Введение к работе
Актуальность проблемы. Роль антиоксидантной системы заключается в регуляции необходимых для нормального организма процессов свободнорадикального окисления, которые при нарушении сбалансированного соотношения между прооксидантами и антиоксидантами могут привести к развитию патологии. Баланс антиоксидантов и прооксидантов в тканях находится в зависимости от функционального состояния организма и от различных факторов внешней среды (Дубинина, 2006; Меньщикова, 2006).
Изучение функционирования антиоксидантной системы у жителей Севера имеет особую актуальность в связи с перестройкой метаболизма (Панин, 1980), связанными с этим изменениями интенсивности свободнордикального окисления (Авцын и др., 1985; Данилова, 1986; Бойко, 1991) и развитием окислительного стресса, в виде «синдрома липидной гипероксидации» (Хаснулин, 1998).
Между тем, в литературе имеются разрозненные сообщения о состоянии антиоксидантной системы и её отдельных звеньев у различных групп жителей Севера (Казначеев, 1980; Авцын и др., 1985; Куликов, Ким, 1987; Бойко, 2005). По данным одних авторов (Куликов, Ляхович, 1980) при повышенном уровне перекисного окисления липидов в эритроцитах доноров Заполярья сохраняется активность ферментов антиоксидантной системы, но снижается уровень неферментативных антиоксидантов. Другие утверждают, что активность глутатионредуктазы имеет возрастные, половые и сезонные различия у жителей Севера (Бойко и др., 2004; Бойко, 2005; Бойко, Потолицына, 2006) и отмечают сезонные колебания активности супероксиддисмутазы эритроцитов (Суплотов, Баркова, 1986). Кроме того, на активность глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы, каталазы, на содержание общего, окисленного и восстановленного глутатиона большое влияние оказывает географическая широта места проживания (Авцын и др., 1985).
В работах, посвященных исследованию репродуктивного здоровья на Севере, сообщается о сезонных колебаниях фертильности женского организма (Губкина, 1997), о повышении осложнений при беременности и родах у женщин, проживших на Севере до трех лет (Макаричева, Усоскин, 1980). Однако в литературе нет сведений об активности ферментов антиоксидантной системы во время беременности, при физиологических и патологических родах у женщин, проживающих на Севере. Вопрос о влиянии активных форм кислорода на течение беременности и исход родов, как в норме, так и при патологии широко дискутируется в научной литературе, поскольку у беременных женщин от первого до третьего триместра наблюдается повышенный уровень активных форм кислорода, в первую очередь, супероксид-аниона и гидроперекисей липидов, а также отмечается повышение активности супероксиддисмутазы (Ciragil et al., 2005; Доброхотова и др., 2008).
В литературе имеются единичные сообщения об активности ферментов системы антиоксидантов при физиологических родах, после родов. Однако данные литературы в этом отношении противоречивы. Так, японские исследователи показали, что у здоровых рожениц через 24 часа после родов активность супероксиддисмутазы значимо возрастает (Kobe et al., 2002; Nakai et al., 2000), а по данным других авторов наблюдается снижение активности супероксиддисмутазы после родов (Mutlu-Turkoglu et al., 1998) или отмечается отсутствие изменения активности фермента (Balal et al., 2004). Показано, что интенсивность процессов перекисного окисления липидов нарастает при осложнениях беременности или сопутствующих заболеваниях, изменении обеспеченности организма матери витаминами-антиоксидантами (Bruinse et al., 1995; Arikan et al., 2001).
Таким образом, представляется важным изучение функционирования ферментов антиоксидантной системы у жителей северных территорий при различных физиологических состояниях в течение года.
Цель работы – изучение состояния ферментативного звена антиоксидантной системы у человека на европейском Севере.
Задачи исследования:
-
Определить уровень активности антиоксидантных ферментов эритроцитов у практически здоровых жителей европейского Севера.
-
Изучить ежемесячно в течение года динамику активности антиоксидантных ферментов у молодых мужчин, находившихся по роду деятельности длительное время на открытом воздухе.
-
Изучить по сезонам года, а также провести сравнительное исследование активности антиоксидантных ферментов в зависимости от проживания в различных по жесткости климатических условиях Севера у женщин-северянок в процессе родовой деятельности.
Научная новизна. Впервые проведено изучение годового цикла функционального состояния ферментативного звена антиоксидантной системы эритроцитов у жителей Севера. При этом показаны сезонные колебания активности супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы. Установлено, что минимум активности супероксиддисмутазы наблюдается в переходные периоды года (ноябрь и май), максимум – летом в августе. Обнаружено повышение активности глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы в осенне-зимний период и снижение в весенне-летний период года. Впервые при изучении антиоксидантных ферментов эритроцитов в процессе родов у жительниц Севера показано, что на их активность большее влияние оказывает сезон года, а не родовая деятельность. Установлено, что влияние фактора сезонности связано с географической широтой места проживания, причем по мере продвижения на Север степень воздействия на антиоксидантную систему возрастает.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные данные дополняют представления об адаптационной роли ферментов антиоксидантной системы у жителей северных территорий. Выявленные сезонные особенности состояния этого ферментативного звена у жителей Севера характеризуют изменение функциональных резервов организма при действии экстремальных природных факторов Севера и могут быть использованы в практическом здравоохранении северных регионов для профилактических мероприятий. Изменения активности ферментов антиоксидантов у женщин–северянок в процессе родовой деятельности и после родов, связанные с сезоном года, местом проживания и, в меньшей степени, с периодом нормальных родов, позволяют рекомендовать уделять особое внимание обеспечению организма беременных и рожениц антиоксидантами для коррекции возможных осложнений и для поддержания баланса в системе антиоксиданты-прооксиданты.
Работа выполнена в соответствии с планами НИР Учреждения Российской академии наук Института физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН «Метаболическое обеспечение годового цикла адаптивных реакций сердечно-сосудистой и дыхательной систем у человека на условия Севера» (ГР № 0120.0 403472) и «Физиолого-биохимические взаимосвязи в сезонных циклах у человека на Севере» (ГР № 01. 2. 007 01808).
Основные положения, выносимые на защиту:
-
В эритроцитах молодых мужчин, жителей европейского Севера, длительное время находившихся на открытом воздухе, в течение года изменяется активность антиоксидантных ферментов, причем максимум активности супероксиддисмутазы наблюдается с июня по август, а активности глутатионпероксидазы – с декабря по февраль.
-
У женщин на европейском Севере в процессе родовой деятельности активность супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы в эритроцитах зависит от сезона года и связана с географической широтой места проживания.
-
Фактор сезонности оказывает большее влияние на активность супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы, чем родовая деятельность.
Апробация работы. По материалам диссертационной работы представлены устные и стендовые научные доклады на следующих всероссийских и региональных конференциях с международным участием: на XVIII Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Казань, 2001); на международном экологическом форуме «Окружающая среда и здоровье человека» (СПб, 2003); на II симпозиуме с международным участием «Проблемы адаптации человека к экологическим и социальным условиям Севера» (Сыктывкар, 2004); на XIX съезде физиологического общества им. И.П.Павлова (Екатеринбург, 2004); на I Съезде физиологов СНГ (Сочи, 2005), на VIII World Congress of International society for adaptive medicine, (Moscow, 2006); на XX Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Москва, 2007); на IV-V симпозиумах с международным участием «Проблемы адаптации человека к экологическим и социальным условиям Севера» (Сыктывкар, 2008, 2010).
Личное участие автора в получении результатов. Автором самостоятельно выполнена работа по сбору материала и аналитическому исследованию активности ферментов системы антиоксидантов. Изучена активность данных ферментов в годовом цикле наблюдения у разных групп жителей европейского Севера. Проведен сравнительный анализ активности ферментов антиоксидантов у разных групп жителей европейского Севера и статистическая обработка полученных данных.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 научные работы, из них 8 статей в Российских рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации для публикации основных научных результатов диссертаций на соискание учёной степени кандидата наук; главы в двух монографиях.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 117 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, выводов по работе. Список цитируемой литературы включает 283 источника, из них 150 отечественных и 133 зарубежных. Работа содержит семь таблиц и пять рисунков.
