ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА,  2004, том 30, №1, с. 135-138

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

УДК 612.821

ПОКАЗАТЕЛИ АКТИВНОСТИ АНТИЭНДОТОКСИНОВОГО

ИММУНИТЕТА И КОНЦЕНТРАЦИИ ЛИПОПОЛИСАХАРИДА

КИШЕЧНОЙ МИКРОФЛОРЫ В КРОВИ ЧЕЛОВЕКА

ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ

© 2004 г.   О. Н. Опарина**, И. А. Аниховская*. А. М. Девятаев*, М. М. Яковлева*

*Институт общей и клинической патологии Клинико-диагностического общества. Москва **Пензенский государственный педагогический университет им. В.Г. Белинского

Поступила в редакцию 11.04.2003 г.


Познание механизмов срочной адаптации к по­стоянно изменяющимся условиям внешней среды и режиму интенсивности функционирования раз­личных систем организма как единого целого яв­ляется краеугольным вопросом физиологии и па­тологии человека. Классические труды Г. Селье [1, 2] и последующие многочисленные экспериментальные и клинические исследования ученых различных специальностей убедительно проде­монстрировали важнейшую роль стресс-реакции в срочной адаптации и патогенезе многих заболе­ваний. В частности, хорошо известно, что стресс может быть одной из причин развития дисбактериоза и вторичного иммунодефицита, инфаркта миокарда и патологии беременных, обострения шизофрении и других острых и хронических забо­леваний. В этой связи весьма любопытным пред­ставляется тот факт, что аналогичные явления наблюдаются и при "эндотоксиновой агрессии", которая может быть следствием индуцированно­го стрессом шунтирования портального кровото­ка и квалифицируется М.Ю. Яковлевым [3,4] как универсальный фактор, участвующий в патогене­зе многих заболеваний человека и животных. Вместе с тем, физиологические концентрации (от 0 до 1 EU) липополисахарида (ЛПС) грамотрицательной микрофлоры кишечника поддерживают (и регулируют) активность многих жизненно важ­ных систем организма за счет своей способности взаимодействовать с различными рецепторными белками (CD14, 18.54, TLR, др.). Проявление по­лезных или преобладание патогенных свойств ЛПС определяется, главным образом, двумя фак­торами: концентрацией эндотоксина в общем кровотоке и активностью антиэндотоксинового иммунитета (АЭИ) [3-6]. Известно, что физичес­кая нагрузка увеличивает поступление эндоток­сина из кишечника в кровоток [7]. Исходя из это­го, представлял интерес вопрос о соотношениях между показателями концентрации ЛПС в плаз­ме крови и активностью АЭИ до и после физиче­ской нагрузки.

Исследования проводили с участием студентов 2-го курса исторического (13 неспортсменов) и физкультурного (38 спортсменов) факультетов Пензенского государственного педагогического института до и после интенсивной (предельно допустимой» физической нагрузки (PWCl70). Сте­пень утомления испытуемых оценивали но выра­женности изменений окраски кожных покровов и их влажности, речи, мимики, дыхания, движений и самочувствия. Контрольную группу (без физи­ческой нагрузки) составили 30 практически здо­ровых мужчин в возрасте от 20 до 40 лет. Опреде­ление PWCI70 проводили на велоэргометре "SVEN SPORT" (Швеция. 1998 г.) со специальным устройством, регистрирующим частоту педали­рования. Проба продолжалась 5 мин. В течение этого времени испытуемый выполнял на велоэр­гометре нагрузку, благодаря которой частота сер­дечных сокращений (ЧСС) достигала 170 уд./мин. "Вхождение в программу" обычно длилось 2-3 мин. после чего она устойчиво поддерживалась на уровне до 170 уд./мин. До и после физической на­грузки у испытуемых забирали венозную кровь и мочу. В моче иммуноферментным методом (ИФА) определяли концентрацию кортизола. Активность гранулоцитарного звена антиэндо­токсинового иммунитета оценивали ИФА-мето-дом в тонких мазках крови, определяя резервы связывания эндотоксина лейкоцитами по методу, разработанному В.Г. Лиходсдом с соавт. [8]. Гу­моральное звено антиэндотоксинового иммуните­та оценивали методом "СОИС-ИФА", основан­ным на определении титров антител к наиболее общей антигенной детерминанте всех эндотокси­нов грамотрицательных бактерий (гликолипиду хемотипа Re) [5. 9]. Кроме того, методом ИФА определяли титры антител к некоторым условно патогенным грамотрицательным бактериям ки­шечной микрофлоры, которые могут быть при­чиной дисбактсриоза и эндотоксиновой агрессии: Escherichia coli О14, Bacteroides, Pseudomonas aeruginosa, Proteus, Klebsiella, а также Candida albicans

 

Таблица 1. Показатели концентрации эндотоксина в плазме крови при срочной адаптации к физическим нагрузкам

 

 

Содержание эндотоксина (EU/mt) в плазме крови

Группы обследованных

до физической нагрузки

после физической нагрузки

 

 

адаптация

дизадаптация

адаптация

дизадаптация

Неспортсмены (n = 13) Легкоатлеты (n = 18) Баскетболисты (n = 20)

 

Контрольная группа (n = 30)

2.29 ± 0.20

n = 7

 

1.83 ±0.25

n=10

2.75±0.52

n= 11

 

0.1 ± 0,03

1.69 ±0.29

n = 6

 

2.92 ± 0.33

n = 8

2.90 ±0.55

n = 9

1.79 ± 0.45

n = 7

 

1.22 ± 0.27

n = 10

0.67 ±0.18

n=11

2.14 ±0.22

n = 6

 

3.12 ± 0.28

n = 8

 2.70 ± 0.58

n = 9

Таблица 2.  Показатели активности гуморального и гранулоцитарного звеньев АЭИ при срочной адаптации к физическим нагрузкам

 

Группы

обследованных

Изучаемые показатели

Титры антиэндотоксиновых антител

Резервы связывания эндотоксина лейкоцитами, %

адаптация

дизадаптация

адаптация

дизадаптация

Физическая нагрузка

до

после

до

после

ДО

после

ДО

после

Неспортсмены (n=13)

167.8 ± 14.4 п = 7

164.4±14.3 п = 7

148.4 ±13.7 n = 6

166.0 ±11.2 n = 6

4.83 ±0.41 п = 7

2.96 ± 0.75

n = 7

2.03 ± 0.36

n=6

1.66 ± 0.50 п = 6

Легкоатлеты (n =18)

140.5 ± 15.4 п = 10

151.3 ±12.2

n=10

116.8 ±12.3 n = 8

140.5 ±15.4 n = 8

4.34 ±0.40 n = 10

4.00 ± 0.56 n = 10

3.37 ±0.70

n = 8

2.04 + 0.36 n = 8

Баскетболисты

("=П)

129.5 ±16.2 n = 11

145.4 ± 12.2 n = 11

142.2 + 20.1 n = 9

144.Н± 15.4 n = 9

4.87 ± 0.34 п =11

2.26 ± 0.38 п= 11

2.87 ± 0.34 n = 9

1.45 ±0.33

n = 9

Контрольная группа in т 30)

212.8±14.8

5.1 ± 0.3


 (маркер иммунодефицита). ЛПС в сыво­ротке крови определяли при помощи лимулюс-теста (ЛАЛ-теста), основанного на способности эндотоксина вызывать коагуляцию белковых фракций гемолимфы амебоцитов краба Limulus polyphemus, в микромодификации [5].

Достоверность результатов оценивали при по­мощи вариационной статистики с использовани­ем t-критерия Стьюдента при уровне значимости р < 0.05. Кроме того, применяли метод регресси­онного анализа, определяя значимость коэффи­циентов регрессии R и их различий по t-критерию Стьюдента.

У 28 испытуемых (7 неспортеменов, 10 легко­атлетов, 11 баскетболистов) адаптация к физиче­ской нагрузке происходила без признаков утом­ления. В то же время у 23 испытуемых (6 неспортсменов, 8 легкоатлетов, 9 баскетболистов) физическая нагрузка вызвала реакцию дизадаптации, которая проявлялась в наличии различной степени выраженности следующих признаков: покраснение кожи лица, обильное потоотделе­ние, поверхностное дыхание с отдельными глубо­кими вдохами, сменяющимися беспорядочным дыханием, пошатывание после окончания нагруз­ки, что у 3 испытуемых (неспортсменов) сопровождалось холодным потом, жалобами на голо­вокружение, тошноту, боли в правом подреберье и мышцах, сердцебиение. Существенные разли­чия в ответной реакции на физическую нагрузку позволили разделить испытуемых на две группы: группу адаптации и группу дизадаптации.

Результаты лабораторных исследований кон­центрации ЛПС, активности гранулоцитарного и гуморального звеньев АЭИ представлены в табл. 1 и 2.

Из табл. 1 видно, что у всех испытуемых изна­чально  (до  проведения  физической  нагрузки)


 

ПОКАЗАТЕЛИ АКТИВНОСТИ АНТИЭНДОТОКСИНОВОГО ИММУНИТЕТА



Таблица 3. Показатели титров антибактериальных антител (AT) в плазме крови испытуемых до проведения физической нагрузки

 

Группы обследованных

AT к Е. eoti 014

AT к Pseudornonas aeruginosa

AT к Proteus

AT к Baiter aides

AT к

Klebsiella

AT к Candida albicans

Неспортсмены (л = 13)

8.6 ± 1.7

17.4 ±5.5

15.9 ±3.4

7.8 ± 1.2

11.0±0.5

66.5 ± 11.1

Легкоатлеты (п = 18)

14.8 ± 5.9

13.0 ±3.0

19.2 ±4.3

7-4±l.4

31.4±8.3

92.3 ±12.1

Баскетболисты (я = 17)

14.7 ±5.4

8.4 ±2.5

19.6 ±1.3

6.2 ±2.5

43.8 ±1.1

72.1 ±1.9

Контрольная группа(п = 30)

14.1 ±0.8

14.2 ±1.2

11 ±0.2

5.4 ±1.3

24.9 ± 1.1

25.2 ±0.6


концентрация ЛПС в плазме крови более чем в десять раз (р < 0.05) превышала содержание ЛПС в контрольной группе, причем особо высокое со­держание ЛПС отмечено у тех легкоатлетов и ба­скетболистов. у которых после нагрузки развива­лись реакции дизадаптации. При этом титры антиэндотоксиновых антител (к АПС /Rе-хемотипа) у испытуемых до нагрузки были значимо (p < 0.05) более низкими, чем в контрольной группе (табл. 2). Иными словами, у испытуемых создает­ся предпосылка для клинической реализации (ма­нифестации) эндотоксиновой агрессии, облигатным лабораторным симпатокомплексом которой являются как избыток ЛПС в кровотоке, так и относительная или абсолютная недостаточность АЭИ [3,4].

Весьма характерны изменения в содержании эндотоксина в кровотоке после физической на­грузки (табл. 1). У испытуемых, у которых разви­лись признаки дизадаптации. содержание ЛПС в плазме крови было значимо (p < 0.05) более высо­ким, чем у лиц без признаков дизадаптации. При хорошей адаптации у испытуемых наблюдалась тенденция к снижению концентрации эндотокси­на в кровотоке после физической нагрузки, при­чем особенно выраженной она была у легкоатле­тов и особенно у баскетболистов (p < 0.05). Па­раллельно отмечались изменения в показателях резервов связывания ЛПС гранулоцитами (табл. 2). До физической нагрузки в группах с хорошей адаптацией резервы связывания эндотоксина лейкоцитами были значимо (p < 0.05) более высо­кими, чем в группах с дизадантацией. После физи­ческой нагрузки у испытуемых с хорошей адапта­цией резервы связывания ЛПС снижались значи­тельно меньше, чем в группах с дизадаптацией. При этом у легкоатлетов с хорошей адаптацией снижение показателей связывания было незначи­мым (p > 0.05), в то время как у баскетболистов и неспортсменов с хорошей адаптацией снижение резервов связывания после физической нагрузки было значимым при p < 0.05. В группах с дизадап­тацией резервы связывания после физической на­грузки были значимо более низкими, чем до на­грузки (p < 0.05).

Полученные результаты показывают, что ре­акции адаптации и дизадаптации тесно связаны с показателями эндотокеннемии и антиэндотоксинового иммунитета. В нашем случае речь идет, конечно, об эндотоксине кишечной микрофло­ры, так как ни у кого из обследованных никаких заболеваний не было обнаружено.

Необходимо отметить, что результаты прове­денных исследований в принципе согласуются с результатами определения титров антител к ус­ловно патогенным грамотрицательным бакте­риям (табл. 3). Прежде всего, данные, приведен­ные в табл. 3, свидетельствуют о наличии у всех испытуемых иммунодефицитного состояния, особенно после физической нагрузки, о чем свиде­тельствует более чем двукратное повышение ти­тров антител к Candida albicans. Об этом же сви­детельствуют результаты определения титров антител к гликолипиду Rе-хемотипа и показате­ли связывания эндотоксина гранулоцитами (табл. 1 и 2).

Результаты, приведенные в табл. 3. показыва­ют, что у испытуемых причиной развития эндо­токсиновой агрессии могли быть P. Aeruginosa, Proteus и Klebsiella.

Причиной развития эндотоксиновой агрессии у неспортемснов, вероятнее всего, является хро­нический стресс (обусловленный зачетной сесси­ей), о чем свидетельствует достоверное повыше­ния уровня кортизола в моче. Так, у всех испыту­емых уровень кортизола в моче был значимо (p < 0.05) повышен по сравнению с нормой (контроль­ная группа). После физической нагрузки содер­жание кортизола в моче резко (p < 0.05) увеличи­валось. что свидетельствует о развитии у обсле­дованных стрессовой реакции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведенных исследований свиде­тельствуют о наличии у испытуемых уже до фи­зической нагрузки эндотоксиновой агрессии, в развитии которой принимают участие условно-патогенные грамотрицательные бактерии ки­шечной микрофлоры, а у неспортсменов - хрони­ческий стресс. Дизадаптация испытуемых к физи­ческим нагрузкам прямо связана с прогрессированием эндотоксиновой агрессии.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Селье Г. Общий адаптационный синдром. М.: Мед-газ. 1960.

2.    Селье Г. На уровне целого организма. М.: Мир. 1973.

3.     Yakovlev М. Yu. Elements of endotoxin theory of human physiology and pathology: "systemic endotoxinemia". "endotoxin aggression" and "endotoxin insufficien­cy?" // J. Endotoxin Research. 2000. V. 6. 2. P. 120.

4.     Яковлев М.Ю. "Эндотоксиновая агрессия" как предболезнь или универсальный фактор патогене­за заболеваний человека и животных // Успехи совр. биол. 2003. Т. 123. № 1. С. 31.

5.     Яковлев М.Ю. Системная эндотоксинемия в физи­ологии и патологии человека: Автореф. дис.  докт. мед. наук. М. 1993. 56 с.

6.     Лиходед В.Г., Ющук Н.Д., Яковлев М.Ю. Роль эн­дотоксина грамотрицательных бактерий в инфекционной и неинфекционной патологии // Арх. па­тологии. 1996. № 2. С. 8.

7.     Jeukendrup A.E., Vet-Joop К., Sturk A. et al. Relation­ship between gastro-intestinal complains and endotox­inemia, cytocine release and thecacute-phase reaction during and after a lone-distance triathlon in highly trained men // Clinical Science. 2000. V. 98. P. 47.

8.     Лиходед ВТ.. Аниховская И.А., Аполлонии А.В. и др. Fc-зависимое связывание эндотоксинов гра­мотрицательных бактерий полиморфноядерными лейкоцитами крови человека//Журн. микробиол. 1996. №2. С. 76.

9.  Аниховская И.А. Выявление групп риска, выбор тактики обследования и оценка эффективности лечения различных заболеваний по показателям антиэндотоксинового иммунитета: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. М.. 2001. 24 с.