ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2008, том 34, № 1, с. 114-125
УДК 612.014.41+612.274:612.453+612.433'441+612.433'451+612.433'65+612.453+577.175.53+612.44+577.175.44+577.175.52
ВЛИЯНИЕ ГИПЕРБАРИЧЕСКОЙ СРЕДЫ РАЗЛИЧНОГО ГАЗОВОГО СОСТАВА НА ГОРМОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ И СЛЮНЫ
ЗДОРОВОГО ЧЕЛОВЕКА
© 2008 г. Ю. А. Попова, Л. Б. Буравкова, И. М. Ларина, Б. Н. Павлов
Государственный научный центр РФ - Институт медико-биологических проблем, Москва
Поступила в редакцию 24.05.2007 г.
Изучали динамику гормональных показателей у здоровых обследуемых при проведении экспериментальных водолазных спусков длительностью 3—18 суток в условиях гипероксической кислородно-азотно-гелиевой и аргоносодержащих сред (нормоксической и гипоксической). С использованием радиоиммунных и иммуноферментных методов определяли уровни гормонов в крови (гормон роста, ад-ренокортикотропный гормон, тиреотропный гормон (ТТГ), тиреоидные гормоны, общий кортизол, инсулин, С-пептид) и слюне (свободный кортизол) в течение и после окончания гипербарического воздействия. Показано, что колебания этих гормонов в большинстве значений не превышали диапазон клинической и индивидуальной нормы. Статистически значимое повышение уровня общего кор-тизола и выраженный подъем ТТГ в крови были зарегистрированы в условиях гипоксических кислородно-азотной и кислородно-азотно-аргоновой сред. По результатам динамики уровня свободного кортизола в слюне обнаружены наиболее стрессогенные периоды экспериментальных воздействий.
Общепризнанно, что адаптация организма к изменяющимся условиям внешней среды осуществляется с участием гормональной системы. При значимом для организма изменении в окружающей среде закономерно развивается стресс-синдром, который составляет неотъемлемый компонент срочного этапа адаптации. При этом происходит значительное возбуждение высших вегетативных центров и, как следствие, адренергической и гипофизарно-ад-реналовой систем, в результате чего реализуется эффект секреции в кровь и достижение высоких концентраций катехоламинов и глюкокортикоидов [1, 2]. Гипербарическая среда, отличающаяся от нормобарической рядом свойств (величиной повышенного давления, изменением состава газовой среды, вариациями парциального давления кислорода, длительной изоляцией в замкнутом отсеке барокамеры, отличными от воздушной среды температурой и теплопроводностью, процессами насыщения-рассыщения тканей газами), может вызвать мобилизацию регуляторных механизмов, обеспечивающих адаптацию организма к новым условиям обитания, что, в том числе, отражается на динамике гормональных параметров.
Пребывание человека в среде повышенного давления связано не только с профессиональной деятельностью (водолазные и кессонные работы) и формой активного отдыха (дайвинг), но и лечебными процедурами: в случаях возникновения специфических заболеваний водолазов и дайверов гипербарическое воздействие (лечебная рекомпрессия, гипербарическая оксигенация) является основным методом лечения [3-5].
Исследование гормональных показателей крови позволяет в определенной мере изучить направленность процессов адаптации к многообразным факторам гипербарической среды. Литературные данные о характеристике динамики гормонов, задействованных в стрессорной реакции, неоднозначны в силу разнообразия методических условий проведения экспериментов [6-11].
Учитывая трудности, связанные с особенностями взятия крови в барокамере, необходимостью декомпрессии проб, весьма актуальным является использование неинвазивных и доступных методов определения гормональных показателей в других биологических средах, например, в слюне. Так, известно, что динамика уровня свободной фракции кортизола в слюне является весьма показательной при оценке выраженности стресс-реакции [12-14].
Целью настоящей работы являлось изучение динамики уровней гормонов гипофиза, коры надпочечников, щитовидной и поджелудочной желез в крови, и свободного кортизола в слюне у здоровых обследуемых при экспериментальных спусках в условиях газовых сред различного состава.
МЕТОДИКА
Материалом исследования являлись пробы венозной крови и слюны, полученные у здоровых обследуемых в ходе проведения комплексных гипербарических экспериментов. Все экспериментальные водолазные спуски осуществлялись в наземном барокомплексе ГВК-250 ГНЦ РФ - ИМБП РАН.
Таблица 1. Основные параметры экспериментальных водолазных спусков с использованием различных газовых сред
№ Максимальная глубина спуска, м вод. ст. Состав газовой среды рО2, кгс/см2 Длительность спуска, сут Число и пол обследуемых
2 40 02-М2-Ие 0.45-0.50 7 2 муж.
3 40 02-М2-Ие* 0.45-0.50 5.5 3 муж.
4 70 воздух 0.45-0.50 4.5 3 жен.
02-М2-Ие 1 муж.
условия обычной жизнедеятельности 3 жен.
5 5 02-М2-АГ 0.21 18 3 муж.
6 5 02-М2-АГ 0.15 3 3 муж.
7 5 02-^ 0.15 3 2 муж.
* Периодическое дыхание подогретой кислородно-гелиевой смесью.
Программы проведения экспериментальных спусков и методики исследований были одобрены комиссией по биомедицинской этике ГНЦ РФ - ИМБП РАН. Все обследуемые были ознакомлены с условиями проведения экспериментов и подписали информированное согласие на добровольное участие в них.
Изучение гормональных показателей проводили при экспериментальных спусках методом длительного пребывания под повышенным давлением (ДП) на "глубины" 40-70 м в условиях кислородно-азотно-гелиевой среды (КАГСр) продолжительностью 4-7 суток, и на "глубину" 5 м в условиях нор-моксической и гипоксической аргоносодержащей среды (экспозиция 18 и 3 суток соответственно) (табл. 1). Длительное пребывание (4-7 суток) в КАГСр при давлении 40-70 м вод. ст. (что соответствует 0.4-0.7 МПа или 4-7 кгс/см2) представяло апробацию трех модификаций нового режима лечебной рекомпрессии, разработанного в ГНЦ РФ -ИМБП РАН [15, 16]. В тестировании режима рекомпрессии принимали участие девять здоровых обследуемых обоего пола. В одном из спусков обследуемым проводились сеансы дыхания подогретой кислородно-гелиевой смесью (КГС) с помощью аппарата "Ингалит" (производства СКБ ЭО при ГНЦ РФ - ИМБП РАН) на "глубинах" 0, 15, 40 м (данный режим представлял апробацию варианта лечебной рекомпрессии при оказании медицинской помощи пациентам с декомпрессионными расстройствами, сочетанных с переохлаждением). Контрольную группу к группе обследуемых, участвующих в спуске по режиму лечебной рекомпрессии до давления 70 м вод. ст., составляли трое здоровых обследуемых, которые находились при нормальном атмосферном давлении воздуха в условиях обычной жизнедеятельности.
Комплексные эксперименты по изучению влияния на организм здорового человека, в том числе на гормональные показатели крови, аргоносодержа-щих сред (рАг = 0.5 кгс/см2) при давлении 5 м вод. ст.
проводили с участием шести здоровых обследуемых. Длительное пребывание обследуемых в нор-моксической кислородно-азотно-аргоновой среде (КААрСр) составляло 18 суток, в гипоксической (рО2 = 0.15 кгс/см2) КААрСр - 3 суток. Для анализа влияния состава газовой среды было проведено сравнение с гипоксической кислородно-азотной средой (КАСр) с аналогичным содержанием кислорода.
Пробы венозной крови отбирали из локтевой вены обследуемых, находившихся в состоянии натощак утром. В условиях гипербарии венепункцию проводил врач-спецфизиолог, пробы крови из барокамеры вышлюзовывали по специальному режиму декомпрессии.
При экспериментальных спусках по режиму лечебной рекомпрессии взятие проб крови проводили в фоновом периоде, во время гипербарического воздействия на "глубине" 40 м или в начале декомпрессии (при давлении 32 м вод. ст.), а также в периоде последействия (в первые сутки и на 7-8-е сутки этапа реадаптации).
Пробы венозной крови в ходе 18-суточного пребывания обследуемых при давлении 5 м вод. ст. в условиях нормоксической кислородно-азотно-аргоновой среды отбирали в следующие сроки: в фоновом периоде, на 6-е и 11-е сутки пребывания под повышенным давлением и после окончания гипербарического воздействия. Для исследования влияния экспериментальных спусков до давления 5 м вод. ст. в условиях гипоксических кислородно-азотной и кислородно-азотно-аргоновой сред длительностью трое суток пробы забирались в фоновом периоде (за 1 сутки до "погружения"), на 3-и сутки периода изопрессии и после декомпрессии.
В полученных пробах сыворотки крови проводили определение уровней гормонов, задействованных в развитии адаптивных реакций: со стороны гипофиза - гормона роста, тиреотропного гормона (ТТГ), адренокортикотропного гормона
(АКТГ); щитовидной железы - трийодтиронина (Г3), тироксина (Т4); коры надпочечников - общего кортизола; поджелудочной железы - инсулина и С-пептида. Измерение уровней гормонов осуществляли методами радиоиммунного и иммуно-ферментного анализа с использованием стандартных наборов реактивов фирм "Immunotech" (Чехия) и "DSL" (США).
В качестве вспомогательных показателей использовали расчетные отношения уровней ряда гормонов: инсулин/С-пептид, Т3/Т4, кортизол/ин-сулин. Использование этих соотношений позволяет косвенно оценить обменные процессы в организме. Расчетный индекс инсулин/С-пептид отражает как уровень секреции инсулина, так и гормон-клеточные взаимодействия в процессе адаптации к измененным условиям обитания [17]. Отношение Т3/Т4 показывает скорость синтеза более активного Т3 из Т4. Соотношение кортизол/ин-сулин использовалось для оценки выраженности стресс-реакции. Его повышение отражает преобладание катаболических процессов над анаболическими [18, 19].
В пробах слюны, полученных у обследуемых в предэкспериментальный период, в условиях гипербарии и на этапе последействия, определяли уровень свободного кортизола. Известно, что уровень свободной фракции этого гормона является чувствительным индикатором стресс-реакции [12-14, 20-22]. Для взятия проб слюны применяли систему "Salivette" (фирма "Sarstedt", Германия), включающую ватный тампон и пробирку для центрифугирования. Для получения сравнимых результатов пробы слюны у всех обследуемых получали в 9.0010.00 утра.
Обработку результатов определения гормональных показателей проводили на основе стандартного пакета статистических программ "Statist
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.