Иммунный статус студентов с различным уровнем физической активности

Полный текст

Введение

Характер изменений иммунной системы при выполнении физической работы является сложным процессом, вовлекающим множество различных механизмов [1, 3, 12].

Существующие данные указывают на комплексные изменения функционирования иммунной системы при большой физической нагрузке. С учетом значимости анксиогенного стресса в процессе обучения в вузе и его вклада в стимуляцию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и, соответственно, реализацию функций иммунокомпетентных клеток, приобретает особый интерес изучение сочетанного действия таких факторов, как образовательная среда и большая физическая нагрузка на показатели иммунной системы. Любые нарушения иммунологической реактивности при некорректно спланированном тренировочном процессе в условиях обучения в вузе могут приводить не только к повышению восприимчивости к инфекционным заболеваниям, но и к стресс-индуцированной патологии неинфекционного генеза, снижая продуктивность как умственной, так и физической работы.

Цель исследования – изучение показателей клеточного и гуморального иммунитета у студентов с различными уровнями физической активности.

Материалы и методы

Было обследовано 77 студентов мужского пола, составивших 3 группы: 1) с низким уровнем физической активности (НУФА, n = 32) – студенты, не привлеченные к спортивной деятельности на постоянной основе; 2) студенты со средним уровнем ФА (СУФА, n = 22) – самбисты-новички без спортивных разрядов; 3) студенты с высоким уровнем ФА (ВУФА, n = 23, самбисты высокой квалификации – перворазрядники, кандидаты в мастера и мастера спорта). Работа прошла этическую экспертизу (протокол исследования № 1 от 20 февраля 2018 г. одобрен Локальным этическим комитетом).

У студентов всех групп исследовали количественное содержание в крови различных фенотипов лимфоцитов (CD3⁺ общие Т-лимфоциты; CD4⁺ – Т-хелперы; CD8⁺ – Т-цитотоксические клетки/супрессоры; CD19⁺ – B-лимфоциты, подсчет иммунорегуляторного индекса (ИРИ – CD4⁺/CD8⁺) методом проточной цитометрии на цитофлюометре Cytomics FC-500 (Beckman Coulter, США) согласно рекомендациям фирмы-производителя; уровни сывороточных иммуноглобулинов (IgG, IgM, IgA) методом лазерной нефелометрии на автоматическом нефелометре BNProSpec (Siemens, Германия); фагоцитарные показатели традиционными методами (фагоцитарная активность – % фагоцитировавших клеток; фагоцитарное число – среднее количество S. aureus, фагоцитированных одной клеткой); кислородзависимый метаболизм нейтрофилов методом спонтанной и индуцированной хемилюминесценции (сХЛ, иХЛ) с подсчетом коэффициента активации нейтрофилов (КАН – иХЛ/ сХЛ), отражающего резервные функции нейтрофила [2].

Результаты и обсуждение

Результаты исследований влияния различных уровней физической активности на фенотип циркулирующих в крови лимфоцитов представленs в таблице 1.

 

Таблица 1. Содержание основных фенотипов лимфоцитов в периферической крови у студентов с различным уровнем физической активности

Table 1. Content of the main lymphocyte phenotypes in peripheral blood in students with different levels of physical activity

Кластер дифференцировки лимфоцитов Lymphocyte differentiation cluster CD	Уровень физической активности Physical activity level			KWp
	1. Высокий 1. High (n = 23)	2. Средний 2. Average (n = 22)	3. Низкий 3. Low (n = 32)
	Количество лимфоцитов Lymphocyte count M±SD %%
CD3+	70,0±4,7	68,0±3,0	65,0±3,01	0,001
CD4+	42,0±3,3	40,0±3,0	39,0±4,0	0,054
CD8+	32,0±3,7	33,0±4,0	33,0±4,0	0,297
CD4+/CD8+	1,32±3,50	1,22±3,50	1,191	0,05
CD19+	19,0±2,9	18,0±3,0	16,0±2,01	0,002

Примечание. ¹ – достоверность отличий от показателей группы 1 (p < 0,05); n – количество студентов в группе.

Note. ¹, the significance of differences from the indicators of the group 1 (p < 0.05); n, the number of students in the class.

 

Установлено, что у студентов в группе высокой спортивной квалификации c высоким уровнем физической активности было достоверно увеличено содержание в крови Т- и В-лимфоцитов по сравнению с аналогичными показателями группы с низким уровнем физической активности студентов, не занимающихся спортом. Количество Т-хелперов (CD4) и Т-цитотоксических клеток/супрессоров (CD8) в обследуемых группах достоверно не отличалось. В то же время имело место некоторое увеличение этих субпопуляций Т-лимфоцитов в циркулирующей периферической крови с достоверным возрастанием ИРИ по мере повышения уровня физической активности, свидетельствуя об увеличении функционального резерва нейтрофилов.

Более выраженные изменения под влиянием физической активности в условиях действия различных уровней физической активности были выявлены при исследовании уровня сывороточных иммуноглобулинов (табл. 2).

 

Таблица 2. Содержание иммуноглобулинов в сыворотке крови студентов с различным уровнем физической активности (M±m)

Table 2. Immunoglobulin content in the blood serum of students with different levels of physical activity (M±m)

Классы Ig Ig classes	Уровень физической активности Physical activity level
	1. Высокий 1. High (n = 23)	2. Средний 2. Average (n = 22)	3. Низкий 3. Low (n = 32)
	Содержание иммуноглобулинов, г/л Immunoglobulin content, g/L
IgG, г/л IgG, g/L	16,18±2,80	12,05±1,801	10,30±1,191
IgM, г/л IgM, g/L	1,53±0,16	1,510±0,180	1,31±0,171, 2
IgA, г/л IgA, g/L	2,80±0,25	2,62±0,35	2,50±0,32

Примечание. ¹ – достоверность отличий от показателей группы 1 (p < 0,05); ² – достоверность отличий от показателей группы 1, 2 (p < 0,05); n – количество студентов в группе.

Note. ¹, reliability of differences from the indicators of group 1 (p < 0.05); ², reliability of differences from the indicators of group 1, 2 (p < 0.05); n, the number of students in the class.

 

Так, концентрация иммуноглобулина класса G в сыворотке крови студентов с высоким уровнем физической активности достоверно превышала соответствующие значения у студентов со средним уровнем и студентов, не занимающихся спортом, с низким уровнем физической активности. Наибольшая концентрация иммуноглобулина класса M отмечалась у студентов с высоким уровнем физической активности в группе высокой спортивной квалификации. Достоверных отличий в уровне иммуноглобулина класса А среди студентов с высоким, средним и низким уровнями физической активности не было выявлено.

Наиболее выраженные изменения под влиянием регулярной тренировочной физической нагрузки наблюдались в функциональной характеристике фагоцитарного звена иммунитета (табл. 3). В частности, фагоцитарная активность нейтрофилов спортсменов высоких спортивных разрядов достоверно превышала таковую у студентов со средним и низкими уровнями физической активности. Фагоцитарное число у лиц с высоким уровнем физической активности также превышало соответствующие значения студентов-спортсменов со средним уровнем и студентов с низким уровнем физической активности.

 

Таблица 3. Показатели функциональной активности фагоцитарного звена иммунитета у студентов с различным уровнем физической активности

Table 3. Indicators of Functional Activity of the Phagocytic Link of Immunity in Students with Different Levels of Physical Activity

Показатель Indicator	Уровень физической активности Physical activity level			KWp
	1. Высокий 1. High (n = 23)	2. Средний 2. Average (n = 22)	3. Низкий 3. Low (n = 32)
	Фагоцитарные показатели Phagocytic parameters
Фагоцитарная активность, % Phagocytic activity, %	67,00±1,52	63,00±1,821	58,00±2,071, 2	< 0,001
Фагоцитарное число Phagocyte number	8,00±0,48	7,00±0,381	4,30±0,421, 2	< 0,001
cХл, 104 имп/мин sHl, 104 imp/min	2,11±0,70	1,09±0,121	0,83±0,161	< 0,001
иХЛ, 104 имп/мин iHl, 104 imp/min	4,30±1,26	2,80±0,861	2,00±0,191	< 0,001
Коэффициент активации нейтрофилов Neutrophil activation rate	2,04±0,66	2,57±0,501	2,41±0,17

Примечание. ¹ – достоверность отличий от показателей группы 1 (p < 0,05); ² – достоверность отличий от показателей группы 2 (p < 0,05); cХл – спонтанная хемилюминесценция; иХл – индуцированная хемилюминесценция; n – количество студентов в группе.

Note. ¹, reliability of differences from the indicators of group 1 (p < 0.05); 2 – reliability of differences from the indicators of group 2 (p < 0.05); sHl, spontaneous chemiluminescence; iHl, induced chemiluminescence; n, the number of students in the group.

 

Интенсивность спонтанной и индуцированной хемилюминесценции также характеризовалась достоверной зависимостью от уровня физической нагрузки. В частности, интенсивность спонтанной хемилюминесценции в группе с высоким уровнем физической активности была достоверно выше таковой у студентов со средним уровнем. Даже средний уровень физической активности сопровождался достоверным повышением интенсивности спонтанной хемилюминесценции от уровня студентов группы с низким уровнем ФА.

Сходные данные были получены при постановке теста индуцированной ХЛ; ее интенсивность в группе с высокой физической активностью характеризовалась достоверным превышением над таковой групп со средней и низкой уровнями. Эти данные свидетельствовали о повышении степени функционального резерва нейтрофила под влиянием регулярных тренировочных физических нагрузок в условиях действия образовательной среды.

Заключение

Полученные данные о достоверном увеличении числа Т- и В-лимфоцитов у студентов с высокой физической активностью в сравнении с данными студентов с низкой физической активностью и отсутствие существенных изменений по другим фенотипам частично согласуются с результатами исследования фенотипа лимфоцитов в периферической крови спортсменов в течение 19 месяцев, продемонстрировавшие отсутствие достоверных отклонений; даже избыточная физическая нагрузка не влияла на показатели фенотипа лимфоцитов [5].

Было также показано, что обычный тренировочный процесс у спортсменов высокой квалификации не приводит к статистически значимым изменениям общего количества популяций и субпопуляций лимфоцитов. В то же время обследование мужчин после различной физической нагрузки выявило выраженное снижение количества Т-лимфоцитов и Т-хелперов у мужчин с низким уровнем тренированности; напротив, у тренированных мужчин количество этих клеток было повышено; достоверного изменения количества Т-цитотоксических клеток не было найдено [9]. Констатировано достоверное влияние анксиогенного стресса на уровень Т-хелперов и соотношение Т-хелперы/Т-супрессоры у спортсменов с высоким уровнем тревожности; при сравнении влияния интенсивной физической нагрузки и анксиогенного стресса на спортсменов различной спортивной квалификации автором было установлено, что физическая нагрузка, в отличие от анксиогенного стресса, не сопровождалась выраженными изменениями фенотипа лимфоцитов [8].

Выявленное повышение уровня иммуноглобулинов в сыворотке крови лиц с повышенной физической активностью демонстрирует активацию гуморального звена иммунитета несмотря на отсутствие достоверных различий в количестве B-лимфоцитов. В то же время значительная часть исследований, посвященная изучению данного вопроса, свидетельствует о формировании скрытого иммунодефицита на фоне снижения гуморальных факторов иммунитета, что в итоге приводит к снижению резистентности спортсменов к инфекционным заболеваниям [6, 11].

Наряду с активацией гуморального иммунитета была отмечена стимуляция функциональной активности клеточного звена иммунитета у лиц с более высоким уровнем тренированности, что согласуется с работами, свидетельствующими о повышении фагоцитарной активности нейтрофилов и продукции ими супероксид-анион радикала в ответ на физическую нагрузку у бегунов на длинные дистанции и триатлонистов по сравнению с контрольной группой добровольцев [7]. Более того, показатели функциональной активности нейтрофилов предлагают использовать в качестве критерия эффективности адаптации как к физической нагрузке, так и к сезонным факторам среды [3].

Наблюдаемое увеличение интенсивности спонтанной и особенно индуцированной хемилюминесценции свидетельствует об активации лейкоцитов и, в частности, интенсивности «кислородного взрыва», характеризующегося активацией прооксидантных систем. Так, ранее проведенные исследования показали, что, по данным литературы, физическая тренировка стимулирует экспрессию НАДФН-оксидазы нейтрофилов [10].

В целом наблюдаемые изменения и данные литературы свидетельствуют о том, что интенсивная физическая нагрузка сопровождается некоторыми отклонениями в иммунной системе, тогда как регулярная умеренная нагрузка ее стимулирует [13].

Об авторах

И. П. Зайцева

ФГБОУ ВО «Ярославский государственный университет имени П.Г. Демидова»

Автор, ответственный за переписку.
Email: irischa-zip@yandex.ru

д.б.н., профессор кафедры физического воспитания и спорта

Россия, Ярославль

О. Н. Зайцев

ФГБОУ ВО «Ярославский государственный технологический университет»

Email: irischa-zip@yandex.ru

к.б.н., доцент кафедры физического воспитания

Россия, Ярославль

В. А. Романов

ФГБОУ ВО «Ярославский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

Email: irischa-zip@yandex.ru

д.м.н., профессор, заведующий кафедрой микробиологии с вирусологией и иммунологией

Россия, Ярославль

Н. В. Семечкин

ФГБОУ ВО «Ярославский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

Email: irischa-zip@yandex.ru

к.м.н., старший преподаватель кафедры микробиологии с вирусологией и иммунологией

Россия, Ярославль

Список литературы

Дополнительные файлы