здоровых добровольцев / Ложкин А.П. [и др.] // Казанский медицинский журнал. - 2013. - № 94 (5). - С. 718-722.

С каждым годом в высшей школе возрастает учебная нагрузка у обучающихся, требующая усвоения значительного объема информации в процессе приобретения профессиональных знаний и практических навыков, что, несомненно, является стрессовым фактором и вызывает психоэмоциональное напряжение у студенческой молодежи [1; 2]. Хроническое воздействие стрессоров в течение учебного семестра дополняется экзаменационным стрессом. Информационный стресс может вызвать нарушение слабых звеньев механизмов саморегуляции гомеостатических функций организма и привести к формированию различных психосоматических заболеваний [3]. Как известно, в происхождении стресс-реакций лежат системные механизмы [4]. Стресс активирует симпатическую нервную систему, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую и ренин-ангиотензиновую системы, а это ведет к экспрессии катехоламинов, кортикостероидов, глюкагона и гормона роста [5]. Психологический стресс стимулирует воспалительный ответ, активацию макрофагов, генерацию активных форм кислорода [6; 7]. К числу систем, функциональная активность которых во многом определяет адаптационные возможности организма в условиях стресса, относится система красной крови и тромбоцитарного звена [8].

Экзаменационный стресс, несмотря на его распространенность, исследован еще недостаточно, и изучение его физиологических механизмов в условиях возрастающих информационных нагрузок у студентов является актуальным. Остаются нераскрытыми механизмы внутрипопуляционных перестроек клеток крови, а также межсистемных взаимодействий, обеспечивающих адаптационные реакции системы крови на стресс. Между тем известно, что циркулирующие эритроциты и тромбоциты представляют собой не однородную массу, а популяции, различающиеся по возрасту клеток, их устойчивости и другим параметрам. При этом динамика популяций, соотношение клеток с разными свойствами, их взаимосвязи видоизменяются при переходе организма из одного функционального статуса в другой [9].

Цель исследования. Изучение особенностей структуры популяций эритроцитов и тромбоцитов крови по их объему и анализ связей гематологических параметров и ситуативной тревожности у студентов при экзаменационном стрессе.

Материал и методы исследования. В исследовании приняли участие здоровые добровольцы–студенты (n = 20, возраст = 20-22 лет, пол – женский). После подписания информирования согласия проводился сбор анамнестических данных для исключения наследственных заболеваний системы крови и острых и хронических заболеваний. Забор капиллярной крови проводился у одних и тех же студентов при разных эмоциональных состояниях: состояние напряжения перед экзаменом (стресс), состояние спада напряжения после экзамена (после стресса), а также в состоянии эмоционального и физического равновесия после зимних каникул (эмоциональный покой). Анализ крови проводился на гематологическом анализаторе «COULTER Т», при этом определяли следующие показатели: содержание гемоглобина (Hb), количество эритроцитов (RBC), гематокрит (Htc), средний объем эритроцитов (MCV), среднее содержание гемоглобина в эритроците (MCH), средняя концентрация Hb в эритроците (MCHC), показатель степени анизоцитоза эритроцитов (RDW), количество тромбоцитов (PLT), средний объем тромбоцитов (MPV). По гистограммам распределения тромбоцитов и эритроцитов, выдаваемым гематологическим анализатором, рассчитывали параметры распределения: коэффициенты асимметрии (As) и эксцесса (Ex). Резистентность эритроцитов определяли с использованием метода кислотных эритрограмм, основанного на фотоэлектрической регистрации кинетики гемолиза. Метод дает информацию о распределении эритроцитов кровяного русла по устойчивости к кислотному гемолизу и возрастной динамике циркулирующих клеток.

Психологическое состояние студентов оценивали по ситуативной тревожности (СТ) методом тестирования с использованием опросника Спилбергера-Ханина (тревожность низкая – менее 30 баллов, средняя – от 30 до 45 баллов, высокая – выше 45 баллов).

Статистическую обработку материалов исследования проводили с помощью стандартного пакета Statistica 8 с применением описательной статистики и корреляционного анализа. Достоверность различий между показателями изученных групп осуществляли с использованием критерия Стьюдента. Статистически значимыми считались различия между группами при p<0,05. Также была использована программа Microsoft Office Excel.

Результаты и их обсуждение. Типичным проявлением психоэмоционального напряжения, возникающего у студентов при экзаменационном стрессе, является состояние тревоги [10]. При сдаче экзамена у обследованных студентов наблюдалось развитие эмоционального напряжения: в покое уровень СТ составил 23,42,7, перед экзаменом - 51,71,8*, после него - 48,43,4*. (Примечание: здесь и далее * - показатель достоверно отличается от результатов, полученных в состоянии эмоционального покоя.) Анализ гематологических показателей при разных эмоциональных состояниях выявил у студентов статистически значимое снижение количества тромбоцитов при стрессе и увеличение среднего объема тромбоцитов после него (табл. 1).

Таблица 1

Показатели тромбоцитов у студентов при разных эмоциональных состояниях, M

Показатели

Эмоциональный покой (n=20)

Стресс (n=20)

После стресса

 (n=20)

PLT, х109/л

236,824,2

179,114,5*

226,110,6

MPV, fl

9,10,18

9,60,33

9,80,15*

Параметры распределения клеток по объему

As

Ex

 

 

 

0,660,03

1,830,07

 

 

 

0,540,06

1,650,13

 

 

 

0,530,02*

1,660,04*

 

Изучение параметров кривых распределения тромбоцитов по объему позволило выявить во всех вариантах эксперимента положительные асимметрию (вершина кривой сдвинута влево от центра распределения) и эксцесс (кривая островершинна). До экзамена наблюдалось снижение величин As и Ex гистограмм, после экзамена изменения характера кривой достигали уровня достоверности. Судя по параметрам распределения, при стрессе происходит сдвиг вершины кривой вправо по сравнению с аналогичной гистограммой при эмоциональном покое и ее некоторое уплощение.

На основе анализа величин As и Ex гистограмм можно заключить, что обнаруженное увеличение среднего объема тромбоцитов у студентов при сдаче экзамена достигается за счет изменения структуры тромбоцитарной популяции вследствие увеличения в общей популяции доли тромбоцитов с более высоким объемом и возрастания её гетерогенности. Перераспределение клеток с разным объемом, очевидно, вызвано выбросом из красного костного мозга более крупных, молодых тромбоцитов. В системе красной крови в условиях экзаменационного стресса наблюдалось увеличение общего количества эритроцитов (достоверно после экзамена) и средней концентрации гемоглобина в одном эритроците (достоверно после экзамена) (табл. 2).

Таблица 2

Показатели красной крови у студентов при разных эмоциональных состояниях, M

Показатели

Эмоциональный покой (n=20)

Стресс (n=20)

После стресса

 (n=20)

RBC, х1012/л

4,8±0,18

5,0±0,99

5,3±0,14*

Hb, г/л

145,6±7,13

137,2±1,81

138,2±5,88

Htc, %

48,8±2,77

49,8±1,47

48,1±1,07

MCV, fl

93,1±2,15

94,4±1,96

94,7±1,88

MCHC, г/dl

29,8 ±0,65

27,9±0,54

27,3±0,3*

MCH, пг

28,2 ±1,29

26,4 ±0,89

25,8 ±0,68

RDW, %

12,9 ±0,52

13,3 ±0,6

13,1 ±0,53

Параметры распределения клеток по объему

As

Ex

 

 

 

1,58±0,04

3,84±0,21

 

 

 

1,41±0,07*

2,34±0,31*

 

 

 

1,46±0,06

2,83±0,37

 

Параметры кривой эритроцитов по их объему в группах обследованных указывают на островершинный характер гистограмм и сдвиг вершины в область пониженных значений объема относительно центра распределения. В условиях эмоционального стресса уже до экзамена происходит преобразование кривой, выражающееся в смещении максимума вправо от исходного положения в контроле (уменьшение As) и снижение Ex. Выявленная картина свидетельствует об увеличении в общей популяции клеток более крупных размеров и возрастании вследствие этого степени ее неоднородности. Можно констатировать, что стресс сопровождается поступлением в циркуляцию клеток с увеличенным объемом, однако в отличие от тромбоцитов это не сказывается на величине среднего по популяции размера эритроцитов, а наблюдается лишь тенденция к его росту при сдаче экзамена. При этом изменения в структуре эритроцитарных популяций предшествуют количественным изменениям: происходящее до экзамена перераспределение эритроцитов по корпускулярному объему проявляется после экзамена в увеличении их общей численности. Получить дополнительную информацию об особенностях поведения эритроцитарных популяций при изменении функционального статуса испытуемых позволяет анализ кислотных эритрограмм (табл. 3).

Таблица 3

Показатели кинетики кислотной резистентности эритроцитов

у студентов при разных эмоциональных состояниях, M

Показатели кинетики гемолиза

Эмоциональный покой (n=20)

Стресс

 (n=20)

После стресса

(n=20)

Общая продолжительность

процесса, с

Медиана распределения, с

Время достижения max скорости, с

 

195 ±0,7

 

189±12,2

 

188 ±9,2

 

222 ±11,0*

 

219 ±7,6*

 

209 ±7,4*

 

206 ±15,6

 

187 ±8,27^

 

189 ±7,4^

Примечания: ^ - достоверно отличается от результатов, полученных перед экзаменом (стресс).

 

Видно, что перед экзаменом происходит сдвиг максимума эритрограмм и медианы распределения в область повышенной устойчивости клеток. Учитывая, что более высокой резистентностью обладают молодые формы эритроцитов, мы предполагаем, что у студентов перед экзаменом наблюдался выброс из красного костного мозга молодых, высокоустойчивых форм эритроцитов, что подтверждают результаты изучения гистограмм по их объему. Таким образом, выявленное возрастание числа эритроцитов у студентов при сдаче экзамена обусловлено «омоложением» эритроцитарной популяции, а не выбросом зрелых клеток из депо. Принимая во внимание, что средняя концентрация гемоглобина в отдельном эритроците при этом снижалась, можно допустить, что обнаруженные изменения явились отражением неэффективного эритропоэза. Это согласуется с литературными данными о неэффективном эритропоэзе при стрессовых состояниях, когда в циркуляцию выходят крупные, так называемые стресс-ретикулоциты. Прояснить вклад эмоционального состояния в обеспечение выявленных реакций со стороны красной крови и тромбоцитарного звена позволяет анализ корреляций уровня ситуативной тревожности с гематологическими показателями. Результаты анализа корреляций между уровнем ситуативной тревожности, психоэмоциональным состоянием и всем спектром учтенных в эксперименте гематологических показателей представлены на рисунке. По общей матрице показателей испытуемых были выявлены достоверные положительные корреляции уровня тревожности с эмоциональным состоянием, общей численностью эритроцитов, гематокритом, средним объемом тромбоцитов; отрицательные – со средней концентрацией гемоглобина в эритроците, содержанием тромбоцитов, а также показателями распределения тромбоцитов по объему (As и Ex).

Корреляционные связи ситуативной тревожности: положительные с эмоциональным состоянием – напряжением (1), общей численностью эритроцитов (2), Ht (3), средним объемом тромбоцитов (4); отрицательные – со средней концентрацией Hb в эритроците (5), содержанием тромбоцитов (6), коэффициентами As и Ex распределения тромбоцитов по объему (7, 8)

 

Проведенный анализ свидетельствует о том, что усиление эмоционального напряжения студентов коррелирует с активацией эритроцитарного звена периферической крови на фоне снижения степени насыщенности эритроцитов гемоглобином. В свою очередь, переход из состояния эмоционального покоя к напряжению сопровождается уменьшением численности тромбоцитов в сосудистом русле, сочетающимся с увеличением размеров клеток, возрастанием доли более крупных клеток в популяции тромбоцитов и степени ее гетерогенности. Таким образом, реакция на стимуляцию костномозгового кроветворения при экзаменационном стрессе проявляется в системе красной крови в возрастании ее количественных параметров, а в тромбоцитарном звене – в снижении. При этом происходит изменение структуры популяции.

В связи с вышесказанным представляет интерес изучение интеркорреляций гематологических параметров при разных эмоциональных состояниях. Выяснилось, что в состоянии эмоционального покоя средний объем эритроцитов тесно положительно коррелирует с концентрацией Hb (0,7), численностью эритроцитов (0,59) и отрицательно - с дисперсией объема клеток (-0,91). Перед экзаменом выявляются корреляции MCV только с показателем насыщенности клеток Hb (0,83); после экзамена – лишь со степенью анизоцитоза эритроцитов (0,85). Анализ корреляций позволил установить реципрокные взаимоотношения между показателями эритроцитарного и тромбоцитарного звеньев крови. Так, во всех состояниях у студентов выявлены отрицательные корреляции между средним объемом тромбоцитов и содержанием эритроцитов (-0,65 при эмоциональном покое, -0,63 при стрессе); с гематокритом (-0,51 при стрессе, -0,67 после стресса), концентрацией гемоглобина (-0,62 после стресса). Следовательно, возрастание размеров тромбоцитов, свидетельствующее о стимуляции тромбоцитопоэза, сочетается с ослаблением функциональной активности красной крови. Подтверждением этому служат взаимосвязи показателей красной крови с общей численностью в сосудистом русле тромбоцитов. В состоянии эмоционального покоя обнаруживаются корреляции абсолютного количества тромбоцитов с концентрацией Hb (-0,72) и Htс (-0,52), при стрессе - с MCV (-0,55), после стресса - с MCHC (-0,56). Из приведенных связей видно, что взаимодействие красной крови с тромбоцитарным звеном при эмоциональном напряжении проявляется слабее, чем в покое.

Выводы и заключение. Проведенные исследования показали, что эмоциональное перенапряжение, вызванное сдачей студентами экзамена, существенно отражается на состоянии системы крови. При этом изменяется как количественный и качественный состав клеток, так и структура клеточной популяции. Эта перестройка обусловлена, очевидно, активацией костномозгового кроветворения, сопровождающейся выбросом в русло «омоложенных» эритроцитов и тромбоцитов, что выражается в увеличении доли более крупных клеток, а в случае тромбоцитов - и среднего объема. Несмотря на то что поступающие в циркуляцию эритроциты являются функционально «неполноценными», общая (суммарная) дыхательная поверхность этих клеток, вероятно, не уменьшается за счет общего увеличения количества красных клеток в крови. Об этом же свидетельствует несущественное изменение уровня гемоглобина в крови. Мы предполагаем, что такая перестройка обеспечивает адекватное снабжение тканей кислородом в новых условиях. В тромбоцитарном звене крови, несмотря на активацию тромбоцитопоэза, общее количество клеток в циркуляции снижается. По всей видимости, это свидетельствует об усиленной элиминации этих клеток или же о вовлечении тромбоцитов в процесс тромбообразования, поскольку известно, что адреналин, выбрасываемый при стрессе, индуцирует агрегацию тромбоцитов и их последующее удаление из кровяного русла. Тем не менее обнаруженные нами корреляции между показателями эритроцитов и тромбоцитов указывают на тесную взаимосвязь между качественными и количественными параметрами этих клеток. Причем реципнокность взаимоотношений, очевидно, обеспечивает гемостатический статус и реологическую устойчивость циркулирующей крови [11].


Библиографическая ссылка

Шафиева Л.Н., Шамратова В.Г. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ПОПУЛЯЦИЙ ЭРИТРОЦИТОВ И ТРОМБОЦИТОВ КРОВИ ПО КОРПУСКУЛЯРНОМУ ОБЪЕМУ И ИХ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ПРИ ЭКЗАМЕНАЦИОННОМ СТРЕССЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2018. – № 4. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=27898 (дата обращения: 05.12.2021).

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 = 1.074