Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 17
1.1. Реактивность и резервные возможности эндокринной системы 17
1.2. Роль эндокринной системы в адаптации к условиям Севера 28
1.3. Компенсаторные реакции эндокринной системы 40
Становление эндокринной системы у детей и подростков мужского пола 54
Глава 2. Материалы и методы исследования 65
Глава 3. Особенности эндокринного статуса у мужского населения, постоянно проживающего на Европейском Севере, с учетом географической широты и возрастной группы 76
3.1. Пределы физиологического колебания содержания гормонов в сыворотке крови у лиц мужского пола, проживающих на различных географических широтах (64 65с.ш. и 6633 -70с.ш.) 76
3.2. Гормональный профиль детей и подростков мужского пола в аспекте широтного районирования (64-65с.ш. и 61с.ш.) 93
Глава 4. Особенности эндокринного статуса у мужского населения, постоянно проживающего на Европейском Севере, с учетом географической широты и фотопериода года 113
4.1. Реактивность эндокринной системы у мужского населения Европейского Севера в различные фотопериоды года с учетом географической широты проживания (64-65с.ш. и 6633 -70с.ш.) 113
4.2. Реактивность эндокринной системы у детей и подростков мужского пола в различные фотопериоды года с учетом географической широты проживания (64-65с.ш. и 61с.ш.) 125
Глава 5. Реактивность эндокринной системы у жителей Европейского Севера при проведении нагрузочных проб с использованием гормональных препаратов 138
5.1. Реактивность коры надпочечников у жителей Европейского Севера (64-65с.ш.) в динамике нагрузочного тестирования синтетическим аналогом адренокортикотропного гормона гипофиза (препарат «Синактен - депо») в различные световые периоды года 138
5.2. Реактивность коры надпочечников у жителей Европейского Севера (64-65с.ш.) в динамике нагрузочного тестирования синтетическим аналогом адренокортикотропного гормона гипофиза (препарат «Синактен - депо») в зависимости от пола 156
5.3. Реактивность системы гипофиз - щитовидная железа у жителей Европейского Севера в динамике нагрузочного тестирования синтетическим аналогом рилизинг -фактором тиреотропного гормона гипофиза (препарат «Рифатироин» в зависимости от пола и географической широты проживания ( 64-65с.ш и 69с.ш.) 170
Глава 6. Компенсаторные реакции эндокринной системы у мужского населения Европейского Севера 182
6.1. Компенсаторные гормональные реакции у мужчин Европейского Севера (64-65с.ш.) в динамике нагрузочного тестирования синтетическим аналогом адренокортикотропного гормона гипофиза (препарат «Синактен - депо») 182
6.2. Чувствительность гипоталамо-гипофизарного комплекса и реакции эндокринной системы у мужчин Европейского Севера (64-65с.ш.) в динамике нагрузочного тестирования синтетическим аналогом кортизола (препарат «Дексаметазон») 202
6.3. Взаимоотношения глюкокортикоидной активности коры надпочечников и гуморального иммунного ответа у мужского населения Заполярья в различные фотопериоды года 214
Заключение 231
Выводы 274
Практические рекомендации 277
Список литературы 278
- Роль эндокринной системы в адаптации к условиям Севера
- Пределы физиологического колебания содержания гормонов в сыворотке крови у лиц мужского пола, проживающих на различных географических широтах (64 65с.ш. и 6633 -70с.ш.)
- Реактивность коры надпочечников у жителей Европейского Севера (64-65с.ш.) в динамике нагрузочного тестирования синтетическим аналогом адренокортикотропного гормона гипофиза (препарат «Синактен - депо») в зависимости от пола
- Взаимоотношения глюкокортикоидной активности коры надпочечников и гуморального иммунного ответа у мужского населения Заполярья в различные фотопериоды года
Введение к работе
Актуальность исследования: В условиях Севера организм человека взаимодействует с комплексом эколого-специфических стрессирующих факторов, который формируется из климато-географических особенностей региона и характерной социально-производственной структуры северных территорий (АвцынА.П, 1972; ДеряпаН.Р.,РябининИ.В., 1977; Агаджанян Н.А. с соавт., 2003). Одним из климатических факторов, влияющих на изменение эндокринного статуса человека на Европейском Севере, является контрастная смена продолжительности светового дня (Ткачев А.В. с соавт., 1989; Суханов С.Г., 1992; Бойко Е.Р., 1995).
Известно, что раздражение, особенно, стресс, приводит к возникновению длинной цепи взаимосвязанных физиологических процессов, одним из которых выступает повышение или понижение реактивности нейрогумо-рально-гормональной системы (Войтенко В.П., 1991; Баевский P.M., 2003). Большое внимание при исследовании эндокринного статуса у мужского населения Севера было уделено гипоталамо-гипофизарно-адреналовой, гипота-ламо-гипофизарно-тиреоидной системам и гормонам поджелудочной железы (Вундер П.А., 1965; Панин Л.Е., 1979; Раменская Е.Б., 2002). Гормональный профиль детского и подросткового населения мужского пола, проживающего на Европейском Севере, изучался Кубасовым Р.В. с соавт., 2003; Сибилевой Е.Н., 2004; Деминым Д.Б., 2005. Однако, данные исследования касались рассмотрения одного или нескольких звеньев эндокринной системы. Между тем, система гипоталамус-гипофиз-гонады находится в тесном взаимодействии с гипотала-мо-гипофизарно-тиреоидной и гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системами (Бабичев В.Н., Самсонова В.М., 1983; Алешин Б.В., Бондаренко Л.А., 1984; Тинников А.А., 1990) и наряду с ними участвует в адаптационных процессах (Калита Н.В., Тигранян Р.А., 1991; Антипина Ю.В., Ткачев А.В., 1997; Ткаченко Б.И., 2001). В то же время, механизмы межгормональных взаимодействий у мужского населения Европейского Севера (Климин В.Г. с соавт, 2001), тем более в широтном и возрастном аспекте, не изучены. Поддержание гомеостаза организма при адаптации к неблагоприятным условиям внешней среды обеспечивает также гуморальное звено иммунитета (Данишевский Г.М., 1968; Добродеева Л.К. с соавт., 2004). Однако, взаимодействия между системой гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников и иммунным ответом при адаптации человека на Севере, особенно, в динамике контрастной фотопериодики не известны.
Комплексное изучение реактивности и компенсаторных реакций эндокринной системы у мужского населения Европейского Севера, проживающего на разных географических широтах, с учетом фотопериода года и возрастной группы тем более актуально, так как практически не решен вопрос о степени выраженности адаптивных перестроек в широтном плане, за исключением общих положений о том, что по мере продвижения к полюсам нарастает, в целом, экстремальность природно-климатических факторов (Сапов И.А., Новиков B.C., 1984; Тигранян Р.А., 1990; Condon R.G., 1983).
Длительное существование населения Севера в экстремальных климатических и социальных условиях, приводящих к состоянию хронического стресса, создает все предпосылки для сокращения резервных возможностей коры надпочечников и гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы (Шацова Е.Н., 1990; Ткачев А.В. с соавт., 1992; Бичкаева Ф,А. с соавт., 2005). В то же время, данные о реактивности основных адаптогенных систем у человека на Севере при проведении функциональных гормональных проб в зависимости от фотопериода года, географической широты проживания, с учетом пола обследованных лиц, отсутствуют. В связи с этим, актуальным является изучение функциональных резервов эндокринной системы, так как именно благодаря их мобилизации организм преодолевает воздействие неблагоприятных климатических факторов (Анохин П.К., 1975; Гаркави Л.Х., 1977; Войтенко В.П., 1987).
На сегодняшний день отсутствует комплексный подход к изучению механизмов адаптации со стороны эндокринной системы у мужского населения Европейского Севера при проживании на различных географических широтах, в том числе, с учетом изменяющейся продолжительности светового дня и возрастной группы обследованных лиц. Не найдено сведений о резервных возможностях ги-поталамо-гипофизарно-тиреоидной системы и коры надпочечников в зависимости от фотопериода года, географической широты проживания с учетом пола, не выяснены компенсаторные реакции эндокринной системы у мужского населения Европейского Севера, а также ее взаимодействие с факторами иммунной защиты организма.
Цель исследования: определить реактивность и компенсаторные реакции эндокринной системы у практически здорового мужского населения, проживающего на различных географических широтах Европейского Севера, с учетом фотопериода года и возраста.
Задачи исследования:
Определить реактивность и компенсаторные реакции эндокринной системы детей и подростков мужского пола, а также мужчин - постоянных жителей Европейского Севера, проживающих на различных географических широтах (61 с.ш., 64 - 65 с.ш., выше 6630' с.ш ).
Изучить адаптивные реакции эндокринной системы у постоянного мужского населения Европейского Севера в различные световые периоды года с учетом географической широты проживания и возраста.
Оценить реактивность коры надпочечникову постоянных жителей 64-65 с.ш. при проведении нагрузочного тестирования синтетическим аналогом адренокор-тикотропного гормона гипофиза (препарат «Синактен-депо») с учетом фотопериода года, пола и исходного уровня кортизола.
4. Определить характер реактивности гипоталамо-гипофизарно-тиреоид-
ной системы у постоянных жителей Европейского Севера при активизации син
тетическим аналогом тиреотропин-рилизинг гормона гипоталамуса (препарат
«Рифатироин») в зависимости от географической широты проживания
(64 - 65 с.ш. и выше 6630'с.ш.) и пола обследованных лиц.
Выявить компенсаторные реакции эндокринной системы у мужчин - постоянных жителей 64 - 65 с.ш. при проведении нагрузочного тестирования синтетическими аналогами адренокортикотропного гормона гипофиза (препарат «Синак-тен-депо») и кортизола (препарат «Дексаметазон»).
Установить характер взаимоотношений между глюкокортикоидной активностью коры надпочечников и гуморальным иммунным ответом у мужского населения, проживающего на территории выше 663(Г с.ш., в динамике фотопериодики.
Положения, выносимые на защиту:
У мужчин, проживающих на территории 64 - 65с.ш, по сравнению с постоянными жителями Заполярья на фоне более выраженной активизации системы гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников снижаются резервные возможности системы гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа при смещении уровня пролак-тина в меньшую сторону и адаптационной роли эстрадиола в регуляции функции системы гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа.
У детей и подростков мужского пола I - III стадий полового развития в отличие от мужчин Европейского Севера регистрируется смещение гормонов гипота-ламо-гипофизарно-тиреоидной системы в сторону меньших значений относительно общепринятых норм, что вызывает компенсаторное увеличение концентраций тестостерона (от 26,0% до 62,5% лиц) и инсулина (от 52,2% до 66,6% лиц), превышающее границы общепринятых норм, на фоне дисбаланса со стороны гонадо-тропных гормонов гипофиза и увеличения содержания пролактина.
Адаптационной реакцией мужчин - жителей Европейского Севера в период уменьшения продолжительности светового дня является повышение уровня инсулина в крови и снижение наличных резервов коры надпочечников с повышением ее потенциальных резервов в период минимальной продолжительности светового дня; у детей и подростков мужского пола выявлены опережающие адаптивные реакции со стороны эндокринной системы.
Различия в пределах колебаний гормональных показателей у мужского населения Европейского Севера в зависимости от географической широты проживания обусловливают особенности резервных возможностей эндокринной системы. Расширение пределов содержания гормонов вызывает увеличение частоты выявления как сниженных, так и повышенных резервных возможностей эндокринной системы, сужение границ содержания гормонов - сокращение резервов со стороны эндокринной системы.
Изменение соотношений уровней гормонов и иммуноглобулинов в крови у мужского населения Европейского Севера в динамике фотопериодики характеризует отдельные этапы влияния кортизола на уровень функциональной активности систем гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа, гипоталамус-гипофиз-гонады, пролактина и гуморального иммунитета, а также адаптивные модификации реактивности эндокринной системы у жителей разных географических широт.
Концепция: Особенностью реактивности и компенсаторных реакций у мужского населения Европейского Севера является фазный характер функциональной активности систем гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа, гипоталамус-гипо-
физ-гонады, уровня пролактина и гуморального иммунитета в ответ на изменение глюкокортикоидной активности коры надпочечников, что обусловливает расширение пределов колебаний показателей и модификацию резервных возможностей эндокринной системы.
Научная новизна исследования: Впервые проведено комплексное исследование по изучению реактивности и компенсаторных механизмов эндокринной системы у мужского населения Европейского Севера, проживающего на различных географических широтах, с учетом фотопериода года, возраста и с использованием функциональных нагрузочных проб.
Впервые определены механизмы адаптационных реакций со стороны эндокринной системы у мужского населения Европейского Севера в зависимости от географической широты проживания. Установлено, что у постоянного мужского населения Заполярья повышение адаптивных возможностей систем іипотала-мус-гипофиз-щитовидная железа и гипоталамус-гипофиз-гонады обусловливает сбалансированное содержание тестостерона и эстрадиола в сыворотке крови при смещении уровней пролактина в сторону увеличения по сравнению с мужчинами 64-65с.ш.
Впервые выявлены общие «северные» признаки реактивности и компенсаторных реакций эндокринной системы у дегей и подростков мужского пола, а также их специфика в зависимости от географической широты проживания (61 с.ш. и 64 - 65 с.ш.), которая определяется разнонаправленной динамикой уровня корги-зола в крови в процессе полового созревания.
Впервые установлена общая закономерность изменения реактивности эндокринной системы во всех возрастных группах мужского населения Европейского Севера (61 и 64 - 65 с.ш.) в период минимальной продолжительности светового дня, которая заключается в снижении концентрации тиреотропина и тестостерона при увеличении уровней кортизола, прогестерона, общих фракций йодтиронинов и компенсаторном повышении содержания гонадотропных гормонов гипофиза.
Впервые продемонстрированы модификации адаптивных реакций эндокринной системы у мужского населения Европейского Севера при изменении продолжительности светового дня, заключающиеся в активизации большего количества звеньев эндокринной регуляции у постоянного мужского населения Заполярья, а также у детей и подростков мужского пола в отличие от мужчин - жителей 64-65 с.ш.
Впервые выявлены наличные и потенциальные резервы коры надпочечников у постоянных жителей 64 - 65 с.ш. в зависимости от фотопериода года, пола и исходного уровня кортизола в сыворотке крови при проведении теста с препаратом «Синактен-депо».
Впервые установлено, что максимальная реакция со стороны системы гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа в ответ на стимуляцию препаратом «Рифаги-роин» у жителей Заполярья проявляется повышением уровня общего и свободного трийодгиронина при снижении содержания общего тироксина в крови в отличие от отсроченного нарастания уровня свободного трийодтиронина у мужчин терри-
тории 64 - 65 с.ш. Определено, что у 40,4% населения Заполярья повышен секреторный резерв тиреотропина, особенно, у женского населения. У 26,4% мужчин Заполярья выявлен сниженный, а у 21,0% - повышенный резерв секреции тиреот-ропного гормона гипофиза в отличие от его снижения у 50,0% мужчин территории 64-65с.ш.
Впервые у 22,5% обследованных мужчин - постоянных жителей территории 64 - 65 с.ш. выявлено нарушение гомеостатической регуляции секреции глюко-кортикоидов при нагрузке с препаратом «Дексаметазон».
Впервые определены общие закономерности фазных изменений функциональной активности систем гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа, гипоталамус-гипофиз-гонады, уровня пролактина в крови при экзогенном (препарат «Дексаметазон») и эндогенном (препарат «Синактен-депо») поступлении глюкокортикоидов в организм, обусловливающие расширение пределов колебаний гормональных показателей и изменение резервных возможностей эндокринной системы у человека на Севере.
Практическая значимость исследования и внедрения. Выявление особенностей формирования эндокринного профиля у мужского населения Европейского Севера в зависимости от географической широты проживания, изучение реактивности и механизмов компенсаторных реакций эндокринной системы в условиях функциональных нагрузочных проб значительно расширяют общие представления о функционировании эндокринной системы у мужского населения, проживающего в неблагоприятных климатических условиях Севера.
Установление пределов колебаний гормональных параметров позволит региональным органам здравоохранения объективно подойти к оценке нормы гормонального статуса у мужского населения Европейского Севера. Информационные материалы «Пределы физиологического колебания в периферической крови метаболитов, гормонов, лимфоцитов, цитокинов и иммуноглобулинов у жителей Архангельской области» / под ред. Л.К. Добродеевой внедрены в практическое здравоохранение МУ 1-й городской клинической больницы (акт внедрения от 05.05.05), в программу лекций и семинарских занятий кафедры биологии и экологии человека Поморского государственного университета им. М.В. Ломоносова в курсе «Экология человека» (акт внедрения от 20.05.05).
В диссертационной работе обоснованы особенности реактивности эндокринной системы мужского населения, проживающего на различных географических широтах Европейского Севера с учетом фотопериода года и возраста. В прикладном значении полученные результаты являются важной научно-теоретической основой для диагностических и превентивных мероприятий, направленных на сохранение здоровья населения Севера. Кроме того, эти данные крайне необходимы в связи с научным обоснованием системы льгот и компенсаций при формировании Северного законодательства и районирования северных территорий.
На основании проведения нагрузочных тестов получены данные о резервных возможностях коры надпочечников и системы гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа у жителей Европейского Севера в зависимости от фотопериода года, пола и
исходного уровня гормонов, что позволит разработать практические рекомендации для здравоохранения, служб охраны труда, а также жителей Архангельской области. Предложены критерии риска развития дезадаптационных реакций и оценки компенсаторных реакций со стороны эндокринной системы, направленных на повышение активности системы гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа, снижение аномально высоких уровней иммуноглобулинов классов IgG, IgM и циркулирующих иммунных комплексов у жителей Севера.
Диссертационное исследование выполнено в Инст итуте физиологии природных адаптации УрО РАН в соответствии с комплексным планом НИР Института физиологии природных адаптации УрО РАН «Физиологические границы функциональной активности систем организма человека на Севере» (регистрационный номер № 01.2.00101811). Все гормональные и иммунологические исследования проведены на базе Института физиологии природных адаптации УрО РАН. Исследование осуществлено при финансовой поддержке грантов: РГНФ № 02 - 06 - 00479 а/С, 2002 - 2003; РФФИ № 02 - 04 - 97510, 2002 - 2004; РГНФ № 05 - 06 - 48601 а/С, 2005 - 2006; по программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине», 2004 - 2006; по программам Президиума УрО РАН (постановления от 15.01.04. №1 - 3; от 13.01.05 №1 -10, 2005); Администрации Архангельской области (№06 -19/33,2001 - 2003; №59 - 03,2003; №16 - 04, 2004; по договору от 05.11.04., 2004).
Апробация работы. Основные результаты исследования доложены и обсуждены на научных семинарах Института физиологии природных адаптации УрО РАН (1993 — 2006 гг.); научно — аналитической конференции «Человек на Севере: условия и качество жизни», Сыктывкар, 1999; третьей научной конференции с международным участием «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге», СПб, 1999; 3 Всероссийском международном симпозиуме «Физиологические механизмы природных адаптации», Иваново, 1999; Международной конференции «Механизмы функционирования висцеральных систем», Санкт-Петербург, 1999; Российской научной конференции с международным участием «Механизмы формирования здоровья человека на Севере», Красноярск, 1999; X Всероссийской конференции по медицинской географии с международным участием «Медицинская география на пороге XXI века», Санкт-Петербург, 1999; четвертой научной конференции с международным участием «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге», СПб, 2000; Международной конференции «Поморье в Баренц-регионе на рубеже веков: экология, экономика, культура», Архангельск, 2000; Всероссийской конференции с международным участием «Проблемы экологии человека», Архангельск, 2000; Российской конференции «Организм и окружающая Среда: жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях», Москва, 2000; 18 съезде физиологического общества им. И.П.Павлова, Казань, 2001; Международной конференции «Экология северных территорий России. Проблемы. Прогноз ситуации, пути развития и решения», Архангельск, 2002; 5-м Конгрессе РААКИ «Современные проблемы аллергологии, иммунологии и иммунофармакологии», Москва, 2002; International Ecologic Forum «Environment and Human Health», St. Petersburg, Russia,
2003; Международной молодёжной конференции «Экология 2003», Архангельск, 2003; XI Конгрессе «Человек и лекарство», Москва, 2004; Конференции с международным участием «Современные средства иммунодиагностики, иммуно-и экстренной профилактики актуальных инфекций», СПб, 2004; Объединенном иммунологическом форуме, Екатеринбург, 2004; II симпозиуме с международным участием «Проблемы адаптации человека к экологическим и социальным условиям Севера», Сыктывкар, 2004; XIX съезде физиологического общества им. И.П. Павлова, Санкт-Петербург, август 2004; 12Л International Congress of Immunology and 4th Annual Conference of FOCIS, Montreal, Canada, 2004; Международном Междисциплинарном Конгрессе «Прогресс в фундаментальных и прикладных науках для здоровья человека», Судак, Крым, Украина, 2004; Всероссийской конференции с международным участием «Биологические аспекты экологии человека», Архангельск, 2004; Итоговой научно-практической конференции ГУ НИИ медицинских проблем Севера СО РАМН за 2004 год (с международным участием) «Вопросы сохранения и развития здоровья населения Севера и Сибири», Красноярск, 2005; V Сибирском физиологическом съезде, Томск, 2005; 2-ой Всероссийской научной конференции «Актуальные вопросы сохранения здоровья и среды обитания современного человека», Ульяновск, 2005; IV Всероссийском симпозиуме по проблемам боевого стресса «Механизмы стресса в экстремальных условиях», Москва, 2005; I Съезде физиологов СНГ, Сочи, Дагомыс, 2005.
Публикации. По материалам исследования опубликовано 54 научные работы, из них 21 - в рецензируемых журналах.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 320 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, четырех глав результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, практических рекомендаций, выводов и списка цитируемой литературы. Работа содержит 26 таблиц и 24 рисунка. Библиография состоит из 308 отечественных и 120 зарубежных источников.
Роль эндокринной системы в адаптации к условиям Севера
Среди факторов, обусловливающих колебания эндокринных показателей, можно выделить биологические ритмы и разнообразные нагрузочные факторы. Нагрузочные факторы можно разделить на физиологические (естественные для человека) и нефизиологические (вредные, неестественные), кратковременные и длительно действующие, слабые и сильные. Воздействие климато-географических условий можно отнести к физиологическим нагрузкам. Решающее значение для человека имеют количественная характеристика нагрузочных факторов - сила и длительность воздействия. Слишком сильная и длительного воздействия нагрузка может стать нефизиологической для организма. Сильные физические и психоэмоциональные нагрузки могут приводить к стрессу [162]. В условиях Крайнего Севера организм человека постоянно взаимодействует с комплексом эколого-специфических стрессирующих факторов, который формируется из климато - географических особенностей региона и характерной социально-производственной структуры северных территорий [175]. Экстремальность влияния климата Севера на организм человека определяется, в основном, необычайно длительной и суровой зимой, коротким и холодным летом, выраженной неустойчивостью и изменчивостью погоды, резкой контрастностью длительности светового дня в течение года, снижением, в целом, естественной освещенности и длительности солнечного сияния, а также, повышенной геомагнитной активностью, бедностью флоры и фауны [1, 69, 137, 272]. Стресс оказывает определенное влияние на эндокринную систему [313, 326].
В реализации адаптационных реакций организма, направленных на противодействие повреждающему агенту, участвуют различные механизмы, которые объединены под термином «стресс» или «общий адаптационный синдром» [238]. К стресс-реализующим системам, участвующим в механизмах стресса, относятся: симпатическая система, мозговой и корковый слой надпочечников (продукция адреналина, норадреналина, глюкокортикоидов, минералокортикоидов), аденогипофиз (СТГ), щитовидная железа (Тз, Т4). 1-й и 2-й этапы стресс-реакции иногда называют как симпато-адреналовая реакция (САР). 3-й этап стресс-реакции - активация других эндокринных механизмов (эндокринных осей): адренокортикального, соматотропного и тиреоидного. Этот механизм включается в том случае, если активация симпатической нервной системы и мозгового слоя надпочечника оказывается неэффективной при продолжающемся действии стрессора [280].
Адренокортикальный механизм представляет собой центральное звено стресс-реакции. Главное в этом защитном механизме - это продукция глюкокортикоидов: кортизола, гидрокортизона и других гормонов этой группы. Эти гормоны вызывают значительное повышение энергетических запасов: возрастает уровень глюкозы (за счет глюконеогенеза) и свободных жирных кислот. Чрезмерное выделение глюкокортикоидов приводит одновременно и к нежелательным эффектам (плата за адаптацию): резко снижается интенсивность иммунных механизмов, происходит тимиколимфатическая атрофия, возрастает риск образования язв желудка, инфаркта миокарда (за счет спазма сосудов) [108, 110, 113, 116, 255, 263].
Считают, что при стрессе активизируется соматотропный механизм. СТГ за счет высвобождения соматомедина повышает резистентность к инсулину (как при диабете), ускоряет мобилизацию накопленных в организме жиров, а, в результате, все это приводит к повышению содержания в крови глюкозы и свободных жирных кислот [280].
Тиреоидные гормоны повышают чувствительность тканей к циркулирующим в крови катехоламинам, повышают уровень энергообразования, активизируют деятельность сердца (ЧСС, сократимость), вызывают повышение артериального давления [43].
Активизация трех эндокринных механизмов (осей): адренокортикального, соматотропного и тиреоидного — представляет собой общий адаптационный синдром или стресс-реакцию [279, 280].
Согласно Г. Селье, в этой реакции следует выделять три стадии в соответствии с динамикой ответа организма на длительно действующий стрессор: 1) тревоги (боевой тревоги), 2) резистентности - устойчивости, 3) истощения
1. Стадия тревоги (боевой тревоги, аларм). Все три эндокринных механизма: адренокортикальныи, соматотропныи и тиреоидныи включаются в реакцию, но главная скрипка — это адренокортикальныи механизм. Эта стадия длится 6—48 часов (до 2-х суток).
2. Стадия резистентности или устойчивости, приспособления к данной ситуации. В этот период возрастает устойчивость организма к данному стрессору и одновременно возрастает устойчивость к другим агентам (перекрестная резистентность). В эту стадию частично снижается продукция соматотропного и тиреоидных гормонов на фоне гипертрофии коры надпочечников и существенного увеличения продукции глюкокортикоидов. В итоге, несмотря на действие стрессора, имеет место сохранение гомеостаза организма, что и выражается в устойчивом состоянии организма. Эта стадия приводит в действие внутренние резервы организма и позволяет ему поддерживать нормальное существование в новых для него условиях. Если же стрессор продолжает действовать, то может наступить третья стадия.
3. Стадия истощения. В эту стадию происходит истощение адаптационных запасов энергии организма, так как возможности синтеза глюкокортикоидов не безграничны, а также снижается эффективность их воздействия на органы-мишени. Это приводит к уменьшению размеров коры надпочечников, снижается продукция глюкокортикоидов и одновременно вновь запускаются в реакцию соматотропныи и тиреоидныи механизмы и вновь организм возвращается к реакции «боевой тревоги». Эта стадия наиболее трудная для организма, т.к. в это время происходит рассогласование, разбалансировка в работе функциональных систем. При длительном или сильном стрессе такое воздействие может привести к болезни или смерти.
По современным представлениям [132, 133, 178, 263, 280] первая фаза адаптации или «аварийная» — развивается в самом начале действия как физиологического, так и патогенного фактора или измененных условий внешней среды. При этом реагируют висцеральные служебные системы вспомогательного значения: кровообращение, дыхание. Этими реакциями управляет центральная нервная система с широким вовлечением гормональных факторов, в частности гормонов мозгового вещества надпочечников (катехоламинов), что, в свою очередь, сопровождается повышенным тонусом симпатической системы.
Вторая фаза — переходная к устойчивой адаптации. Она характеризуется уменьшением общей возбудимости центральной нервной системы, формированием функциональных систем, обеспечивающих управление адаптацией к возникшим новым условиям. Снижается интенсивность гормональных сдвигов, постепенно выключается ряд систем и органов, первоначально вовлеченных в реакцию. В ходе этой фазы приспособительные реакции организма как бы постепенно переключаются на более глубокий тканевой уровень. Гормональный фон видоизменяется, усиливают свое действие гормоны коры надпочечников — «гормоны адаптации».
Вслед за переходной фазой наступает третья фаза — фаза устойчивой адаптации, или резистентности. Она и является собственно адаптацией, т. е. приспособлением и характеризуется новым уровнем деятельности тканевых, клеточных и мембранных элементов, перестроившихся благодаря временной активации вспомогательных систем. Вспомогательные системы при этом могут практически функционировать на исходном уровне, тогда как тканевые процессы активизируются, обеспечивая новый уровень гомеостазиса, адекватный новым условиям существования. Основными особенностями этой фазы являются: мобилизация энергетических ресурсов; повышенный синтез структурных и ферментативных белков; мобилизация иммунной системы. В третьей фазе организм приобретает неспецифическую и специфическую резистентность (устойчивость) организма. Управляющие механизмы в ходе третьей фазы скоординированы. Их проявления сведены к минимуму. Однако, в целом, и эта фаза требует напряженного управления, что и обусловливается невозможностью ее бесконечного протекания.
Несмотря на экономичность — выключение «лишних» реакций, а, следовательно, и излишней затраты энергии — переключение реактивности организма на новый уровень не дается организму даром, а протекает при определенном напряжении управляющих систем. Это напряжение принято называть «ценой адаптации». Любая активность в организме, адаптированном к той или иной ситуации, «обходится организму много дороже», чем в нормальных условиях (требует, например, при физических нагрузках в горных условиях на 25% больше затрат энергии, чем в норме).
Пределы физиологического колебания содержания гормонов в сыворотке крови у лиц мужского пола, проживающих на различных географических широтах (64 65с.ш. и 6633 -70с.ш.)
Многолетние исследования эндокринного статуса у человека на Севере показали, что активизация коры надпочечников сочетается с увеличением концентрации тироксина, тироксинсвязывающего глобулина и понижением уровней тестостерона, фолликулостимулирующего гормона гипофиза при повышении значений лютеинизирующего гормона гипофиза в крови по сравнению со среднеширотными значениями [18, 222, 272, 325]. Известно, что климатические особенности изменяются в зависимости от географической широты проживания. В Заполярных районах Европейского Севера климатические условия более жесткие по сравнению с Приполярными территориями и это дает основание полагать, что границы нормы физиологических показателей имеют региональные особенности [1, 210]. Однако, малоизученным аспектом на сегодняшний день является проблема установления границ «северного» варианта нормы эндокринных показателей, в том числе, в зависимости от географической широты проживания (64-65 с.ш. и 66 ЗЗ с.ш - 70 с.ш.).
В таблицах 6, 7, 8 выделены различные диапазоны колебаний уровней гормонов, соответствующие разным вариантам нормы. Для большинства гормонов оптимальной нормой с учетом лимитов варьирования признака (min - max) в пределах M±3SD являлась граница в пределах M±2SD.
Однако, в связи с возможностью «математического» расширения границ, при установлении нижней границы пределов колебаний показателей в ряде случаев использовали нижние варианты диапазонов M±1,5SD и M±SD в зависимости от min значения.
При изучении гипоталамо - гипофизарно - адреналовой системы установлено, что пределы колебаний уровня кортизола расширены (178,6-874,2 нмоль/л) относительно общепринятых норм (190-750 нмоль/л). У мужчин - постоянных жителей территории 64-65с.ш. пределы колебаний уровня кортизола имеют смещение в сторону больших значений (249,4-877,7 нмоль/л) по сравнению с мужчинами, постоянно проживающими в Заполярном регионе (193,0-868,6 нмоль/л). Процент отклонений от общепринятых норм в сторону больших значений составил для мужчин Заполярья 10,2%, для мужчин 64-65с.ш. - 12,6%. Низкие значения были выявлены лишь у 0,5% мужчин Заполярья. Смещение границ колебаний уровня кортизола в сторону больших значений обусловлено высокой активностью коры надпочечников у человека на Севере, что связано с проявлением общей реакции на комплекс экстремальных климатических факторов, одним из которых является контрастная фотопериодика. Наличие большего смещения пределов варьирования уровня кортизола в сторону верхних границ и выявления большего процента случаев с высокими его уровнями свидетельствует о значительной роли системы гипоталамус -гипофиз - кора надпочечников в адаптационных процессах у постоянного мужского населения 64-65с.ш.
Границы предлагаемой нормы для адренокортикотропного гормона гипофиза (АКТГ) (0-11,2 пмоль/л) смещены в сторону меньших величин относительно общепринятой нормы (0-24,42 пмоль/л). Однако, в 4,3% случаев у мужчин Заполярья и 1,2% мужчин, проживающих на территории 64-65с.ш., уровень АКТГ превышает верхний предел нормы. Смещение уровня АКТГ в сторону меньших величин при повышении уровня кортизола в крови объясняется сохранением обратной отрицательной связи между гипофизом и корой надпочечников.
Диапазон колебаний значений прогестерона (0,46-4,75 нмоль/л) смещен в сторону больших величин относительно рекомендуемых пределов (0,05-3,2 нмоль/л), что наиболее выражено для мужчин, проживающих на территории 64-65 с.ш. (1,02-6,63 нмоль/л) по сравнению с мужчинами Заполярья (0,27 - 4,38 нмоль/л). Процент регистрации высоких его уровней у мужчин Заполярья составил 16,4%, у мужчин 64-65 с.ш. - 32,3%. Смещение уровней прогестерона в большую сторону, вероятно, объясняется повышенной потребностью в предшественниках стероидных гормонов, что более выражено для мужчин, проживающих в районе 64-65с.ш. Более выраженное смещение пределов колебаний у мужчин 64-65с.ш. сочетается с подобным характером смещения уровней кортизола.
Относительно пределов колебаний уровней гормонов гипоталамо -гипофизарно - тиреоидного звена установили, что для тиреотропного гормона гипофиза (ТТГ) они расширены (0,35-3,83 мЕд/л) относительно общепринятой нормы (0,6-3,8 мЕд/л) со смещением в сторону больших значений. У мужчин 64-65 с.ш. диапазон колебаний уровней ТТГ (0,97-3,77 мЕд/л) значительно сужен относительно общепринятых норм, а у жителей Заполярья (0,26-3,94 мЕд/л) - расширен. Характерно, что у мужчин 64-65 с.ш. низких значений ТТГ не выявлено, в то же время, доля повышенных концентраций составила 4,4%. У мужчин Заполярья низкие уровни ТТГ отмечены в 1,3% случаев, а повышенные - в 11,5% случаев.
Расширенный диапазон колебаний уровня ТТГ у мужского населения Заполярья обусловлен, по всей видимости, более широкими адаптационными возможностями системы гипоталамус - гипофиз - щитовидная железа. Высокие адаптационные возможности организма и значительные функциональные резервы позволяют выбирать наиболее оптимальную стратегию при разнообразных воздействиях. Чем ниже адаптационные возможности, тем реакции более однотипные, тем меньше арсенал вероятных ответов организма на изменения окружающей среды [73, 74]. Однако, расширение норм реагирования на факторы внешней среды может приводить к срыву адаптации и развитию патологических процессов. Неоднозначная картина распределения концентраций ТТГ свидетельствует о том, что смещение уровней ТТГ в сторону меньших значений у мужского населения Европейского Севера может быть обусловлено ингибирующей ролью повышенных концентраций гормона коры надпочечников. Известно, что активизация гипофизарно-надпочечникового звена может тормозить аденогипофизарную секрецию тиреотропина, а также приводить к уменьшению числа рецепторов к тиреотропин - рилизинг гормону (ТРГ) и снижению выработки ТТГ [163]. В то же время, повышенные значения ТТГ могут указывать на возможность развития первичного гипотиреоза, что усугубляется тем, что этот регион относится к йоддефицитным территориям.
Норма тироксинсвязывающего глобулина (ТСГ) (9,8-37,53 мкг/мл) расширена относительно общепринятых норм (16,8-22,5 мкг/мл) с большим диапазоном у мужчин Заполярных районов (9,43-37,31 мкг/мл) по сравнению с мужчинами территории 64-65с.ш. (14,10-37,88 мкг/мл). Уровень повышенных концентраций составил 49,4% у мужчин Заполярья и 59,2% у мужчин 64-65с.ш., низкие значения встречались у 9,9% жителей Заполярья и 7,4% мужчин 64-65с.ш.
В отношении общего тироксина (Т4) региональная норма (59,6-151,6 нмоль/л) расширена относительно общепринятых норм (62,0-141,0 нмоль/л) с более широким диапазоном колебаний значений для мужчин Заполярных регионов (55,7-157,3 нмоль/л) по сравнению с мужчинами, проживающими на территории 64-65с.ш. (63,0-149,0 нмоль/л). Доля высоких значений тироксина среди мужчин - жителей районов 64-65с.ш. составила 5,6%, а среди мужчин, проживающих в Заполярье - 9,9%. Низкие уровни тироксина встречались у 2,2%» жителей Заполярья и 0,4% мужчин территории 64-65с.ш. У 30 мужчин были измерены уровни свободных фракций тироксина (Т4 св.), их значения не вошли в таблицу по определению норм гормональных показателей из-за нерепрезентативности выборки. Однако, установлено, что средний уровень Т4 (св.) 10,48±1,8 пмоль/л был значительно смещен в сторону меньших значений по сравнению с нормой 11,5-23,0 пмоль/л. У мужчин Заполярья его средние значения выходили за нижнюю границу нормы (9,38±1,56 пмоль/л), а у мужчин 64-65с.ш. находились на нижней границе нормы (11,59±2,49 пмоль/л) и достоверно различались (р 0,05).
Диапазоны содержания общего трийодтиронина (ТЗ) (0,91-2,35 нмоль/л) расширены относительно общепринятой нормы (1,2-2,2 нмоль/л). Доля высоких значений ТЗ составила для мужчин Заполярья 7,7% обследованных, для мужчин 64-65с.ш. - 11,8% обследованных. Дефицит содержания ТЗ регистрировали у 9,2% мужчин Заполярья и 7,5% мужчин 64-65с.ш.
Уровни свободных фракций трийодтиронина (ТЗ св.), измеренные у 30 обследованных мужчин, показали, что его среднее значение (5,07±0,55 пмоль/л) находится ближе к верхней границе общепринятой нормы (2,5 - 5,8 пмоль/л). У жителей Заполярья средние уровни ТЗ (св.) имели тенденцию к более высоким значениям по сравнению с мужчинами 64-65с.ш. (5,28±0,42 пмоль/л и 4,83±0,74 пмоль/л).
Реактивность коры надпочечников у жителей Европейского Севера (64-65с.ш.) в динамике нагрузочного тестирования синтетическим аналогом адренокортикотропного гормона гипофиза (препарат «Синактен - депо») в зависимости от пола
Проведен анализ динамики изменения средних значений кортизола в сыворотке крови в ходе проведения теста с препаратом «Synacten Depot» в зависимости от пола обследованных лиц (рис. 3). Выявлено, что у лиц мужского пола средний уровень кортизола через 30 мин после проведения нагрузочной пробы увеличивается на 191,8 нмоль/л. Через 60 мин значения кортизола в сыворотке крови превышают базальный уровень, в среднем, на 320,0 нмоль/л., а через 1 сутки уровень кортизола практически приближается к исходному значению и продолжает снижаться до 4-х суток обследования. Совершенно иная картина наблюдается при оценке изменений уровней кортизола в динамике пробы с синактеном у женского населения. Через 30 мин наблюдения средние уровни кортизола в крови увеличиваются на 313,3 нмоль/л, через 60 мин - на 442,2 нмоль/л. Через 1 сутки в крови у женского населения сохраняется достаточно высокий уровень кортизола (прирост от исходных значений - 208,2 нмоль/л), который приближается к исходному уровню только на 4 сутки наблюдения. Выявлено достоверное отличие в уровнях кортизола в сыворотке крови у мужского и женского населения через 30 мин, 60 мин и 1 сутки после введения препарата.
Таким образом, при изначально одинаковых уровнях кортизола у обследованных лиц обоих полов (601,9 и 592,1 нмоль/л) реактивность коры надпочечников у мужчин через 30 мин, 60 мин и 1 сутки после введения препарата значительно снижена по сравнению с женщинами, что может быть связано со снижением резервных возможностей коры надпочечников у мужского населения Севера.
В условиях изначально повышенных уровней кортизола у населения Севера и наличия большого процента обследованных лиц с уровнями кортизола более 550 нмоль/л - 59,7%, что характерно для лиц обоих полов (61,2% мужчин и 58,3% женщин), мы провели анализ изменения уровней кортизола в динамике пробы у лиц разного пола в зависимости от первоначального уровня кортизола (табл. 22).
При сравнении изменений уровней кортизола в динамике пробы у лиц разного пола с первоначальным уровнем кортизола менее 550 нмоль/л наибольшие различия в реактивности коры надпочечников у женского и мужского населения были выявлены через 1 сутки пробы, когда у женщин уровень кортизола достоверно превышал базальные значения, а у мужского населения достоверного повышения выявлено не было. Следовательно, у лиц с уровнем кортизола менее 550 нмоль/л не выявлено половых отличий, касающихся наличных резервов коры надпочечников, относительно потенциальных резервов коры надпочечников можно констатировать значительное их повышение у женского населения.
При сравнении реактивности коры надпочечников в зависимости от пола у лиц с изначально повышенными уровнями кортизола (более 550 нмоль/л) существенные различия в уровне ответа коры надпочечников на нагрузку у лиц разных полов отмечали через 30 мин, 60 мин и 1 сутки после введения препарата. В эти периоды уровни кортизола были достоверно выше у женского населения. Однако, у лиц обоих полов через 1 сутки обследования средние уровни кортизола не превышали исходные значения, хотя у женского населения такая тенденция сохранялась. Таким образом, у лиц, имеющих базальный уровень кортизола выше 550 нмоль/л, потенциальные резервы коры надпочечников снижены, однако в условиях повышенного уровня кортизола женщины имеют более значительную реактивность коры надпочечников через 30 мин, 60 мин и 1 сутки проведения теста.
Повышенный уровень кортизола, вероятно, должен способствовать снижению реактивности коры надпочечников. Значительный уровень реактивности коры надпочечников у женского населения с уровнем кортизола более 550 нмоль/л свидетельствует о наличии больших резервов у женского населения, однако, это может указывать и на отсутствие сохранного тормозного механизма, когда в условиях повышенной функциональной активности коры надпочечников снижается рецепторная чувствительность к действию АКТГ.
На рисунке 4 показан прирост уровня кортизола от его базальных значений в динамике теста с препаратом «Синактен-депо» в зависимости от пола у лиц с разным уровнем кортизола. У лиц с уровнем кортизола менее 550 нмоль/л более существенная разница в приросте уровня кортизола была выявлена через 1 сутки обследования, как и при анализе средних значений, что свидетельствует о больших потенциальных возможностях женщин с уровнем кортизола менее 550 нмоль/л.
У лиц с исходным уровнем кортизола более 550 нмоль/л выявлено достоверное снижение прироста значений кортизола у мужчин через 30 мин, 60 мин, 1 сутки после проведения нагрузочного теста с препаратом «Синактен - депо» в отличие от мужчин с исходным уровнем кортизола в крови менее 550 нмоль/л. У женщин с изначальным уровнем кортизола в крови более 550 нмоль/л достоверное отличие в приросте уровня кортизола было выявлено лишь через 4 суток наблюдения. Через 30 мин и 60 мин после введения препарата наблюдали достоверное отличие в приросте уровня кортизола у лиц с уровнем кортизола более 550 нмоль/л с более высоким его приростом у женского населения. Тенденция к более высокому приросту уровня кортизола в сыворотке крови у женского населения сохранялась также через 1 сутки наблюдения. Следовательно, при повышенных уровнях кортизола в крови у человека на Севере уровень ответа коры надпочечников на дополнительную нагрузку у мужчин значительно снижается.
У женского населения с уровнем кортизола более 550 нмоль/л снижение резервов происходит лишь к 4 суткам обследования. Следовательно, у женщин с повышенными уровнями кортизола сохраняются и наличные и потенциальные резервы коры надпочечников, однако долгосрочные потенциальные резервы оказываются сниженными.
Проведен индивидуальный анализ лиц с уровнем кортизола менее 550 нмоль/л, имеющих сниженные резервные возможности коры надпочечников в зависимости от пола и типа снижения резервов (рис.5). Недостаточную реакцию коры надпочечников наблюдали у 51,9% обследованных лиц -постоянных жителей Европейского Севера с базальным уровнем кортизола менее 550 нмоль/л, что можно рассматривать как снижение резервных возможностей коры надпочечников, либо уменьшение рецепторной чувствительности клеток, обусловленное активацией коры надпочечников в дискомфортных климатических условиях.
Снижение наличных резервов коры надпочечников, выявляемое через 30 мин, было характерно для 29,6% обследованных лиц, потенциальные резервы коры надпочечников (через 1 сутки) были снижены у 30,8% обследованных, в их числе одновременное снижение наличных и потенциальных резервов коры надпочечников - у 7,7% обследованных лиц.
Анализируя снижение реактивности коры надпочечников в зависимости от пола было выявлено, что у мужского населения процент лиц со сниженными резервными возможностями коры надпочечников составил 58,3%, среди них: 33,3% относится к наличным резервам коры надпочечников, 41,7% - к потенциальным резервам, среди них - 16,7%- к обоим видам сокращения резерва. Среди женского населения процент лиц со сниженными резервами коры надпочечников составил 46,7%, среди них: 26,7% - со сниженными наличными резервами, 21,4% - со сниженными потенциальными резервами коры надпочечников, что, практически в 2 раза ниже, чем у мужского населения.
В то же время, среди женского населения отсутствует характер сокращения резервных возможностей коры надпочечников, связанный одновременно как с наличными, так и с потенциальными резервными возможностями, что является, вероятно, биологически целесообразным механизмом для женского организма и подтверждает тезис о большей выносливости женского организма.
В условиях большого процента обследованных лиц с повышенными уровнями кортизола в крови (59,7%) было актуальным выявление реактивности коры надпочечников на дополнительный стресс у этих лиц в зависимости от пола.
Выявлено, что 62,5% (25 из 40) лиц с повышенными уровнями кортизола (более 550 нмоль/л) имели достаточный уровень ответа коры надпочечников на нагрузку с препаратом «Синактен - депо». На рисунке 6 представлен процент лиц с наличными и потенциальными резервными возможностями коры надпочечников, выявленными при проведении нагрузки, в зависимости от пола. Наличные резервы коры надпочечников, выявляемые через 30 мин теста, сохранялись у 32,5% обследованных лиц, повышенные уровни кортизола через 1 сутки обследования сохраняли 50% лиц, в их числе 20% имели достаточные наличные и потенциальные резервные возможности. Среди женщин с повышенными уровнями кортизола процент лиц, имеющих нормальный уровень ответа на нагрузку с «Синактеном», практически в 1,6 раза выше, чем у мужчин, соответственно, 76,2% и 9 из 19. Достаточные наличные резервы у женщин (52,4 % ) были выявлены в 5,2 раза чаще, чем у мужчин (10,5% ), а потенциальные (через 1 сутки) - в 1,7 раза чаще, чем у мужчин, соответственно, 65% и 38,9 %. В то же время, 40% женщин имели одновременно достаточные наличные и потенциальные резервы коры надпочечников, среди мужчин лиц с одновременным наличием достаточных наличных и потенциальных резервов коры надпочечников выявлено не было.
Взаимоотношения глюкокортикоидной активности коры надпочечников и гуморального иммунного ответа у мужского населения Заполярья в различные фотопериоды года
Влияние климато - географических условий на уровень иммунологической реактивности известно давно [17, 332]. Большое количество сведений имеется относительно влияния на иммунологическую реактивность дефицита тепла, охлаждения, недостаточности солнечной инсоляции, влияния иономагнитных возмущений [63, 109, 113, 141]. Однако, для Европейского Севера наиболее значимым фактором является необычная фотопериодика. Север Европейской части страны отличается от Сибири тем, что значительно большие территории располагаются за полярным кругом и подвержены влиянию резкой смены светового дня и ночи. Кроме того, данный фактор является относительно постоянным и стабильным, следовательно, влияние его в одинаковой степени повторяется каждый год.
Особенности функционирования иммунной и эндокринной систем в условиях Севера Европейской территории страны раскрыты в работах Л.К. Добродеевой и Г.А. Суслоновой, А.В. Ткачева и др. [109, ПО, 111, 113, 272, 273]. Суровые дискомфортные условия Севера обусловливают напряжение иммунной системы, вероятность развития иммунодефицитов. Гормональный статус жителей Севера характеризуется более высокими концентрациями кортизола по сравнению со среднеширотными значениями. В связи с этим, представляет интерес изучение некоторых параметров иммунной системы и параллельного определения содержания кортизола в сыворотке крови.
Изучение иммунологической реактивности и глюкокортикоидной активности коры надпочечников, а также характера их соотношений у мужчин, работающих в условиях Заполярья, представляет интерес с позиции выявления особенностей влияния резко выраженной фотопериодики.
23 рабочих архипелага Шпицберген были обследованы динамично в течение года: в марте, июне, октябре и январе (табл.25). Содержание иммуноглобулина класса IgM в сыворотке крови в средних результатах в течение марта, июня и января соответствовало физиологическим границам нормы, располагаясь ближе к верхнему уровню. В октябре регистрировали более высокое содержание данного класса иммуноглобулинов в периферической крови мужчин (р 0,05). Концентрации IgM выше 1,9 г/л регистрировали в этот месяц у девяти человек. Несколько иную ситуацию выявили относительно уровня IgG. Высокие их концентрации, также как и IgM, наблюдали во все сроки обследования. Наименьшее содержание IgG отметили в январе, также как и относительно предыдущего класса иммуноглобулинов. Однако, максимальные концентрации с превышением общепризнанных норм физиологических границ, отмечали в июне. Более высокие, чем в норме, концентрации IgG в этот период регистрировали у десяти человек. Сходную динамику изменения содержания сывороточных иммуноглобулинов отмечали относительно IgA: максимальные концентрации регистрировали в марте и июне (р 0,001), минимальные - в январе. Концентрация IgA значительно варьировала в зависимости от сезона года: летом содержание IgA было более, чем в два раза выше, чем в зимний период. Отметили довольно четкую сочетанность изменения концентраций сывороточных IgG и IgA. Наиболее высокое их содержание в сыворотке крови мужчин отметили в период полярного дня. Иное изменение уровня IgM может быть объяснено отсутствием статистически значимых изменений данного класса иммуноглобулинов в зависимости от фотопериодики. Подъем концентраций IgM в октябре возможен как реакция на активизацию респираторных вирусов в этот период.
Таким образом, последовательное изучение содержания сывороточных иммуноглобулинов у мужчин архипелага Шпицберген позволило выявить однонаправленную динамику концентраций иммуноглобулинов классов IgG и IgA и иную ситуацию относительно содержания IgM в периферической крови в зависимости от сезона года.
Максимальное содержание циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) в сыворотке крови было зарегистрировано в марте. В последующие сроки наблюдения концентрации ЦИК снижались (р 0,05) и мало отличались друг от друга. Известно, что увеличение содержания ЦИК могло быть результатом несостоятельности фагоцитарной защиты и системы комплемента. Увеличение содержания ЦИК в марте совпадало с наибольшей концентрацией сывороточных иммуноглобулинов в этот период. Можно ожидать, что увеличение ЦИК было связано с активацией синтеза иммуноглобулинов. Обратная ситуация была выявлена летом: на фоне повышенного уровня сывороточных иммуноглобулинов снижалась концентрация ЦИК, что, может быть, отражало, увеличение активности моноцитарной системы. Содержание кортизола на всех этапах обследования находилось в пределах физиологической нормы. Наиболее высокие его уровни регистрировали в марте.
Анализ индивидуальных результатов обследования группы мужчин свидетельствовал о подъеме концентраций всех классов иммуноглобулинов в периферической крови в марте или июне у большинства лиц: относительно IgM указанную динамику отмечали у 15-ти, IgG - у 17-ти, IgA - у 19-ти человек. Следовательно, подтверждается предположение относительно слабого уровня ответа со стороны IgM на увеличение длительности светового дня. Преобладание в антительном ответе активации синтеза IgG над IgM дает основание полагать, что указанное явление отражает реакцию, преимущественно, вторичного иммунного ответа. Повышение уровня кортизола в сыворотке крови в марте было выявлено у 16-ти мужчин. Почти у половины обследуемых лиц наблюдали гипергаммаглобулинемию, в том числе - у четырех человек, касающуюся трех классов иммуноглобулинов, а у пяти - относительно содержания IgG и IgA в сыворотке крови.
Изучение частоты выявления концентраций показателей гуморального иммунитета и глюкокортикоидной активности коры надпочечников, превышающих границы физиологической нормы, в сыворотке крови всех обследованных мужчин (табл.26) подтвердило высказанное положение. Действительно, в марте и, особенно, в июне наиболее часто регистрировали отклонения концентраций иммуноглобулинов в сыворотке крови выше физиологических границ: относительно иммуноглобулина класса IgG, соответственно, у 25,93 и 42,31%, класса IgA - у 11,11 и 42,31% обследованных лиц.
Примечание: n (%) - число (процент) обследованных лиц с концентрациями показателей, выходящих за границы физиологической нормы.
Подобная закономерность отмечалась относительно высоких уровней ЦИК и кортизола, с той лишь разницей, что их снижение в сыворотке крови наступало раньше, чем вышеуказанных классов иммуноглобулинов. В марте повышенные концентрации кортизола и ЦИК регистрировались, соответственно, в 25,13 и 14,81% случаев. Частота выявления содержания IgM, превышающего границы физиологической нормы, увеличилось с 18,52% в марте до 23,08%» обследованных в июне. Наибольшую частоту выявления повышенных концентраций IgM регистрировали в октябре -46,36%.
У мужчин, работающих на архипелаге Шпицберген, в период увеличения длительности светового дня происходит увеличение содержания и частоты регистрации концентраций, превышающих границы физиологической нормы в сыворотке крови иммуноглобулинов классов IgG, IgA, циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) и кортизола. Отличительная динамика отмечается относительно сывороточного IgM: наиболее высокое его содержание наблюдается в октябре, в этом же месяце наиболее часто обнаруживаются повышенные его концентрации. Однако, несмотря на отсутствие статистически значимых изменений содержания данного класса иммуноглобулинов в период нарастания длительности светового дня, анализ индивидуальных значений показал, что у 15-ти из 23-х человек, обследованных в динамике фотопериодов, происходит нарастание концентрации IgM в сыворотке крови в этот период.
Известно, что в период увеличения длительности светового дня происходит увеличение активности метаболических процессов [41], концентраций гормонов щитовидной железы, коры надпочечников [274, 271, 272], активности антителообразования к различным антигенам и уровня фагоцитарной защиты [111]. В период полярного дня возрастает эффективность иммунной защиты в тканях, барьерных органах и по месту входных ворот. В наших исследованиях в этот период устанавливается максимальная частота выявления в сыворотке крови мужчин концентраций ЦИК и кортизола, превышающих границу нормы (14,81 и 25,13%, соответственно). Вероятно, выявление в этот период высоких концентраций ЦИК и кортизола в периферической крови обследованных рабочих может являться фактором риска развития аутоиммунных реакций в организме. Риск в значительной степени усиливается в ситуации, когда аномально высокие уровни кортизола и ЦИК сочетаются с высокими концентрациями IgM (23,08%) в периферической крови. Указанные сывороточные иммуноглобулины не выходят, практически, за пределы сосудов, обеспечивая защиту внутрисосудистого русла. Сочетание высоких уровней ЦИК в составе с IgM способно привести к резким изменениям гомеостаза и нарушениям микроциркуляции [150, 232, 344, 400, 428].
