Жедел стресс кезіндегі вегетативті жүйке жүйесінің жағдайы және биохимиялық процестер.

ӘОК 612.89:577.1

ЖЕДЕЛ СТРЕСС КЕЗІНДЕГІ ВЕГЕТАТИВТІ ЖҮЙКЕ ЖҮЙЕСІНІҢ ЖАҒДАЙЫ ЖӘНЕ БИОХИМИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕР

Кназбаева А.

Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Астана қ., Қазақстан

Ғылыми жетекші — Жетписбаев Б.А., м.ғ.д., профессор

Аннотация. Субтропиктік өңірден күрт континенттік климатқа көшкен шетелдік студенттерде алғашқы ай жіті бейімделу стрессімен өтеді. Жұмыстың мақсаты — Пәкістаннан Семейге келген студенттердегі биохимиялық өзгерістерді бастапқы вегетативтік тонусқа қарай бағалау. Негізгі топқа 70 пәкістандық, бақылау тобына 30 жергілікті студент енді. Вегетативтік тонус Кердо вегетативтік индексімен, реактивтілік Ашнер–Даньини көз-жүрек рефлексімен бағаланды; келген бойда және бір айдан кейін липидтердің асқын тотығу өнімдері, глутатион жүйесі мен лимфоциттердегі пурин алмасуы ферменттері өлшенді. Бастапқы тексеруде пәкістандық студенттердің 54,3%-ында симпатикотония тіркелді. Бір айда симпатикотониктерде диенді конъюгаттар 2,9 есе, малон диальдегиді 1,95 есе өсті, эйтониктерде глутатионпероксидаза белсенділігі 9 есе артты. Жіті бейімделу стресінің биохимиялық бейінін бастапқы вегетативтік тонус айқындайды.

Кілт сөздер: жіті стресс, вегетативтік тонус, липидтердің асқын тотығуы, антиоксиданттық қорғаныс, пурин алмасуы, бейімделу.

Кіріспе

Пәкістанның ыстық әрі ылғалды өңірлерінен Семейге оқуға келген студент алғашқы апталарда бірнеше жаңа жүктемені қатар көтереді. Қатты аяз бен күннің қысқаруы, үйреншікті емес тағам мен бейтаныс тілдік орта медициналық оқудың қарқынымен бір мезгілде қабаттасады. Мұндай кезең Г. Селье сипаттаған дабыл реакциясына сәйкес келеді: түрлі зиянды агенттер ағзада бірдей бейспецификалық жауап тудырады [1]. Семейде оқитын үнді студенттерінде қазақ құрдастарымен салыстырғанда өмір сапасы төмен, үрей мен депрессия белгілері жиі болған, ал авторлар оның себебін климат пен тілдік ортаның өзгерісімен байланыстырады [2]. Осы күйдің биохимиялық негізі біз шолған жұмыстарда сирек қаралады.

Стресс жағдайында ең алдымен вегетативті жүйке жүйесі (ВНЖ) іске қосылады. Симпатоадреналдық жүйе секундтар ішінде жұмылады, ал гипоталамус–гипофиз–бүйрек үсті безі осінің (ГГБ осі) гормондық жауабы кейінірек дамиды. Жіті стресте бұл өзгерістер ағзаны қорғайды, ал ұзаққа созылса, олардың өзі зақым келтіреді [3, 4]. Бастапқы вегетативтік тонус осы реакцияның қалай өрбитінін алдын ала белгілейді, оны Кердо вегетативтік индексі мен көз-жүрек рефлексі арқылы бағалау клиникалық тәжірибеде кеңінен қолданылады [5, 6].

Биохимиялық деңгейде катехоламиндердің тотығуы мен ГГБ осінің қозуы белсенді оттек түрлерінің (БОТ) түзілуін арттырып, липидтердің асқын тотығуын (ЛАТ) күшейтеді [7, 8]. Бос радикалды тотығуға супероксиддисмутаза (СОД), глутатионпероксидаза (ГПО) және глутатионредуктаза (ГР) ферменттерінің тізбегі қарсы тұрады [9, 10]. Дегенмен БОТ тек зақымдаушы агент емес: сутек асқын тотығы физиологиялық сигнал қызметін атқарады, ал зиян оның шекті деңгейден асқанында ғана басталады [11].

Емтихан кезеңінің өзі студенттерде тотығу-тотықсыздану тепе-теңдігін ығыстыра алады [12]. Иммундық жасушаларда аденозинмонофосфаттан (АМФ) 5′-нуклеотидаза (5′-НТ) арқылы түзілетін аденозин туа біткен иммунитетті реттейді, ал оны аденозиндезаминаза (АДА) ыдыратады [13]. Зерттеудің мақсаты — Пәкістаннан келген студенттерде Семейде тұрудың алғашқы айында ЛАТ өнімдерінің деңгейін, глутатион жүйесі мен лимфоциттердегі пурин алмасуы ферменттерінің белсенділігін бастапқы вегетативтік тонусқа қарай бағалау.

Жұмыстың жаңалығы осы үш биохимиялық блоктың бір топта, бастапқы тонуспен байланыста қатар қаралуында.

Тәжірибелік бөлім

Негізгі топты (II топ) Семей мемлекеттік медицина академиясына оқуға келген 70 пәкістандық студент құрады. Олардың жасы 19–25 жас (орташа 22,4±0,4 жыл), 91,4%-ы ер адамдар. Бақылау тобына (I топ) сол академияда білім алатын, Семейде тұрақты тұратын 30 жергілікті студент алынды.

Сабақ жүктемесі екі топта бірдей болды, ал климаттық-экологиялық ортаның ауысуын тек негізгі топ бастан кешті. Тексеру бастапқы кезеңде (келген бойда) және 1 айдан кейін жүргізілді, ВНЖ күйі қосымша 6 айдан кейін, жылы маусымда бағаланды. Алғашқы ай жіті бейімделу стресінің кезеңі ретінде қарастырылды.

Биохимиялық көрсеткіштердің екі мерзімдегі мәндері негізгі топта бастапқы тонусқа қарай бөлінген үш топшада салыстырылды: симпатикотония (n=38), эйтония (n=13), ваготония (n=19).

Вегетативтік тонус Кердо вегетативтік индексі (ВИ) бойынша есептелді: ВИ = (1 - ДҚ/ЖСЖ) × 100, мұндағы ДҚ - диастолалық қысым, ЖСЖ - 1 минуттағы жүрек соғу жиілігі [5, 6]. Нөлдік мән эйтонияны, оң мән симпатикалық, теріс мән парасимпатикалық ықпалдың басымдығын білдіреді. Вегетативтік реактивтілік Ашнер–Даньини көз-жүрек рефлексімен зерттелді: көз алмасын басқанда ЖСЖ-ның минутына 6–12 соққыға баяулауы қалыпты, күшті баяулау жоғарылаған, әлсіз баяулау төмендеген, баяуламау бұрмаланған реактивтілік ретінде бағаланды [5].

Биохимиялық талдаулар Семей мемлекеттік медицина университетінің орталық ғылыми-зерттеу зертханасында орындалды. Қан сарысуындағы диенді конъюгаттар (ДК) гептан-изопропанол сығындысында 233 нм-де өлшенді [14], малон диальдегиді (МДА) тиобарбитур қышқылымен түзілетін түсті кешен арқылы 532 нм-де анықталды [15]. Антиоксиданттық қорғаныс (АОҚ) ферменттері гемолизатта зерттелді: ГР белсенділігі тотықсызданған никотинамидадениндинуклеотидфосфаттың (НАДФН) тотығуымен (340 нм), ГПО белсенділігі тотыққан глутатионның жиналуымен (260 нм) есептелді. СОД белсенділігі феназинметасульфат жүйесінде нитротетразолий көгінің тотықсыздануын тежеу дәрежесімен сипатталды [16]. Шеткергі қан лимфоциттерінде АМФ-дезаминаза (бөлінген аммиак Бертло реакциясымен), АДА (Штрауб әдісімен) және 5′-НТ белсенділігі өлшеніп, нмоль/(с·мг ақуыз) бірлігімен көрсетілді; ақуыз Лоури әдісімен анықталды.

Деректер SPSS 20.0 бағдарламасында өңделді. Үлестірімнің қалыптылығы квантильдік (Q–Q) диаграммалармен тексеріліп, мәндер M±SD (орташа мән ± стандартты ауытқу) түрінде берілді. Топтар Стьюдент t-критерийімен салыстырылып, P<0,05 кезіндегі айырмашылық сенімді деп саналды.

Нәтижелерді талқылау

Бастапқы тексеруде екі топтың вегетативтік бейіні айтарлықтай ерекшеленді (1-кесте). Жергілікті студенттерде эйтония басым болды (43,3%), ал пәкістандық студенттердің 54,3%-ында симпатикотония тіркелді. Бір айдан кейін бұл үлес 60,0%-ға жетті, ал эйтония 18,6%-дан 15,7%-ға кеміді. Алғашқы тексеруде реактивтіліктің ең жиі бұзылысы оның төмендеуі еді: негізгі топта 40,0%, бақылауда 23,3%. Қалыпты реактивтілік пәкістандық студенттерде 20,0%-дан 15,7%-ға азайды, жергілікті студенттерде ол 43,3% және 40,0% деңгейінде сақталды.

Тонус пен реактивтілік бірге алынғанда, эйтония мен қалыпты реактивтілік негізгі топта тек 7 студентте (10,0%) қатар кездесті. Симпатикотония мен төмендеген реактивтілік 22 адамда (31,4%), ваготония мен бұрмаланған реактивтілік 10 адамда (14,3%) байқалды. Алты айдан кейін, жылы маусымда, эйтония үлесі 61,4%-ға жетіп, симпатикотония 22,9%-ға, ваготония 15,7%-ға дейін кеміді. Қалыпты реактивтілік 44,3%-ға дейін көбейгенімен, бақылау тобындағы деңгейге (60,0%) әлі жетпеді. Бұл алғашқы айдағы вегетативтік ығысудың жіті әрі қайтымды сипатын көрсетеді.

1-кесте. Бақылау (I) және негізгі (II) топтардағы ВНЖ күйі, абс. саны (%)

ЛАТ өнімдері топшалар арасында әртүрлі өзгерді (2-кесте). Симпатикотониктерде бір айда ДК 2,9 есе, МДА 1,95 есе өсті. МДА гидроасқын тотықтар ыдырағанда түзілетін екіншілік өнім [10], сондықтан оның жиналуы асқын тотығу тізбегінің соңғы сатысына дейін жеткенін білдіреді.

Катехоламиндер өздігінен тотыққанда супероксид пен сутек асқын тотығы пайда болады [7], ал ГГБ осінің белсенуі жасушаларда тотығу стрессін тудырады [8]. Симпатикалық басымдық кезінде осы екі көз қатар жұмыс істеуі ықтимал. Эйтониктерде тек ДК өсті (4,9 есе), МДА сенімді өзгермеді.

Ваготониктерде ДК 3,8 есе артып, МДА 1,3 есе азайды, дегенмен оның бастапқы деңгейі осы топшада ең жоғары болған (3,6 мкмоль/мл).

2-кесте. Пәкістандық студенттердегі ЛАТ өнімдері мен глутатион жүйесі ферменттерінің бастапқы вегетативтік тонусқа қарай өзгеруі, M±SD

Ескерту: * — бастапқы мәнмен салыстырғанда айырмашылық сенімді (P<0,05).

Глутатион жүйесінің жауабы да әр топшада өзінше өрбіді. Симпатикотониктерде ГПО белсенділігі 2 есе артты. ГР бастапқыда дәл осы топшада ең жоғары болғанымен (45,0 мкмоль/мл), бір айда 1,1 есе төмендеп, ГПО-ның өсуінен қалып қойды.

Тотыққан глутатион ГР мен НАДФН арқылы ғана қайта тотықсызданады [9], сондықтан күшейген ГПО жұмысы глутатион қорын тез сарқуы мүмкін. Мұны адренергиялық жұмылдыру деп түсіндіруге болады: қорғаныс белсенді іске қосылады, бірақ оған көп ресурс жұмсалады.

Эйтониктерде ГПО белсенділігі 9 есе өсті, ГР сенімді өзгермеді. ГПО липидтердің гидроасқын тотықтарын глутатион есебінен гидрокси-туындыларға айналдырады [9]. Біздің ойымызша, эйтониктерде гидроасқын тотықтар МДА-ға дейін ыдырап үлгермей, осы жолмен залалсызданады.

Конъюгацияланған диен құрылымы гидрокси-туындыларда сақталатындықтан, ДК жоғары деңгейде қала береді. ГПО-ның мұндай белсенуі сутек асқын тотығын сигналдық деңгейде ұстап, тотығу эустресінің шегінен шығармауы да мүмкін [11].

Ваготониктердегі бейін басқаша: ГПО белсенділігі 5 есе төмендеді, ал ГР 1,19 есе жоғарылады. Бір қарағанда МДА-ның азаюы қолайлы болып көрінгенімен, ДК-ның жиналуы мен ГПО-ның күрт тежелуі антиоксиданттық қордың әлсіздігін аңғартады.

Бастапқы ГПО осы топшада ең жоғары (0,5 мкмоль/мл), эйтонияда ең төмен (0,1 мкмоль/мл) болған. Ферменттің бір ай ішінде жұмсалып таусылғаны туралы болжауға негіз бар, ал кейінгі кезеңде гидроасқын тотықтардың ыдырауы күшеюі мүмкін. ГР-дың өсуі глутатион қорын сақтауға бағытталған өтемдік жауап болуы ықтимал.

СОД белсенділігі үш топшада да сенімді артты (P<0,05). Супероксидтің сутек асқын тотығына айналуы жеделдесе, ГПО-ға түсетін жүктеме де өседі [10]. Ендеше симпатикотониктер мен ваготониктердегі ГПО динамикасының қарама-қарсы бағытын ферменттің бастапқы қоры мен оның жұмсалу жылдамдығы айқындауы мүмкін.

Лимфоциттердегі пурин алмасуы ферменттері де бастапқы тонусқа қарай әр бағытта өзгерді (3-кесте). Симпатикотониктерде 5′-НТ 1,55 есе, АДА 1,4 есе өсіп, АМФ-дезаминаза 1,4 есе азайды. Бастапқы күйде бұл топшада АДА ең төмен, АМФ-дезаминаза ең жоғары болған еді, ал бір айда ферменттер арақатынасы аденозин арқылы өтетін жолға қарай ауысты.

Олай болса, АМФ негізінен дефосфорланып аденозинге айналады, ал аденозин АДА арқылы тез ыдырайды. Аденозин жасушада жиналмайды, алмасу жоғары қарқынмен жүреді.

3-кесте. Лимфоциттердегі пурин алмасуы ферменттері, нмоль/(с·мг ақуыз), M±SD

Ескерту: * — бастапқы мәнмен салыстырғанда айырмашылық сенімді (P<0,05).

Эйтониктерде АМФ-ты пайдаланатын екі фермент те тежелді: АМФ-дезаминаза мен 5′-НТ белсенділігі 2,0 есе төмендеді, ал АДА 1,24 есе артты. Мұндай жағдайда АМФ жасушада жиналуы мүмкін. Бастапқыда да ең төмен болған 5′-НТ ваготониктерде тағы 1,9 есе азайды, АДА 1,23 есе төмендеді, ал АМФ-дезаминаза сенімді өзгермеді. Демек, АМФ дезаминдену жолымен ыдырай береді, ал түзілген аденозиннің жойылуы баяулап, оның жиналуына жол ашылады. Аденозин A2A рецепторлары арқылы иммундық жасушалардың белсенділігін басады [13], сондықтан ваготониктерде иммундық бейімделу баяу жүруі ықтимал.

Алынған деректерге сүйенсек, жіті бейімделу стрессінің бірыңғай биохимиялық суреті жоқ, оның бағытын бастапқы вегетативтік тонус айқындайды. Емтихан кезінде студенттерде сілекейдегі сутек асқын тотығы артып, оны ыдырату белсенділігі төмендейтіні сипатталған [12]. Біздің нәтижелеріміз бұған тағы бір өлшем қосады: ығысудың бағыты мен дәрежесі бастапқы тонусқа байланысты.

Анықталған өзгерістер Семейдегі шетелдік студенттерде сипатталған әлеуметтік-психологиялық қиындықтардың [2] биохимиялық жалғасы болуы мүмкін. ЛАТ пен АОҚ арасындағы теңгерімсіздіктің ұзақ сақталуы созылмалы аурулардың қаупімен байланысты [10]. Сондықтан шетелдік студенттердің бейімделуін бағалағанда психологиялық сауалнамалармен қатар вегетативтік тонусты да ескерген жөн.

Зерттеудің шектеулері бар: бақылау мерзімі бір аймен шектелді, катехоламиндер мен кортизол тікелей өлшенбеді, эйтониктер топшасы шағын (13 адам).

Қорытынды

Семейде тұрудың алғашқы айында пәкістандық студенттердің көпшілігінде вегетативтік тепе-теңдік бұзылып, тонус симпатикалық бағытқа ығысады (бір айда 60,0%), ал алты айдан кейін эйтония басым болады. ЛАТ пен глутатион жүйесінің жауабы бастапқы тонусқа тәуелді. Симпатикотонияда ЛАТ-тың екі сатысы да күшейеді, эйтонияда тотығу алғашқы өнімдер деңгейінде тоқтайды, ал ваготонияда ГПО белсенділігі құлдырап, антиоксиданттық қор әлсірейді. Лимфоциттердегі АМФ пен аденозиннің айналымы да тонусқа қарай әр бағытта өзгереді: симпатикотонияда аденозин тез ыдырайды, ал ваготонияда оның жиналуына жағдай туындайды.

Кердо вегетативтік индексі мен Ашнер–Даньини көз-жүрек рефлексі арнайы зертхананы қажет етпейді: тонометр мен секундомер жеткілікті, ал тексеру бірнеше минутқа созылады. Оларды шетелдік студенттер оқуға келген бойда бейімделу қаупі жоғары топты анықтау үшін қолдануға болады. Бастапқы тонусты білу биохимиялық ығысудың ықтимал бағытын алдын ала болжауға, ал ЛАТ күшейген немесе антиоксиданттық қоры әлсіз топтарды ерте бақылауға алуға мүмкіндік береді.

Әдебиеттер тізімі

1. Selye H. A syndrome produced by diverse nocuous agents / H. Selye // Nature. - 1936. - Vol. 138, № 3479. - P. 32. - DOI 10.1038/138032a0.

2. Socio-psychological adaptation capabilities of foreign students / G.Zh. Sakhipova, S.Zh. Kulkayeva, N.A. Abenova [et al.] // Science & Healthcare. - 2021. - Vol. 23, № 2. - P. 140–147. - DOI 10.34689/SH.2021.23.2.015.

3. Ulrich-Lai Y.M. Neural regulation of endocrine and autonomic stress responses / Y.M. Ulrich-Lai, J.P. Herman // Nature Reviews Neuroscience. - 2009. - Vol. 10, № 6. - P. 397–409. - DOI 10.1038/nrn2647.

4. Russell G. The human stress response / G. Russell, S. Lightman // Nature Reviews Endocrinology. - 2019. - Vol. 15, № 9. - P. 525–534. - DOI 10.1038/s41574-019-0228-0.

5. Вегетативные расстройства: клиника, диагностика, лечение / под ред. А.М. Вейна. - М.: Медицинское информационное агентство, 1998. - 752 с.

6. Kérdö I. Ein aus Daten der Blutzirkulation kalkulierter Index zur Beurteilung der vegetativen Tonuslage / I. Kérdö // Acta Neurovegetativa. - 1966. - Bd. 29, № 2. - S. 250–268. - DOI 10.1007/BF01269900.

7. Contribution of catecholamine reactive intermediates and oxidative stress to the pathologic features of heart diseases / V.M. Costa, F. Carvalho, M.L. Bastos [et al.] // Current Medicinal Chemistry. - 2011. - Vol. 18, № 15. - P. 2272–2314. - DOI 10.2174/092986711795656081.

8. Activation of the hypothalamic-pituitary-adrenal stress axis induces cellular oxidative stress / J.G. Spiers, H.-J.C. Chen, C. Sernia, N.A. Lavidis // Frontiers in Neuroscience. - 2015. - Vol. 8. - Art. 456. - DOI 10.3389/fnins.2014.00456.

9. Lubos E. Glutathione peroxidase-1 in health and disease: from molecular mechanisms to therapeutic opportunities / E. Lubos, J. Loscalzo, D.E. Handy // Antioxidants & Redox Signaling. - 2011. - Vol. 15, № 7. - P. 1957–1997. - DOI 10.1089/ars.2010.3586.

10. Reactive oxygen species, toxicity, oxidative stress, and antioxidants: chronic diseases and aging / K. Jomova, R. Raptova, S.Y. Alomar [et al.] // Archives of Toxicology. - 2023. - Vol. 97, № 10. - P. 2499–2574. - DOI 10.1007/s00204-023-03562-9.

11. Sies H. Reactive oxygen species (ROS) as pleiotropic physiological signalling agents / H. Sies, D.P. Jones // Nature Reviews Molecular Cell Biology. - 2020. - Vol. 21, № 7. - P. 363–383. - DOI 10.1038/s41580-020-0230-3.

12. NOX2 as a biomarker of academic performance: evidence from university students during examination / C. Nocella, A. D'Amico, R. Cangemi [et al.] // Antioxidants. - 2024. - Vol. 13, № 5. - Art. 551. - DOI 10.3390/antiox13050551.

13. Haskó G. Adenosine: an endogenous regulator of innate immunity / G. Haskó, B.N. Cronstein // Trends in Immunology. - 2004. - Vol. 25, № 1. - P. 33–39. - DOI 10.1016/j.it.2003.11.003.

14. Гаврилов В.Б. Спектрофотометрическое определение содержания гидроперекисей липидов в плазме крови / В.Б. Гаврилов, М.И. Мишкорудная // Лабораторное дело. - 1983. - № 3. - С. 33–35.

15. Стальная И.Д. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты / И.Д. Стальная, Т.Г. Гаришвили // Современные методы в биохимии / под ред. В.Н. Ореховича. - М.: Медицина, 1977. - С. 66–68.

16. Nishikimi M. The occurrence of superoxide anion in the reaction of reduced phenazine methosulfate and molecular oxygen / M. Nishikimi, N.A. Rao, K. Yagi // Biochemical and Biophysical Research Communications. - 1972. - Vol. 46, № 2. - P. 849–854. - DOI 10.1016/S0006-291X(72)80218-3.