Взаимосвязь системы перекисного окисления липидов - антиоксидантной защиты (ПОЛ - АОЗ) и симпатоадреналовой системы у выпускников общеобразовательных школ г. Челябинска

Актуальность исследования. По данным РАМН РФ здоровыми в настоящее время могут считаться только 10 % - выпускников школ, 50 % -имеют морфофункциональные отклонения, 40 % -хроническую патологию [6]. Эта ситуация усугубляется постоянным стрессом, связанным с подготовкой к выпускным и вступительным экзаменам. Приспособление организма к учебным и физическим нагрузкам осуществляется при участии систем нейрогуморальной регуляции, в частности симпатоадреналовой системы [1].

Если, с одной стороны, мобилизация катехоламинов при адаптации к стрессу непосредственно связана с активацией энергетических механизмов и обменных процессов, приводящих к увеличению работоспособности мышц. Вместе с тем, с другой стороны, чрезмерная активация симпатоадреналовой системы является и фактором риска, что обусловлено вызываемой под влиянием катехоламинов чрезмерной активацией ПОЛ в мембранах клеток скелетных мышц, миокарда и других тканей [1,4,7].

Улучшить адаптацию выпускников к учебной и психической нагрузке и сохранить их здоровье можно с помощью продуманного построения процесса физического воспитания. Для достижения положительного результата, следует выбрать критерии контроля, позволяющие адекватно оценить изменения состояния учащихся. Известно, что изменение физической и умственной нагрузки может привести к существенным сдвигам в характере протекания окислительных реакций и, как следствие, в содержании продуктов липопероксидации [2].

Целью нашей работы явилось изучение содержания продуктов ПОЛ, активности АОЗ и симпатоадреналовой системы у выпускников общеобразовательных школ, занимающихся по различным методикам физического воспитания.

Методы и организация исследования. Тес тирование учащихся проводилось в 3 этапа: I этап -октябрь, II этап - декабрь, III этап - май. В эксперименте приняли участие ученики одиннадцатых классов с разным уровнем двигательной активности, в количестве 211 человека. Учащиеся школы №23 (КГ1, п = 95) в полном объеме осваивали материал Комплексной программы физического воспитания. В общеобразовательной школе при музыкальном институте (КГ2, п = 46) программа корректировалась в зависимости от избранной музыкальной специализации учеников. В школе № 63 (ЭГ, п = 90) применялась экспериментальная методика физического воспитания.

Получение липидных экстрактов, а также определение всех категорий продуктов ПОЛ проводили спектрофотометрическим методом по слюне [5; 7]. Отдельно, в изопропанольной фазе экстракта оценивали интенсивность индуцированного ПОЛ (АОА1 и АОА2). [2]. Активность симпатоадреналовой системы оценивали по уровню экскреции катехоламинов с мочой. Моча и слюна для анализа собиралась в утренние часы. Определение адреналина и норадреналина осуществляли флюо-риметрическим методом по Матлиной Э.Ш. [3] в порционной моче, (время, за которое собрана моча и ее количество фиксировали).

Результаты исследований и их обсуэвдение. На первом этапе обследования у выпускников общеобразовательных школ, имеющих различный уровень двигательной активности, выявлены незначительные различия в содержании первичных и вторичных гептанрастворимых продуктов ПОЛ в слюне: более высоким оно было в ЭГ, но достоверных различий не обнаружено (табл. 1).

На II и III этапах исследования произошло повышение содержания первичных неполярных продуктов ПОЛ во всех группах учащихся. В результате

Таблица 1

Содержание гептанрастворимых молекулярных продуктов ПОЛ в слюне учащихся 11 классов

св М О § g ш Первичные продукты индекс окисления Е232/Е220 Вторичные продукты индекс окисления Е278/Е220 Конечные продукты индекс окисления Е400/Е220 КГ 1 (п = 95) КГ 2 (п = 46) ЭГ (п = 90) КГ 1 (п = 95) КГ 2 (п = 46) ЭГ (п = 90) КГ 1 (п = 95) КГ2 (п = 46) ЭГ (п = 90) I этап 0,865 ± 0,091 0,924 ± 0,144 0,947 ± 0,078 0,795 ± 0,086 0,911 ± 0,056 0,937 ± 0,114 0,145 ± 0,008 0,155 ± 0,024 0,136 ± 0,041 II этап 0,904 ± 0,042 1,098 ± 0,081 0,973 ± 0,062 0,993 ± 0,075 1,098 ± 0,092 1,163 ± 0,095 0,162 ± 0,021 0,204 ± 0,00,9 0,146± 0,007 III этап 1,129 ± 0,335 1,249 ± 0,235 1,162 ± 0,161 1,441 ± 0,106 1,642 ± 0,103 1,212 ± 0,095 0,188 ± 0,027 0,219 ± 0,021 0,159 ± 0,012 Р 1_2 >0,05 Р2-з<0,05 Pi_3<0,05 Р1_2<0,05 Р2-з>0,05 Р]_3<0,05 Р]_2>0,05 Р2_з<0,05 Р!_з<0,05 Pj_2<0,05 Р2_3< 0,05 РМ<0,01 Р,_2<0,05 Р2_з<0,05 Р1-з<0,01 Pi_2<0,05 Р2_з>0,05 Р1-з<0,05 Ри >0,05 Р2-з>0,05 Р1-з<0,01 Pi-z <0,05 Р2-з>0,05 Ри<0,01 Р1-2 >0,05 Р2_з> 0,05 Р,_з> 0,05 этих изменений количество первичных гептанрастворимых продуктов ПОЛ становится примерно одинаковым у всех групп выпускников (Р > 0,05). При сравнении на третьем этапе тестирования количества первичных неполярных продуктов ПОЛ в слюне учащихся 11 классов - заметен значительный их прирост во всех группах, по сравнению с исходным уровнем (Р < 0,05).

В начале учебного года содержание вторичных гептанрастворимых продуктов ПОЛ в слюне учащихся ЭГ было несколько выше. На 2 этапе исследования наблюдалось достоверное повышение содержания вторичных неполярных продуктов ПОЛ, приблизительно равное во всех группах (от 20 % до 25 %). Тенденция к увеличению содержания вторичных гептанрастворимых продуктов ПОЛ сохранялась и к 3 этапу обследования. Наибольший прирост этого показателя отмечен в контрольных группах: в КП - на 45 %, а в КГ2 - на 49,5 %. Следует отметить, что содержание вторичных гептанрастворимых липоперокси-дов на этапе третьего тестирования, значительно превышает исходный уровень: в КГ 1 - на 81,25 %, в КГ2 - 80,25 %, в ЭГ - на 29,35 % (Р < 0,05). Кроме того, при сравнении результатов тестирования между группами на этом этапе обнаружены достоверные различия показателей ЭГ с КГ2 - на 26,2 % (Р<0,05).

По содержанию в слюне конечных гептанрастворимых продуктов ПОЛ на 1 этапе тестирования между всеми группами учащихся 11 классов достоверных различий обнаружено не было. Ко второму этапу тестирования значимое увеличение содержания конечных неполярных продуктов произошло только в КГ2 (на 31,6 %). Следует отметить, что на этом этапе различия между группами по количеству конечных гептанрастворимых продуктов заметно увеличиваются и достигают между КП и КГ2 - 20,6 %, а между ЭГ и КГ2 -28,5 % (Р < 0,05). На третьем этапе исследования продолжается накопление конечных гептанрастворимых продуктов ПОЛ и эти именения достигают в обоих контрольных группах статистически значимого уровня. Кроме того, при сравнении результатов тестирования между группами на этом этапе обнаружены достоверные различия показателей ЭГ с КГ2 - на 27,4 % (Р < 0,05).

На первом этапе тестирования не обнаружено достоверных отличий в содержании всех категорий изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ в слюне у всех обследуемых учащихся 11 классов, хотя в ЭГ оно немного ниже (Р > 0,05). Содержа ние первичных изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ в слюне повышается на II и III этапах тестирования у школьников всех групп (табл. 2). И если на II этапе значимые изменения наблюдались только в контрольных группах, то на III этапе во всех группах выпускников произошел прирост количества первичных полярных продуктов ПОЛ, достоверно превосходящий их исходное значение (Р < 0,05). При этом мы обнаружили и существенное отличие этого показателя между ЭГ и контрольными группами, где прирост количества первичных изопропанолрастворимых продуктов по сравнению с началом обследования в два раза выше (Р < 0,05).

Содержание вторичных изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ на II этапе исследования повысилось у учащихся обеих контрольных групп, оставаясь в ЭГ практически на том же уровне. На III этапе исследования наблюдалось значительное повышение содержания в слюне вторичных изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ во всех группах учащихся (Р < 0,05). При этом мы выявили явные различия по этому показателю между обеими контрольными группами и ЭГ как между собой на этапе, так и при сравнении исходных и итоговых показателей: содержание вторичных полярных продуктов ПОЛ в ЭГ достоверно ниже (Р < 0,05).

Таблица 2

Содержание изопропанолрастворимых молекулярных продуктов ПОЛ в слюне учащихся 11 классов

cd о § В1 S g к СП н Д	Первичные продукты индекс окисления Е232/Е220			Вторичные продукты индекс окисления Е278/Е22о			Конечные продукты индекс окисления Е4Оо/Е22О
	КГ 1 (п = 95)	КГ 2 (п=46)	эг (п = 90)	КГ 1 (п = 95)	КГ 2 (п=46)	ЭГ (п = 90)	КГ 1 (п = 95)	КГ 2 (п = 46)	ЭГ (п = 90)
I этап (октябрь)	0,736 ± 0,084	0,804 ± 0,091	0,723 ± 0,033	0,932 ± 0,071	0,905 ± 0,072	0,891 ± 0,071	0,080 ± 0,007	0,076 ± 0,009	0,074 ± 0,006
II этап (декабрь)	0,998 ± 0,041	0,982 ± 0,016	0,803 ± 0,051	1,03 ± 0,079	1,105 ± 0,082	0,877 ± 0,041	0,091 ± 0,01	0,102 ± 0,022	0,086 ± 0,008
III этап (май)	1,204 ± 0,073	1,305 ± 0,080	0,942 ± 0,0120	1,316 ± 0,211	1,323 ± 0,122	0,989 ± 0,065	0,116± 0,009	0,119 ± 0,013	0,090 ± 0,007
	Ри <0,05 Р2-з<0,05 Ри <0,05	Ри <0,05 Р2-з<0,05 Рм<0,05	Ри >0,05 Р2-з>0,05 Ри <0,05	Ри >0,05 Р2-з <0,05 Ри <0,05	Ри <0,05 Р2-з<0,05 Ри <0,05	Ри >0,05 Р2-з<0,05 Ри >0,05	Ри >0,05 Р2-з<0,05 Ри <0,05	Ри <0,05 Р2-з>0,05 Ри <0,05	Ри >0,05 Р2-з>0,05 Ри <0,05

Таблица 3

Уровень аскорбатиндуцированного ПОЛ (%) в слюне учащихся 11 классов

Этапы тестирования	AOA 1 (%)			АОА 2 (%)
	КГ 1 (п = 95)	КГ2(п=46)	ЭГ(п = 90)	КГ 1 (п = 95)	■ КГ2(п=46)	ЭГ(п = 90)
I этап (октябрь)	161,95 ±12,081	146,34 ±10,160	184,44 ±10,117	157,24 ± 5,467	137,39 ±7,283	165,23 ±10,244
II этап (декабрь)	148,07 ±7,352	112,52 ±9,396	154,22 ±4,453	134,44 ±6,672	119,13 ±10,061	145,12 ± 4,723
III этап (май)	126,92 ±7,912	101,24 ±4,047	180,08 ±9,911	119,35 ±8,578	85,12 ±4,725	159,33 ±9,162
	Ри > 0,05 Р2-з>0,05 Ри <0,05	Ри < 0,05 Р2-з>0,05 Ри <0,05	Ри> 0,05 Р2-з>0,05 Ри >0,05	Ри >0,05 Р2-з>0,05 Ри <0,05	Ри >0,05 Р2_3<0,05 Ри <0,05	Ри> 0,05 Р2_з>0,05 Ри >0,05

Количество конечных изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ на II этапе исследования во всех группах повысилось. Причем, наиболее заметные изменения произошли в КГ2 (Р < 0,05), в то же время различия между группами еще незначительны (Р > 0,05). На третьем этапе исследования, продолжается увеличение этого показателя, наиболее выраженное в КГ1 (на 27,5 %), различия между экспериментальной и обеими контрольными группами приобретают достоверность (Р < 0,05). К завершению исследования, по сравнению с исходными данными, у всех выпускников произошел значимый рост конечных полярных продуктов ПОЛ, но если в КГ 1 их содержание повысилось на 45 %, в КГ2 - на 56,6 %, то в ЭГ рост менее выражен и составляет только 21,6 %.

Согласно полученным нами данным, в начале учебного года уровень антиокислительной активности, определяемый по содержанию первичных продуктов ПОЛ после индукции аскорбатом (АОА1), всех исследуемых групп учащихся были неоднороден (табл. 3). Показатели АОА1 в КГ2 были ниже, чем в двух других группах, с ЭГ разница достигает 26 % (Р < 0,05). Между контрольными группами, равно как и между ЭГ и КГ1 -различия не значительны.

На II этапе исследования уровень АОА1, во всех группах снижается. Но если между значениями АОА1 в КГ1 и ЭГ нет достоверных различий, то в КГ2 они ниже: на 37,1 %, чем в ЭГ и на 31,6 %, чем в КП (Р < 0,05). На III этапе исследования в контрольных группах значение АОА1 оказалось ниже исходного уровня в КП на 21,6 %, а в КГ2 -на 30,8 % (Р < 0,05). В ЭГ к III этапу тестирования АОА1 значительно усилилась - на 16,8 % по сравнению с данными второго этапа и показатели почти вернулись к исходному значению (Р > 0,05).

Уровень антиокислительной активности, определяемой по содержанию вторичных продуктов ПОЛ после индукции аскорбатом (АОА2), у КГ2 на первом этапе тестирования был ниже, чем у двух других групп (Р < 0,05). На II этапе иссле-

Таблица 4

Экскреция катехоламинов с мочой (нг/мин) у учащихся 11 классов

2 КГ 1 (п = 55) (школа №23) КГ2 (п = 30) (муз школа) ЭГ (п = 52) (школа № 63) А НА НА/А А НА НА/А А НА НА/А I 5,71 ±0,43 10,02 ±0,24 1,75 ±0,06 5,83 ±0,51 10,43 ±0,62 1,79±0,08 5,52 ±0,13 9,90±0,32 1,80±0,05 п 6,03 ±038 10,51 ±0,41 1,75 ±0,09 6,91 ±0,46 11,01 ±0,76 1,59 ±0,09 6,12 ±034 10,74 ±0,61 1,75 ±0,07 ш 534±037 8,78 ±0,95 1,66±0,08 530±0,77 7,88 ±0,99 1,52 ±0,11 5,69±0Д9 10,32 ±0,85 1,81 ±0,06 Pi-2>0,05 Р2_з>0,05 Р1-з > 0,05 Р!_2>0,05 Р2-з<0,05 Р!_з> 0,05 Р1-2>0,05 Р2_з>0,05 Р1-з> 0,05 Р!_2>0,05 Р2„з<0,05 Pi-з <0,05 Pi_2>0,05 Р2_3<0,05 Р!_з<0,05 Pi_2>0,05 Р2-з>0,05 Р1_з> 0,05 Р!_2>0,05 Р2-з>0,05 Р1_з>0,05 Р!_2>0,05 Р2_з>0,05 Pi_3> 0,05 Р1-2>0,05 Р2_3> 0,05 Р1-з > 0,05 дования уровень А0А2 немного понизился во всех группах (на 12-14 %). При этом между группами сохранилась такая же зависимость, как и на первом этапе исследования. К окончанию учебного года мы наблюдали разнонаправленные изменения АОА2: в контрольных группах наблюдалось дальнейшие понижение этого показателя, причем в КГ2 - эта тенденция достигала статистически значимого уровня. В ЭГ немного увеличились показатели АОА2 по сравнению со II этапом. На этом этапе обостряются различия между группами: показатели АОА2 между ЭГ и КП отличаются на 33,5 % (Р < 0,05), между ЭГ и КГ2 - на 87,2 % (Р < 0,01), а между КП и КГ2 - на 40,2 % (Р < 0,05). При этом значение показателей АОА2 оказалось ниже исходного уровня в КП - на 24 % (Р < 0,05), в КГ2 - на 38 % (Р < 0,05), а в ЭГ всего на 3,5 % (Р > 0,05).

В начале учебного года у всех обследуемых одиннадцатиклассников экскреция катехоламинов в покое была приблизительно одинаковая (табл. 4). Хотя количество катехоламинов в моче учащихся ЭГ было несколько ниже. Достоверных различий, по сравнению с данными других групп, не выявлено.

К концу 2 четверти экскреция А и НА во всех группах несущественно повышается, только в КГ2 прирост количества А составил 19 % (Р < 0,05). Но сравнивая показатели экскреции А и НА между группами на 2 этапе мы не обнаружили между ними достоверных различий. Отношение НА/А в КП сохраняется на прежнем уровне, а в КГ2 и ЭГ -незначительно снижается.

К концу учебного года наблюдается снижение экскреции катехоламинов с мочой у выпускников общеобразовательных школ. Наиболее выражено понижение содержания А и НА в моче у учеников школы при музыкальном институте (на 24,7 % и 29,2 % соответственно). Следует отметить, что в обеих контрольных группах показатели экскреции катехоламинов в конце учебного года ниже, чем были на 1 этапе обследования, при этом в КГ2 изменения достигают достоверности (Р < 0,05). Снижение экскреции А и НА по сравнению со вторым этапом обследования в ЭГ незначительно, их значения остаются на 3-4 % выше, чем исходные. На III этапе обследования значение катехоламинового индекса продолжает снижаться в контрольных группах и увеличивается у учащихся с более высоким уровнем двигательной активности, но статистической значимости эти изменения не достигают.

Таким образом, к окончанию обследования у учащихся 11 классов обнаружено, что в школах, не уделяющих особого внимания физической подготовке учащихся наблюдается прирост всех категорий гептан- и изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ, снижается уровень антиокислительной активности слюны и экскреция катехоламинов с мочой. У выпускников, имеющих более высокую нагрузку на уроках физической культуры рост содержания всех категорий продуктов ПОЛ менее выражен; уровень антиоксидантной защиты удерживается практически на исходном уровне; экскреция катехоламинов с мочой и значение катехоламинового индекса также более стабильны. Эти данные подтверждают гипотезу о том, что с помощью продуманного построения процесса физического воспитания можно облегчить адаптацию выпускников к учебной и психической нагрузке и сохранить их здоровье.

Выводы

• 1.    Полученные результаты свидетельствуют, что направленное регулирование физической нагрузки на уроках физкультуры препятствует чрезмерному повышению содержания всех категорий гептанрастворимых продуктов ПОЛ.

• 2.    Относительно малое повышение количества изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ (Р > 0,05) на втором и третьем этапах исследования и сохранение достаточно высокого уровня антиокислительной активности позволяют предположить, что адаптация к учебной и физической нагрузке у учащихся ЭГ проходит более успешно.

• 3.    Более высокий уровень антиокислительной активности, выявленный в ЭГ уже на I этапе исследования и сохранение его без значительных изменений в течение учебного года позволяет предположить, что направленная физическая на-

• грузка, задаваемая на уроках физической культуры за весь период обучения в школе, способствовала формированию долговременной адаптации и улучшению физического состояния выпускников.

• 4.    Уменьшение в контрольных группах учащихся 11 классов к концу учебного года количества катехоламинов в моче и значения катехоламинового индекса, по видимому свидетельствует об утомлении учащихся, сопровождающемся снижением активности САС.

• 5.    Стабильная величина коэффициента НА/А (1,80-1,81), относительное постоянство экскреции А и НА у выпускников школы № 63, свидетельствуют об устойчивом функциональном состоянии САС на всех этапах обследования у учащихся, занимающихся на протяжении нескольких лет по экспериментальной методике, с повышенной физической нагрузкой.