2 курс / Нормальная физиология / Функциональное_состояние_и_регуляторно_адаптивные_возможности_организма

информация создает сложную совокупность взаимодействий всех этих структур (гипоталамус, ретикулярная формация среднего мозга, миндалевидный комплекс, гиппокамп). В свою очередь эти взаимодействия могут изменяться как вследствии информации о результативности адаптационных реакций, так и ввиду обратного влияния гормонов на управляющие структуры (А. А. Виру, 1981).

В работе с помощью метода электросоматометрии (DDFAO, Франция) исследовалось содержание в интерстициальном пространстве гормонов и основных нейромедиаторов: тиреостимулирующий (TSH), адренокортикотропный (ACTH), фолликулостимулирующий (FSH), антидиуретический (ADH) гормоны, дегидроэпиандростерон (DHEA), кортизол, альдостерон, адреналин, инсулин, гормоны паращитовидной и щитовидной желез (суммарно).

Измерительные приборы позволяют фиксировать отклонение от нормы как в сторону пониженных показаний (гипофункция), так и в сторону повышенных показаний (гиперфункция). При этом коридор нормы для «интерстициальных» гормонов составил от –20 до +20 у.е., и для оценки содержания основных нейромедиаторов в интерстициальном секторе от –10 до +10 у.е.

Дисперсионный анализ гормонального статуса и показателей, характеризующих содержание основных нейромедиаторов в интерстициальном секторе, позволил выявить различия у студентов-медиков 1–5 курсов в зависимости от гендерной принадлежности (табл. 3.1).

По данным нашего исследования все фоновые показатели, отражающие гормональную активность как у юношей, так и у девушек, укладываются в пределы нормы, за исключением показателя, характеризующего выработку катехоламинов. Так, у 76,5 % обследованных студентов данный показатель находился на нижней границе изменчивости.

50

Снижение интерстициальных катехоламинов объясняется тем, что катехоламины, образующиеся в мозговом веществе надпочечников, выделяются в кровь, а не в синаптическую щель, и лишь незначительное количество катехоламинов может диффундировать из синапсов в межклеточное пространство, а затем в кровь. При этом период полураспада катехоламинов в крови равен 1–3 минутам (В. М. Покровский, Г. Ф. Коротько, 2003).

Таблица 3.1

Уровень значимости различий в гормональном спектре и содержании интерстициальных нейромедиаторов

Существуют и другие точки зрения на снижение уровня гормонов симпатоадреналовой системы. Снижение катехоламинов обусловлено их быстрой элиминацией и обратным захватом, что обеспечивает многократное их использование. Б. А. Никулин (2007) отмечает, что при неадекват-

ных функциональному состоянию организма нагрузках наблюдается сни-

51

жение уровня не только гормонов (катехоламинов), но и предшественников их синтеза (дофамина). Это связано с исчерпанием биосинтетических резервов эндокринных желез и указывает на перенапряжение регуляторных функций организма, контролирующих адаптационные процессы.

Катехоламины, реализуя гуморальную передачу влияний симпатической нервной системы тканям, мобилизуют функции и ресурсы организма, действуют на энергетическое обеспечение функций. При этом катехоламины и вся симпатоадреналовая система играют единую роль, не связанную только с какими-либо специфическими гомеостатическими реакциями (А. А. Виру, 1981). Сумма этих эффектов оказывает мобилизующее регуляторное влияние на организм, обеспечивая в вегетометаболическом отношении приспособительную реакцию организма к активным действиям, – изменяя кровоток внутренних органов и оптимизируя кровоток головного мозга.

Исследуемые группы достоверно отличались по выработке такого стероидного гормона как эстрадиол:

1 курс: Ж = 8,33 ± 2,9 у.е., М = –26,0 ± 0,00 у.е. (p = 0,001);

2 курс: Ж = 8,4 ± 3,1 у.е., М = –15,5 ± 4,3 у.е. (p = 0,001);

4 курс: Ж = 8,0 ± 3,2 у.е., М = –4,0 ± 0,00 у.е. (p = 0,001);

5 курс: Ж = 7,2 ± 3,04 у.е., М = –12,5 ±7,5 у.е. (p=0,028).

Эстрадиол является самым активным женским гормоном. Вырабаты-

вается он в яичниках женщин и в надпочечниках, у мужчин этот гормон вырабатывается в семенниках, надпочечниках и, в большей части, в периферических тканях. Основная функция эстрадиола заключается в формировании тела по женскому типу, развитии вторичных половых признаков женщины, регулировании менструального цикла и особенностей полового поведения.

Ключевую роль в циклическом функционировании женских половых желез играет фолликулостимулирующий гормон (FSH), секреция которого

52

стимулируется гонадолиберином. Фолликулостимулирующий гормон проводит селекцию только одного из фолликулов (доминантного), который вступает в менструальный цикл. После этого резко усиливается синтез эстрогенов и по механизму отрицательной обратной связи происходит снижение уровня фолликулостимулирующего гормона (В. М. Покровский, Г. Ф. Коротько, 2003), что подтверждается и нашими данными. На фоне повышенного содержания интерстициального эстрадиола у девушек отмечается уменьшение фолликулостимулирующего гормона в интерстициальном пространстве. При этом выявлена достоверная разница в содержании FSH у девушек 1, 2 курсов по сравнению с юношами.

По данным нашего исследования выявлено, что повышение инсулина сопровождается повышением кортизола в интерстициальном секторе как у юношей (r = 0,395), так и у девушек (r = 0,554).

Достоверное различие в содержании инсулина и кортизола (повышение) в интерстициальном пространстве отмечалось у юношей 1 курса

(рИнс = 0,004; рКз = 0,001), 3 курса (рИнс = 0,025; рКз = 0,018) и 5 курса

(рИнс > 0,05; рКз > 0,05) по сравнению с девушками. Возможно, у юношей на указанных этапах обучения за счет этого механизма обеспечивается устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям факторов образовательной среды.

Основываясь на данных изучения возрастных изменений концентрации кортизола в крови, Д. Б. Колесов, Н. Б. Сельверова (1978) отмечают поступательное увеличение количества циркулирующего гормона у юношей. При этом сотрудниками Института возрастной физиологии РАО установлено, что в возрасте 17–18 лет концентрация кортизола превышает дефинитивный уровень, который устанавливается к 21 году (Н. Б. Сельверова, Т. А. Филлипова, 2000).

Стимуляция синтеза глюкокортикоидов осуществляется через систему гипоталамус – гипофиз – надпочечники. Стресс, эмоциональное возбу-

53

ждение, активация симпатического отдела ВНС, адреналин, гипергликемия, инсулин стимулируют высвобождение кортиколиберина из аксонов гипоталамуса. Этот гормон связывается с мембранными рецепторами аденогипофиза и вызывает высвобождение кортикотропина, который с током крови попадает в надпочечники и стимулирует образование глюкокортикоидов (кортизола) – гормонов, повышающих устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям (В. М. Покровский, Г. Ф. Коротько , 2003; В. А. Дубынин и др., 2003).

Инсулин относится к стресс-лимитирующим факторам, повышение его концентрации в крови усиливает углеводный обмен и мешает переключению энергетического обмена с углеводного типа на липидный. При этом, как отмечают А. А. Виру, П. К. Кырге (1983), снижение содержания инсулина в крови позволяет реализоваться механизмам стресса при умеренном повышении уровня кортизола.

Согласно современным представлениям адренокортикотропный гормон вне надпочечников усиливает селективное внимание, стимулирует обучение и память, способствует формированию положительных эмоций, обладает антидепрессивным эффектом, тиреостимулирующий гормон оказывает влияние не только на структуры щитовидной железы, но и на клетки мозга (увеличивается выраженность эмоциональных реакций, повышается уровень бодрствования).

По данным нашего исследования у девушек по сравнению с юношами на 1 и 3 курсах обучения отмечается повышение в интерстициальном пространстве аденокортикотропного гормона (ACTH1 р = 0,001; ACTH3 р = 0,018), на 2 курсе – тиреостимулирующего гормона (TSH2 р = 0,045), кортизола (Кз2 р = 0,045).

В процессе адаптации к условиям обучения в вузе происходят изменения в гормональном спектре, обеспечивающие мобилизацию энергетического и пластического резерва всего организма. Связь пластического

54

обеспечения функций организма с ростом клеточной резистентности может реализовываться разными путями. Обновление живой клетки – дискретный процесс, обеспечивающий периодическое замещение определенных внутриклеточных узлов вновь образованными структурами, благодаря чему повышается надежность их функций (Ф. З. Меерсон, 1967, 1984). Процессы синтеза требуют энергетического обеспечения, снабжения «строительными материалами», а часто – и снабжения НАДФ в редуцированной форме (НАДФ · Н) (А. А. Виру, 1981). При этом А. А. Виру (1981), В. Я. Русин, С. С. Полтырев (1983) подчеркивают, что важная роль в редуцировании НАДФ отводится кортизолу.

Метаболиты и продукты распада клеток могут действовать как индукторы протеиносинтеза, благодаря чему создается возможность согласовывать пластическое обеспечение функций с действительной ее активностью – «функция создает орган» (Ф. З. Меерсон и др., 1967, 1984, 1986). Повторение срочных адаптационных реакций, запуск генетических предпосылок (активация рилизинг-факторов и соответствующий синтез тропинов, в нашем случае повышенное содержание интерстициального ACTH у девушек) обеспечивают постепенное формирование долговременной адаптации. Так, к 4, 5 курсам отсутствуют достоверные различия между юношами и девушками в содержании интерстициальных аденокортикотропного гормона и кортизола. Следует также отметить, что по данным В. Г. Баранова (1979) кортикотропин является не только стимулятором стероидогенеза, но и важнейшим участником процесса превращения в мозге кратковременной памяти в долговременную.

Содержание альдостерона в интерстициальном пространстве в сравниваемых группах (юноши / девушки, 1–5 курсы) было на уровне верхних значений нормы, предусмотренной данной методикой. Статистически значимые различия между юношами и девушками были выявлены у студен-

тов 1 курса (р = 0,005).

55

В обобщающих обзорах возрастание продукции альдостерона и вазопрессина в крови связывают с нарушениями водно-электролитного баланса. Однако усиленная продукция альдостерона может наблюдаться и при эмоциональном возбуждении, т. е. в состоянии, не всегда связанном с нарушением водно-электролитного баланса. Эмоциональное возбуждение вырабатывалось в процессе эволюции как механизм, обеспечивающий мобилизацию способностей организма к борьбе за существование. Эта борьба в животном мире, в большинстве случаев, связана с напряженной мышечной деятельностью, приводящей к нарушению водно-электролитного баланса. По мнению А. А. Виру (1981) для обеспечения готовности к компенсации данного нарушения эмоциональное возбуждение предопределяет и активирует продукцию вазопрессина и альдостерона.

Интересным представляется изучение изменений гормонального спектра на фоне дозированной физической нагрузки.

Физическая нагрузка сама по себе значительно увеличивает уровень многих гормонов в крови и не только во время выполнения самого упражнения. После начала выполнения непрерывного упражнения в течение первых 3–10 минут в крови уровень многих метаболитов и гормонов изменяется совершенно непредсказуемо. Этот период «врабатывания» вызывает некоторую десинхронизацию в уровне регуляторных факторов. Однако, некоторые закономерности таких изменений все же существуют. Высвобождение гормонов в кровоток при физической нагрузке представляет собой набор каскадных реакций. Упрощенная схема этого процесса может выглядеть примерно так: физическая нагрузка – гипоталамус – гипофиз – высвобождение тропных гормонов и эндорфинов – железы внутренней секреции – высвобождение гормонов – клетки и ткани организма

(Б. А. Никулин, 2007).

На фоне нагрузочного воздействия у юношей отмечается повышение интерстициального кортизола: к 5–7 минуте восстановительного периода

56

парная разница составила 7,42 ± 3,02 у.е. по сравнению с фоновыми показателями (p = 0,05) и 6,15 ± 2,66 у.е. по сравнению с 1 минутой восстановительного периода (р = 0,04); при одновременном снижении аденокортикотропного гормона: к 5–7 минуте восстановительного периода парная раз-

(р = 0,04) и дегидроэпиандростерона: к 5–7 минуте восстановительного периода парная разница составила –7,69 ± 2,7 у.е. по сравнению с фоновыми показателями (р = 0,054) и –6,18 ± 2,3 у.е. по сравнению с 1 минутой восстановительного периода (р = 0,04).

Отмечаемая тенденция к снижению дегидроэпиандростерона на фоне повышения секреции кортизола, по нашим данным и данным опубликованных результатов клинических и экспериментальных исследований, свидетельствует, что гиперсекреция кортизола, обеспечивая резистентность организма, вызывает сдвиг метаболизма в сторону катаболических процессов, уменьшая уровень анаболических гормонов, в том числе дегидроэпиандростерона (А. А. Виру, П. К. Кырге, 1983).

У девушек на фоне нагрузочного воздействия отмечается повышение тиреостимулирующего гормона: к 1 минуте восстановительного периода парная разница составила 3,25 ± 1,3 у.е. по сравнению с фоновыми показателями (р = 0,024), дофамина: к 5–7 минуте восстановительного периода парная разница составила 7,00 ± 3,08 у.е. по сравнению с 1 минутой восстановительного периода (р = 0,035) и антидиуритического гормона: к 5–7 минуте восстановительного периода парная разница составила 4,40 ± 2,4 у.е. по сравнению с 1 минутой восстановительного периода (р = 0,054), что предопределяет активность кардиоваскулярной системы, перераспределение кровотока, увеличивая общий мышечный кровоток.

Функциональная активность щитовидной железы регулируется тиреотропным гормоном (TSH), который секретируется передней долей ги-

57

пофиза и стимулирует как синтез, так и высвобождение тиреоидных гормонов из щитовидной железы (М. В. Кеттайл, Р. А. Арки, 2001). Тиреоидные гормоны необходимы для нормального развития органов и систем, поддержания основного обмена и регуляции тканевого дыхания. Они регулируют экспрессию ряда нейрональных генов, обеспечивающих развитие ЦНС, становление и поддержание интеллекта в течение всей жизни (И. В. Городецкая, 2001).

Общеизвестно, что избыточная функция щитовидной железы проявляется симптомами симпатической активации, в частности, тахикардией. При этом также разными авторами отмечается, что при снижении уровня тиреоидных гормонов в сыворотке крови в 50–60 % случаев наблюдается брадикардия, а в 25 % – встречается тахикардия (Л. И. Левина, 1989; М. И. Балаболкин, 1998). Под влиянием дофамина в результате стимуляции α-адренорецепторов повышается систолическое артериальное давление, в результате стимуляции β-адренорецепторов увеличивается сила сердечных сокращений. Таким образом, повышение концентрации в интерстициальном пространстве дофамина и тиреостимулирующего гормона обусловливает увеличение частоты и силы сердечных сокращений, повышение сердечного выброса, повышение основного обмена, повышение потребления О2.

Повышение антидиуретического гормона приводит к сужению большинства периферических сосудов и вследствии этого – к повышению артериального давления. Происходит перераспределение кровотока таким образом, что увеличивается общий мышечный кровоток.

Разнообразие представленных результатов свидетельствуют о многокомпонентности гормонального механизма в становлении процессов адаптации организма к измененным условиям среды. Наличие достоверных различий в группах студентов, дифференцированных по гендерной принадлежности, а также на фоне нагрузочного воздействия (срочные ре-

58

акции адаптации), предопределило изучение изменений гормонального статуса и основных нейромедиаторов в интерстициальном секторе на фоне формирование долгосрочной адаптации организма студентов к условиям обучения в вузе.

Исследование гормонального статуса и содержания основных нейромедиаторов в интерстициальном пространстве у девушек позволило выявить повышение уровня дофамина на 1 курсе на 5,22 у.е. (р ≤ 0,05) и на 5 курсе – на 4,38 у.е. (р ≤ 0,05) по сравнению с 4 курсом; повышение уровня кортизола на 2 курсе по сравнению с 1 курсом – на 12 у.е. (р ≤ 0,05) и на 5 курсе – на 7,5 у.е. (р ≤ 0,05); повышение уровня аденокортикотропного гормона у студенток на 1 и 5 курсах (р ≤ 0,05) по сравнению с таковым показателем у студенток 2 курса, что свидетельствует о напряжении физиологических систем на этих этапах обучения. Ведущая роль в обеспечении приспособительных реакций организма девушек отводится гипота- ламо-гипофизарной системе.

В результате анализа полученных данных установлено, что гормональный статус у девушек на 3 курсе характеризуется снижением интерстициального инсулина по сравнению со 2 курсом – на 8,8 у.е. (р ≤ 0,05) и с 4 курсом – на 10,4 у.е. (р ≤ 0,05), суммарно гормонов щитовидной железы по сравнению с 1 курсом – на 6,7 у.е. (р ≤ 0,05) и с 4 курсом – на 7,0 у.е (р ≤ 0,05), повышением тиреостимулирующего гормона по сравнению с таковыми показателями у студенток 1 курса – на 6,7 у.е. (р ≤ 0,05), 2 курса

– на 5,0 у.е. (р ≤ 0,05) и 4 курса – на 7,0 у.е. (р ≤ 0,05).

Под влиянием тиреоидных гормонов практически во всех клетках организма начинает синтезироваться большое количество ферментов, структурных и транспортных белков и прочих веществ, что способствует повышению функциональной активности всего организма. В литературе есть также данные об опосредованном влиянии различных эмоциональных реакций (факторы, резко стимулирующие симпатический отдел ВНС) на

59