Динамика показателей фактического питания, иммунологической реактивности и физической работоспособности старших школьников

И зучение причин, обусловливающих проявление иммунологической недостаточности даже у практически здоровых людей, представляет собой интерес в связи с ростом инфекционных, аллергических, аутоиммунных и неопластических заболеваний, в патогенезе которых ведущую роль играют нарушения иммунной системы.

Широкий комплекс исследований, проведенный во многих странах, свидетельствует, что недостаточность энергии и пластических материалов, поступающих в организм с пищей -основная причина повышенной восприимчивости к бактериальным инфекциям, которая является следствием существенных изменений в иммунной системе. Качественный и количественный состав пищевых рационов должен обеспечить потребность организма в веществах, из которых в его клетках могут синтезироваться собственные структуры, необходимые для процессов жизнедеятельности, приспособительных и защитных реакций. Поэтому, изучение особенностей характера питания на функционирование системы защиты организма весьма перспективно, поскольку оно создает предпосылки не только для понимания закономерностей, которые лежат в основе иммунологиче- ской реактивности, но и управления ими. К сожалению, несмотря на важное значение влияния питания на иммунологическую реактивность организма, до сих пор продолжают оставаться малоизученным влияние фактического питания и отдельных его ингредиентов на иммунный статус у практически здоровых людей в зависимости от их профессиональной деятельности, режима двигательной активности и климатических условий в различных биогеохимических провинциях. По-видимому, именно этим объясняются слишком робкие попытки использования отдельных нутриентов в качестве добавок к рационам питания с целью иммунокоррекции.

Таким образом, проблема комплексного изучения состояния фактического питания и иммунологической реактивности у учащейся молодежи является актуальной, поскольку ее решение позволит установить возможные причины возникновения иммунодефицитных состояний, выяснить адаптационные резервы организма и наметить профилактические мероприятия по предотвращению развития иммунологической недостаточности.

Работа выполнена на школьниках основной медицинской группы в возрасте от 16 до 18 лет. Первую группу составили юноши, вторую группу составили девушки. Исследования, проведенные по оценке фактического питания показали, что потребление основных пищевых веществ старшими школьниками в течение всего учебного года оказались ниже рекомендуемых физиологических норм. В частности, осенью у юношей в суточном рационе питания количество липидов было меньше необходимого на 25,6%, белков - на 30% ( в т.ч. животного происхождения - на 49%), углеводов -на 30%. У девушек, в этот же период года, недостаток этих нутриентов составил соответственно 21%; 26%; (43%) и 26%. К концу учебного года содержание жиров, белков и углеводов в пищевых рационах сократилось, по сравнению с осенью, у юношей соответственно на 1,6%; 15,5% (9%); 15,5% (P<0,05). А у девушек это снижение было более ровным: жиров на 14%; белков - на 12% ( животного происхождения - на 12%); углеводов -на 11% (P<0,05). Калорийность пищи, как и содержание основных пищевых веществ в суточных рационах у старших школьников была ниже требуемой. Энергетическая ценность рационов питания в начале и конце учебного года составила у юношей 71,2% и 60% от нормы, а у девушек - 77,8% и 63,7% соответственно [1].

По соотношению основных пищевых веществ суточные рационы питания учащихся как осенью, так и весной имели четко выраженную углеводную направленность с большим дефицитом доли жиров.

Обеспеченность витаминами старших школьников различалась между группами. В осенний период юноши испытывали недостаток только в пиридоксине - на 10%, в то время, как у девушек потребность в аскорбиновой кислоте удовлетворялась на 74%, рибофлавине - на 80%, пиридоксине - на

69%. Насыщенность рационов питания юношей и девушек тиамином превышала рекомендуемые нормы в течение всего исследуемого периода. Весной потребление всех витаминов значительно сократилось. В частности, в конце учебного года юноши и девушки испытывали дефицит в аскорбиновой кислоте на 13% и 37%; рибофлавине - на 6% и 27%; пиридоксине - на 15% и 44% соответственно.

Содержание минеральных веществ (калия, кальция, магния, фосфора) в суточных рационах питания различалось между учащимися старших классов: юноши в течение всего учебного года не испытывали недостатка в этих минеральных веществах, а у девушек обеспеченность вышеперечисленными макроэлементами, в большинстве случаев, оказалась ниже рекомендуемых норм и составила осенью и весной соответственно:калием - 61% и 56%; кальцием 61% и 56%; магнием -107% и 106%; фосфором - 64% и 60%.

Следовательно, суточные рационы питания юношей и девушек старших классов средней школы не были сбалансированы по соотношению основных пищевых ингредиентов, потреблению жиров, белков (в т.ч. животного происхождения) и углеводов, энергетическая ценность пищевых рационов не соответствовала рекомендуемым физиологическим нормам [1,2].

Такое состояние питания может негативно сказаться на физическом развитии и состоянии здоровья учащихся старших классов. Несбалансированность фактического питания, недостаточное количество пищевых ингредиентов, особенно у девушек, снижение потребления белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ в весеннее время отражают среднесуточные наборы продуктов. У старших школьников, особенно у девушек, на низком уровне, по-видимому, находилось потребление рыбы, рыбо- и морепродуктов, мясных и молочных продуктов, свежих ягод, фруктов и овощей; одновременно с этим в некотором избытке потреблялись хлеб и хлебопродукты, крупы.

Концентрация гемоглобина в обеих группах школьников в течение года подвергалась заметным изменениям, не выходя однако за рамки физиологической нормы. При этом направленность сдвигов, чаще всего, совпадала у всех испытуемых. Например, в осенние месяцы наблюдалось достоверное возрастание уровня гемоглобина как у юношей, так и у девушек соответственно на 14 и 18% (Р<0,001) относительно исходного уровня. В зимние месяцы в обеих группах школьников отмечалось более низкое содержание гемоглобина в крови по сравнению с осенним периодом. У юношей эта разница составила 6% (Р<0,001), а у девушек - 8,4% (Р<0,001). Однако, несмотря на это, концентрация гемоглобина у всех школьников оставалась достоверно выше исходных значений. Весной по сравнению с зимним периодом содержание гемоглобина в крови в обеих группах исследуемых практически не изменилось, но оставалось достоверно выше исходного, летнего уровня (Р<0,05). Следует отметить, что уровень гемоглобина в крови у юношей оказался несколько выше, чем у девушек. Особенно заметными и достоверными эти различия были в летние и зимние месяцы.

Содержание железа в плазме крови в обеих исследуемых группах школьников в течение года подвергалось значительным колебаниям, причем выявленные сдвиги носили однонаправленный характер у большинства обследованных лиц и зависели от времени года. Осенью по сравнению с летом количество плазменного железа значительно возрастало в обеих группах соответственно на 64 и 63%

(Р<0,05), достигнув максимальных своих значений в годичном цикле наблюдений. В осенне-зимние месяцы имело место резкое сокращение уровня железа в плазме крови. Причем это снижение было примерно одинаковым как у юношей (на 38%; Р<0,001), так и у девушек (на 39%; Р<0,001). Весной количество плазменного железа у всех испытуемых практически не отличались от его значений в летние и зимние месяцы. Следует отметить, что у юношей, почти на всех этапах исследования содержание железа в плазме крови было несколько выше, нежели у девушек.

Как показали исследования, содержание железа в форменных элементах крови в течение года тоже подвергалось заметным колебаниям, которые по своей направленности были, примерно, одинаковыми как у юношей, так и у девушек. В частности, в осенние месяцы по сравнению с летним периодом уровень железа в клетках крови так же как и в плазме поднимался до максимальных значений: у юношей - на 10% (Р<0,05) и у девушек - на 9% (Р<0,05). В осенне-зимний период у всех школьников проявилась направленность к некоторому снижению уровня эритроцитного железа. В весенние месяцы, относительно осени, сокращение концентрации железа в клетках крови оказалось более выраженным в обеих группах и составило у юношей - 10% (Р<0,05), а у девушек -6% (Р>0,05), что приблизило этот показатель обмена железа практически к исходному летнему уровню [5].

Содержание железа в рационах питания школьников в зимнее время года находилось ниже рекомендуемых норм в 1,5-2 раза, вследствие чего баланс железа оказался отрицательным. Общее выделение железа из организма превышало его поступление с пищей у юношей на 1,88 мг, а у девушек на 1,49 мг в сутки. Летом поступление железа с пищей в условиях оздоровительно-спортивного лагеря было значительно ниже, чем зимой: у юношей -на 45% (Р<0,05) и у девушек - на 42% (Р<0,05). В обоих случаях баланс железа оказался резко отрицательным со среднесуточным дефицитом этого биотика соответственно 5,74 мг и 4,63 мг, то есть в 3 раза больше, нежели зимой. Совершенно очевидно, что отрицательный баланс железа в организме старших школьников в зимние и особенно в летние месяцы обусловлен недостаточным поступлением алиментарного железа с рационом питания.

Нетрудно заметить, что основное количество железа выделялось интестинальным путем и составило более 99% от общей его экскреции. Потери железа с мочой настолько малы (менее 1%), что едва бы могли заметно повлиять на баланс железа в организме практически здоровых подростков. Наши данные относительно количественного выделения железа ренальным путем соответствуют результатам других авторов [4].

Большинство показателей клеточного иммунитета у обследованных групп школьников подвергались значительным сезонным изменениям, не выходя за рамки физиологических норм. В частности, если в обеих группах исследуемых школьников количество лимфоцитов в крови (как относительное, так и абсолютное) в течение года практически не изменялось и не имело достоверных различий между юношами и девушками, то иная картина просматривалась в показателях Т-лимфоцитов. В исходном осеннем периоде у девушек относительное и абсолютное число Т-клеток было несколько выше, нежели у юношей соответственно на 11% и 26% (Р>0,05). В зимние месяцы наблюдалось заметное возрастание этих показателей клеточного иммунитета: у юношей соответственно на 39% и 44% (Р<0,05), а у девушек - на 27% (Р<0,05) и 21% (Р>0,05). Весной показатели Т-лимфоцитов продолжали возрастать, по сравнению с осенним периодом, в обеих группах исследуемых школьников и достигли максимальных своих значений за период наблюдения. У юношей прирост относительного и абсолютного количества Т-клеток составил соответственно 68% и 74% (Р<0,001), а у девушек значительно меньше - 33% (Р<0,05) и 27% (Р>0,05). В результате у юношей в конце учебного года относительное число Т-лимфоцитов оказалось достоверно выше, чем у девушек (на 14%; Р<0,05).

Еще более выраженным сезонным колебаниям подвергся другой показатель клеточного иммунитета - В-лимфоциты. В частности, имело место достоверное возрастание относительного и абсолютного содержания В-лимфоцитов в зимние месяцы, относительно осени: у юношей - на 32% и 25%, а у девушек - на 72% и 112% соответственно. К концу учебного года этот показатель иммунологической реактивности у юношей продолжал увеличиваться, по сравнению с исходным его уровнем на 68% и 58% (Р<0,001), в то время как у девушек относительное число В-клеток оставалось практически на зимнем уровне и было достоверно выше, относительно осени.

Следует отметить, что у юношей относительное количество В-лимфоцитов осенью и весной было достоверно выше, нежели у девушек соответственно на 31% и 33% (Р<0,001), а абсолютное количество В-клеток достоверно превышало лишь осенью (на 50%; Р<0,01) и отчасти весной (на 19%; P>0,05).

Изменения показателей гуморального иммунитета иммуноглобулинов (Ig) классов G, М, А в течение учебного года были диаметрально противопо- ложными, по сравнению с сезонной динамикой показателей клеточного иммунитета. В частности, количество Ig G как у юношей, так и у девушек уменьшилось зимой, относительно исходного периода соответственно на 10% (Р>0,05) и на 26% ( Р< 0,001). К концу учебного года содержание Ig G еще больше сократилось, по сравнению с осенью: у юношей на 37%, а у девушек - на 41% (Р< 0,001) и достигло своих минимальных значений за период наблюдения.

Концентрация Ig класса М у юношей, по сравнению с девушками, достоверно упала уже в зимние месяцы на 35%, относительно исходного уровня, (у девушек количество IgМ зимой практически оставалось на осеннем уровне). К концу учебного года в обеих группах наблюдалось резкое сокращение этого показателя гуморального иммунитета, относительно осени: у юношей - на 39%, а у девушек - на 15% (Р < 0,001).

При анализе сдвигов концентрации сывороточных иммуноглобулинов класса А выявлены закономерности, аналогичные вышеописанным. Однако, в отличии от IgG и IgМ здесь имели место некоторые различия в уровнях падения количества IgА между группами. В частности,у юношей уже зимой имело место достоверное падение количества IgА на 28% ( Р< 0,001), по сравнению с осенью.

К концу учебного года, весной, сокращение концентрации иммуноглобулинов этого класса достигло 35% (Р< 0,001). У девушек таких резких перепадов уровня Ig А не обнаружено. Отмечалось некоторое увеличение Ig А зимой, относительно исходного периода (на 16%; P>0,05) и незначительное сокращение весной, по сравнению с зимними месяцами (на 27%; Р<0,05). Важно отметить, что наибольшие значения сывороточных иммуноглобулинов всех трех классов у обследованных старших школьников оказалось в осенние месяцы, а наименьшие - весной, в конце учебного года.

Вероятно, что отмеченные сезонные колебания изучаемых показателей гуморального иммунитета обусловлены меньшим потреблением в весенние месяцы витаминов, микроэлементов и белков животного происхождения, по сравнению с осенним периодом, что показано нами в предыдущих главах.

Небезынтересно отметить, что у юношей количество иммуноглобулинов класса G оказалось ниже, нежели у девушек осенью и весной соответственно на 22% и 15% (Р<0,001). Подобные различия концентрации Ig класса М между группами отмечались зимой и осенью (соответственно на 40% и 38%; (Р<0,001). В то же время содержание IgА было выше у юношей, нежели у девушек. Осенью эта разница составила 63% (Р< 0,001), а весной несколько меньше - 26% (Р>0,05).

Динамика показателей фагоцитоза и циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) в учебном году, также как и сдвиги показателей клеточного и гуморального иммунитета, носила ярко выраженный сезонный характер.

Однако, эти изменения не всегда были однонаправленными у обследуемых групп юношей и девушек и существенно отличались в отдельные периода наблюдения между собой по величине сдвигов. Фагоцитарная активность в обеих группах достоверно возрастала зимой, относительно осени, соответственно на 25% и 47% (Р<0,001), а фагоцитарное число на 30% и 34% (Р<0,001). К концу учебного года у юношей фагоцитарная активность и фагоцитарное число достоверно упали на 31% и на 37% (Р<0,001), по сравнению с зимним периодом, и оказались ниже осеннего ее уровня на 13% и 18% (Р<0,001) соответственно.

У девушек этот показатель фагоцитоза в конце учебного года хотя и снизился, относительно зимы на 16% (Р<0,001), однако по-прежнему оставался на достаточно высоком уровне и был достоверно выше исходного осеннего периода на 25% (Р<0,001), а сокращение фагоцитарного числа за тот же период весной составило 28% и фактически соответствовало исходному уровню [3].

Колебания уровня ЦИК в учебном году существенно отличались от динамики показателей фагоцитоза: достоверно снижаясь зимой (у юношей на 19% и у девушек - на 41%; Р<0,001), относительно исходного уровня, их количество в весенние месяцы достоверно увеличивалось у юношей, по сравнению с зимним периодом (на 57%; Р<0,001), оставаясь на достаточно высоком уровне, относительно осени (на 25%; Р<0,01). В тоже время количество ЦИК у девушек оставалось фактически на зимнем уровне и было на 41% (Р<0,001) ниже осени.

Сопоставляя показатели тестов хемилюминесценции у старших школьников удалось установить, что спонтанная и стимулированная хемилю-минесценценция у девушек была достоверно выше, нежели у юношей соответственно на 64% (Р<0,001) и 29% (Р<0,001).

Поскольку, как выяснилось в наших наблюдениях, существующие рационы питания не обеспечивают суточной потребности в пищевых веществах, в т.ч. в железе и витаминах, особенно в весенне-летний период, мы предприняли попытку нормализовать обмен железа и повысить иммунологическую реактивность включением в рацион витаминно-минеральных добавок. Трёхнедельное обогащение рационов питания комплексом витаминов с микроэлементами сопровожда- лось увеличением количества железа в плазме крови на 46 % (Р<0,001) по сравнению с исходными данными. За тот же период наблюдения существенных сдвигов в содержании железа в клетках крови не произошло; имелась лишь направленность к росту его уровня на 6% (Р> 0,05). Из показателей красного ростка крови достоверно возросла концентрация гемоглобина на 8% (Р<0,05) с одновременной тенденцией к увеличению числа эритроцитов на 11,5% (Р>0,05).

В группе школьников, получавших витамины с микроэлементами и дибазолом, через три недели приема препаратов весьма существенным и достоверным оказался прирост содержания железа в плазме (на 49%; P<0,001) и отчасти в клетках крови (на 9%;P>0,05). Одновременно с этими сдвигами заметно повысилась концентрация гемоглобина (на 7,4%; P<0,05) и количество эритроцитов (на 20%; P<0,05 в крови.) В контрольной группе за тот же период наблюдения прием одной аскорбиновой кислоты сопровождался лишь тенденцией к росту всех изучаемых показателей обмена железа, что, очевидно, не исключает воздействия витамина С на обмен железа в организме.

У школьников I группы трёхнедельный прием витаминов с микроэлементами сопровождался существенным ростом концентрации меди в плазме (на 47%; P<0,001), и клетках крови (на 8%; P>0,05) и марганца (соответственно на 87%; P<0,001 и 13%; P>0,05). Во второй "дибазоловой" группе юношей увеличение концентрации меди в плазме и клетках крови составило соответственно 55% (P<0,001) и 23% (P<0,05), а марганца -57% (P<0,001) и 13% (P>0,05). В контрольной группе дополнительный прием к рационам питания глюкозы не оказывал существенного воздейст -вия на уровень меди и марганца в обеих фракциях крови. Нельзя не заметить, что в "адаптогеновой” группе прирост уровня меди в плазме и, особенно, форменных элементах крови был несколько выше, нежели в первой группе школьников.

Трёхнедельное обогащение рационов питания, предлагаемыми нами фармакологическими комплексами, существенно отразилось на суточном балансе вводимых в организм микронутриентов. В группах, дополнительно принимавших к рациону питания витамины с микроэлементами и витамины с микроэлементами и фармакологическим адаптогеном, баланс железа и марганца был положительный, а в контрольной группе - отрицательный. Баланс меди во всех группах оказался положительным. Добавка фармакологического адаптагена к витаминно-минеральному комплексу практически не оказывала заметного влияния на баланс меди в организме. Обогащение рационов питания комплексом витаминов с микроэлементами и витаминами с микроэлементами и дибазолом сопровождалось достоверным увеличением фагоцитарной активности лейкоцитов фагоцитарного числа, возрастанием титра антител кишечной палочки и золотистому стафилококку [6]. Добавка дибазола к комплексу витаминов с микроэлементами повышала неспецифические факторы защиты: комплемент сыворотки крови, лизоцим и бактерицидную активность. Более выраженное увеличение функциональных возможностей организма (по показателю ИГСТ) произошло под влиянием приема витаминных и микроэлемент-ных добавок к пище в сочетании с фармакологическим адаптагеном.

Таким образом, в результате проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

Энергетическая ценность рационов питания и содержание в них жиров, белков, в том числе животного происхождения, и углеводов у всех школьников весной были ниже, чем осенью и не соответствовали физиологическим нормам в обоих случаях . Обеспеченность юношей аскорбиновой кислотой, тиамином, рибофлавином, пиридоксином и макроэлементами (Са, Р, Мд, К) осенью соответствовала норме, а весной содержание этих микронутриентов, главным образом витамином С, заметно сократилось. У девушек насыщенность рационов питания микронутриентами осенью и, особенно, весной оказалась значительно ниже необходимой потребности.

Динамика содержания железа в плазме крови носила ярко выраженный сезонный характер. Максимальные значения концентрации плазменного железа наблюдались в осеннезимние месяцы, а минимальные - весной и летом. Отмеченные колебания уровня железа в плазме сочетались с аналогичными изменениями количества гемоглобина в крови.

Количество железа в рационах питания зимой у юношей и, особенно, у девушек было значительно ниже рекомендуемой нормы.

Летом потребление алиментарного железа с рационом в обеих группах школьников оказалось в два раза ниже, чем зимой и в три раза ниже физиологической потребности для данного возраста.

Показатели клеточного и гуморального иммунитета в течение года изменялись в диаметрально противоположном направлении: увеличение количества Т- и В-лимфоцитов в зимние и, особенно, в весенние месяцы одновременно сочетались с достоверным сокращением содержания иммуноглобулинов G, М, А. Констатировано значительное повышение показателей фагоцитоза зимой, относительно осени и резкое их снижение весной в сравнении с зимним периодом. Коли- чество ЦИК, напротив, достоверно уменьшались зимой, по сравнению с осенними показателями, в обеих группах с последующим резким возрастанием ЦИК весной у юношей и относительной стабилизацией на уровне зимнего периода – у девушек.

Трёхнедельное обогащение рационов питания витаминно-микроэле-ментным комплексом сопровождалось достоверным ростом количества железа, меди и марганца в плазме с одновременным увеличением концентрации гемоглобина в крови на фоне положительного суточного баланса микроэлементов в организме, что указывает на латентный дефицит этих биотиков у школьников в летнее вре- мя года. Добавка микронутриентов к рационам питания достоверно повышала показатели фагоцитоза, бакте- рицидную активность сыворотки крови, титры антител к кишечной палочке и золотистому стафилококку. Включение в витаминно-микроэлементный комплекс фармакологического адаптогена еще в большей степени усиливало защитные силы организма. Наряду с вышеназванными изменениями показателей иммунитета, более выраженным и достоверным оказался прирост лизоцима, комплемента и бактерицидной активности сыворотки крови.