Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 10
1.1. Современное представление об иммунокорректорах и их влиянии на организм людей 10
1.2. Биологическая роль селена в стимулировании адаптогенеза и иммуногенеза человека 16
1.3. Коррекция физиологического состояния учащейся молодежи селенсодержащими биогенными соединениями 29
2. Собственные исследования 42
2.1. Организация, материал и методы исследований 42
2.2. Результаты собственных исследований 46
2.2.1. Особенности морфофизиологического статуса студенток- первокурсниц в условиях применения биопрепарата «Селенес+» 46
2.2.1.1. Динамика антропометрических показателей организма 46
2.2.1.2. Динамика биохимических показателей крови 49
2.2.1.3. Динамика показателей сердечно-сосудистой системы 53
2.2.2. Особенности морфофизиологического статуса студенток- второкурсниц в условиях применения биопрепарата «Селенес+» 68
2.2.2.1. Динамика антропометрических показателей организма 68
2.2.2.2. Динамика биохимических показателей крови 70
2.2.2.3. Динамика показателей сердечно-сосудистой системы 73
Обсуждение результатов исследований 87
Выводы 108
Практические предложения 109
Список литературы по
Приложения 154
- Современное представление об иммунокорректорах и их влиянии на организм людей
- Биологическая роль селена в стимулировании адаптогенеза и иммуногенеза человека
- Организация, материал и методы исследований
- Результаты собственных исследований
Введение к работе
Наблюдаемое в последнее десятилетие повышение уровня заболеваемости студенческой молодежи в первые годы обучения в вузе приобретает особую значимость для медицины и высших учебных заведений. Начальный период обучения в вузе является важным этапом в жизни студента, как в физиологическом, так и в социальном аспектах. При этом возникающее физическое и эмоциональное напряжение в процессе теоретического обучения и в период экзаменационных сессий сопряжено с происходящими в организме адекватными морфофизиологическими перестройками, связанными с трудностями привыкания к новым методам преподавания и контроля успеваемости в вузе, к системе ежесеместровых экзаменов, со всеми сопутствующими ему физиологическими, биохимическими и психологическими реакциями (А. П. Спицин, 1996; К. В. Судаков, 1996; И. В. Харитонова, 2000; Е. А. Юматов, 2001; С. Ю. Карянова, 2005; Е. В. Саперова, 2008).
В то же время эти объективные изменения могут вызвать определенное напряжение адаптивных перестроек организма. И если студент социально не адаптируется, то он не может раскрыть свои индивидуальные способности и реализовать себя как личность (И. В. Ефимова, 1991; Н. В. Ермакова, 1995; М. В. Жуков, 2009). Одновременно с этим, снижение адаптационных возможностей организма приводит к перенапряжению ряда систем организма и состояниям, которые могут трансформироваться в различные заболевания (Н. А. Агаджанян, 1999; Г. В. Бугова, 2006; В. И. Назмутдинова, 2006; Т. Н. Клепцова, 2008; А. В. Рязанцев, 2009). Поэтому изучение становления и развития морфофизиологического состояния у студентов младших курсов в условиях адаптации к обучению в вузе является актуальной проблемой современной физиологии.
Изучением зависимости адаптационных процессов студентов от этнических особенностей, учебной нагрузки, режимов двигательной активности, устройства быта и отдыха занимались многие отечественные и зарубежные ученые (С. С. Семашко и соавт., 1991; G. Agostinelli et al., 1995; Н. Г. Веруш- кин, 1996; D. J. Aaron et al., 1997; О. В. Маякова, 1998; Ф. Ю. Лутонин, 2002; P. Т. Раевский и соавт., 2003; М. Ф. Сауткин и соавт., 2004; С. А. Полиевский и соавт., 2005; П. Г. Койносов с соавт., 2007; В. О. Темченко, 2007; Е. Н. Коноплева, 2008; А. В. Агафонов, 2008 и др.).
Доказано, что экзаменационный стресс занимает важнейшее место среди причин, вызывающих психическое напряжение и формирующих выраженную психоэмоциональную реакцию у студентов (В. И. Стародубов, 2000; И. В. Вахитов и соавт., 2003). Российскими и зарубежными исследователями получены данные о том, что экзаменационный стресс оказывает негативное влияние на нервную, сердечно-сосудистую и иммунную системы студентов, что проявляется в повышении частоты сердечных сокращений, увеличении артериального давления и психоэмоционального напряжения, а также статической нагрузкой, ограничением двигательной активности, нарушением режима сна и т.д. (Ю. В. Щербатых, 2000; I. Tonhajzerova и соавт., 2000; Г. А. Кураев и соавт., 2001; Э. С. Геворкян, 2004; Т. Г. Кирилова, 2005; Ф. Г. Ситди-ков, 2008). Многочисленные исследователи указывают на то, что действие стрессоров часто сопровождается повышением активности симпатического и снижением парасимпатического сердечного контроля, либо снижением тонуса обеих ветвей вегетативной нервной системы (Э. М. Казин, 1998; М. Horsten, 1999; A. S. Leicht соавт., 2003; М. Yamamoto и соавт., 2003; Е. J. Brunner, 2004; Е. В. Саперова, 2005; С. А. Кабанов и соавт., 2005; О. В. Литвинова, 2008).
В настоящее время уделяется особое внимание способам повышения адаптационных возможностей студентов младших курсов путем иммунокор-рекции физиологического состояния их организмов биогенными соединениями нового поколения.
Актуальность темы. В последние два столетия человеческая популяция находится в условиях интенсивного развития науки и техники, что ведет к большей интеллектуализации труда. Наблюдаемое в последние годы повышение уровня заболеваемости студенческой молодежи, особенно на младших курсах обучения, приобретает выраженную социальную значимость. Поэтому сохранение и укрепление здоровья граждан, в том числе учащейся молодежи, является одной из приоритетных задач российского государства (Р. А. Юсупов, 2005; С. М. Зубков, 2008; В. А. Штаборов, 2009 и др.).
Обучение в высшей школе достаточно сложный и длительный процесс, имеющий ряд характерных особенностей и предъявляющий высокие требования к пластичности психофизиологических перестроек организма молодых людей (И. Н. Гаврилова, 2007; О. М. Сергеева, 2008; М. В. Жуков, 2009 и др.). Адаптация студентов младших курсов к условиям жизни в вузе протекает более напряженно, что связано с их вхождением в новый социальный коллектив (группа, курс, факультет, общежитие и т.д.), приспособлением к новым условиям обучения, специфическими особенностями умственной деятельности (восприятие и переработка разнообразной информации при дефиците времени, состояние повышенного нервно-психического напряжения, выполнение значительной части учебной работы в вечернее и ночное время), выраженной гиподинамией и многими другими социально-экономическими и экологическими факторами, которые прямо или опосредованно, сказываются на состоянии психического и соматического здоровья студентов (Н. А. Агаджанян, 1997; А. Д. Димитриев и соавт., 2000; Ф. Г. Ситдиков и соавт., 2006; D. Lucini и соавт., 2002; Ю. С. Ванюшин и соавт., 2004; Д. А. Димитриев, 2008; О. А. Шубина, 2008; Т. А. Холоднюк, 2009; М. А. Измайлова, 2009 и др.).
Состояние здоровья человека во многом определяется его адаптационными резервами, характером и направленностью взаимодействия в системе организм-среда-поведение. Важнейшим звеном в этой системе является оптимизация соотношения интенсивности свободнорадикального окисления и потенциала антиоксидантной активности живых организмов (растение, животное, человек). При этом по данным Л. И. Куликова (1988), В. А. Тутелья-на и соавт. (2002) и др., истощение антиоксидантного потенциала и угнетение иммунного статуса организма усиливается на фоне дефицита селена в пищевых цепях.
Роль селена в организме человека многообразна. Наиболее существенны его функции в качестве антиокислительного и антистрессового факторов. Они осуществляются путем снижения избыточного количества свободных радикалов и стимуляцию иммунных процессов организма (Е. W. Taylor, 1995; Н. А. Голубкина, 1999; А. Ф. Блинохватов, 2000; Г. И. Боряев, Ю. В. Кравченко, 2008).
На основании изложенного выше поиск новых иммунокорригирующих препаратов является актуальной проблемой современной биологии и биотехнологии (Ю. Н. Федоров, 1983; Л. Е. Панин, 1983; В. С. Ширинский, 1996; М. И. Рецкий, 1997; В. N. Patterson, 1997; Г. И. Ибрагимова, 1998; В. И. Усенко, 1999; А. Ф. Кузнецов и соавт., 2001; А. А. Шуканов и соавт., 2001; В. А. Га-лочкин, 2001; О. В. Сорокин и соавт., 2007 и др.).
В этой связи целью нашей диссертационной работы явилось изучение особенностей морфофизиологического статуса у студенток 1-2 курсов при использовании биогенного соединения «Селенес+».
Исходя из поставленной цели исследований, для решения были выдвинуты следующие задачи:
1. Оценить воздействие биопрепарата «Селенес+» на структурно- функциональное состояние студенток младших курсов.
Исследовать особенности колебаний соматометрических параметров организма в моделируемых экспериментах.
Выявить характер изменений биохимических показателей крови.
Изучить динамику состояния сердечно-сосудистой системы в зависимости от экспериментальных условий.
5. Разработать научно обоснованные практические предложения для профилактики иммунодефицитного состояния посредством оптимизации со отношения реакций свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма.
Научная новизна. Впервые экспериментально доказана и научно обоснована целесообразность коррекции морфофизиологического состояния сту- денток 1 и 2 курсов применением отечественного биогенного вещества нового поколения «Селенес+».
Выявлено, что влияние учебной нагрузки на организм студенток младших курсов сопровождается определенными изменениями в количественно-качественных характеристиках антропометрии, биохимического профиля крови и напряженным состоянием сердечно-сосудистой системы, затрудняющими эффективную реализацию структурно-функциональных механизмов адаптации организма к условиям обучения в вузе.
Физиолого-биохимические реакции, обеспечивающие рост, развитие, физическую зрелость, становление и развитие гемодинамической и сердечнососудистой систем у студенток, коррелируют с состоянием их здоровья во взаимосвязи с назначением иммунокорректора «Селенес+». В этих условиях происходит оптимизация биобаланса интенсивности процессов свободнора-дикального окисления и антиоксигенной системы, сопровождающаяся нормализацией липидного обмена и, как следствие, выраженными морфофизио-логическими эффектами организма.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты исследований расширяют современные теоретические данные о научной обоснованности коррекции структурно-функционального статуса организма студенток младших курсов биогенным соединением нового поколения «Се-
ЛЄНЄС+».
Разработаны физиологически обоснованные рекомендации для населения Чувашии, проживающего в биогеохимических провинциях с недостатком селена, с целью профилактики иммунодефицитного состояния и повышения естественной резистентности организма.
Реализация результатов исследований. Научные положения, выводы и практические предложения диссертационных исследований используются в учебном процессе ГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева», Чебоксарского политехнического института (филиал) ГОУ ВПО «Московский государственный открытый универси- тет». Результаты работы рекомендуются к использованию при написании учебных пособий по физиологии человека и возрастной физиологии для студентов высших учебных заведений медико-биологических специальностей.
Апробация работы. Основные научные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы доложены на II съезде физиологов СНГ (Кишинев, 2008); Международных (Казань, 2008; Казахстан, 2009; М., 2009; Красноярск, 2009), Всероссийских (М., 2008-2009; Сыктывкар, 2008; Казань, 2009; Омск, 2009), региональном (Чебоксары, 2009); республиканском (Чебоксары, 2009) симпозиумах, совещаниях и конференциях; заседании Чувашского отделения физиологического общества И. П. Павлова (Чебоксары, 2009); научных сессиях докторантов, аспирантов и соискателей ГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева» (Чебоксары, 2008-2010) и расширенном заседании кафедры биологии и методики преподавания ГОУ ВПО «ЧГПУ им. И. Я. Яковлева» (Чебоксары, 2010).
Научные положения, выносимые на защиту:
Применение студенткам младших курсов биопрепарата «Селенес+» сопровождается корригированием морфофизиологического статуса организма.
Существует причинно-следственная связь особенностей роста, развития, состояния гемодинамическои и сердечно-сосудистой систем у студенток с разной степенью их адаптированности к условиям обучения в вузе.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ: в материалах II съезда физиологов СНГ; II Международной научно-практической конференции молодых ученых; I Всероссийской молодежной научной конференции; ученых записках ФГОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины им. Н. Э. Баумана»; Вестниках Южно-Уральского гос. ун-та, «ЧГПУ им. И. Я. Яковлева» и сборниках научных трудов ГОУ ВПО «ЧГПУ им. И. Я. Яковлева».
Структура и объем диссертации. Работа включает следующие разделы: введение (7 с), обзор литературы (32), собственные исследования (45), обсуждение результатов исследований (21), выводы (1), практические предложения (1), список литературы (44) и приложения (4 с).
Диссертация изложена на 159 страницах компьютерного исполнения, содержит 16 таблиц и 20 рисунков. Список литературы включает 372 источника, в том числе 49 зарубежных.
Современное представление об иммунокорректорах и их влиянии на организм людей
Проблема иммунокоррекции организма человека и животных занимает одно из ведущих мест среди актуальных проблем современной науки. Это обусловлено тем, что высокий уровень обменных процессов, протекающих в организме, сопряжен с крайне активным режимом деятельности иммунной системы человека, часто работающей на пределе своих возможностей. Перегрузка последней чревата срывами ее деятельности на одном или нескольких участках и возникновением явлений, всегда сопутствующих иммунодефи-цитным состояниям: снижение уровня обмена веществ; задержка роста и развития; возникновение болезней; снижение адаптационных возможностей организма; снижение продуктивных показателей у животных и т.д. (А. В. Ос-тапчук, 2003; Н. К. Смагулов, 2005; А. А. Криволапчук, 2008).
В связи с этим, исследования по выявлению высокоэффективных препаратов, способных обеспечить защиту живого организма от гидроперикисного окисления на антиоксидантном и иммунном уровнях являются крайне интересными (D. Behne, 1995, N. A. Golubkina, 2000). Поэтому поиск путей и средств, обеспечивающих формирование адаптации к новым условиям существования, является актуальным вопросом современной науки.
Среди веществ, способных регулировать иммунные реакции, а так же выступать в качестве адаптогенов, следует отметить соединения антиокси-дантной природы, которые через индуцирование ферментных систем влияют на развитие иммунных реакций организма человека и молодняка сельскохозяйственных животных (P. Whanger, 1996; О. A. Levander, 1997).
Важнейшими веществами, обладающими одновременно адаптогенными и антиоксидантными свойствами, являются соединения селена. Способность малых доз селена ускорять ряд метаболических процессов позволяет исполь зовать его как фактор, повышающий продуктивность животных и улучшающий качество конечного продукта (И. Ф. Горлов, 2006).
За рубежом в животноводстве и птицеводстве широко используется применение премиксов, содержащих селен (в основном селенит натрия), что обеспечивает относительно высокий уровень микроэлемента в мясе и диетических продуктах и исключает случаи токсикозов у населения благодаря буферному эффекту животных и сельскохозяйственной птицы. Одновременно такой подход способствует увеличению выживаемости молодняка и повышению яйценоскости сельскохозяйственной птицы. (Н. А. Голубкина, С. А. Хо-тимченко, В. А. Тутельян, 2003, А. А. Кузнецов, 2008).
Исследования в этой области базируются в основном на применении в качестве донора селена неорганического соединения — селенита натрия (Zobell et al., 1995; К. Mengubas,1996; Н. М. Машковцев, 1984, 2001). Однако высокая токсичность последнего, как и всех неорганических селенсодержа-щих соединений, является главным препятствием для широкого использования их в практике фармакологии. В настоящее время в состав препаратов микроэлемент селен входит в композиции в составе органического гетероциклического соединения - селенопирана.
Известно, что функциональное состояние иммунной системы во многом определяет возникновение и характер развития различных патологических процессов в организме, таких, как аутоиммунные заболевания, бактериальные и вирусные инфекции и многие другие. Природная система иммунорегу-ляции направлена на сохранение иммунного гомеостаза. Малейшие нарушения в иммунном статусе вызывают цепь последовательных взаимосвязанных молекулярных и клеточных реакций, результатом которых является коррекция возникших сдвигов (А. А. Михайлова, 1996).
Основная цель иммунокоррекции - активное вмешательство в работу иммунной системы, изыскание путей ее стимуляции и депрессии, причем не только в целом, но ее отдельных клеточных популяций - Т-помощников, Т-супрессоров, NK-клеток и др.; включение или блокада клонов конкретной специфичности. Иммунокоррекция - это первый этап истинной иммунофар-макологии с созданием лекарств и способов лечения патологий иммунной системы (Р. В. Петров, 1987).
Иммунодефицит может вызывать дестабилизацию иммунологического гомеостаза, что требует коррекцию извне. Для направленной иммунокоррек-ции в настоящее время все шире и шире используют иммуномодуляторы различного происхождения (С. В. Прозоровский и соавт., 1988; Д. К. Новиков и соавт., 1995). Р. М. Хаитов и соавт. (2000) отмечают 4 способа воздействия на иммунную систему: 1. Иммунодепрессия (антигеннеспецифическая или индукция антиген-неспецифической толерантности); 2. Иммуностимуляция (антигеннеспецифическая); 3. Иммунизация заданным антигеном: а) вакцинация (индукция иммунологической памяти путем иммунизации целевым антигеном); б) специфическая иммунотерапия аллергенных заболеваний (иммуниза ция специфическим аллергеном с целью изменения соотношения факторов лимфоцитарного иммунитета, индуцирующих патофизиологические реакции аллергических процессов); 4. Системная адаптация индивидуального организма к условиям внеш ней среды: тренировка нервно-сосудистых реакций, качественное и полно ценное питание, поддержание и реконструкция в случаях нарушения-естест венных биоценозов между телом человека, его эпителиальными барьерами и микрофлорой, психологическая адаптация и т.д.
Биологическая роль селена в стимулировании адаптогенеза и иммуногенеза человека
Селен идентифицирован как новый химический элемент в 1917 году шведским химиком Берцелиусом. Это химический элемент главной подгруппы VI группы периодической системы Д. И. Менделеева, во многом повторяющий химические свойства серы. В природе он, как правило, сопутствует соединениям серы и меди и выделяется в чистом виде при переработке медных руд (А. П. Авцын и соавт., 1987; Г. И. Боряев и соавт., 1999; В. А. Ту-тельян и др., 2002; И. Ф. Горлов, 2004). Природный селен, представлен одним стабильным изотопом с атомной массой 79. Биологическое значение его не было известно до тех пор, пока он не проявил себя как токсическое вещество, вызывающее хромоту и смертность скота, поедающего определенные виды растений.
Открытие в 1957 году того, что селен, является биологически важным элементом, привело к совершенно новой эре исследований, которая продолжается и сегодня (Т. С. Кузнецова, 1999; Л. А. Решетник, 2000; Г. И. Боряев, Ю. В. Кравченко, 2008).
Селен поступает в организм человека из почвы с продуктами растениеводства и животноводства, что определяет зависимость уровня обеспеченности микроэлементом от геохимических условий проживания (В. А. Тутельян и др., 2002). Селен относится к одиннадцати жизненно необходимым (эссен-циальным) микроэлементам. Распространение его в природе неравномерно. Почвы ряда стран, в том числе и большей части России, бедны селеном. 80% россиян имеют пониженный селеновый статус из-за малого поступления микроэлемента в продукты питания растительного происхождения и корма животных. Регионы с содержанием в почвах менее 50 мкг/кг селена считаются эндемичными. Среди густо заселенных промышленно развитых Волжских регионов согласно данным В. В. Ермакова (1999), по геохимической характеристике почв в республике возможен дефицит микроэлемента во всех звеньях пищевой цепи (содержание микроэлемента в почве, растениях, животных, тканях человека). Так, установлен пониженный селеновый статус жителей городов Чебоксар и Новочебоксарска, соответствующий концентрации 83-86 мкг Se/л сыворотки крови доноров. Содержание микроэлемента в зерновых местного производства находится в интервале от 14,4 до 128 мкг/кг (рожь и пшеница соответственно), мясе - 93-153, рыбе - 152-326, куриных яйцах -209-478 мкг/кг.
Результаты исследований содержания селена в почве города и пригорода Чебоксар свидетельствует о неравномерном распределении микроэлемента, связанном с естественными факторами и антропогенным воздействием. В почвах Чебоксар и пригорода концентрация селена варьирует от 152 до 1300 мкг/кг (Л. А. Гаврилов, 1991; Г. И. Боряев, М. Н. Невитов, 2001; Н. А. Голубкина и соавт., 2003). На территории города уровень селена находится в интервале от 157 до 1344 мкг/кг сухой массы. Минимальные значения наблюдаются в почвах центральной части города, максимальные - в северозападном районе на берегу Волги, а также в пригороде (экологически относительно чистые районы) уровень селена достигает 500 мкг/кг. Полученные данные согласуются с имевшимися ранее данными о предпочтительном аккумулировании микроэлемента глинами (Н. В. Голубкина, 1994, 1998; В. В. Ермаков, 1999; В. Л. Зусликов, 2000; М. Г. Скальная и соавт., 2001).
В настоящее время установлено, что селен, является составной частью ряда белков, обладающих ферментативной активностью или являющихся своеобразными транспортными формами и депо микроэлемента. Функциональная активность многих селенсодержащих белков до конца не выяснена, но установлено, что сумма комплексов поддерживает нормальную работоспособность трех основных защитных систем животного организма: антиок-сидантной, иммунной и детоксицирующей, и обеспечивает нормальную деятельность систем энергопродуцирования (А. Ф. Блинохватов, 1995).
В деятельности антиоксидантной системы селен принимает участие, находясь в составе четырех селензависимых глутатионпероксидаз, (GPX1, GPX2, GPX3, GPX4), отличающихся друг от друга количеством атомов селена, первичной структурой, дислокацией в организме и, соответственно, специфичностью функций; трех йодтирониндейодиназ (ID) (М. Berry, P. Larsen, 1992; В. А. Тутельян и др., 2002) и трех тиоредоксинредуктаз (TR) (К. Schwarz, 1957; Q. Sun et al., 1999), а также в состав селенсодержащих белков (СБ). Многие исследователи утверждают, что у млекопитающих существует не менее 30 селенопротеинов (D. Behne et al., 1995; R. A. Simde,1994; P. Whanger, 1996). Выдвигается предположение о существовании до 100 селе-носодержащих белков (R. F. Burch, 1993; К. Е. Hill, 1996).
Биохимические функции селена определяются СБ. Недостаток микроэлемента может приводить к нарушению клеточной целостности, изменению метаболизма тиреоидных гормонов, активности биотрансформирующих ферментов, усилению токсического действия тяжелых металлов, повышению концентрации глутатиона в плазме. Характерной особенностью СБ млекопитающих является то, что они по-видимому, связаны с окислительно-восстановительными процессами , проходящими внутри клетки и вне ее (В. А. Тутельян и др., 2002).
Первой из всех глутатионпероксидаз была открыта клеточная глутати-онпероксидаза GPX1 (J. Rotruk et al., 1973), которая присутствует во всех клетках организма млекопитающих, локализуясь в цитозоле. Присутствие этого фермента особенно важно в эритроцитах и печени, где образуется значительное количество свободных радикалов. Состоит она из 4 одинаковых субъединиц с молекулярной массой 22 кД, каждая из которых содержит по одному остатку селеноцистеина (Sec). Предполагают, что фермент может не только служить в качестве антиоксиданта, восстанавливая гидроперекиси в присутствии восстановленного глутатиона (GSH), участвовать в метаболизме простогландинов в тромбоцитах, но и использоваться организмом как селеновое депо (R. A. Sunde, 1994; В. А. Тутельян и др., 2002).
Позже была выделена межклеточная GPX, или GPX из плазмы крови человека - GPX3 (F. F. Chu, 1993; Н. С. Старостина, 2005), представляет собой гликопротеин, восстанавливающий свободные и этерифицированные гидроперекиси и перекиси жирно-кислотных остатков фосфолипидов в присутствии GSH, контролируя таким образом уровень перекисей вне клетки (Y. Ya-mamoto, 2003). GPX3 секретируется почками, печенью и тканями легких (R. Е. Maswe, 1994). По своей структуре фермент сходен с GPX1 и GPX2 содержит четыре одинаковых субъединицы, в каждой из которых имеется по одному остатку Sec (J. М. Arthur, 1994; R. S. Esworthy, 1998). Окончательно функциональная роль этого фермента не ясна. Поскольку активность GPX3 восстанавливается быстрее, чем активность GPX1, то, по-видимому, функциональная значимость первого фермента выше (N. Avissar, 1989; В. А. Ту-тельян и др., 2002).
В клетках гастроинтестинального тракта была открыта GPX2, которая обезвреживает пероксиды липидов, поступающих с пищей в желудочно-кишечный тракт (F. Chu et al., 1993). В желудочно-кишечном тракте активность GPX2 составляет около 50% от общей глутатионпероксидазной активности. При недостаточности селена повышается экспрессия мРНК GPX2, а при добавлении селена повышается уровень активности этого фермента (Brigelius-Flohe et al., 1994).
Организация, материал и методы исследований
Работу выполняли в течение 2007-2010 гг. в научно-исследовательской лаборатории биотехнологии и экспериментальной биологии при ГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева».
Проведены две серии экспериментов и лабораторных исследований с участием 30 студенток в возрасте 17-20 лет (по 10 чел. в каждой группе) факультета естествознания и дизайна среды ГОУ ВПО «ЧГПУ им. И. Я. Яковлева» в течение 1, 2, 3, 4 учебных семестров (1-2 курсы).
По данным медицинского осмотра в МУЗ «Городская больница № 2» г. Чебоксары и индивидуального опроса, исследуемые студентки были зачислены в основную медицинскую группу (схема).
В обеих сериях экспериментов у студенток сравниваемых групп оценивали уровень физического развития (состояние здоровья). Для этого в начале (сентябрь, февраль), конце (декабрь, май) теоретического обучения, в периоды зимних (январь) и летних (июнь) экзаменационных сессий I-IV учебных семестров проводили оценку показателей антропометрии, биохимической картины крови и сердечно-сосудистой системы. При этом студенткам первого и второго курсов обучения за 1 месяц до начала экзаменационных сессий (декабрь, май) назначали «Плацебо» (II группа) и «Селенес+» (III группа) согласно рекомендациям Минздравсоцразвития РФ перорально по 1 драже ежедневно. Исследования проводили с применением следующих методов: I. Клинико-физиологических — а) изучение опорно-двигательного аппарата: соматометрические - определение роста (Р, см) ростомером; массы тела (МТ, кг) с использованием медицинских весов; индекса Кегпле (ИК, у. е.) по формуле: ИК = МТ/Р2, если ИК = 17,5-18,0 - то это недостаток веса; 18,5-24,0 - норма; 24,5-30,0 - масса расценивается как ожирение 1-й степени (J. S. Stern, 1995) б) изучение сердечно-сосудистой системы (ССС): определение частоты сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин); систолического и диастолического артериального давления (САД и ДАД, мм рт. ст.) с помощью автоматического тонометра «Omron Мб». систолического (СОК, мл) и минутного (МОК, мл) объемов кровообрагцения производили по формуле Старра: СОК = [(101 + 0,5 х ПД) - (0,6 х ДАД)] - 0,6 х В; МОК = СОК х ЧСС, где ПД - пульсовое давление, мм рт. ст; В - возраст, лет (B.C. Рохлов, В. И. Сивоглазов, 1999), а также пульсового давления (ПД, характеризующего сосудистые и сердечные компоненты кровообращения по формуле: ПД = САД-ДАД, среднединамического давления (СДД, мм рт. ст.), косвенно характеризующего движущую силу (энергия) кровотока по формуле: СДД = (ДАД)+1/3 (ПД), вегетативного индекса Кердо (ВИК, %) для оценки вегетативного тонуса по формуле: ВИК = (1 - ДД / ЧСС) х 100 Положительное значение ВИК свидетельствует о преобладании симпатических влияний, отрицательное — преимущественно парасимпатических влияний. Средние значения данного индекса у здоровых лиц составляют от -15 до +15. При равновесном состоянии вегетативной нервной системы (эйтония) ВИК=0, двойного произведения (ЦП, у.е.) характеризующего напряжение сердечной мышцы и уровень потребления кислорода миокардом (А. Д. Смирнов, С. К. Чурина, 1991; A. J. Gold, A. Zornitztr, S. Samueloff, 1996) по формуле: ДП = (САД)х(ЧСС)/100 Стандартные показатели ДП у студенток 1 курса в покое: 75,0 — выше среднего; 86,0 - среднее; 90,0 - ниже среднего (В. А. Доскин, 1997), коэффшщента выносливости (KB, у. е.) ССС по формуле Квааса: КВ = ЧСС/ПД Увеличение KB указывает на ослабление возможностей ССС, а снижение - на их увеличение, индекса функциональных изменений (ИФИ, у.е.), характеризующего адаптационные возможности организма (А. П. Берсенева, 1991), по формуле: ИФИ = 0,011ЧП+0,014САД+0,008ДАД+0,014В+0,009МТ-0,009Р-0,27, где ЧП — частота пульса.
В соответствии с классификацией Р. М. Баевского, А. П. Берсеневой (1997) студенток, в зависимости от индивидуальных значений ИФИ, определяли в одну из следующих групп: с удовлетворительной адаптацией (до 2,59); с напряжением механизмов адаптации (2,60-3,09); с неудовлетворительной адаптацией (3,10-3,49); со срывом адаптации (3,50 и выше).
И. Биохимических определение в сыворотке крови концентрации селена флюориметрическим методом в модификации В. А. Тутельяна и соавт. (1995) с использованием флюориметра «Флюорат-02-ЗМ»; активности перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной системы (АОС) методом индуцированной хемилюминесценции на биохемилюминометре БХЛ-06 (А. И. Журавлев, 1983).
III. Математических — полученный в экспериментах цифровой материал обработан методом вариационной статистики (Е. В. Монцевичюте-Эрингене, 1964; Р. X. Тукшаитов, 2001) на достоверность, различия сравниваемых показателей (Р 0,05), а также с использованием программного комплекта статистической обработки «Microsoft Excel-2007».
При исследовании процесса адаптации студентов важным аспектом является изучение соотношении его физиологических и психологических составляющих. Физиологические механизмы обеспечивают постоянство внутренней среды организма, психологические — направлены на минимизацию физиологических реакций при действии стрессового фактора. Особенности взаимодействия физиологических и психологических механизмов адаптации заключаются в том, что они обеспечивают взаимную компенсацию, каждый из механизмов компенсирует слабые стороны другого. Роль и соотношение физиологических и психологических механизмов может меняться, что и определяет одну из главных характеристик индивидуальной стратегии адаптации человека. Интегральный характер адаптационных процессов предполагает необходимость учета всего комплекса факторов, способных оказывать влияние на приспособительные механизмы (В. А. Бароненко, С. И. Бугреева, Л. А. Рапопорт, 2005; Э. А. Баранова, 2006; И. Н. Гаврилова, 2007; 3. Б. Белоцерковский, 2007; О. Н. Тихонова, 2008; Н. А. Махова, 2009).
Многочисленными исследованиями отечественных и зарубежных авторов доказано существование экологической изменчивости морфофизиологических характеристик у человека, что может быть связано с питанием, условиями жизни, физической нагрузкой, экологией и многими другими факторами. Наиболее наглядно действие на организм студенток факторов внешней среды проявляется в морфофункциональных характеристиках таких показателей, как масса тела, площадь поверхности тела, строение грудной клетки, пропорции тела, баланс симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы и других особенностей (Н. А. Агаджанян 1994, 1995). Начальный период обучения в вузе является очень ответственным моментом в жизни студента, как в социальном, так и физиологическом отношении. Более быстрое и полноценное включение адаптационно-приспособительных механизмов, обеспечивающих эффективное протекание процессов врабатывания функциональных систем организма, снижение различных проявлений утомления в новых условиях обучения не в последнюю очередь зависит от соматометрических данных, отражающих состояние опорно-двигательного аппарата и параметров крови, как составного звена системы кровообращения (Г. Ф. Лакин, 1980; Кузнецова Т. Н., 1989; В. М. Покровский и соавт., 2007; А. В. Агафонов, 2008).
Результаты собственных исследований
Биохимические параметры крови представлены в табл. 4 и рис. 3, из которых следует, что содержание селена в сыворотке крови на начальном этапе эксперимента находилось на уровне нижнего предела содержания микроэлемента (около 60 мкг/л). Так, средние значения для студенток I, II и III групп составили 65,90±9,232; 62,30±4,775 и 64,90±8,008 мкг/л соответственно.
По мере взросления в первом семестре концентрация селена в крови испытуемых студенток I и II групп не возрастала, а напротив, имела незначительный спад к периоду зимней экзаменационной сессии, в то время как у студенток III группы, напротив, наблюдалось плавное увеличение показателя от начала семестра к его концу (от 64,90±8,008 до 87,80±9,728 мкг/л). Так, в январе (период зимней экзаменационной сессии) у студенток III группы уровень селена был выше, чем у девушек I и II групп на 38,5 (Р 0,05) и 42,8% (Р 0,05) соответственно. В начале второго семестра наблюдались достоверные различия в концентрации селена в сыворотке крови испытуемых студенток. Так, в феврале девушки III группы превосходили своих сверстниц из I и II групп на 44,5 и 40,2% соответственно (Р 0,05). В предэкзаменационные периоды и в течение сессии студентки экспериментальных групп превосходили своих сверстниц из контрольной группы. В мае значения этих показателей составили 60,10±6,532 в I группе, 62,10±3,553 - II группе и 90,70±9,276 мкг/л - III группе (Р 0,05); в июне - 60,20±6,304, 61,40±3,226 и 101,20±5,019 мкг/л соответственно (Р 0,001).
Увеличение концентрации микроэлемента в сыворотке крови студенток III группы напрямую связано с приемом селеносодержащего биогенного соединения «Селенес+».
Характер изменений активности АОС в целом зависел от динамики таковой ПОЛ и имел иную закономерность. Так, повышение в крови испытуемых студенток продуктов ПОЛ свидетельствовало о снижении активности АОС (рис. 5). Было замечено, что студентки III группы после приема препарата имели более устойчивую АОС, по сравнению со сверстницами. В декабре студентки III группы превосходили сокурсниц из I и II групп по данному показателю на 6,1 и на 19,1%; январе - 22,6 и 5,8%; феврале -8,3 и 13,5% ; мае - 8,9 и 3,9%; июне - 8,2 и 7,4% соответственно (Р 0,05).
Полученные экспериментальные данные биохимического профиля крови у студенток анализируемых групп не однозначны, что свидетельствует о наличии активных процессов морфофункциональных перестроек связанных с адаптацией. Характер изменений биохимических параметров у студенток в условиях назначения биогенного соединения «Селенес+» зависел от периодов обучения в семестрах, что может свидетельствовать о корригирующем влиянии дефицитного для Чувашской Республики микроэлемента селена на эффективность адаптогенеза организма студенток к условиям обучения в вузе.
Представляя собой основную- систему транспорта энергии, сердечнососудистая система признана наиболее чувствительным индикатором адаптационно-приспособительной деятельности организма как к климато-географическим условиям (А. Г. Хрипкова, 1982; Р. М. Баевский, А. П. Берсенева 1979, 1987; А. А. Александров, 1996; H. В. Соловьев, 1998; С. Г. Александров, 2005), так и к профессиональной деятельности (Л. А. Александрова, 1994; О. А. Палкина, 2008 и др.).
Из представленных в табл. 5, рис. 6 данных видно, что ЧСС у всех студенток волнообразно менялась в возрастном аспекте. Причем в течение первой серии опытов максимальные значения наблюдались в начале теоретического обучения (сентябрь) и в период зимней экзаменационной сессии (январь) и составляли 84,40±4,039 и 92,70±4,319 - у студенток I группы, 81,50±0,680 и 89,60±6,353 - II группы и 83,20±4,253 и 93,50±8,618 уд/мин -девушек III группы. В декабре относительная разница средних величин между студентками контрольной группы и девушками, принимавших препарат и плацебо составляла 10,1 и 8,3% соответственно (Р 0,05).
У девушек из I и II групп, напротив, максимальные значения ЧСС наблюдались в пред- и экзаменационные периоды. Причем во втором семестре существенных различий в данном параметре не наблюдалось.
Общеизвестно, что существует определенная динамика становления сосудистого тонуса, характеризующаяся величиной давления крови и упругости стенок сосудов.
Пульсовое давление, рассчитываемое как разность между систолическим и диастолическим давлением (рис. 7), имело аналогичную закономерность и волнообразно колебалось на протяжении всего эксперимента у студенток I группы от 45,10±4,458 до 47,60±3,783; II группы - от 45,70±4,117 до 43,70±2,829; III группы - от 40,70±3,099 до 43,10±4,452 мм рт. ст. Причем максимальные значения ПД имели место в периоды как зимней, так и летней экзаменационных сессий. Установлено, что у девушек экспериментальных групп значения данного гемодинамического параметра в первой экзаменационной сессии были выше таковых в июне. Во все сроки исследований разница в показателе была недостоверной.
В первом семестре показатели САД (рис. 8) у девушек волнообразно возрастали от начала обучения к экзаменам от 118,10±5,707 до 118,90±3,012, от 117,50±4,568 до 124,30±3,000 и от 115,70±4,555 до 120,10±б,486 ммрт. ст. в I, II и III группах соответственно (Р 0,05). В начале теоретического обучения во втором семестре студентки II опытной группы на 3,7% превосходили по данному параметру своих сверстниц из I группы и на 3,0% студенток из III группы; в мае - на 2,8 и 3,5% соответственно. В период летней экзаменационной сессии значения САД студенток контрольной группы превышали таковые девушек II и III групп на 2,0 и 3,7% соответственно (Р 0,05).
