FREE RADICAL ACTIVITY AND MORPHOLOGY OF THE SALIVARY FLUID IN STUDENTS FROM DIFFERENT ETHNIC GROUPS IN EMOTIONAL STRESS CONDITIONS

Full Text

Этногеномика возникла на основе исследований генетических особенностей народов. Сейчас очевидно, множества полиморфных ДНК-маркеров, выявлен- что каждый геном сугубо индивидуален и это проных при расшифровке генома человека, что стало является на уровне не только отдельной личности, мощным инструментом для описания на новом уровне но и этнических групп [19]. 21 Экологическая физиология Экология человека 2016.06 В настоящее время активно проводятся исследования этнических особенностей неспецифических реакций организма, лежащих в основе адаптационнокомпенсаторных механизмов; доказано существование дифференциальной чувствительности организма к средовым факторам в зависимости от генетически определенных индивидуальных особенностей [1, 11, 15, 16]. Однако одновременно с изучением генетического полиморфизма необходимо исследовать физиологическую непрерывно варьирующую изменчивость [12, 18]. Экзаменационный стресс занимает одно из первых мест среди причин, вызывающих психическое напряжение у учащихся высшей школы [3]. Эмоции являются своеобразной системой биологического приспособления организма человека к различным условиям социальной среды, поскольку при воздействии эмоционального напряжения на здоровый организм возникает специфическая интеграция информационно-регуляторных энергетических и метаболических процессов, которая позволяет организму сохранить гомеостаз [2]. Известно, что любая стрессорная реакция, как результат развертывания адаптационного процесса, сопровождается развитием окислительного стресса, поэтому выяснение особенностей процессов свободнорадикального окисления - антиоксидантной защиты представляет несомненную важность для раскрытия закономерностей формирования адаптивных реакций на клеточном уровне [9, 13]. Однако психоэмоциональные и умственные нагрузки могут приводить к срыву процесса адаптации, что сопровождается выраженной картиной метаболических изменений в организме [7]. Известно, что структуры биологических жидкостей несут в себе пласт информации о состоянии биологического объекта. Высушенная пленка биожидкости с фиксированными формообразующими элементами - фация - является структурным макропортретом, отражающим молекулярные взаимоотношения в биологической жидкости как следствие протекающих в ней процессов. Клиновидная дегидратация биологических жидкостей позволяет визуализировать молекулярный уровень организации биологических систем, переводить его в макрообласть и делать пригодным для морфологических исследований [20]. Среди множества изучаемых биологических жидкостей слюнная жидкость - одна из наиболее доступных, поскольку получение не является инвазивным, что делает ее удобным объектом исследований. Кроме того, имеются сведения о влиянии некоторых видов психоэмоционального стресса на изменение в слюне интенсивности свободнорадикальных процессов и активности антиоксидантных ферментов [8]. В связи с этим целью данного исследования стало изучение влияния психоэмоционального стрессора (экзамен) на свободнорадикальные процессы и морфологическую картину слюнной жидкости у студентов разных этнических групп. Методы В исследовании приняли участие 129 студентов первого курса Нижегородской государственной ме дицинской академии в возрасте (19 ± 2) года. Всем волонтерам было предложено пройти анкетирование. На основании анкетных данных из представленного числа студентов были исключены имеющие заболевания, употребляющие лекарственные препараты и как курящие на момент исследования, так и бросившие курить к этому времени. После проведенного отсева волонтеров разделили на 3 группы в соответствии с этнической принадлежностью: русские (n = 37), индусы (n = 13) и африканцы (n = 20). В качестве биологического материала использовалась слюнная жидкость, сбор проводили дважды - до и после экзамена; первичную обработку осуществляли согласно методическим указаниям [6]. Состояние про- и антиоксидантной системы косвенно оценивали по интенсивности хемилюминесцентного свечения [14]. Методом клиновидной дегидратации [20] качественно и количественно оценивали общую морфологическую картину слюнной жидкости. Каплю объемом 15 мкл наносили на предметное стекло в трех повторностях, после чего высушивали при температуре 20-25 °С, относительной влажности 45-65 % и минимальной подвижности окружающего воздуха; продолжительность периода высыхания составляла 18-24 часа. По завершении дегидратации получали фацию слюнной жидкости - высушенную пленку, которую рассматривали под микроскопом (Leica CM E, об. 10, ок. 10) в проходящем свете; затем создавали электронную фотографию фации и исследовали элементы ее структуропостроения. Для фаций описывалась зональность - наличие периферической, центральной, промежуточной зон, а также форма, тип ветвления, величина, толщина и количество кристаллов в каждой из указанных зон. Структурные элементы оценивались с использованием следующих критериев: 1 балл - слабая степень выраженности, 2 балла - средняя степень выраженности, 3 балла - высокая степень выраженности. Статистическую обработку проводили с использованием критерия Уилкоксона для зависимых выборок, данные представлены в виде медианы, 25 и 75 про-центилей; для изучения корреляционных взаимосвязей применяли коэффициент ранговой корреляции Спирмена. Статистически значимыми считали различия с уровнем значимости p < 0,05. Результаты На основании полученных предэкзаменационных значений интенсивности хемилюминесцентного свечения слюнной жидкости для наблюдаемых волонтеров внутри каждой этнической группы нами были установлены 3 категории: имеющие низкий (0-0,35), средний (0,36-0,5) и высокий (>0,5) уровень свободнорадикального окисления (СРО). У студентов с низким и средним изначальным уровнем СРО слюнной жидкости независимо от этнической принадлежности стресс вызвал повышение интенсивности хемилюминесцентного (ХЛ) свечения. Однако для студентов с высоким предэкзаменационным ХЛ-свечением была установлена этническая зависимость, 22 Экология человека 2016.06 Экологическая физиология а именно: под влиянием стрессора русские студенты продемонстрировали повышение уровня СРО, в то время как у африканцев и индусов проявилось его снижение (табл. 1). Таблица 1 Изменение интенсивности хемилюминесцентного свечения слюнной жидкости студентов под влиянием экзаменационного стресса Период исследования Этническая группа Интенсивность хемилюминесцентно-го свечения (условные единицы) 0-0,35 0,36-0,5 >0,5 До экзамена Русские 0,259 (0,215; 0,295) 0,395 (0,370; 0,413) 0,769 (0,606; 0,992) Африканцы 0,313 (0,263; 0,323) 0,426 (0,386; 0,446) 0,649 (0,596; 0,676) Индусы 0,331 (0,311; 0,341) 0,414 (0,402; 0,424) 0,601 (0,546; 0,685) После экзамена Русские 0,370 (0,262; 0,463) 0,550 (0,459; 0,703)' 0,945 (0,603; 1,201) Африканцы 0,361 (0,353; 0,369)3 0,498 (0,448; 0,540)4 0,548 (0,537; 0,660) Индусы 0,380 (0,191; 0,461) 0,453 (0,319; 0,537) 0,446 (0,355; 0,539)2 Примечание. 1 - p = 0,047; 2 - p = 0,009; 3 - p = 0,002; 4 - p = 0,006 - статистически значимое отличие показателя от значения, наблюдавшегося до экзамена. При изучении морфологической картины слюнной жидкости нами были выделены 4 категории фаций, характерные для волонтеров исследуемой группы независимо от этнической принадлежности (рисунок). Типы фаций слюнной жидкости. Об. 10, ок. 10. В ходе исследования мы выявили, что частота встречаемости вышеперечисленных типов фаций отличается у студентов разных этнических групп (табл. 2). В слюнной жидкости русских студентов нами было зарегистрировано максимальное разнообразие типов Таблица 2 Частота встречаемости фаций слюнной жидкости студентов Тип Период Частота встречаемости фации, % фации исследования Русские Африканцы Индусы А До экзамена 10,5 - - После экзамена 5 - - Б До экзамена 76 25 62 После экзамена 76 40 38 В До экзамена 10,5 75 23 После экзамена 16 60 62 Г До экзамена 3 - 15 После экзамена 3 - фаций, представлены все выявленные типы. Наиболее характерным для этой группы студентов оказался тип Б, причем частота его выявления не изменилась после воздействия стрессора, так же, как и для типа Г, который оказался нехарактерным для группы русских. До экзамена в равной степени были обнаружены фации типа А и В, однако под влиянием стресса мы выявляли тип А в 2 раза реже, в то время как тип В - в 1,5 раза чаще. В слюнной жидкости африканских студентов мы не выявили фаций типа А и Г. Для них наиболее характерным оказался тип В (частота сравнима с частотой фаций типа Б русских студентов), встречаемость которого после экзамена снизилась на 20 %, в то время как для типа Б, обнаруженного до воздействия стрессора в меньшинстве, она увеличилась на 60 %. В слюнной жидкости индийских студентов также не были выявлены фации типа А, тип Г был представлен только перед экзаменом. Наиболее характерными для них (как и для русских студентов) оказались фации типа Б, и в меньшей степени были обнаружены фации типа В, однако после воздействия стрессора соотношение изменилось в обратную сторону почти стопроцентно. Известно, что метод клиновидной дегидратации позволяет улавливать специфические элементы, характеризующие все особенности метаболических процессов, свойственные организму [20], поэтому необходимо проводить поиск корреляционной зависимости для выяснения конкретных структурных элементов, отражающих изменение определенных биохимических показателей. Таблица 3 Корреляция уровня свободнорадикальной активности слюнной жидкости и параметров структуропостроения фации Структурные параметры фации Коэф фициент корреляции (R) Степень значимости (p) Количество кристаллов центральной зоны -0,488 0,034 Величина кристаллов центральной зоны -0,645 0,017 Толщина кристаллов центральной зоны 0,661 0,002 Включения центральной зоны -0,392 0,016 Элементы промежуточной зоны 0,344 0,043 23 Экологическая физиология Экология человека 2016.06 При проведении корреляционного анализа для всех студентов была обнаружена статистически значимая взаимосвязь интенсивности ХЛ-свечения и некоторых элементов структуры фации (табл. 3). Кроме того, была обнаружена статистически значимая корреляционная связь знака эмоции, полученной после экзамена, и следующих параметров структуропостроения фации: • ширина периферической зоны - для африканских (R = -0,604; p = 0,006) и индийских (R = 0,069; p = 0,017) студентов; • элементы промежуточной зоны - для русских студентов (R = -0,349; p = 0,046). Обсуждение результатов В работе была выявлена этническая зависимость влияния экзаменационного стресса на уровень свободнорадикального окисления слюнной жидкости студентов. Также обнаружено изменение частоты встречаемости определенных структурных картин биожидкости. Согласно исследованиям особенностей протекания процессов ацетилирования лекарственных средств (II фаза детоксикации ксенобиотиков), у представителей разных этнических групп было выявлено, что частота встречаемости медленных ацетиляторов не имеет различий в популяциях русских и нигерийцев (представители субсахарской Африки) [17]. Кроме того, в исследовании В. А. Спицына [18] показано варьирование частоты аллеля быстрого ацетилиро-вания в европейских популяциях, у жителей Индии и африканцев к югу от Сахары в одних и тех же пределах - 20-40 %. Известно, что, с одной стороны, оксидативный стресс влияет на активность ферментов, метаболизирующих ксенобиотики (антиоксидантные ферменты), с другой - изменение активности ацетилирования ксенобиотиков (N-ацетилтрансфераза) приводит к усилению оксидативного стресса. Таким образом, поскольку про-и антиоксидантный статус и активность ферментов, метаболизирующих ксенобиотики, взаимосвязаны и могут меняться в зависимости от воздействия факторов внешней среды [10], полученное нами независимое от этнической принадлежности распределение студентов по трем категориям интенсивности хемилюминесцентного свечения, косвенно отражающего прооксидантный статус организма, согласуется с литературными данными. Поскольку формы кристаллизации слюнной жидкости в норме не являются строго одинаковыми [4], в работе были выделены 4 категории фаций, характерные для волонтеров исследуемой группы независимо от этнической принадлежности. В соответствии с данными Л. В. Бельской с соавторами [5], процент заполнения фации кристаллами обратно коррелирует с уровнем напряжения в организме, в связи с чем мы можем предполагать его усиление у индийских студентов и ослабление у африканских студентов под влиянием экзаменационного стресса. Согласно исследованиям И. В. Григорьева с соавторами [8], при усиленной положительной психоэмоциональной активности состав смешанной слюны представителей русской популяции обогащается белком, что, в свою очередь, отражается на увеличении периферической зоны фации [20]. Поэтому можно говорить о сходной реакции на влияние психоэмоционального стресса русских и индийских студентов и об обратной реакции студентов субсахарской Африки на основании данных корреляционного анализа. На основании полученных данных можнo предполагать слабую способность адаптироваться к условиям психоэмоционального стресса русских и индийских студентов. В то же время африканские студенты продемонстрировали реакцию стимуляции адаптивных возможностей под влиянием экзаменационного стресса. Эти данные могут быть применимы для разработки партисипаторного подхода к адаптации студентов различных этнических групп.

About the authors

A G Vysotskaya

Nizhny Novgorod State Medical Academy of Ministry of Health of the Russian Federation

Email: aleks.vysotzkaya@yandex.ru

T G Shcherbatyuk

Nizhny Novgorod State Medical Academy of Ministry of Health of the Russian Federation

References

Supplementary files