Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Активность пищеварительных ферментов сыворотки крови у лиц с различным исходным тонусом вегетативной нервной системы

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Активность пищеварительных ферментов сыворотки крови у лиц с различным исходным тонусом вегетативной нервной системы"

На правах рукописи

Котенко Мария Александровна

АКТИВНОСТЬ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ СЫВОРОТКИ КРОВИ У ЛИЦ С РАЗЛИЧНЫМ ИСХОДНЫМ ТОНУСОМ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

АВГ 2013

005532000

Курган-2013

005532000

Диссертация выполнена в ФГБОУ ВПО «Курганский государственный университет» Министерства образования и науки РФ

Научный руководитель: Смелышева Лада Николаевна

доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты: Камакин Николай Федорович

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой нормальной физиологии ГБОУ ВПО «Кировская государственная медицинская академия» Минздрава РФ

Шаповалов Петр Яковлевич доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой гигиены с основами экологии ГБОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия»

Минздрава РФ

Ведущая организация: государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита диссертации состоится « /а ¿¿¿£1£~Р 2013 г. на заседании диссертационного совета ДМ 208.079.01 при ФГБУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г. А. Илизарова» Минздрава России (640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6)

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале научной библиотеки ФГБУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г. А. Илизарова» Минздрава России (640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6)

Автореферат разослан _2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета:

доктор медицинских наук, профессор V. Солдатов Ю.П.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Открытие гидролитической активности крови состоялось в середине XIX столетия. Доказательство «пепсиназной активности» было получено в 1912 г. Ван Калькаром, а амилолитической - в 1846 г. Ф. Мажанди. Инкреция или поступление ферментов пищеварительных желез в кровь и лимфу - эволюционно закрепленный процесс, являющийся одним из гомеостатических параметров (A.M. Уголев, 1978). Уровень пищеварительных гидролаз в крови относительно постоянен и в физиологических условиях изменяется в узких пределах. Синтез и выделение ферментов пищеварительными железами является главным функциональным компонентом аппарата пищеварительной системы (Г.Ф. Коротько, 2007).

В настоящее время известно, что гидролитическая активность сыворотки и плазмы крови достаточно вариабельна в зависимости от многих физиологических и патогенных факторов. Пищеварительные ферменты сыворотки крови отражают ферментный гомеостаз и регулируют его, поэтому важно их исследование и изучение с диагностической целью в виде неинвазивной скрининговой методики (А.А. Корсунский, П.Л. Щербаков, В.А. Исаков, 2002; С.Н. Семенова, 2003; Е.В. Колодкина, Н.Ф. Камакин, 2008; О.А. Архипова, 2010; P. Sipponen, Е. Forsblum, 2002). На большом клиническом материале основаны работы М.М. Шехтмана и его соавторов (1997), в которых отмечается роль инкретируемых пищеварительными железами ферментов и их участие в обмене веществ (Г.Ф. Коротько, 2003, 2011).

На активность пищеварительных ферментов оказывает влияние действие различных внутренних и внешних факторов, в том числе эмоционального, мышечного напряжения и прием пищи. В современном обществе человек испытывает большое психоэмоциональное напряжение из-за возрастающих сложностей социальной жизни (Г. Селье, 1972; В.И. Мазуров, С.Б. Шустов, 2008). Эмоциональное напряжение в связи с действием различных неблагоприятных факторов оказывает существенное влияние на все системы организма человека (Е.В. Коплик с соавт., 2005; Т.П. Березина, В.И. Овсянников, 2005; Р.Ю. Тарасов, 2007; К.В. Судаков, 2007; J. Кауе et al., 2004; T. Bobbert et al., 2005; P.N. Maton, 2005; B. Mraves et al., 2005), приводя к развитию сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, невротических заболеваний (А.П. Кузнецов, JI.H. Смелышева, Н.В. Сажина, 2007; М.Е. Rhodes et al., 2005).

Экзаменационный стресс является одной из наиболее частых причин эмоционального напряжения. Сессия является той многократно повторяющейся эмоционально-стрессовой ситуацией, которая вызывает выраженные психические, нейроэндокринные и вегетативные сдвиги в организме человека (Ю.В. Щербатых, 2000, 2001) и нередко нарушает вегетативную регуляцию различных систем организма (Е.А. Умрюхин, Т.Д. Джебраилова, И.И. Корабейникова, Н.В. Климина, 2001; J.D. Schepard et al., M. Absi, T.I. Whitsett, R.B. Passey, W.R. Hovallo, 2000).

Малоизученным остается вопрос влияния приема пищи на активность пищеварительных ферментов в крови.

Физическая нагрузка оказывает влияние на деятельность желудочно-кишечного тракта, вызывая различные сдвиги в функционировании всей пищеварительной системы (А.П. Кузнецов, A.B. Речкалов, Л.Н. Смелышева, 2004; А.П. Кузнецов, 2007, 2009).

Одной из индикаторных систем в ответ на действие эмоционального фактора является ЖКТ, поэтому данные знания представляют особую важность для специалистов в области физиологии пищеварения и гастроэнтерологии. Теоретический и практический интерес представляет определение вклада ВНС в регуляцию работы и морфофизиологические особенности активности пищеварительных ферментов у людей в обычной повседневной жизни, в условиях эмоционального напряжения, после выполнения физической нагрузки и приема пищи.

Цель исследования: изучить влияние эмоционального стресса, физической нагрузки и специфического динамического действия пищи на активность пищеварительных ферментов сыворотки крови у лиц с различным исходным тонусом вегетативной нервной системы.

Для достижения поставленной цели представлялось необходимым решить следующие задачи:

1. Определить исходный тонус вегетативной нервной системы обследуемых студентов по показателям вариабельности сердечного ритма, согласно полученным результатам разделить их на группы.

2. Изучить особенности активности пищеварительных ферментов сыворотки крови у здоровых лиц в фоновых условиях (межсессионный период).

3. Выявить специфику влияния эмоционального стресса и физического напряжения на активность пищеварительных ферментов сыворотки крови у лиц с различным вегетативным тонусом.

4. Исследовать специфику изолированного и совместного влияния специфического динамического действия пищи и эмоционального напряжения у лиц с различным вегетативным тонусом.

5. Определить зависимость активности пищеварительных ферментов сыворотки крови от гормонального фона у лиц с различным вегетативным тонусом в межсессионный период и при действии эмоционального стресса.

Научная новизна. Впервые выявлены различия в показателях активности пищеварительных ферментов с учетом индивидуального уровня вегетативного баланса.

Определена гомеостатирующая роль парасимпатического отдела ВНС в условиях фона и стимулирующая роль симпатического отдела на активность ПГ и липазы в крови. В условиях эмоционального напряжения наблюдается повышение амилолитической активности во всех исследуемых группах; снижение липолитической активности сыворотки крови и активности желудочных желез в области тела и дна в группе симпатотоников; повышение инкреторной способности желудочных желез в группах ваго- и нормотоников по показателю ПГ 2.

Выявлена устойчивость активности пищеварительных ферментов в группах ваго- и нормотоников к физической нагрузке. Отмечена высокая чувствительность активности желудочных пищеварительных ферментов в группе симпатотоников, что проявляется восстановлением изначально повышенных фоновых показателей ПГ 1 до нормы. Обнаружено повышение липолитической активности в группе симпатотоников выше физиологической нормы в условиях физической нагрузки.

Определены незначительные изменения активности пищеварительных ферментов в условиях изолированного и совместного влияния эмоционального напряжения и СДДП, проявляющиеся в основном в отношении липазы. Отмечена устойчивость ПГ к данному фактору у представителей всех групп.

Определена зависимость активности гидролаз от гормонального фона с учетом индивидуального уровня вегетативного баланса в условиях эмоциональной стабильности и при действии эмоционального стресса. Установлена доминирующая роль симпатического тонуса в образовании корреляционных взаимодействий между гормональным звеном и ферментативной активностью в условиях фона и эмоционального стресса.

Теоретическая и практическая значимость исследования заключается в расширении представлений об активности пищеварительных ферментов у студентов в ходе семестра с учетом исходного тонуса вегетативной нервной системы. Полученные данные позволяют охарактеризовать индивидуальные реакции при воздействии эмоционального стресса, физического фактора и СДДП у лиц с различным уровнем висцеротонии для дальнейшего составления региональных нормативов активности пищеварительных ферментов.

В связи с наличием взаимосвязи секреторных и инкреторных процессов для специалистов в области гастроэнтерологии большое значение имеет возможность беззондовой оценки пищеварительных функций желудка и поджелудочной железы для выявления и предупреждения развития некоторых патологических состояний. Раздельное определение ПГ в сыворотке крови лежит в основе диагностического иммуноферментного теста «Гастропанель», который получил достаточно широкое распространение в гастроэнтерологии.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Активность пищеварительных ферментов сыворотки крови в условиях фона зависит от исходного тонуса ВНС.

2. В условиях эмоционального стресса и физической нагрузки разнонаправленные изменения активности пищеварительных ферментов сыворотки крови связаны с высоким исходным тонусом симпатического отдела ВНС.

3. Специфическое динамическое действие пищи приводит к минимальным изменениям активности пищеварительных ферментов во всех вегетативных группах в течение периода исследования, за исключением липазы сыворотки крови.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на Международной научно-практической конференции «Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры, спорта, туризма и олимпизма: инновации и перспективы развития» (Челябинск, 2011), на III Международной научно-практической конференции «Состояние окружающей среды и здоровье населения» (Курган, 2011), на 44-й научно-практической конференции, посвященной 70-летию образования Курганского областного госпиталя для ветеранов войн (Курган, 2011), на VII Сибирском съезде физиологов (Красноярск, 2012), на II Международной научно-практической конференции «Физиологические механизмы адаптации и экология человека» (Тюмень, 2012).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов и списка литературы (цитируются 197 источника литературы: 137 - отечественных и 60 - зарубежных). Работа иллюстрирована 6 таблицами и 30 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводились на базе гастроэнтерологического отделения Курганской областной клинической больницы и лаборатории «Физиология экстремальных состояний» кафедры анатомии и физиологии человека ФГБОУ ВПО «Курганский государственный университет» в 2010-2013 гг. в рамках одного из основных направлений научно-исследовательской работы: физиологические механизмы адаптации организма к действию экстремальных факторов (номер государственной регистрации (01.2.00611546). Основание для проведения научно-исследовательской работы - государственное задание Министерства Образования и Науки РФ.

В исследовании принимали участие 120 молодых людей- добровольцев, студентов факультета психологии и факультета естественных наук Курганского государственного университета в возрасте 18-22 лет. Молодые люди прошли углубленное медицинское обследование, включающее соматоскопию, антропометрию, врачебно-педагогическое наблюдение и по состоянию здоровья были отнесены к основной медицинской группе. На основании ритмокардиографического тестирования согласно показателям вариабельности сердечного ритма молодые люди были разделены на 3 группы (76 человек): ваго-, нормо-, симпатотоники. Исследование проводилось при обязательном письменном согласии обследуемых студентов в соответствии с биоэтическими нормами.

Допустимыми критериями включения в группу наблюдения являлись: отсутствие сопутствующих врожденных или приобретенных, острых и хронических заболеваний органов ЖКТ, в частности заболеваний желудка и поджелудочной железы, кишечника, а также отсутствие клинических данных.

Исследования проводились в день практических занятий (за исключением занятий физической культурой), а затем во время экзаменационной сессии (после сдачи экзамена).

Для исследования влияния мышечной нагрузки на организм человека и деятельность пищеварительной системы была использована дозированная велоэргометрическая нагрузка (С.Б. Тихвинский, 1980; A.A. Виру, П.К. Кырге, 1983; А.П. Кузнецов, 1985). При этом использовали работу на велоэргометре из расчета 18 кгм на 1 кг массы тела исследуемых. Время выполнения дозированной нагрузки составляло 30 минут, общий объем работы - 36900 кгм, частота педалирования - 75 об./мин.

Для исследования специфического динамического действия пищи (СДДП) на ферментативный профиль крови у лиц с различным вегетативным тонусом была использована пищевая нагрузка в виде белкового пробного (тестового) завтрака - 100 г мяса (молотое в котлете) и 200 мл несладкого чая. Было проведено 2 серии наблюдений: в первой -пробный завтрак принимался в условиях эмоциональной стабильности, во второй - в условиях эмоционального напряжения. В обоих случаях активность ферментов в сыворотке крови (амилаза, липаза, ПГ1, ПГ2) определяли натощак и через 15, 45, 75 минут после приема завтрака (постпрандиальные показатели).

Для характеристики индивидуальных висцеральных реакций студентов проводилось исследование вегетативного статуса по показателям математического анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) (P.M. Баевский с соавт., 1984, 2001, 2002). Для записи ЭКГ и анализа ВСР применялся серийно выпускаемый программно-аппаратный комплекс «Варикард 2.51» (Ю.Н. Семенов, 1996). Программное обеспечение - «Иским 6», разработанное в Институте внедрения новых медицинских технологий «Рамена» совместно с Институтом медико-биологических проблем РАН. Ритм сердца регистрировали в утренние часы продолжительностью 5 минут во II отведении в положении сидя в течение 300 циклов. При анализе ЭКГ определялся ряд показателей: Мо - мода (мс) - наиболее часто встречающееся значение длительности интервал R-R, характеризующая активность гуморального канала регуляции; А Мо - амплитуда моды (%) - число значений интервалов, равных моде, к общему числу зарегистрированных комплексов, в процентах, отражающее активность симпатического отдела вегетативной нервной системы; MxDMn - вариационный размах (мс) - показатель разности между максимальным и минимальным значениями длительности кардиоинтервалов R-R, отражает максимальную амплитуду регуляторных влияний, представляющую активность парасимпатического отдела; ИН - индекс напряжения (усл.ед.), являющийся интегральным показателем (ИН = AMo/2Mo*MxDMn), характеризующим напряженность адаптационно-компенсаторных механизмов организма. В качестве индикатора вегетативного баланса выбран индекс напряжения регуляторных систем (Ю.В. Щербатых, 2001), который у ваготоников не превышал 30 усл.ед., при нормотонии находился в пределах от 31 до 120 усл.ед., при симпатотонии - от 121 усл.ед.

Трактовка данных показателей осуществлялась в соответствии с рекомендациями Европейского кардиологического и Северо-Американского обществ по электрофизиологии, а также с учетом методических рекомендаций отечественных авторов (P.M. Баевский, 2001; С. А. Котельников, А.Д. Ноздрачев с соавт., 2002).

На основании анализа показателей ВСР были выделены три группы студентов: ваготоники, нормотоники и симпатотоники. Среди исследуемых студентов превалировали лица с преобладанием нормотонуса - 54,1%, лица с ваготонией находились на промежуточном месте и составляли 27,87%, представители симпатического тонуса находились в меньшинстве и составляли 18,03%. Показатели всех групп оценивались в фоновых условиях, что позволило достоверно определить исходный тонус вегетативной нервной системы обследуемых (табл. 1).

Таблица 1

Показатели вариабельности сердечного ритма у обследуемых студентов в

фоновых условиях (М ± ш) (п = 76)

Показатели ВСР Ваготоники (п =22) Нормотоники (п = 38) Симпатотоники (п= 16)

ЧСС, уд/мин 64,65±2,45*/** 76,18±2,45** 98,18±2,5

(SDNN), с 0,18±0,01*/** 0,17±0,01** 0,24±0,004

(Мо), мс 0,94±0,04*/** 0,79±0,03** 0,6±0,02

(АМо), % 28,61±3,7* 29,18±1,88** 32,67±2,6

(MxDMn), мс 0,68±0,13*/** 0,34± 0,03** 0,14±0,02

(ИН), усл. ед. 24,03±1,49*/** 57,76±4,71** 171,67±15,1

Примечание:

* - р<0,05, различия достоверны относительно группы студентов с нормотонией; ** - р<0,05, различия достоверны относительно группы студентов с симпатикотонией

Забор крови из локтевой вены в количестве 10 мл осуществлялся в утренние часы натощак (в условиях эмоциональной стабильности, стресса или физической нагрузки), а также через 15, 45, 75 минут постпрандиального периода при различном тонусе висцеротонии (в фоновых условиях и при действии эмоционального фактора). В дальнейшем кровь центрифугировалась, а сыворотка замораживалась при температуре -20° С для последующего определения концентрации гормонов и активности ферментов.

В сыворотке крови иммуноферментным методом (ИФА) определяли активность ферментов ПГ 1, ПГ 2 (Вектор-Бест, Россия), амилазы (ЗАО «Диакон-ДС»), липазы (Humastar 600, Германия). Параллельно в крови исследовали содержание гормонов: гастрина («Biohit diagnostics», Финляндия), инсулина (Mercodia Insulin ELISA), кортизола («Алкор Био»), холецистокинина («Penisula Laboratories», США).

Полученные данные обрабатывали методам вариационного и корреляционного анализа (Г.Ф. Лакин, 1990; пакет программ Statistica 5.11).

Статистическую обработку проводили методом Стьюдента-Фишера. Различия между сравниваемыми величинами считали достоверными при вероятности не менее 95% (р < 0,05). Обработка материала производилась на персональном компьютере с использованием электронных таблиц Microsoft Excel. Вычислялись следующие статистические параметры: средняя арифметическая, ошибка средней арифметической. Для графического изображения полученных данных определяли доверительные границы, которые находили при р = 0,05. Для выявления тесноты и направленности взаимосвязи между исследуемыми показателями был определен коэффициент корреляции

(г).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Активность гидролаз сыворотки крови в условиях фона в зависимости от исходного тонуса вегетативной нервной системы

При разделении студентов на группы по уровню вегетативного баланса были выявлены различия активности пищеварительных ферментов в условиях фона (табл.2).

Таблица 2

Активность ферментов сыворотки крови в условиях фона у лиц с различным исходным уровнем вегетативного баланса

Физиол. норма Ваготоники (п=22) Нормотоники (п=38) Симпатотоники (п=16)

Амилаза, Ед/л 23-100 66,59±4,84*/** 52,83±2,84 34,95±9,44

Липаза, Ед/л 1-200 90,07±13,9 60,21±5,92 159,98±27*/П

ПГ 1, мкг/л 30-130 123,52±7,67 127,77±4,49 181,55±22,13*/П

ПГ 2, мкг/л 4-22 28,87±6,01 13,25±1,53 23,22±7,08

ПГ1/ПГ2 3-20 4,28±0,62* 9,64±0,78 7,82±2,33

Примечание:

□ - р<0,05, различия достоверны относительно группы студентов с ваготонией; * -р<0,05, различия достоверны относительно группы студентов с нормотонией; ** -р<0,05, различия достоверны относительно группы студентов с симпатикотонией

В группе ваготоников выявлена наибольшая фоновая амилолитическая активность крови, достигающая достоверности относительно других групп (р<0,05). Максимальные значения активности липазы и ПГ 1 отмечались в

группе симпатотоников (р<0,05), при этом среднее значение ПГ 1 в данной группе превышало верхнюю границу физиологической нормы на 39,7%, что характеризует возможный риск развития язвенной болезни желудка у ее представителей. Уровень ПГ 2 в сыворотке крови в значительной степени зависит от ферментного потенциала желудка. Полученные фоновые значения активности ПГ 2 не выявили достоверных различий между группами, но отразили функциональную возможность всех отделов желудка в группах с крайними значениями вегетативного баланса в виде тенденции к превалированию показателей в условиях межпищеварительного периода. Коэффициент ПГ 1 / ПГ 2, характеризующий функциональный статус желудка, достигал максимальных значений в группе нормотоников и отличался достоверностью показателей относительно ваготоников. Таким образом, при вкладе двух отделов ВНС секреторный потенциал может возрастать.

Влияние эмоционального напряжения на активность гидролаз сыворотки крови у лиц с различным исходным тонусом вегетативной нервной

системы

При исследовании активности пищеварительных ферментов в условиях стресса были также выявлены индивидуальные отличия.

Активность амилазы во всех группах после экзаменационной сессии характеризовалась достоверным повышением относительно фоновых значений (р<0,05). Максимальный уровень активности фермента как одного из маркеров углеводного обмена при стрессе наблюдался в группе ваготоников (рис.1).

ВНС

Рис.1. Показатели активности амилазы сыворотки крови натощак при действии эмоционального фактора у лиц с различным вегетативным тонусом: В - ваготоники, Н -нормотоники, С - симпатотоники

*- достоверность различий относительно группы нормотоников, р<0,05; **- достоверность различий относительно группы симпатотоников, р<0,05; ° - достоверность различий относительно фона, р<0,05

На фоне максимально высоких фоновых значений активности липазы группы симпатотоников при эмоциональном напряжении наблюдается значительное достоверное снижение уровня активности данного фермента (р<0,05) (рис.2). Полученные показатели могут быть следствием высокой

лабильности параметров гомеостатирования липазы в данных условиях, что поддерживается симпатическим тонусом.

Рис.2. Показатели активности липазы сыворотки крови натощак при действии эмоционального фактора у лиц с различным вегетативным тонусом: В - ваготоники, Н -нормотоники, С - симпатотоники

* - достоверность различий относительно группы ваготоников, р<0,05; ** - достоверность различий относительно группы нормотоников, р<0,05; 0 - достоверность различий относительно фона, р<0,05

В группах с парасимпатическим и нормотонусом не отмечалось достоверных изменений активности липазы сыворотки крови.

При исследовании изменений активности ПГ 1 в группах было выявлено, что у лиц с парасимпатическим тонусом отмечается максимальный уровень данного фермента, но он имеет только тенденцию к повышению. Лица с преобладанием нормо- и симпатотонуса характеризуются достоверно более низкими значениями (р<0,05). При этом максимальные фоновые значения активности ПГ 1 у симпатотоников достоверно снижались до уровня физиологической нормы (рис.3). Механизм снижения активности Г1Г 1 в сыворотке крови является звеном ферментного гомеостазиса при действии эмоционального напряжения, что в первую очередь реализуется при участии симпатического отдела ВНС.

Уровень ПГ 2 повысился во всех группах выше верхней границы нормы, при этом у лиц с преобладанием парасимпатического и нормотонуса эти данные достоверны относительно фона (р<0,05). Максимальный показатель ПГ 2 принадлежит группе ваготоников. Уровень ПГ 2 отражает весь ферментный потенциал активности пищеварительных желез желудка. Такое повышение гидролаз сыворотки крови при стрессе может говорить, с одной стороны, об увеличении эндосекреции, с другой - о регуляции ферментного гомеостазиса путем компенсаторного повышения инкреции пищеварительных ферментов в кровь. Это состояние также характеризует коэффициент ПГ 1 / ПГ 2, отражающий уровень функциональной активности желез желудка, который при действии эмоционального фактора достоверно снижался у представителей всех групп (р<0,05) (рис.4).

А

1 Фон I Стресс

Б

Рис.3. Показатели активности ПГ 1 (А) и ПГ 2 (Б) сыворотки крови натощак при действии эмоционального фактора у лиц с различным вегетативным тонусом: В -ваготоники, Н - нормотоники, С - симпатотоники

* - достоверность различий относительно группы ваготоников, р<0,05; ** - достоверность различий относительно группы нормотоников, р<0,05; о - достоверность различий относительно фона, р<0,05

Следовательно, инкреция пищеварительных ферментов крови повышается на фоне снижения функциональной активности ферментного потенциала желудка в условиях стресса. Максимальное снижение этого потенциала по показателю ПГ 1 / ПГ 2, выходящего за пределы физиологической нормы, представлено у лиц с преобладанием парасимпатического тонуса. При этом инкреция ПГ 2 возрастала на 172% от верхней границы нормы, что отражает нарушение вагального компонента ферментного гомеостазиса и характеризует высокий риск развития воспалительных заболеваний желудка любой этиологии во время экзаменационной сессии у лиц данной группы.

■ Фон Я Стресс

250 200 150

и

1 100 50 0

10 -| -.....*— Р-Г" т

8 -| 6 -| Ё 1 V- И Фон

4 г 2 1 ■ т ■

В Н с

Рис.4. Показатели коэффициента ПГ 1 / ПГ 2 сыворотки крови натощак при действии эмоционального фактора у лиц с различным вегетативным тонусом: В -ваготоники, Н -нормотоники, С - симпатотоники

* - достоверность различий относительно группы нормотоников, р<0,05; ° - достоверность различий относительно фона, р<0,05

Зависимость активности гидролаз сыворотки крови от гормонального фона у лиц с различным исходным уровнем ВНС в условиях эмоциональной стабильности

Для определения зависимости активности гидролаз от гормонального фона в межсессионный период изначально были определены фоновые показатели концентрации гормонов в трех группах. Уровень определяемых гормонов имел типологические различия, связанные с исходным тонусом ВНС (табл.3).

Таблица 3

Фоновые показатели концентрации гормонов сыворотки крови у лиц с

различным уровнем вегетативного баланса (М ± т) (п = 76)

Ваготоники (п=22) Нормотоники (п=38) Симпатотоники (п=16)

Кортизол, нг/мл 144,8±7,08 174,21±11,32 153,0±10,9

Инсулин, мкМЕ/мл 8,31±1,07 11,52±1,04 * 14,55±1,93 *

ХЦК, нг/мл 3,13±0,05 2±0,05 1,5±0,1

Гастрин, пг/мл 52,51±5,36 61,7±3,9 47,72±3,54 **

Примечание:

* - р<0,05, различия достоверны относительно группы студентов с ваготонией; **-р<0,05, различия достоверны относительно группы студентов с нормотонией

Максимальные значения кортизола, не достигшие достоверности, отмечались в группе нормотоников 174,21±11,32 нг/мл, минимальные значения инсулина, достигшие достоверности относительно двух других групп (р<0,05), - у представителей ваготоников 8,31±1,07 мкМЕ/мл.

Минимальная концентрация гаетрина, достигшая достоверности относительно нормотоников, определялась у лиц с симпатическим тонусом и была равна 47,72±3,54 пг/мл (р<0,05). Показатель концентрации ХЦК имел тенденцию к превалированию в группе ваготоников 3,13±0,05 нг/мл. Инсулин и ХЦК характеризовались разнонаправленными значениями в крайних группах вегетативного баланса. Данные зависимости оказывают различное влияние на активность пищеварительных ферментов в исследуемых группах.

Корреляционные зависимости между активностью ферментов и концентрацией гормонов в условиях фона имели различные качественные составляющие, характеризующиеся наличием связей средней и слабой силы. Максимальное количество средних связей (37,5%) наблюдалось в группе симпатотоников. Гастрин в данной группе образует отрицательно направленные связи средней силы с липазой, ПГ 1 и ПГ 2 и прямую связь с амилазой. ХЦК - только две положительно направленные связи средней силы: с липазой и ПГ2. Кортизол образовал обратные связи средней силы с липазой и пепсиногенами. Исследование корреляционных взаимоотношений между инсулином и активностью ферментов определило наличие слабых разнонаправленных связей (табл.5).

Группа нормотоников характеризуется самым меньшим количеством связей средней силы между концентрацией гормонов и активностью ферментов сыворотки крови, достигающими 4%, что является признаком устойчивости и стабильности, а также определенной автономности в работе данных функциональных систем.

Таким образом, исследуя взаимосвязь уровня гормонов и ферментов в крови, можно сделать вывод о том, что именно симпатический тонус ответственен за образование связей и умеренных зависимостей между исследуемыми параметрами. При этом группа симпатотоников является более лабильной и неустойчивой в отношении отклонений параметров гомеостаза. Ферментативная активность крови нормотоников менее чувствительна к изменениям гормонального профиля.

Зависимость активности гидролаз сыворотки крови от гормонального фона у лиц с различным исходным уровнем вегетативной нервной системы в условиях эмоционального стресса

Для определения зависимости активности гидролаз от гормонального фона в условиях стресса изначально были определены показатели концентрации гормонов в трех группах в условиях действия эмоционального фактора (табл.4). Концентрация кортизола в условиях стресса не имела выраженных достоверных отличий в группах. Наибольшее значение инсулина, достоверно превышающее показатели ваготоников, отмечалось в группе симпатотоников и соответствовало 15,6±1,4 мкМЕ/мл (р<0,05). Наименьшее значение концентрации ХЦК, достигающее достоверности относительно двух других групп, отмечалось также в группе симпатотоников 1,84±0,2 нг/мл (р<0,05). Максимальные показатели

гастрина, имеющие тенденцию к превалированию относительно других групп, отмечались в группе лиц с симпатикотонией 72,2±6,6 пг/мл.

Таблица 4

Показатели концентрации гормонов сыворотки крови у лиц с различным уровнем вегетативного баланса в условиях стресса __(М ± т) (п = 70) _

Ваготоники (п=20) Нормотоники (п=36) Симпатотоники (п=14)

Кортизол, нг/мл 159,9±3,6 161,4±5,3 159,8±2,4

Инсулин, мкМЕ/мл 11,5±1,2 13,2±0,4 15,6±1,4 *

ХЦК, нг/мл 2,5±0,1 2,5±0,1 1,84±0,2 */**

Гастрин, пг/мл 61,14±7,8 69,3±2,96 72,2±6,6

Примечание:

* - р<0,05, различия достоверны относительно группы студентов с ваготонией; **- р<0,05, различия достоверны относительно группы студентов с нормотонией

На фоне стресса количество корреляционных связей средней силы во всех группах увеличилось. Появились сильные связи в группах ваготоников (за счет кортизола и гастрина) и симпатотоников (за счет кортизола). Последняя группа остается лидирующей по количеству выраженных связей. В группе нормотоников по-прежнему определяется минимальное количество корреляционных взаимодействий средней силы.

В группе симпатотоников появляются сильные положительно направленные связи кортизола с амилазой и пепсиногенами. Сохраняется направленность и сила связей гастрина с амилазой, липазой и ПГ 1. Увеличивается сила связей инсулина с амилазой, липазой и ПГ2. ХЦК образует прямую связь средней силы с амилазой и обратные с липазой и ПГ 1. Остальные связи в этой группе слабые и составляют 25% (табл.5).

Таблица 5

Корреляционные связи между активностью гидролитических ферментов

сыворотки крови и концентрацией гормонов в условиях стресса

Исследуемые показатели Ваготоники Нормотоники Симпатотоники

фон стресс фон стресс фон стресс

Кортизол/Амилаза 0,34 0,79

Кортизол/Липаза 0,36 -0,44

Кортизол/ПГ 1 -0,35 0,78

Кортизол/ПГ 2 0,59 0,73 -0,37 0,98

Инсулин/Амилаза -0,3 0,42 -0,55

Инсулин/Липаза 0,52 0,53

Инсулин/ПГ 1 0,32

Продолжение табл.5

Инсулин/ПГ 2 -0,37 -0,34

ХЦК/Амилаза 0,49 0,42

ХЦК/Липаза 0,47 0,46 -0,51

ХЦК/ПГ 1 -0,55 -0,3

ХЦК/ПГ 2 0,34

Гастрин/Амилаза -0,56 0,32 0,45 0,34

Гастрин/Липаза -0,74 0,36 -0,43 -0,45

Гастрин/ПГ 1 0,81 0,51 -0,42 -0,31

Гастрин/ ПГ 2 -0,38

Примечание:

пустые ячейки - слабые разнонаправленные корреляционные связи; 0,3-0,59 - разнонаправленные корреляционные связи средней силы; 0,6-1,0 - разнонаправленные сильные корреляционные связи

Таким образом, симпатический тонус ответственен за образование средних и сильных связей и зависимостей между исследуемыми параметрами как в условиях фона, так и при действии эмоционального стресса.

Влияние физической нагрузки на активность гидролаз сыворотки крови у лиц с различным исходным тонусом вегетативной нервной системы

После выполнения 30-минутной физической нагрузки на уровне 75% от МПК отмечалась тенденция к снижению уровня активности амилазы в группах ваго- и нормотоников. У лиц с преобладанием симпатического тонуса значения амилазы не менялись, но были достоверно ниже значений ваготоников (р<0,05).

Активность липазы в группах с парасимпатическим и нормотонусом достоверно не изменялась, что характеризует ее устойчивость в отношении физического фактора (рис.5).

350 300

250 200

Ш 150 100 50 0

вне

Рис.5. Показатели активности липазы сыворотки крови натощак после выполнения дозированной 30-минутной физической нагрузки на уровне 75% от МПК у лиц с различным вегетативным тонусом: В - ваготоники, Н - нормотоники, С - симпатотоники * - достоверность различий относительно группы ваготоников, р<0,05; ** - достоверность различий относительно группы нормотоников, р<0,05; ° - достоверность различий относительно фона, р<0,05

Ш в ..........

СИ ш

а Фон I Нагрузка

В группе симпатотоников отмечалось достоверное повышение активности липазы как в отношении фоновых значений, так и относительно других групп (р<0,05). В данном случае с симпатическим тонусом связаны процессы высокой эндосекреции липазы, которая выступает как регулирующий фактор в условиях высоких энергетических затрат.

Более выраженный характер изменения активности ПГ 1 после действия нагрузки наблюдался в группе симпатотоников. Активность фермента в крови достоверно снижалась относительно фоновых значений, входя в рамки физиологической нормы (р<0,05). Такая динамика характеризует значимость данной нагрузки для процессов синтеза и инкреции ферментов желудка при повышении симпатического тонуса. В этих условиях его роль заключается в снижении активности фермента в сыворотке крови. В других группах активность ПГ 1 практически не менялась (рис.6).

250 1

200 1 ■5 150 и 1 5 100 1 50 0 1 в 1 н 1 с ¡51:.: а Фон 1 ■ Нагрузка

Рис.6. Показатели активности ПГ 1 сыворотки крови натощак после выполнения дозированной 30-минутной физической нагрузки на уровне 75% от МПК у лиц с различным вегетативным тонусом: В - ваготоники, Н - нормотоники, С - симпатотоники * - достоверность различий относительно группы ваготоников, р<0,05; ** - достоверность различий относительно группы нормотоников, р<0,05; 0 - достоверность различий относительно фона, р<0,05

Показатели активности ПГ 2 после физической нагрузки не достигали достоверных значений во всех группах, но имели тенденцию к превалированию в группе ваготоников.

Коэффициент ПГ 1 / ПГ 2 имел тенденцию к повышению у представителей всех групп. Минимальные значения, достигающие достоверности относительно других, отмечались у ваготоников (р<0,05).

Можно отметить более высокую чувствительность к физической нагрузке активности обоих пепсиногенов и коэффициента их соотношения в группе симпатотоников. При этом происходит снижение ПГ 1 до нормы.

Физическая нагрузка в меньшей степени, чем эмоциональный стресс оказывала влияние на активность пищеварительных ферментов крови.

Влияние специфического динамического действия пищи на активность гидролаз сыворотки крови в фоновых условиях у лиц с различным исходным тонусом вегетативной нервной системы

Гидролазы сыворотки крови тесно связаны с активностью пищеварительных желез, функциональное состояние которых напрямую зависит от приема пищи. Вопрос о влиянии приема пищи на активность гидролаз имеет принципиальное значение (Г.Ф. Коротько, 2011).

Исследование постпрандиальных изменений гидролитической активности многократно освещено в работах отечественных и зарубежных авторов, однако полученные сведения противоречивы.

В нашем исследовании СДДП рассматривалось на протяжении 75 минут после приема стандартного белкового завтрака, то есть во время максимальной активности пищеварительных желез. Установлено, что СДДП не приводит к достоверным изменениям активности амилазы, ПГ 1, ПГ 2 и коэффициента ПГ 1 / ПГ 2. Тенденция превалирования показателей амилазы крови на протяжении всего постпрандиального периода принадлежит группе ваготоников. Очевидно, что активность пищеварительных ферментов в сыворотке крови не претерпевает значительных изменений в период активности пищеварительных желез. По данным М.Д. Подильчака (1967), амилолитическая активность сыворотки крови увеличивается через 2-3 часа после приема пищи.

Более выраженным изменениям подверглась активность липазы. Группа ваготоников характеризуется скачкообразным изменением уровня фермента, не достигшего достоверности (рис.7). В группе нормотоников активность липазы к концу периода исследования повысилась на 128,4% относительно тощаковых значений (р<0,05).

200 -

180 -

160 -

140 -

120 -

ег 100 -

Р-1 80 -

60 -

40 -

20

0

—♦— Ваготоники

- -».....Нормотоники

Симпатотоники

15мин 45мин 75мин

Рис.7. Фоновые показатели активности липазы сыворотки крови в различные постпрандиальные периоды у лиц с разным вегетативным тонусом (Т - тощаковые значения липазы; 15 мин, 45 мин, 75 мин- исследуемые постпрандиальные периоды) * - достоверность различий относительно тощаковых значений, р<0,05; 0 - достоверность различий относительно группы нормотоников, р<0,05

У симпатотоников отмечается постепенное повышение активности фермента к 15 и 45 минутам постпрандиального периода и резкое снижение к концу исследования (р<0,05).

Таким образом, определены индивидуальные особенности липолитической активности в условиях приема пищи, характеризующиеся различной разнонаправленной динамикой изменений в соответствии с вегетативным тонусом.

Влияние специфического динамического действия пищи на активность гидролаз сыворотки крови в условиях стресса у лиц с различным исходным тонусом вегетативной нервной системы

СДДП в условиях стресса не привело к достоверным изменениям активности амилазы, ПГ 1, ПГ 2 и коэффициента ПГ 1 / ПГ 2. Тенденция превалирования показателей амилазы крови на протяжении всего постпрандиального периода также сохранялась за группой ваготоников.

В условиях сочетанного действия стрессового и пищевого фактора отмечалось снижение активности липазы относительно фоновых значений во всех группах (рис.8). При этом достоверное снижение относительно фона у представителей парасимпатического тонуса отмечалось на 45 минуте поспрандиального периода (р<0,05), у нормотоников - на 45 и 75 минутах (р<0,05), в группе симпатотоников - на 15 и 45 минутах (р<0,05). В группе с преобладанием симпатического тонуса активность липазы к концу периода исследования достоверно снижалась относительно тощаковых значений на 59,3% (р<0,05). С ростом симпатических влияний кривая приобретала нисходящий характер в динамике постпрандиального ряда. Представители симпатического тонуса характеризовались максимальным снижением активности липазы в крови к концу периода исследования, а у лиц с преобладанием парасимпатического тонуса отмечалась противоположная динамика изменения активности фермента.

Существуют литературные данные о постпрандиальном увеличении гидролаз в лимфе (В. Бартош, 1976). Можно предположить, что именно постпрандиальный эффект снижения липолитической активности связан с выделением фермента в лимфу. Активность других гидролаз может быть отсрочена по времени на период восстановления пищеварительных желез.

А

I Фон I Стресс

Б

В

Рис.8. Показатели активности липазы сыворотки крови группы ваготоников (А), нормотоников (Б), симпатотоников (В) в условиях стресса в различные постпрандиальные периоды (Т - тощаковые значения липазы; 15 мин, 45 мин, 75 мин - исследуемые постпрандиальные периоды)

* - достоверность различий относительно фона, р<0,05;

** - достоверность различий относительно тощаковых значений, р<0,05;

° - достоверность различий относительно группы нормотоников, р<0,05

выводы

1. Активность пищеварительных ферментов сыворотки крови имеет типологические особенности, зависящие от исходного тонуса вегетативной нервной системы. Определена гомеостатирующая роль парасимпатического отдела ВНС и стимуляция активности пепсиногенов и липазы при превалировании симпатических влияний в условиях фона, что подтверждается наличием однонаправленных положительных корреляционных связей с ХЦК.

2. По показателям активности ПГ 1 в группе лиц с преобладанием симпатического тонуса установлено превышение верхней границы нормы на 39,7%, что коррелирует с желудочной секрецией и повышает возможный риск развития язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки у лиц данной группы в межпищеварительный период.

3. В условиях эмоционального напряжения происходит снижение коэффициента ПГ 1 / ПГ 2 во всех группах обследованных, что характеризует уменьшение межпищеварительной активности желудочных желез. При этом у лиц с преобладанием ваго- и нормотонуса отмечается компенсаторный рост активности пищеварительных гидролаз в сыворотке крови по показателю ПГ 2.

4. В группе симпатотоников при эмоциональном стрессе происходит снижение активности ПГ 1 и липазы на фоне достоверного снижения коэффициента ПГ 1 / ПГ 2. При этом корреляционные связи между этими ферментами и ХЦК становятся отрицательными.

5. В условиях специфического динамического действия пищи не выявлено достоверных изменений активности амилазы, ПГ 1 и ПГ 2. При этом постпрандиальная динамика липолитической активности имела разнонаправленный характер. Возрастала на 128,4% в группе нормотоников, достигая достоверности к 75 минуте исследования и снижалась в 2 раза к концу исследования в группе симпатотоников.

6. Прием пищи в условиях стресса не влиял на активность амилазы, ПГ 1 и ПГ 2, но снижал липолитическую активность во всех обследованных группах относительно фона. Чувствительность данного показателя и характер постпрандиальных кривых максимально изменялся в ряду С>Н>В.

7. Регуляторные взаимодействия в условиях фона между активностью пищеварительных ферментов и исследуемыми гормонами по показателям корреляционного анализа максимально представлены в группе симпатотоников в виде различно направленных связей средней силы. При этом в условиях эмоционального напряжения в группах с крайними значениями вегетативного баланса теснота связей усилилась, появились сильные связи. Количественная характеристика значимых связей возрастает в ряду Н<В<С.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В процессе мониторинга состояния здоровья студентов целесообразно включать в число методов обследования определение уровня вегетативного баланса по анализу вариабельности показателей сердечного ритма для

определения выраженности адаптационных реакций организма в процессе обучения, а также выявления лиц с превалированием симпатического тонуса вегетативной нервной системы, наиболее подверженных риску развития язвенной болезни желудка в межсессионный период.

2. Лицам, относящимся к группе симпатотоников, рекомендуется придерживаться спортивного образа жизни.

3. Лицам с превалированием парасимпатического тонуса ВНС во время сессии следует соблюдать методы первичной профилактики заболеваний желудка в виде организации правильного режима питания, исключения действия вредных факторов (курение, алкоголь, медикаменты, способствующие обострению заболеваний желудка) и своевременной психологической помощи.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ

1. Котенко М.А., Смелышева Л.Н., Кузнецов А.П. Пищеварительные ферменты крови в зависимости от тонуса автономной (вегетативной) нервной системы в условиях фона и после выполнения физической нагрузки // Вестник Тюменского государственного университета. 2012. №6. С. 128-132.

2. Котенко М.А., Смелышева Л.Н., Кузнецов А.П., Махова М.М. Постпрандиальные показатели корреляционных взаимоотношений между гидролитическими ферментами крови у лиц с различным типом автономной (вегетативной) нервной системы в условиях фона // Вестник ЮУрГУ Серия «Образование, здравоохранение, физиология». 2012. Выпуск 31. №21(280). С. 109-111.

3. Смелышева Л.Н., Кузнецов А.П., Котенко М.А., Котенко A.A. Взаимосвязь уровня тропных гормонов и стероидов с вегетативным тонусом организма у мужчин и женщин // Вестник Тверского государственного университета. 2011. Выпуск 24. №32. С. 30-36.

Публикации в научных журналах, сборниках, материалах конференций

4. Котенко М.А. Фоновый уровень пищеварительных ферментов крови в зависимости от исходного тонуса автономной (вегетативной) нервной системы // Сборник научных трудов аспирантов и соискателей КГУ. Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2011. Выпуск XIII. С.11-13.

5. Котенко М.А., Смелышева Л.Н. Влияние эмоционального стресса на уровень пищеварительных ферментов крови у лиц с различным уровнем висцеротонии // Состояние окружающей среды и здоровья населения: Материалы III Международной научно-практической конференции, 5-6 апреля 2011г. Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2011. 172 с.

6. Котенко М.А., Смелышева Л.Н. Инкреция и секреция пищеварительных ферментов при нервной системы // Материалы 44-й научно-практической конференции, посвященной 70-летию образования Курганского областного госпиталя для ветеранов войн. Курган, 2011. С.126-127.

7. Котенко М.А., Смелышева Л.Н., Кузнецов А.П., Махова М.М., Архипова O.A. Постпрандиальная динамика уровня гидролитических ферментов крови в условиях стресса у лиц с различным уровнем висцеротонии

// Материалы VII Сибирского физиологического съезда. Красноярск, 2012. 254 с.

8. Кузнецов А.П., Смелышева JI.H., Котенко М.А., Махова М.М., Сажина Н.В. Влияние приема пищи и мышечной нагрузки на эндокринную регуляцию желудочной и поджелудочной секреции у человека // Материалы второй Всероссийской научно-практической конференции с международным участием.Тюмень, 2012. 97 с.

9. Смелышева Л.Н., Кузнецов А.П., Котенко М.А. Влияние эмоционального напряжения и физической нагрузки на секреторную функцию желудка // Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физич. культуры, спорта, туризма и олимпизма: инновации и перспективы развития: Материалы Международной научно-практической конференции. Челябинск: ИЦ ЮУрГУ, 2011. Ч. 2. 301 с.

10. Смелышева JI.H., Кузнецов А.П., Архипова O.A., Кривобокова В.А., Котенко М.А., Котенко A.A. Влияние преобладающего тонуса автономной (вегетативной) нервной системы на показатели панкреатической секреции в условиях мышечного и эмоционального напряжения // Вестник международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности. Санкт-Петербург, 2011. Т. 16, №3. С. 190-194.

11. Смелышева Л.Н., Кузнецов А.П., Махова М.М., Котенко М.А., Кривобокова В.А. Динамика лептина у лиц с разным тонусом ВНС после приема белкового завтрака // Материалы VII Сибирского физиологического съезда. Красноярск, 2012. С. 484.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

В - ваготоники Н -нормотоники С - симпатотоники ВНС - вегетативная нервная система ВСР - вариабельность сердечного ритма ЖКТ - желудочно-кишечный тракт ИН - индекс напряжения ПГ - пепсиноген

СДДП - специфическое динамическое действие пищи

ХЦК - холецистокинин

ЧСС - частота сердечных сокращений

ЭКГ - электрокардиография

Котенко Мария Александровна

АКТИВНОСТЬ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫХ ФЕРМЕНТОВ СЫВОРОТКИ КРОВИ У ЛИЦ С РАЗЛИЧНЫМ ИСХОДНЫМ ТОНУСОМ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

03.03.01 - физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Подписано к печати Формат 60x84 1/16 Печать трафаретная Усл. печ.л. 1.0 Заказ № 169 Тираж 100 экз.

Бумага тип. № 1 Уч.- изд. л. 2,75 Цена свободная

ООО «Типография Дамми».

г. Курган, пр. Машиностроителей, 13А, тел. (3522) 255-540, 255-545.