Автореферат и диссертация по медицине (14.00.36) на тему:Сочетанное воздействие физических нагрузок и искусственного магнитного поля на факторы иммунологической защиты животных

На правах рукописи

Федосова Елена Николаевна

СОЧЕТАННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК И ИСКУССТВЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ФАКТОРЫ ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ЖИВОТНЫХ

14.00.36 - аллергология и иммунология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Курск-2008

003171604

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Бровкина Инна Леонидовна доктор медицинских наук, профессор Калуцкнй Павел Вячеславович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Афанасьев Владимир Алексеевич доктор медицинских наук, профессор Калюжин Олег Витальевич

Ведущая организация:

ФГУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им Г Н Габричевского Роспотребнадзора», г Москва

Защита диссертации состоится » ¿^¿-QjZJZif 2008 г в « часов на заседании диссертационного совета Д 208 039 01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу 305041, г Курск, ул Карла Маркса, 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО КГМУ Росздрава Автореферат разослан «

2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук,

профессор

Калуцкий П.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Все живые организмы постоянно подвергаются воздействию со стороны окружающей среды. Поэтому вопросы влияния факторов среды обитания на биологические объекты находятся в поле зрения исследователей всего мира Известно, что живые существа способны воспринимать эти воздействия и различным образом реагировать на них В процессе эволюции биологические объекты приспособились к определённой среде обитания и только выраженные изменения внешних факторов, отличающиеся от постоянных значений, могут вызвать заметную реакцию (Лосенок С А , Бровкина И Л, 2005)

Физические факторы окружающей среды (среди которых большую роль играют магнитные поля) не только оказывают негативное влияние на функциональное состояние многих систем организма (повышают уровень распространенности болезней нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой систем, вызывают ухудшение показателей физического развития), но и значительно изменяют характер и силу ответной реакции организма на другие воздействия, что обосновано в работах Н А Агаджаняна, И И Макаровой (2001), В В Вельского и соавт (1997, 2003, 2006), ОХ Валлизер (2002), П В Калуцкий (2006) Установлено, что такой гелиогеофизический фактор среды обитания, как геомагнитное поле (ГМП) аномальных характеристик (например, региона Курской магнитной аномалии - КМА, где напряженность ГМП в 4-5 раз превышает фоновые значения других регионов), обладает биотропным эффектом влияет как на здоровый организм, так и на патологически изменённый

Неадекватные физические нагрузки, в свою очередь, приводят к возникновению синдрома перетренированности, в механизме развития которого основную роль играют усиление генерации активных форм кислорода, повышение интенсивности перекисного окисления липидов, снижение энергообеспечения клеток за счет процессов окислительного фосфорилирования (Лосенок С А , Бровкина И Л , 2005, Green Н J , 2000, Reichman М Е , 2005, и др ) Интенсивные физические нагрузки, по данным литературы (Вдовенко HB, 2001, Башкш IМ, 2002, Лукашов М И, Бровкина И Л, 1999, Прокопенко Л Г, Конопля А И, 2000), приводят к возникновению метаболической иммуносупрес-сии и развитию иммунодефицита Практически нет работ по изучению соче-танного воздействия таких двух факторов, как физические нагрузки различной интенсивности и аномальное магнитное поле, которые могут значительно изменять степень и направленность иммунологических нарушений, приводить к развитию иммунодефицита, параметры которого могут значительно отличаться от состояния, развивающегося в условиях воздействия фонового геомагнитного поля

Поэтому весьма актуальным является изучение особенностей реакций организма (в первую очередь, иммунной системы) на физические нагрузки в условиях воздействия аномальных магнитных полей

Цель исследования: установить характер и степень изменений иммунной реактивности при физических нагрузках в условиях воздействия аномального магнитного поля и разработать способы коррекции выявленных нарушений

Задачи исследования

1 Определить характер и степень изменений функционально-метаболической активности фагоцитов крови крыс в условиях сочетанного воздействия физических нагрузок различной интенсивности и аномального магнитного поля

2 Изучить влияние неадекватных физических нагрузок на фоне действия аномального магнитного поля на гуморальный иммунный ответ и гиперчувствительность замедленного типа

3 Оценить эффективность эраконда для коррекции иммунологического дисбаланса при сочетанном воздействии физических нагрузок и аномального магнитного поля

4. Исследовать возможность использования эпсорина для коррекции нарушений иммунного гомеостаза при воздействии физических нагрузок и аномального магнитного поля

Научная новизна. Впервые изучено сочетанное действие физической нагрузки различной интенсивности и аномального магнитного поля на показатели функционально-метаболической активности фагоцитов крови, гуморальный иммунный ответ и гиперчувствительность замедленного типа лабораторных животных Установлено, что интенсивные физические нагрузки при аномальных значениях магнитного поля вызывают развитие иммунологического дисбаланса, проявляющегося в повышении по сравнению с исходными значениями и данными интактных животных фагоцитарной активности, значений спонтанного и стимулированного НСТ-теста, функционального резерва, индекса стимуляции нейтрофилов, уровня миелопероксидазы и гиперчувствительности замедленного типа и снижении фагоцитарного числа и количества антителообразующих клеток У 6 из 9 измененных показателей при интенсивной физической нагрузке выраженность дисбаланса превышает таковую при умеренной нагрузке.

Применение с целью иммунокоррекции при сочетанном воздействии физических нагрузок и искусственного магнитного поля эраконда и, в меньшей степени, эпсорина, приводит к нормализации части изученных иммунологических параметров и снижению выраженности дисбаланса других

Практическая значимость работы. Доказана зависимость характера и выраженности нарушений иммунного гомеостаза при физических нагрузках от напряженности магнитного поля, в условиях которого организм подвергается воздействию физических нагрузок Показана необходимость детального изучения механизмов развития иммунологического дисбаланса при воздействии на организм интенсивной физической нагрузки при аномальных значениях магнитного поля, что имеет большое значение для спортивной медицины и медицинской иммунореабилитации

Экспериментально доказана возможность применения эраконда для коррекции иммунологического дисбаланса при сочетанном воздействии на орга-

низм интенсивной физической нагрузки и магнитного поля аномальных характеристик

Внедрение в практику. Полученные данные вошли в учебные программы и используются в лекционных курсах и на занятиях ряда кафедр Курского государственного медицинского университета, Белгородского государственного университета, Воронежской государственной медицинской академии.

Связь с планом НИР. Работа проведена в соответствии с планом НИР Курского государственного медицинского университета (номер госрегистрации комплексной темы 0120 0 710379).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Умеренная физическая нагрузка на фоне воздействия магнитного поля аномальных характеристик приводит к развитию дисбаланса функционально-метаболической активности фагоцитов и адаптивного иммунитета

2. Сочетанное воздействие интенсивной физической нагрузки и аномального магнитного поля вызывает более выраженный дисбаланс иммунной системы по сравнению с сочетанным воздействием умеренной физической нагрузки и аномального магнитного поля

3 Пероральное применение эраконда значительно уменьшает количество показателей со II-III степенями иммунных расстройств, нормализующее влияние эраконда на изученные иммунологические показатели в условиях действия аномального магнитного поля более выражено при умеренной физической нагрузке по сравнению с интенсивной нагрузкой

4 Пероральное использование эпсорина по сравнению с применением эраконда оказывает менее выраженное корригирующее действие на изученные иммунологические показатели

Апробация работы. Основные положения диссертации представлены на научных конференциях Курского государственного медицинского университета (Курск, 2006-2007), Всероссийской конференции молодых учёных, посвя-щённой памяти профессора H.H. Кеворкова «Иммунитет и аллергия от эксперимента к клинике» (Пермь, 2006), Российской научно-практической конференции «Современные технологии в иммунологии, иммунодиагностика и иммунотерапия» (Курск, 2006), на IV съезде общества биотехнологов России им Ю А Овчинникова (Москва, 2007), региональном симпозиуме «Магнитные поля и здоровье человека» (Курск, 2007), межкафедральной конференции Курского государственного медицинского университета 24 апреля 2008 г

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ (в том числе в 2 рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ для публикации основных научных трудов), в которых содержится полный объём информации, касающейся темы диссертации

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 124 страницах машинописного текста и включает в себя введение, обзор литературы, материалы и методы, главы собственных исследовании, заключение, выводы, практические рекомендации, список литературы, состоящий из 156 источников отечественных и зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 12 таблицами и 30 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования Объекты исследования

Оценка эффектов физической нагрузки и магнитных полей на организм проводилась на 373 крысах-самцах ^/^аг массой 220,0±25,0 грамма Моделирование воздействия аномального геомагнитного поля региона Курской магнитной аномалии осуществлялось с использованием установки, состоящей из колец Гельмгольца, внутри которых создавалось магнитное поле с индукцией 3x10"4 Тл Вектор напряженности поля находился в суперпозиции с вертикальной составляющей вектора напряженности геомагнитного поля на территории г Курска (фоновое значение вертикальной составляющей геомагнитного поля 5x10'5 Тл)

Физическая нагрузка моделировалась путем 30-кратного плавания в воде при температуре 30±2°С без груза (умеренная нагрузка) и с грузом, соответствующим 1,5-2% массы тела (интенсивная нагрузка), в течение 4 часов с интервалом 20-25 часов

В опытах использовали животных, прошедших карантинный режим вивария Курского государственного медицинского университета и не имевших внешних признаков каких-либо заболеваний Все животные содержались в одинаковых условиях, на обычном пищевом режиме Для получения статистически достоверных результатов группы формировали из 8-10 животных В контрольные и опытные группы входили животные одного возраста, полученные из питомника одновременно Разброс в группах по исходной массе не превышал ±10% Все исследования проводили с соблюдением принципов, изложенных в Конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других целей (Страсбург, 1986)

Экспериментальные животные подвергались воздействию искусственного магнитного поля, сопоставимого с аномальным геомагнитным полем региона КМА С целью предварительной адаптации к условиям среды обитания крысы этих групп помещались в магнитное поле за 2 недели до начала физической нагрузки Животные контрольной группы и групп сравнения находились при фоновых значениях естественного геомагнитного поля на широте г Курска (напряженность поля 0,45 эрстеда) Исследование показателей иммунореактивно-сти проводилось согласно общепринятым методическим подходам в группах до начала опыта, а также на 15 и 30 сутки

Методы исследования иммунологической реактивности

Для оценки функционально-метаболической активности нейтрофилов крови изучали активность фагоцитоза - процент активных фагоцитов из числа сосчитанных нейтрофилов, фагоцитарное число - среднее число частиц латекса, поглощенных одним фагоцитом из числа сосчитанных полиморфноядерных лейкоцитов О полноценности фагоцитарного процесса судили по завершённости фагоцитоза и индексу активности фагоцитов (Теплова С Н, 1978).

Кислородзависимую активность бактерицидных систем нейтрофилов оценивали в тесте восстановления нитросинего тетразолия (Бажора Ю И , 1981, Виксман М Е , Маянский А Н , 1979) Индекс стимуляции нейтрофилов рассчи-

тывали как отношение диформазан-позитивных клеток в стимулированной реакции к диформазан-позитивным клеткам в спонтанной реакции НСТ-теста Функциональный резерв нейтрофилов определялся как разница между дифор-мазан-позитивными клетками в стимулированной зимозаном реакции и дифор-мазан-позитивными клетками в спонтанной реакции НСТ-теста

Уровень миелопероксидазы определялся цитохимически по методу Гре-хема-Кнолля (Нарциссов Р П , 1964, Шафран М Г и др , 1979) Состояние ки-слороднезависимых бактерицидных систем оценивалось по среднему гистохимическому коэффициенту при постановке лизосомально-катионного теста (Пи-гаревский В Е , 1981, Шубин М Г, 1974)

Определение бактерицидной активности сыворотки крови проводили не-фелометрическим методом с использованием тест-культуры Е coli 0-1 (Смирнова О В , Кузьмина ТА., 1966) Оптическую плотность испытуемых проб измеряли сразу после смешивания проб и через 3 часа инкубации в термостате при 37°С на ФЭК (зеленый светофильтр, кюветы с рабочими гранями 3 мм) Бактерицидную активность сыворотки крови определяли по угнетению оптической плотности и выражали в процентах

С целью оценки состояния гуморального и клеточного звеньев иммунитета проводили изучение гуморального иммунного ответа (ГИО) и реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) после иммунизации животных эритроцитами барана (ЭБ). ЭБ хранили в растворе Ольсвера при 4°С, перед употреблением их трехкратно отмывали изотоническим раствором хлорида натрия и центрифугировали при 400g Антиген вводили внутрибрюшинно в дозе 108 клеток на 1 кг массы тела О выраженности ГИО судили по количеству атителообразующих (АОК) в селезенке Число АОК к ЭБ устанавливали методом прямого локального гемолиза в агаре Для определения выраженности ГЗТ сенсибилизирующую дозу ЭБ (108) вводили внутрибрюшинно Затем, спустя 4 суток в подушечку правой лапки вводили 106 ЭБ, а в подушечку левой лапки вводили 0,15М раствор хлорида натрия О выраженности ГЗТ судили по величине разницы массы в регионарных и контрлатеральных лимфатических узлах спустя 24 часа после введения разрешающей дозы

Препараты, использованные для коррекции сочетанного воздействия физических нагрузок и искусственного магнитного поля Для коррекции влияния магнитных полей на исследованные показатели крыс нами были использованы следующие препараты эпсорин (разработан в Институте биологических проблем криолитозоны СО РАН (ВФС 42-2467-95)) и эраконд (регистрационный номер 000181 Р 643 07 98)

Препараты в жидкой форме вводились внутрижелудочно через зонд 1 раз в день во второй половине дня 30 дней подряд с момента начала физических нагрузок Доза препарата рассчитывалась по стандартным схемам, описанным в рекомендациях, на единицу массы тела.

Методы статистической обработки результатов Статистическую обработку результатов исследования проводили путём вычисления средней арифметической (М) и средней ошибки средней (ш) При

оценке достоверности различий сравниваемых данных за уровень значимости принимали р<0,05.

Определение достоверности разницы двух наблюдаемых частот с вероятностью 95% производилось по формуле (Венчиков А И., Венчиков В А, 1974)

'« =(Р,-Рг\Ь.—

где р, =— и р, = — - сравниваемые опытные частоты, л, " л,

Л/.+Л/, ^

а р = —!—_ средняя частота появления признака по обеим группам л, +л,

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При плавании в аномальном магнитном поле отмечалось достоверное повышение процента активных фагоцитов, находившееся в прямой зависимости от продолжительности физической нагрузки и более выраженное при плавании с грузом (табл. 1). Фагоцитарное число при обоих видах физических нагрузок было ниже как исходных данных, так и контроля Однако умеренная нагрузка приводила к более выраженному дисбалансу по данному показателю, чем интенсивная Что касается индекса активности фагоцитов, то при 30-дневном плавании в аномальном магнитном поле без груза он был ниже исходных показателей и контроля, а при физической нагрузке большей интенсивности к концу эксперимента достиг этих значений

Что касается кислородзависимых бактерицидных систем фагоцитов, то показатели спонтанного НСТ-теста не отличались в группах животных с разной степенью физической нагрузки и были выше исходных и данных контрольной группы Значения же стимулированного НСТ-теста увеличивались прямо пропорционально увеличению нагрузки на организм экспериментальных животных.

Индекс стимуляции и функциональный резерв нейтрофилов в группе с интенсивной физической нагрузкой увеличились по отношению к исходным данным и показателям интактных животных, тогда как у крыс, плававших в условиях воздействия искусственного магнитного поля без груза, функциональный резерв оставался на уровне интактных животных, а индекс стимуляции нейтрофилов был ниже сравниваемых показателей

Анализ изменения показателя переваривающей активности нейтрофилов - завершённости фагоцитоза, в условиях воздействия физической нагрузки на фоне аномального магнитного поля выявил, что при интенсивной нагрузке он, после первоначального снижения на 15-е сутки эксперимента, увеличился к концу опыта всего на 25%, достигнув исходного уровня и исходных значений При этом завершенность фагоцитоза у крыс, плававших без груза, оставалась достоверно ниже результатов интактных животных.

Со стороны кислороднезависимых бактерицидных систем, активность которых оценивалась по уровню лизосомальных катионных белков, как и щелоч-

ной фосфатазы, достоверной динамики показателей в ходе опытов не наблюдалось, тогда как активность миелопероксидазы нарастала. Причем значения последнего показателя, определённые у крыс в условиях действия аномального магнитного поля, достоверно превышали результаты, установленные у животных при фоновых значениях геомагнитного поля.

Таблица 1

Показатели иммунологической реактивности крыс при сочетанном воздействии физических нагрузок и искусственного __аномального магнитного поля__

Исследуемые показатели Интакт-ные животные (ГМП) Исходные данные (2 недели ВАМИ) Вид физической нагрузки

плавание 30 дней без груза плавание 30 дней с грузом

Фагоцитарная активность, % 52,2*2,6 55,0±2,8 57,0*2,9 64,7*3,З*1'2

Фагоцитарное число 1,80*0,09 1,85*0,12 1,10*0,06* и 1,61±0,08*1,2

Индекс активности фагоцитов 0,94*0,07 1,02*0,08 0,63*0,06»11 1,04*0,08

Завершенность фагоцитоза, % 86,0±4,3 78,0*4,0*' 72,0*3,7*' 79,0*4,0

НСТ-спонтанный 10,3*0,5 11,2*0,6 23,00*1,17*'2 24,0*1,2* и

НСТ-стимулированный 32,5*1,6 25,0*1,3*' 46,3*2,4*'2 82,7*4,2*1"2

Функциональный резерв ней-трофилов 22,2*1,1 13,8*0,7*' 23,0*1,I*2 58,7*3,О*1,2

Индекс стимуляции нейтрофи-лов 3,15±0,16 2,23*0,11*' 1,74*0,08* и 4,31*0,22*'2

Лизосомальные катнонные белки 10,8*0,5 11,0*0,6 11,7*0,6 11,3*0,6

Миелопероксидаза 55,0*2,8 56,0*2,9 69,0*3,5*и 75,7*2,9* и

Щелочная фосфатаза 1,38*0,20 1,40*0,21 1,52*0,08 1,68*0,25

Бактерицидная активность сыворотки крови, % 68,3*3,5 67,3*3,4 59,0*3,О*1,2 64,3*3,3

Гуморальный иммунный ответ (число АОК х 1000 клеток селезенки) 22,0*1,1 25,0*1,3 23,0*1,2 15,0±0,8*1'2

Индекс гиперчувствительности замедленного типа 1,10*0,05 1,15*0,06 2,21*0,И*1-2 1,30±0,07*и

Примечание * - р<0,05 - (1- по отношению к интактным животным, 2 - по отношению к исходным данным)

В то же время надо отметить, что в аномальном магнитном поле интенсивная физическая нагрузка не приводила, как при фоновых значениях геомагнитного поля, к снижению интегрального показателя гуморальных факторов врожденного иммунитета - бактерицидной активности сыворотки крови. Умеренная же физическая нагрузка в аномальном магнитном поле вызвала её уменьшение, тогда как в геомагнитном поле достоверных изменений отмечено не было

Что касается реакции со стороны Т- и В-систем иммунитета, то она имела зависимость от степени физической нагрузки. Подтверждение этому было обнаружено при оценке гуморального иммунного ответа и гиперчувствительности замедленного типа в ответ на иммунизацию крыс эритроцитами барана. В аномальном магнитном поле отмечалось достоверное уменьшение (ниже как исходных значений, так и показателей интактных животных) количества анти-телообразующих клеток при интенсивной физической нагрузке. Индекс же гиперчувствительности замедленного типа при интенсивной нагрузке достоверно превышал значения групп сравнения, тогда как в условиях воздействия геомагнитного поля г. Курска он уменьшился. При умеренной физической нагрузке в аномальном магнитном поле изменения индекса ГЗТ были более выраженными. В то же время надо отметить, что при фоновом геомагнитном поле количество антителообразующих клеток превышало показатели животных, находившихся в магнитном поле.

Следовательно, физическая нагрузка на фоне длительного воздействия аномального магнитного поля приводит к дисбалансу иммунной системы организма животных, что свидетельствует о прямом влиянии данных факторов на изученные показатели.

умеренная физическая нагрузка

д

д

, МС1

Е

"ЕП7 ьяс

п-ь p. Ji.tm „гл

J л» тц« Un АО* tor

Jk

т

41

|М

и

метел ист«»

¡И

-тал U«

TJr

интенсивная физическая нагрузка

□ ГМП+фю.нагрузкз ОАЬП+фюизгрузга ВАМП-контроль

Рисунок 1. Степень иммунных расстройств у крыс при плавании в условиях воздействия геомагнитного и искусственного аномального магнитного полей.

Использование формулы A.M. Земскова и соавт. (1997) для оценки степени расстройств для всех исследованных параметров показало (рис. 1), что на

фоне умеренной физической нагрузки на 30-е сутки в геомагнитном поле выявлено 3 показателя со II-III степенью иммунных расстройств, а в аномальном магнитном поле - 7. При интенсивной физической нагрузке в геомагнитном поле это соотношение не изменилось - 3 показателя, а в аномальном магнитном II-III степень иммунных расстройств на 30-й день имели 9 показателей.

Полученные данные свидетельствуют о необходимости разработки способов коррекции выявленных нарушений. Для этой цели используются различные подходы с применением как фармакологических, так и нефармакологических методов (Бровкина И.Л., Лосенок С.А., 2006; и др.).

Мы изучили возможности применения двух препаратов - эраконда и эп-сорина. Выбор этих препаратов был обоснован тем, что они, как следует из их характеристики и литературных данных, оказывают иммуномодулирующий эффект, нетоксичны, имеют минимум противопоказаний, их применение безопасно при достаточно длительном применении, и, наконец, они легкодоступны и просты для использования. Эраконд представляет собой конденсированный экстракт люцерны, содержит в своём составе аминокислоты, уроновые кислоты, аминосахара, органические кислоты, флавоноиды, микроэлементы. Экстракт из пантов северного оленя - эпсорин, - содержит в своём составе сбалансированный набор иммунорегуляторных пептидов - интерлейкинов и интерфе-ронов, липидных иммунорегуляторов - простагландинов.

, я _14 Ш № 1 |Ф> УФК j 1*» »i 1 ■*■ »W У 1»!

J» im »cr.cn HCTCI

ш

IH

в

Ь~П ПН

(м | т «га

| |«а

»с

1АМЛ+Физ.нагрузка ОАМП+эрамзид+ф та. нагрузка ОАМП- контроль

Интактнъда жиестнъэд 8 ГШ!

Рисунок 2. Показатели иммунологической реактивности крыс, подвергавшихся физической нагрузке на фоне искусственного магнитного поля и получавших эраконд.

Анализ данных опытов по применению эраконда показал (рис. 2), что изменения иммунного ответа несут характер накопительных и снижают выраженность дисбаланса. Это заключается в стимуляции ряда показателей (фагоцитарное число, завершённость фагоцитоза, индекс стимуляции и функциональный резерв нейтрофилов, бактерицидная активность сыворотки крови) на фоне сохранения достаточных (компенсаторных) уровней других изученных параметров иммунного ответа на разных сроках применения.

Важность этого факта заключается в том, что коррекция проводилась в условиях действия стрессорных факторов различного происхождения и механизма действия.

При расчёте степени иммунных расстройств после применения эраконда (рис. 3) установлено, что на фоне умеренной физической нагрузки в аномальном магнитном поле на 30-е сутки количество показателей со II-III степенью расстройств снизилось с 7 до 5, а при интенсивной физической нагрузке - с 9 до 5. При этом при плавании без груза эраконд нормализовал три изученных показателя (завершённость фагоцитоза, индекс стимуляции нейтрофилов, число ан-тителообразующих клеток) и ещё у двух (фагоцитарное число, бактерицидная активность сыворотки крови) снижал выраженность дисбаланса, а при плавании с грузом уровня контрольных достигали значения одного показателя (фагоцитарное число) и еще у одного (число антителообразующих клеток) снижа-

Рисунок 3. Степень иммунных расстройств у крыс при плавании в условиях воздействия искусственного магнитного поля и применении эраконда.

Что касается эпсорина (рис. 4), то полученные результаты указывают на его менее выраженное корригирующее влияние на иммунологическую реактив-

rh

□ АМЛ+физ.нагр^ка ОАМП->э!К0рин+физ нарркэ оАМП-контроль — иитжпм *м»стм

Рисунок 4. Показатели иммунологической реактивности крыс, подвергавшихся физической нагрузке на фоне искусственного магнитного поля и получавших эпсорин.

Применение эпсорина у крыс с умеренной физической нагрузкой на фоне воздействии аномального магнитного поля нормализовало два показателя (индекс стимуляции нейтрофилов, уровень миелопероксидазы) и у одного (индекс гиперчувствительности замедленного типа) снижало выраженность дисбаланса. Назначение же препарата при интенсивной физической нагрузке в этих условиях приводило к уровню нормы только один (уровень миелопероксидазы) показатель, хотя снижение выраженности дисбаланса отмечено у четырёх (стимулированный НСТ-тест, индекс стимуляции нейтрофилов, функциональный резерв нейтрофилов, число антителообразующих клеток).

Расчёт степени иммунных расстройств после применения эпсорина (рис. 5) показал, что на фоне умеренной физической нагрузки на 30-е сутки в аномальном магнитном поле количество показателей со II-III степенью расстройств снизилось с 7 до 6. При интенсивной же физической нагрузке в ано-

мальном магнитном поле достоверных изменений по отношению к группе сравнения отмечено не было.

I..

умеренная физическая нагрузка

!<".» на T~oi нет-

I Я у», r-r^ji рр, я

к

НЕ

интенсивная физическая нагрузка

■ АМЛ+физ.нагрузка ■ АМП+эпсорин+физ.нагрузка ИАМЛ - контро/ь Рисунок 5. Степень иммунных расстройств у крыс при плавании с грузом в условиях воздействия искусственного магнитного поля степеней при приёме эп-сорина.

Таким образом, результаты экспериментов свидетельствуют о разбалан-сировке иммунных реакций, картина которой соответствует воспалительной реакции организма с соответствующими ей лабораторными фазами воспаления.

Учитывая данные литературы о влиянии аномальных магнитных полей на активность условно-патогенной флоры и показатели врождённого иммунитета (Калуцкий П.В., 1997, 2002; Лиходед В.Г., 1996; Разинькова H.H., 2005; Яковлев М.Ю., 1993; и др.), мы можем предположить, что ка развитие выявленного иммунологического дисбаланса может оказывать влияние дисбиотическое состояние организма.

Это может быть обусловлено, по нашему мнению, тем, что под воздействием физической нагрузки и аномального магнитного поля происходит избыточная активация фагоцитарной системы на ранних этапах эксперимента, которая приводит к функциональному истощению иммунного ответа, что подтверждается высоким процентом встречаемости II-III степени расстройств исследованных показателей. На этом фоне происходит усиление транслокации представителей условно-патогенной и патогенной микрофлоры в ткани организма, что реализуется в виде иммунного ответа (фагоцитоза, в первую очередь). За счёт того, что это происходит в условиях здорового организма, значительных клинических проявлений такого эффекта не обнаруживается, но при этом попу-

лядия активных иммунокомпетентных клеток реализует свою избыточную активность, что приводит к её постепенной физиологической элиминации и замене на новую популяцию, активированную сгрессорными факторами среды и провоспалительными цитокинами, вырабатывающимися во время контакта с микрофлорой в процессе дифференцировки Отражением данного процесса является отсутствие ярко выраженных лабораторных симптомов иммуносупрес-сии При этом имеет место нейтрализация неблагоприятного действия микробных патогенов и, как следствие, отсутствие клинических признаков патологии при изменении активности иммуннокомпетентных клеток

В пользу такой трактовки данных эксперимента свидетельствуют выраженные положительные эффекты перорального применения эраконда, обладающего, по данным литературы, как антимикробным, так и противовоспалительным эффектами в отношении микрофлоры и слизистой кишечника, так как после его использования произошла не только коррекция части изученных показателей, но и снижение степени дисбаланса иммунного ответа Этот эффект, по нашему мнению, может быть обусловлен и его воздействием на микрофлору кишечника

Таким образом, данные экспериментов свидетельствуют не только о возможности коррекции выявленных нарушений иммунологическои реактивности организма, но и о том, что эти изменения индуцированы аномальными для организма влияниями

ВЫВОДЫ

1. Умеренная физическая нагрузка у крыс в аномальном магнитном поле вызывает повышение по сравнению с исходными значениями и данными интакт-ных животных показателей спонтанного и стимулированного НСТ-теста, функционального резерва нейтрофилов, уровня миелопероксидазы, гиперчувствительности замедленного типа и снижение - бактерицидной активности сыворотки крови, фагоцитарного числа, индекса активности фагоцитов, индекса стимуляции нейтрофилов и завершенности фагоцитоза

2 Интенсивная физическая нагрузка в условиях действия аномального магнитного поля увеличивает фагоцитарную активность, значения спонтанного и стимулированного НСТ-теста, функционального резерва, индекса стимуляции нейтрофилов, уровень миелопероксидазы и гиперчувствительность замедленного типа, но снижает фагоцитарное число и количество антителообразующих клеток по сравнению с исходными значениями и данными интактных животных При этом у 6 из 9 изменённых показателей выраженность дисбаланса при интенсивной физической нагрузке превышала таковую при умеренной нагрузке

3 При ежедневном 30-суточном плавании без груза крыс в геомагнитном поле 3 иммунологических показателя из 14 изученных имели II-III степень иммунных расстройств, а в искусственном магнитном поле - 7 из 14 При увеличении интенсивности физической нагрузки в геомагнитном поле число показателей со II-III степенью иммунных расстройств не изменилось, а в аномальном магнитном поле 9 показателей имели II-III степень расстройств

4 В аномальном магнитном поле при физической нагрузке любой интенсивности использование эраконда приводило к увеличению, по сравнению с группами животных, не получавших препарат, всех исследованных показателей, кроме уровня щелочной фосфатазы На фоне умеренной физической нагрузки в аномальном магнитном поле применение эраконда уменьшило к концу опыта количество показателей со II-III степенью расстройств с 7 до 5, а при интенсивной физической нагрузке - с 9 до 5

5 Использование эпсорина у крыс при ежедневном плавании, как с грузом, так и без него, в аномальном магнитном поле повышало фагоцитарную активность, уровень лизосомально-катионных белков и снижало уровень миелоперок-сидазы и бактерицидную активность сыворотки крови, Фагоцитарное число, показатели стимулированного НСТ-теста, индекс стимуляции нейтрофилов, число ан-тителообразующих клеток увеличивались при умеренной и уменьшались при интенсивной физической нагрузке После применения эпсорина на фоне умеренной физической нагрузки в аномальном магнитном поле количество показателей со II-III степенью расстройств снизилось с 7 до 6, тогда как при интенсивной физической нагрузке достоверных изменений отмечено не было

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. У лиц, подвергающихся физической нагрузке в регионах с аномальным уровнем геомагнитного поля, необходимо проводить углублённое изучение иммунного гомеостаза с целью выявления его дисбаланса и назначения адекватных методов иммунокоррекции

2 Для заключения о возможности использования эраконда с целью коррекции иммунологического дисбаланса у лиц, работающих в условиях интенсивной физической нагрузки в регионах с аномальным уровнем геомагнитного поля, необходимо проведение клинических исследований

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Особенности изменений факторов врожденного иммунитета и антиокси-дантного статуса организма животных при неадекватных физических нагрузках в условиях воздействия аномального магнитного поля. / Е Н Федосова, И Л. Бровкина, П В Калуцкий, А В Беседин // Курский науч. -практ вести «Человек и его здоровье». - 2005 - №4. - С 11-17

2. Выраженность гуморального иммунного ответа и реакций гиперчувствительности замедленного типа животных при неадекватных физических нагрузках в течение 15 дней в условиях воздействия аномального магнитного поля / Е Н Федосова, И J1 Бровкина, П В Калуцкий, А В Беседин // Университетская наука взгляд в будущее сб тр. 71-й науч конф КГМУ и сес Центр-Чернозем науч центра РАМН - Курск, 2006 -Т.1.-С 64-65.

3. Выраженность гуморального иммунного ответа и реакций гиперчувствительности замедленного типа животных при неадекватных физических нагрузках в течение 30 дней в условиях воздействия аномального магнитного поля / Е Н Федосова, И J1 Бровкина, П В. Калуцкий, А В Беседин // Уни-

верситетская наука взгляд в будущее сб тр 71-й науч конф КГМУ и сес Центр -Чернозем науч центра РАМН - Курск, 2006 - Т 1 - С 65-67

4 Особенности изменений факторов врожденного иммунитета организма животных при неадекватных физических нагрузках в течение 30 дней в условиях воздействия аномального магнитного поля / Е Н Федосова, И J1 Бровкина, П В Калуцкий, А В Беседин //Университетская наука взгляд в будущее сб тр 71-й науч конф КГМУ и сес Центр -Чернозем науч центра РАМН - Курск, 2006 - Т 1 - С 67-68

5 Еськова, Е В Специфика изменений факторов иммунитета и антиоксидант-ного статуса организма крыс при повышенных физических нагрузках в условиях воздействия аномального магнитного поля /ЕВ Еськова, Е Н Федосова, А.В Беседин // Молодежная наука и современность 71-я итог межвуз конф студентов и молодых ученых. В 2-х ч - Ч 1 - Курск, 2006 - С 15

6 Шереметьева, Н П Особенности иммунного ответа организма животного при неадекватных физических нагрузках в условиях воздействия аномального магнитного поля / Н П Шереметьева, Е Н Федосова, А В Беседин // Молодежная наука и современность 71-я итог, межвуз конф студентов и молодых ученых В 2-х ч - Ч 1 - Курск, 2006 - С.ЗЗ

7 Федосова, Е Н Некоторые особенности иммунного ответа организма животных при неадекватных физических нагрузках в условиях воздействия аномального магнитного поля / Е Н Федосова, П В Калуцкий, И Л Бровкина // Russian Journal of Immunology - 2006 - Vol 9, Suppl 3 - P 102-103

8 Эраконд как регулятор показателей врожденного иммунитета крыс в аномальном магнитном поле при различной физической нагрузке / Е Н Федосова, О В Бабенкова, П В. Калуцкий, И J1 Бровкина // Материалы четвёртого съезда об-ва биотехнологов России им Ю А. Овчинникова - М, 2006 -С 272-273

9 Регуляция эракондом показателей врождённого иммунитета крыс при различной физической нагрузке в аномальном магнитном поле / Е Н Федосова, А В Беседин, П В Калуцкий, И JI Бровкина // Вести Уральской мед академ науки - 2006 - №3 - С 254-256

10 Эраконд как регулятор показателей врожденного иммунитета крыс при различной физической нагрузке в аномальном магнитном поле / Е Н Федосова, П В. Калуцкий, И JI Бровкина, А В Беседин // Сб тр 72-й науч конф КГМУ и сес Центр.-Чернозем науч центра РАМН - Курск, 2007 - Т 1 -С 193-195

11 Способ коррекции эракондом измененных показателей врождённого иммунитета крыс при различной физической нагрузке в аномальном магнитном поле / Е Н Федосова, П В Калуцкий, И J1 Бровкина, А В Беседин // Тр симп «Магнитные поля и здоровье человека» (г Курск, 18 декабря 2007г) -Курск, 2007 - С 96-99

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АМП - аномальное магнитное поле

АОК - антителообразующие клетки

БАС - бактерицидная активность сыворотки крови

ГЗТ - гиперчувствительность замедленного типа

ГМП - геомагнитное поле

ЗФ - завершенность фагоцитоза

ИАФ - индекс активности фагоцитов

ИСН - индекс стимуляции нейтрофилов

ИФН - интенсивная физическая нагрузка

КМА - Курская магнитная аномалия

ЛКБ - лизосомалыю-катионные белки

МП - миелопероксидаза

НСТ-тест - тест восстановления нитросинего тетразолия

НСТ-сп - спонтанный НСТ-тест

НСТ-ст - стимулированный НСТ-тест

УФН - умеренная физическая нагрузка

ФА - фагоцитарная активность

ФРН - функциональный резерв нейтрофилов

ФЧ - фагоцитарное число

Лицензия ЛР № 020862 от 30 04 99 г Сдано в набор 19 05 2008 г Подписано в печать 21 05 2008 г Формат 30x427s Бумага офсетная Гарнитура Times New Rom Печать офсетная Уел печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ № 37А Издательство Курского государственного медицинского университета 305041, г Курск, ул К Маркса, 3

Актуальность темы.

Все живые., организмы постоянно подвергаются воздействию со стороны окружающей среды. Поэтому вопросы влияния факторов среды обитания на биологические объекты находятся в поле зрения исследователей всего мира. Известно, что живые существа способны воспринимать эти воздействия и различным образом реагировать на них. В процессе эволюции биологические объекты приспособились к определённой среде обитания и только выраженные изменения внешних факторов, отличающиеся от постоянных значений, могут вызвать заметную реакцию [Лосенок С.А., Бровкина И.Л., 2005].

Физические .факторы окружающей среды (среди которых большую роль играют магнитные поля)" не только оказывают негативное влияние на функциональное состояние многих систем организма (повышают уровень распространённости болезней нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой систем, вызывают ухудшение показателей физического развития), но и значительно изменяют характер и силу ответной реакции организма на другие воздействия, что обосновано в работах H.A. Агаджаняна и соавт. [1992, 2001], В.В. Вельского и соавт. [1997, 2000, 2003], О.Х. Валлизер [2002], Л.Ю.Зайцева, П.В. Калуцкого [2006]. Установлено, что такой гелиогеофизический фактор среды обитания, как геомагнитное поле (ГМП) аномальных характеристик (например, региона Курской магнитной аномалии - КМА, где напряжённость ГМП в 4-5 раз превышает фоновые значения других регионов), обладает биотропным эффектом: влияет как на здоровый организм, так и на патологически изменённый.

Неадекватные физические нагрузки, в свою очередь, приводят к возникновению--синдрома- перетренированности,-- в—механизме- -развития -которого основную роль играют усиление генерации активных форм кислорода, повышение интенсивности перекисного окисления липидов, снижение энергообеспечения клеток за счет процессов окислительного фосфорилирования [Лосенок С.А., Бровкина И.Л., .2005; Green H.J.; 2000, Reichman М.Е., 2005; и др.]. Интенсивные физические нагрузки, по данным литературы [Вдовенко Н.В., 2001; Лукашов М.И., Бровкина И.Л., 1999; Прокопенко Л.Г., Конопля А.И., 2000; Башкш I.M., 2002], приводят к возникновению '' метаболической иммуносупрессии и развитию иммунодефицита. Практически нет работ по изучению сочетанного воздействия таких двух факторов, как физические нагрузки различной интенсивности и аномальное магнитное поле, которые могут значительно изменять степень и направленность иммунологических нарушений, приводить к развитию иммунодефицита, параметры которого могут значительно отличаться от состояния, развивающегося в условиях воздействия фонового геомагнитного поля.

Поэтому весьма актуальным является изучение особенностей реакций организма (в первую очередь, иммунной системы) на физические нагрузки в условиях воздействия аномальных магнитных полей.

Цель исследования: установить характер и степень изменений иммунной реактивности при физических нагрузках в условиях воздействия аномального магнитного поля и разработать способы коррекции выявленных нарушений.

Задачи работы:

1. Определить характер и степень изменений функционально-метаболической активности фагоцитов крови крыс в условиях сочетанного воздействия физических нагрузок различной интенсивности и аномального магнитного поля.

2. Изучить влияние неадекватных физических нагрузок на фоне действия аномального магнитного поля на гуморальный иммунный ответ и гиперчувствительность замедленного типа.

3. Оценить эффективность эраконда для коррекции иммунологического дисбаланса при сочетанном воздействии физических нагрузок и аномального магнитного поля.

4. Исследовать возможность использования эпсорина для коррекции нарушений иммунного гомеостаза при воздействии физических нагрузок и аномального магнитного поля.

Научная новизна. Впервые изучено сочетанное действие физической нагрузки различной интенсивности и аномального магнитного поля на показатели функционально-метаболической активности фагоцитов крови, гуморальный иммунный ответ и гиперчувствительность замедленного типа лабораторных животных. Установлено, что интенсивные физические нагрузки при аномальных значениях магнитного поля вызывают развитие иммунологического дисбаланса, проявляющегося в повышении по сравнению с исходными значениями и данными интактных животных фагоцитарной активности, значений спонтанного и стимулированного НСТ-теста, функционального резерва, индекса стимуляции нейтрофилов, уровня миелопероксидазы и гиперчувствительности замедленного типа и снижении фагоцитарного числа и количества антителообразующих клеток. У 6 из 9 изменённых показателей при интенсивной физической нагрузке выраженность дисбаланса превышает таковую при умеренной нагрузке.

Применение с целью иммунокоррекции при сочетанном воздействии физических нагрузок и искусственного магнитного поля эраконда и, в меньшей степени, эпсорина, приводит к нормализации части изученных иммунологических параметров и снижению выраженности дисбаланса других.

Практическая значимость. Доказана зависимость характера и выраженности нарушений иммунного гомеостаза при физических нагрузках от напряженности магнитного поля, в условиях которого организм подвергается воздействию физических нагрузок. Показана необходимость детального изучения механизмов развития иммунологического дисбаланса при воздействии,«на организм интенсивной физической нагрузки при аномальных значениях магнитного поля, что имеет большое значение для спортивной медицины и медицинской иммунореабилитации.

Экспериментально доказана возможность применения эраконда для коррекции иммунологического дисбаланса при сочетанном воздействии на организм интенсивной физической нагрузки и магнитного поля аномальных характеристик.

Внедрение в практику. Полученные данные вошли в учебные программы и используются в лекционных курсах и на практических занятиях ряда кафедр Курского государственного медицинского университета, Белгородского государственного университета, Воронежской государственной медицинской академии.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) умеренная физическая нагрузка на фоне воздействия магнитного поля аномальных характеристик приводит к развитию дисбаланса функционально-метаболической активности фагоцитов и адаптивного иммунитета;

2) сочетанное воздействие интенсивной физической нагрузки и аномального магнитного поля вызывает более выраженный дисбаланс иммунной системы по сравнению с сочетанным воздействием умеренной физической нагрузки и аномального магнитного поля;

3) пероральное применение эраконда значительно уменьшает количество показателей со II-III степенями иммунных расстройств; нормализующее влияние эраконда на изученные иммунологические показатели в условиях действия аномального магнитного поля более выражено при умеренной физической нагрузке по сравнению с интенсивной нагрузкой;

4) пероральное использование эпсорина по сравнению с применением эраконда оказывает менее выраженное корригирующее действие на изученные иммунологические показатели.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлены на научных конференциях Курского государственного медицинского университета (Курск, 2006-2007); Всероссийской конференции молодых учёных, посвящённой памяти профессора H.H. Кеворкова «Иммунитет и аллергия: от эксперимента к клинике» (Пермь, 2006), Российской научно-практической конференции «Современные технологии в иммунологии: иммунодиагностика и иммунотерапия» (Курск, 2006), на IV съезде общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова (Москва, 2007), региональном симпозиуме «Магнитные поля и здоровье человека» (Курск, 2007), межкафедральной конференции Курского государственного медицинского университета 14 апреля 2008 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ (в том числе в 2 рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ для публикации основных научных трудов), в которых содержится полный объём информации, касающейся темы диссертации.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 124 страницах машинописного текста и включает в себя введение, обзор литературы, материалы и методы, главы собственных исследовании, заключение, выводы, практические рекомендации, список литературы, состоящий из 156 источников отечественных и зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 12 таблицами и 30 рисунками.

ВЫВОДЫ

1. Умеренная физическая нагрузка у крыс в аномальном магнитном поле вызывает повышение по сравнению с исходными значениями и данными интактных животных показателей спонтанного и стимулированного НСТ-теста, функционального резерва нейтрофилов, уровня миелопероксидазы, гиперчувствительности замедленного типа и снижение — бактерицидной активности сыворотки крови, фагоцитарного числа, индекса активности фагоцитов, индекса стимуляции нейтрофилов и завершённости фагоцитоза.

2. Интенсивная физическая нагрузка в условиях действия аномального магнитного поля увеличивает фагоцитарную активность, значения спонтанного и стимулированного НСТ-теста, функционального резерва, индекса стимуляции нейтрофилов, уровень миелопероксидазы и гиперчувствительность замедленного типа, но снижает фагоцитарное число и 1 количество антителообразующих клеток по сравнению с исходными значениями и данными интактных животных. При этом у 6 из 9 изменённых показателей ■ выраженность дисбаланса при интенсивной физической нагрузке превышала таковую при умеренной нагрузке.

3. При ежедневном 30-суточном плавании без груза крыс в геомагнитном поле 3 иммунологических показателя из 14 изученных имели II-III степень иммунных расстройств, а в искусственном магнитном поле - 7 из 14. При увеличении интенсивности физической нагрузки в геомагнитном поле число показателей со II-III степенью иммунных расстройств не изменилось, а в аномальном магнитном поле 9 показателей имели II-III степень расстройств.

4. В аномальном магнитном поле при физической нагрузке любой интенсивности использование эраконда приводило к увеличению, по сравнению с группами животных, не получавших препарат, всех исследованных показателей, кроме уровня щелочной фосфатазы. На фоне 1

106 умеренной физической нагрузки в аномальном магнитном поле применение эраконда уменьшило к концу опыта количество показателей со II-III степенью расстройств с 7 до 5, а при интенсивной физической нагрузке - с 9 до 5.

5. Использование эпсорина у крыс при ежедневном плавании, как с грузом, так и без него, в аномальном магнитном поле повышало фагоцитарную активность, уровень лизосомально-катионных белков и снижало уровень миелопероксидазы и бактерицидную активность сыворотки 1 крови. Фагоцитарное число,- показатели стимулированного НСТ-теста, индекс стимуляции нейтрофилов, число антителообразующих клеток увеличивались при умеренной и уменьшались при интенсивной физической нагрузке. После применения эпсорина на фоне умеренной физической нагрузки в аномальном магнитном поле количество показателей со II-III степенью расстройств снизилось с 7 до 6, тогда как при интенсивной физической нагрузке достоверных изменений отмечено не было.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. У лиц, подвергающихся физической нагрузке в регионах с аномальным уровнем геомагнитного поля, необходимо проводить углублённое изучение иммунного гомеостаза с целью выявления его дисбаланса и назначения адекватных методов иммунокоррекции.

2. Для заключения о возможности использования эраконда с целью коррекции иммунологического дисбаланса у лиц, работающих в условиях интенсивной физической нагрузки в регионах с аномальным уровнем геомагнитного поля, необходимо проведение клинических исследований.