Состояние периферического отдела эритрона и цитокинового профиля у студентов при адаптации к экзаменационному стрессу

Введение. В реализации взаимодействия нервной и иммунной систем организма во время экзаменационного стресса определяющую роль играют эндогенные биорегуляторы [5], в том числе глюкокортикоидные гормоны и иммуномодулирующие цитокины [6, 12]. Однако изменения цитокинового профиля в крови человека во время экзаменационного стресса мало изучены к настоящему времени. К тому же зачастую повышенные эмоциональные воздействия, которые имеются у студентов, обучающихся в условиях дистанционной образовательной среды (ДОС), вызывают количественные и качественные изменения в периферическом отделе системы крови [4, 9], поэтому изучение функционирования кроветворной ткани у данной категории лиц способствует выяснению адаптационно-компенсаторных возможностей их организма в це- лом. В этой связи актуальность данного исследования заключается в комплексном изучении динамики показателей периферического отдела эритрона и содержания провоспали-тельных и противовоспалительных цитокинов у студентов в условиях ДОС.

В период сессии (в осенне-зимний период) уровень заболеваний у студентов возрастает, в связи с этим необходимо усиление резистентных возможностей организма. Устойчивость организма к психоэмоциональным нагрузкам можно повысить путем применения комплекса дозированных, строго регламентированных упражнений аэробного характера [3, 8].

Материалы и методы. Исследование проводили с привлечением на добровольной основе студентов первого курса отделения заочного обучения ФГБОУ ВО «ЮУрГГПУ», обучающихся с применением дистанционных образовательных технологий (ДОТ). Студенты были разделены на две группы:

• 1.    ИГ-I (n = 24) – студенты, занимающиеся по типовой программе физического воспитания для вузов.

• 2.    ИГ-II (n = 24) – студенты, занимающиеся по программе физического воспитания, основанной на применении упражнений аэробной направленности (статического и динамического характера).

Исследование проводилось в три этапа: изучение фонового уровня исследуемых показателей (на начало учебного года); промежуточное измерение (период зимней экзаменационной сессии); контрольное измерение (период летней экзаменационной сессии).

Показатели периферического отдела эри-трона (содержание эритроцитов, ретикулоцитов, гематокрита, цветного показателя) исследовали традиционными способами с помощью автоматического анализатора Cell-Dyne 3700 в центре «Прогрессивные медицинские технологии».

Уровень содержания цитокинов в сыворотке крови определяли на анализаторе Multi-scane Biotech с помощью наборов реактивов фирмы «Цитокин» (Санкт-Петербург). С помощью тест-системы изучали уровень динамики комплексного содержания провоспали-тельных и противовоспалительных цитокинов – ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-10 и ИФН-γ.

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием лицензионных прикладных программ Microsoft Office Excel 2016 и Statistica 6.1. О достовер- ности различий средних величин судили по критерию Стьюдента (t).

Результаты исследования. К зимней сессии у студентов группы ИГ-I количество эритроцитов в периферической крови было на 12,1 % (р ≤ 0,05) выше фоновых значений; число ретикулоцитов – на 10,1 % (р ≤ 0,05), у студентов группы ИГ-II эти показатели превышали фоновый уровень на 5 и 6,6 % соответственно (рис. 1).

В период зимней экзаменационной сессии установлено снижение уровня цветного показателя у студентов группы ИГ-I на 7,5 % (р ≤ 0,05) и у студентов группы ИГ-II – на 11,9 % (р ≤ 0,05).

Повышенные умственные нагрузки на организм студентов, занимающихся с использованием современных интерактивных технологий, на фоне экзаменационного стресса предъявляют значительные требования к нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой, дыхательной и другим системам организма, в том числе, как показывают результаты промежуточного этапа настоящего исследования, к системе красной крови.

В период летней сессии установленная тенденция функциональной изменчивости показателей системы эритрон в периферической крови сохранилась (см. рис. 1). В выборке студентов ИГ-I отмечалось повышение содержания эритроцитов (на 12,9 % от фоновых значений, при р ≤ 0,05), а у студентов группы ИГ-II – на 6,8 % (р ≤ 0,05).

Число ретикулоцитов периферической крови в группе занимающихся по адаптивной программе аэробного тренинга студентов,

показатель

Рис. 1. Гистограмма показателей системы эритрон в периферической крови у студентов, обучающихся в условиях ДОС

Fig. 1. Histogram of the erythron system in peripheral blood in distant students

обучающихся с применением ДОТ, было на 22 % (р ≤ 0,01) выше фоновых значений; в выборке студентов, занимающихся по типовой программе физического воспитания, – на 15,9 % (р ≤ 0,05). Изменения периферического отдела системы эритрон у студентов обеих групп в период экзаменационных сессий являлись реакцией на острый стресс, приводящий к мобилизации костно-мозговых ретикулоцитов в периферическую кровь.

В период летней экзаменационной сессии значения цветного показателя в выборке ИГ-I были на 6,3 % (р ≤ 0,05) ниже фоновых значений, а у студентов группы ИГ-II – на 7,6 % (р ≤ 0,05). На наш взгляд, более умеренное нивелирование цветного показателя в выборке ИГ-I является следствием влияния аэробных физических нагрузок, способствующих более оптимальной реализации потенциальных возможностей системы крови в условиях эмоционального напряжения, сопровождающего процесс обучения в условиях ДОС.

В зимнюю сессию содержание ИЛ-1β у студентов групп ИГ-I и ИГ-II увеличилось на 15,5 и 40,1 % (р ≤ 0,05) соответственно по сравнению с началом учебного года. В летнюю сессию содержание его у студентов группы ИГ-I недостоверно уменьшилось, а у ИГ-II – увеличилось на 35,2 % (р ≤ 0,05) по сравнению с началом учебного года. В период экзаменов содержание ИЛ-1β в крови студентов группы ИГ-I было достоверно выше, чем у студентов группы ИГ-II.

В зимнюю сессию уровень содержание ИЛ-6 у студентов, обучающихся с использованием ДОТ, увеличился на 12,2 % в выборке ИГ-I и на 24,1 % – в выборке ИГ-II (при р ≤ 0,05) по сравнению с началом учебного года. В период летней сессии уровень содержания данного цитокина в крови студентов группы ИГ-I увеличился на 9,2 %, а у группы ИГ-II – на 28,3 % (р ≤ 0,05) по сравнению с началом учебного года. В период зимней и летней экзаменационных сессий уровень содержания ИЛ-6 в крови студентов группы ИГ-II был выше на 13,5 и 20,7 % (р ≤ 0,05), чем у студентов, занимавшихся по адаптивной программе аэробного тренинга (рис. 2).

В зимнюю сессию уровень содержания ИНФ-γ у студентов группы ИГ-I увеличился на 34,1 % (р ≤ 0,05), у контрольной – уменьшился на 20,1 % (р ≤ 0,05) по сравнению с началом учебного года. В период летней экзаменационной сессии уровень содержания ИНФ-γ в крови студентов группы ИГ-I продолжал оставаться достоверно повышенным, а у студентов группы ИГ-II – достоверно пониженным по сравнению с началом учебного года (см. рис. 2). Следовательно, в условиях адаптации к аэробным упражнениям студенты более устойчивы к эмоциональным нагрузкам во время экзаменационных сессий.

Аналогичная динамика наблюдалась при изучении уровня содержания цитокина ИЛ-10 в крови студентов (см. рис. 2). В зимнюю сессию содержание данного цитокина у студентов

Рис. 2. Уровень содержания цитокинов (ИЛ-10, ИЛ-6, ИНФ- γ) в периферической крови у студентов, обучающихся в условиях ДОС в периоды экзаменов

Fig. 2. Level of cytokines (IL-10, IL-6, INF-γ) in peripheral blood in distant students

группы ИГ-II увеличилось на 37,1 % (р ≤ 0,05), в группе ИГ-I – недостоверно уменьшилось по сравнению с началом учебного года. В период летней сессии уровень содержания ИЛ-10 в крови студентов группы ИГ-II продолжал оставаться достоверно повышенным, а у студентов контрольной группы – достоверно пониженным по сравнению с началом учебного года. В период экзаменационных сессий уровень содержания ИЛ-10 в крови студентов, занимающихся по адаптивной программе аэробного тренинга, был достоверно ниже, чем у студентов, занимающихся по типовой программе физического воспитания.

Заключение. Согласно современным представлениям, во время психоэмоционального напряжения в период экзаменационной сессии происходит активация нейроэндокринной и сердечно-сосудистой, иммунной, кровеносной и других систем организма [1, 4, 5, 14]. При этом важная роль принадлежит интерлейкинам, вырабатываемым Т-, В-лим-фоцитами, моноцитами-макрофагами, фибробластами, эндотелием, нейроглией и др. клетками [6]. На уровне организма цитокины осуществляют связь между многими системами и участвуют в формировании и регуляции всего комплекса патофизиологических сдвигов при действии эмоциональных факторов [5].

Как установлено в настоящем исследовании, адаптация организма студентов к экзаменационному стрессу сопровождается выраженными изменениями со стороны периферического отдела системы эритрон и уровня изученных цитокинов.

В период экзаменационных сессий наблюдается достоверное увеличение уровня содержания провоспалительных цитокинов ИЛ-1β и ИЛ-6 в сыворотке крови студентов, занимающихся по типовой программе физического воспитания, на фоне менее значительного изменения содержания этих цитокинов в крови студентов, занимающихся по адаптивной программе аэробного тренинга, по сравнению с началом учебного года.

ИЛ-6 действует как мощный активатор гипоталамо-гапофизарно-надпочечниковой системы, и глюкокортикоиды регулируют его секрецию по принципу отрицательной обратной связи [7]. Кроме того, секреция ИЛ-6 усиливается под влиянием стресса и регулируется катехоламинами по принципу положительной обратной связи [11].

Цитокин ИЛ-1β стимулирует выработку соматотропного гормона, кортикотропин-рилизинг фактора, регулирует процессы торможения и активации нервной системы, что определяет его роль в качестве потенциального критерия адаптации не только к учебным нагрузкам, но и действию экзаменационного стресса [2].

Разнонаправленная тенденция уровня ИФН-γ в крови студентов исследуемых групп в период экзаменационных нагрузок свидетельствует о повышении резистентности организма исследуемых основной группы по сравнению с контрольной и доказывает эффективность внедрения комплекса физических нагрузок аэробной направленности в условиях дистанционной образовательной среды. Это положение подтверждается также достоверным увеличением содержания цитокина ИЛ-10 в крови студентов основной группы в период экзаменов по сравнению с началом учебного года на фоне уменьшения содержания этого цитокина в крови студентов контрольной группы [7, 10].

Таким образом, адаптация организма студентов к психоэмоциональному напряжению во время экзаменационной сессии представляет собой сложный, многоуровневый, фазовый процесс, в который включены все системы гомеостаза, включая и цитокиновую сеть [10, 13].

Реакция системы крови является одним из показателей такого стрессового напряжения организма [15]. Как показали наши исследования, более эффективными адаптационными механизмами к стрессу по гематологической компоненте обладают студенты, занимающиеся по адаптивной программе аэробного тренинга.

Изучение гематологических и нейроим-мунных механизмов реализации стресс-реакции в условиях экзаменационных нагрузок у студентов будет способствовать созданию здоровьесберегающей образовательной среды при электронном варианте обучения и повышению качества современного учебного процесса.