Введение к работе
Актуальность и научная гипотеза. Важным условием высокой работоспособности спортсменов является хорошее их здоровье, которое, в свою очередь, обеспечивается состоянием факторов неспецифической и специфической защиты организма. Большое значение в обеспечении специфической (иммунологической) реактивности организма спортсменов отводится органам иммунной системы, выполняющим важные контрольные функции.
К настоящему времени в литературе имеется много сведений о влиянии физических нагрузок на иммунитет. Исследования Ю.И.Зинькова (1968), В.Н.Мешкова (1971), Р.Д.Дибнера, Л.Н. Бахтина (1980) и др. свидетельствуют о положительном влиянии занятий физкультурой и рациональной спортивной деятельности на работоспособность, снижение заболеваемости, иммунологические показатели. Интенсивные физические нагрузки могут оказать неблагоприятное влияние на систему иммуногенеза и привести к снижению активности лизоцима и комплемента (В.Ю. Вяземский, М.Я.Левин, В.М.Шубик, 1977), снижению бактерицидных свойств кожи (Г.В.Полеся и А.А.Гаевский, 1978; М.Я.Левин и соавт., 1990), снижению количества Т-лимфоцитов крови (И.Д. Суркина и соавт., 1980), уменьшению концентрации сывороточных иммуноглобулинов (В.А.Левандо и Р.С.Суздальницкий, 1983). Авторы многих исследований приходят к выводу о том, что тренирующиеся спортсмены составляют группу риска и предлагают включить нагрузки современного спорта в перечень факторов, которые могут вызвать иммунодефицитное состояние (Б.Б.Перший и соавт., 1981; В.М.Шубик и М.Я.Левин, 1985; Р.С. Суз-дальницкий и соавт., 1989) . В этой связи изучение процессов адаптации органов иммунной системы к различным режимам двигательной активности актуально и необходимо.
Морфологические исследования изменений органов иммунной системы под влиянием физических нагрузок немногочисленны. (А.Н.Лапутин, 1968, 1972; К.З.Цуканова и Г.А.Рудковская, 1968; В.И.Невзоров и В.В.Язвиков, 1979; Т.И.Вихрук, 1980, 1982; Н.И.Иванова и В.И.Талько, 1981; В.И.Невзоров, 1981; М.Г.Ткачук, 1985; С.Ж.Бугубаева и Л.М.Амангельдиева, 1987; В.И.Подгорный, В.И.Соколов, В.А.Антонова и Р.Н.Чукаловская, 1987; Ю.П.Хуссар, Э.П.Лепп и Т.П.Сээне, 1987). Большинство опубликованных работ представляют краткие сообщения (тезисы) о влиянии физических нагрузок на различные органы иммунной системы. Диссертационные исследования о структурных преобразованиях в отдельных органах иммунной системы (А.Н.Лапутин, 1961; В.И.Невзоров, 1981; Т.И.Вихрук, 1982; М.Г.Ткачук, 1985) выполнены на светооптическом уровне. В то же время адаптация к факторам среды
происходит в рамках системных реакций организма, поэтому приспособительные процессы в нем следует рассматривать с позиций системного подхода на различных уровнях функционирования органа (органном, тканевом, клеточном) с изучением связей внутри системы и анализом межсистемных взаимоотношений. С этих позиций адаптация органов иммунной системы к физическим нагрузкам не изучена.
Снижение иммунологической реактивности организма спортсменов указывает на необходимость коррекции нарушенных иммунологических функций. Анализ данных литературы по иммунопрофилактике и иммунокор-рекции свидетельствует об эффективности использования некоторых препаратов для стабилизации иммунитета и предотвращении срыва адаптации (И.Г.Векслер, 1980; Л.В.Ковальчук, 1980; А.М.Борисова, 1985). Сведений о морфологических изменениях в органах иммунной системы в условиях действия физических нагрузок и применения иммунокорректоров мы не встретили. Исследования последних лет указывают на необходимость учета индивидуальной реакции на физическую нагрузку. Стандартные физические нагрузки могут вызвать у разных животных неодинаковые изменения в организме - различные как по степени выраженности, так и по направленности (В.М.Пинчук и Л.Б.Сухинина, 1970; А.П.Сорокин, Г.В.Стрельников, А.Н. Вазин, 1977; Т.И.Вихрук, 1981, 1982; М.Г.Ткачук, 1984, 1985; Ф.В.Судзиловский и Т.В.Грицюк, 1996 и др.). В этой связи изучение индивидуальных особенностей реакции организма на одну и ту же физическую нагрузку, а также изучение адаптации организма в условиях индивидуального нормирования двигательной активности является актуальной проблемой (А.П.Сорокин, 1987; А.П.Сорокин, Г.В.Стрельников, А.Н.Вазин, 1972). Исследование органов иммунной системы под влиянием индивидуально дозированных физических нагрузок не проводилось.
Цель исследования - изучить структурные особенности адаптивной реакции органов иммунной системы применительно к различным режимам двигательной активности в условиях иммунокоррекции и без нее.
Задачи исследования
-
Изучить конструкцию, клеточный состав и соединительнотканный остов тимуса и паховых лимфатических узлов под влиянием однократных м систематических физических нагрузок.
-
Исследовать взаимоотношения изменений структуры в централь-ном (тимус) и периферическом (лимфатические узлы) органах иммунно системы в ходе адаптации к физическим нагрузкам.
-
На основе изучения корреляционных связей между изменениями структуры тимуса и лимфатических узлов белых крыс и показателями j
этих же животных крови, бактерицидности кожи, уровня гормонов крови определить степень межсистемных связей в ходе адаптации к физическим нагрузкам.
-
Изучить возможность направленного действия на структуру тимуса и лимфатических узлов коррекции питания с использованием продуктов повышенной биологической ценности.
-
Изучить возможность направленного действия на структуру лимфатических узлов индивидуально дозированных физических нагрузок.
Научная новизна исследования. Впервые с использованием комплексного подхода изучены морфологические эквиваленты адаптационных изменений тимуса и лимфатических узлов на различных уровнях их организации под влиянием физических нагрузок, используемых в различных режимах. Показано, что характер морфологических изменений в тимусе и лимфатических узлах зависит как от экзогенных (режим тренировочного процесса, особенности питания животного), так и эндогенных факторов (гормональный фон). Новым является и то, что структурные изменения органов иммуногенеза в ходе адаптации к усиленной мышечной деятельности исследованы с учетом внутрисистемных и межсистемных связей.
Установлено, что в ходе адаптации к физическим нагрузкам в изученных органах развиваются как приспособительные, так и деструктивные изменения. Соотношение между ними зависят от режима тренировочных нагрузок, условий в которых они проводятся, а также от индивидуальных особенностей организма (в частности, от уровня кортикос-терона).
Впервые изучены изменения в тимусе и лимфатических узлах под влиянием физических нагрузок на фоне коррекции питания, а также при воздействии индивидуально дозированных физических нагрузок. Показано, что пищевые добавки (свекольное пере и смесь "Валдай"), использованные в эксперименте, обладают выраженным адаптогенным эффектом. Они не только предотвратили неблагоприятные изменения в органах иммунной системы, но и на фоне физических нагрузок активизировали процессы пролиферации лимфоидных клеток, способствовали значительному повышению резервных возможностей этих органов.
Изучение в тимусе и лимфатических узлах взаимоотношений между структурными элементами на тканевом уровне в тимусе и лимфатических узлах выявило, что тренировка без коррекции питания привела к разрушению тесных корреляционных связей между клетками в обоих органах. При тренировках на фоне коррекции питания число тесных корреляционных связей возросло, что свидетельствует о высокой степени интегри-рованности системы. Подобных данных в литературных источниках, по-
священных изучению влияния физических нагрузок на органы иммунной системы, мы не встретили.
Проведенные эксперименты и полученные в их результате данные дали возможность определить морфологические критерии адаптирован-ности органов иммунной системы к физическим нагрузкам. Такими критериями считаем те признаки, которые обеспечивают надежное функционирование иммунной системы в условиях интенсивной мышечной деятельности (крупные дольки тимуса, широкая зона коркового вещества в нем, четкие границы между корковым и мозговым веществом, узкие междолько-вые перегородки, широкая зона коркового вещества в паховых лимфатических узлах, значительное количество лимфоидных узелков в них, высокая доля бластов, делящихся клеток, наличие тесных корреляционных связей между клетками, отсутствие признаков деструкции на клеточном уровне). Установлено, что указанные изменения коррелируют с высоким уровнем бактерицидности кожи, высокими значениями содержания гемоглобина и осмотической стойкости эритроцитов. Аналогичных данных в литературе обнаружить не удалось.
Новым является и то, что проведено определение надежности функционирования иммунной системы экспериментальных животных, проверенной в экстремальной ситуации и математическим путем. Установлено, что коэффициент надежности функционирования иммунной системы животных, тренированных с использованием плавного повышения времени нагрузок и применения в ходе тренировок коррекции питания, был высоким. Электронномикроскопическое исследование, проведенное после интенсивной физической нагрузки, не выявило у этих животных деструктивных изменений в клетках лимфоидной ткани. Коэффициент надежности функционирования тимуса и паховых лимфатических узлов крыс, тренировка которых сопровождалась более быстрым переходом от одного объема нагрузок к другому и проводилась без коррекции питания, был низким. Экстремальная ситуация (интенсивная физическая нагрузка - 50-минутное плавание с грузом) привела к деструктивным изменениям, выявленным на клеточном уровне.
Научно-теоретическая и практическая значимость работы. Полученные данные имеют большое теоретическое значение, так как представляют систематическое описание изменений конструкции и клеточного состава центрального (тимуса) и периферических (лимфатических узлов) органов иммунной системы под влиянием различных режимов двигательной активности в условиях иммунокоррекции и без нее. Сопоставлены изменения структуры тимуса и лимфатических узлов с показателями, харак-
теризупцими состояние системы крови, эндокринного аппарата, фактороз неспецифической резистентности организма.
Для практики спорта значимость этой работы состоит в раскрытии темпов и характера морфологических изменений органов иммуногенеза под влиянием различных режимов двигательной активности. Эти данные могут быть использованы при планировании объема тренировочных нагрузок, а также позволят прогнозировать направленность изменений в ходе адаптации спортсменов к повышенной двигательной активности.
Наличие тесных корреляционных связей между структурными изменениями в органах иммунной системы и такими показателями как содержание гемоглобина, осмотическая.стойкость эритроцитов, бактерицидность кожи, дает возможность высказать рекомендации" для контроля за состоянием адаптированности спортсменов, проводимом при диспансерном обследовании.
Положительные результаты, полученные в ходе использования индивидуально дозированных физических нагрузок, а также при проведении тренировок на фоне коррекции питания, позволяют рекомендовать эти средства для профилактики нарушений функции иммунной системы у спортсменов.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Двигательная активность является фактором, определяющим особенности структуры органов иммунной системы. При действии однократных физических нагрузок преобладают изменения клеточного состава и цитоархитектоники, многократно повторяющиеся (систе-матические) физические нагрузки приводят помимо этого к существенным преобразованиям конструкции органов.
-
Характер изменений в органах иммунной системы под влиянием систематических физических нагрузок зависит от режима тренировочного процесса, условий в которых он проводится, а также от индивидуальных особенностей организма.
Систематические физические нагрузки, сопровождающиеся недостаточными интервалами отдыха между нагрузками, усиливают деструктивные процессы на клеточном, тканевом уровне, что в свою очередь изменяет конструкцию органов.
Коррекция питания при помощи продуктов, обладающих антиокси-дантным и иммуностимулирующим действием, может улучшить адаптацию организма к физическим нагрузкам и предотвратить неблагоприятные изменения в органах иммунной системы. Использование режима с медленным плавным повышением объема тренировочных нагрузок и большими интервалами отдыха между ними, а также применение индивидуально дози-
рованных физических нагрузок, способствует структурным преобразованиям в органах иммунной системы, свидетель ствугэдям об активации их функции.
3. Морфологические изменения в органах иммунной системы под влиянием физических нагрузок возникают на всех уровнях организации системы и коррелируют с параметрами организменного уровня ( показателями крови, Сактерицидностью кожи), поэтому последние можно использовать для контроля за ходом адаптации иммунной системы к физическим нагрузкам.
Апробация материалов диссертации. Основные результаты и положения диссертации доложены и обсуждены на XI Всесоюзном съезде АГЭ (Смоленск, 1992), II и III Всероссийских съездах АГЭ (Ленинград, 1988; Тшень, 1994), III съезде анатомов, гистологов, эмбриологов и топографоанатомов Украинской ССР (Черновцы, 1990), Всесоюзной научной конференции "Современная морфология - физической культуре и спорту", поев. 150-летию со дня рождения П.Ф.Лесгафта (Ленинград, 1987), Всесоюзном научном симпозиуме "Морфология и развитие органов иммунной системы" (Пермь, 1988), Республиканской научной конференции "Закономерности адаптации различных систем организма спортсмена к физическим нагрузкам, искусственным и естественным адаптогенным факторам" (Ленинград, 1989), Всесоюзной научной конференции "Реактивность и регенерация" (Ленинград, .1990), Межреспубликанских научных симпозиумах "Современная антропология - медицинской и спортивной практике" (Винница, 1989) и "Экспериментальные и клинические аспекты медицинской и спортивной антропологии" (Тернополь, 1991), Всероссийских научных конференциях "Влияние антропогенных факторов на морфогенез и структурные преобразования органов" (Астрахань, 1991; Саратов, 1993), Российской научно-практической конференции "Физическая работоспособность и питание" (Ленинград, 1992), Научно-теоретической конференции "Физическая культура и спорт в современном образовании: методология и практика" (Санкт-Петербург, 1993), заседаниях Ленинградского отделения Всероссийского научного общества АГЭ (1993 и 1995), заседании Нижегородского отделения ВрНОАГЭ (1993), Проблемной комиссии "Функциональная анатомия" (1992), итоговых научных конференциях ГАФК им П.Ф.Лесгафта (ежегодно с 1987 по 1995).
Публикации. Автор имеет 60 печатных работ, из них по материалам
диссертации - 27. „ „
Структура и объем диссертации. Работа изложена на'^й-/ страницах машинописного текста (основного текста 'Р.. страниц), состоит из введения, обзора литературы, глав: материал и методы исследования, 4
разделов главы "Данные собственного исследования", главы "Обсуждение собственных данных", выводов и указателя литературы, содержащего 478 источников (380 отечественных и 98 иностранных). Иллюстративная часть включает 92 рисунка ( из них 65 фотографий, 27 графиков) и 48 таблиц.
Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором.
Диссертация является плановой работой Государственной академии физической культуры им. П.Ф.Лесгафта, связана с союзной проблемой 5.1.9; ( № госрегистрации 01.9.20 006826) "Разработка морфологических критериев прогнозирования надежности спортивной деятельности и способов ее повышения".