Влияние экзаменационного стресса на интенсивность процессов липопероксидации и карбонилирования

УДК 577

ВЛИЯНИЕ ЭКЗАМЕНАЦИОННОГО СТРЕССА НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ПРОЦЕССОВ ЛИПОПЕРОКСИДАЦИИ И КАРБОНИЛИРОВАНИЯ

Е.И. Львовская, Е.Н. Саханкова

Уральский государственный университет физической культуры, г. Челябинск

Статья посвящена изучению влияния эмоционального стресса на изменение содержания продуктов перекисного окисления липидов и окислительной модификации белков в слюне студентов. Рассмотрены изменения процессов свободнорадикального окисления липидов и белков у студентов в различные периоды учебного года.

Ключевые слова: свободнорадикальное окисление (СРО), окислительный стресс (ОС), перекисное окисление липидов (ПОЛ), окислительная модификация белков (ОМБ), динитрофенилгидразоны (ДФГ).

Введение. Экзаменационный стресс занимает одно из первых мест среди причин, вызывающих психическое напряжение у студентов [6]. Стресс у студентов развивается из-за большого потока информации, в период сессий, из-за нарушения привычных динамических стереотипов (образа жизни). Эмоциональное напряжение у студентов начинается за несколько дней до начала сессии и сохраняется на всем ее протяжении. Стресс сопровождается усилением продукции активных форм кислорода (АФК), и интенсификацией процессов свободнорадикального окисления.

Окислительная модификация белков и пере-кисное окисление липидов тесно связаны друг с другом, формируя порочный круг, способствующий дальнейшему усилению окислительного стресса [3]. Поэтому наше исследование посвящено оценке динамики показателей интенсивности свободнорадикального окисления у студентов в различные периоды учебного года.

Методика исследования. Исследование проводилось на базе ГОУ СПО «Кунгурский колледж промышленных технологий, управления и дизайна».

Было обследовано 65 студентов, в возрасте от 17 до 23 лет, проанализированы результаты медицинского осмотра студентов. Все студенты были разбиты на подгруппы: по полу, по типу питания. Из них были сформированы две группы: группа обследованных в ноябре 2011 года (п = 40) - взяты показатели в предсессионный (сессионный) период и группа обследованных в феврале 2012 года (п = 25) - «спокойный период» после зимних каникул.

Биохимические методы исследования. Получение липидных экстрактов, а также определение первичных, вторичных продуктов ПОЛ проводили по методу И.А. Волчегорского и др., 1989, 2000 [4].

Содержание конечных продуктов ПОЛ определяли по методу Е.И. Львовской и др., 1991. Определение интенсивности аскорбат-индуцированного ПОЛ производилось спектрофотометрическим методом Е.И. Львовской (1998) [5]. Окислительная модификация белков оценивалась по уровню образования динитрофенилгидразонов по методу Е.Е. Дубининой (1995) [1].

Статистический анализ результатов. Полученные данные обработаны с использованием пакета статистических программ Microsoft Excel и STADIA и выражались в виде среднеарифметической (М) и ее стандартной ошибки (m). Для сравнения выборок использовался расчет непараметрических критериев: критерий знаков (G), критерий Вилкоксона (T), х2 - критерий для уровня статистической значимости р < 0,05.

Результаты исследований и их обсуждение. При сравнении показателей ПОЛ у студентов Кун-гурского колледжа в различные периоды учебного года в группе студентов (ноябрь 2011 г.) в предсессионный период выявлено повышение уровня первичных продуктов (диеновые коньюгаты), вторичных (кетодиены и сопряженные триены) и конечных (шиффовы основания) в гептановой и изо-пропанольной фазах. Все изменения отображены в табл. 1.

Концентрация всех категорий продуктов ПОЛ в группе девушек (февраль) ниже, чем в группе девушек (ноябрь), а именно содержание гептано-фильных кетодиенов и сопряженных триенов ниже на 71 %; шиффовых оснований (гептановая фаза) -на 98 %; содержание изопропанольных диеновых коньюгатов - на 20 %; изопропанольных кетодие-нов и сопряженных триенов - на 17 %; шиффовых оснований (изопропанольная фаза) - на 80 %. Данные изменения наблюдались на фоне повышенного уровня аскорбат-индуцированного ПОЛ:

Проблемы здравоохранения

Таблица 1

Изменение показателей ПОЛ в различные периоды учебного года

Продукты ПОЛ Девушки, п = 27, ноябрь Девушки, п = 15, февраль Мясная пища, п = 34, ноябрь Мясная пища, п = 21, февраль Вегетар. пища, п = 6, ноябрь Вегетар. пища, п = 4, февраль

ДК (гептан) 0,373 ± 0,007 0,372 ± 0,001 0,387 ± 0,008 0,374 ± 0,001 0,398 ± 0,011 0,371 ± 0,003

КиСТ (гептан) 0,133 ± 0,006 0,038 ± 0,003 а = 6 = 2,8 Р < 0,05 0,136 ± 0,005 0,045 ± 0,007 а = 6 а£ = 2,8 Р < 0,05 0,133 ± 0,011 0,036 ± 0,003 а = 6 а£ = 2,8 Р < 0,05

ШО (гептан) 0,051 ± 0,016 0,001 ± 0,0002 а = 6 = 2,8 0,040 ± 0,013 0,001 ± 0,001 а = 6 а£ = 2,8 0,037 ± 0,013 0,001 ± 0,001 а = 6 а£ = 2,8

ДК (изопроп.) 0,371 ± 0,007 0,296 ± 0,002 а = 6 = 2,8 Р < 0,05 0,378 ± 0,006 0,297 ± 0,002 а = 6 а£ = 2,8 Р < 0,05 0,360 ± 0,006 0,292 ± 0,001 а = 6 а£ = 2,8 Р < 0,05

КиСТ (изопроп.) 0,164 ± 0,007 0,136 ± 0,005 а = 6 = 2,8 Р < 0,05 0,162 ± 0,006 0,144 ± 0,006 а = 6 а£ = 2,8 Р < 0,05 0,164 ± 0,006 0,155 ± 0,017

ШО (изопроп.) 0,040 ± 0,011 0,008 ± 0,002 а = 6 а£ = 2,8 Р < 0,05 0,036 ± 0,009 0,008 ± 0,001 а = 6 а£ = 2,8 Р < 0,05 0,021 ± 0,004 0,007 ± 0,003 а = 6 а£ = 2,8 Р < 0,05

ДК индуц. 286,625 ± 7,104 544,179 ± 17,595 а = 6 а£ = 2,8 Р < 0,05 284,316 ± 6,264 543,102 ± 15,086 а = 6 а£ = 2,8 Р < 0,05 293,358 ± 10,061 491,230 ± 25,180 а = 6 а£ = 2,8 Р < 0,05

КиСТ индуц. 710,413 ± 32,241 1162,353 ± 78,302 а = 6 а£ = 2,8 р < 0,05 715,212 ± 29,274 1141,570 ± 65,639 а = 6 а£ = 2,8 Р < 0,05 668,803 ± 26,213 1015,557 ± 102,190 а = 6 а£ = 2,8 Р < 0,05

Примечание. ЕО 232/220 - диеновые коньюгаты триены (СТ); 400/220 - шиффовы основания.

АОА-1 повышалось в среднем на 90 %; АОА-2 -на 63 %.

В группе студентов, предпочитающих мясную пищу, (февраль) также выявлено снижение содержания гептанофильных кетодиенов и сопряженных триенов - на 77 %; шиффовых оснований (гептановая фаза) - на 97 %; содержание изопро-панольных диеновых коньюгатов - на 21 %; изо-пропанольных кетодиенов и сопряженных триенов -на 11 %; шиффовых оснований (изопропанольная фаза) - на 78 %. При этом был отмечен повышенный уровень аскорбат-индуцированных диеновых коньюгатов, в среднем на 91 %; аскорбат-индуци-рованных кетодиенов и сопряженных триенов -на 60 %.

Выявлено, что у студентов, предпочитающих вегетарианскую пищу, (февраль) статистически значимо снижено содержание гептанофильных ке-тодиенов и сопряженных триенов - на 73 %; шиф-фовых оснований (гептановая фаза) - на 97 %; содержание изопропанольных диеновых коньюгатов -на 29 %; шиффовых оснований (изопропанольная

(ДК); 278/220 - кетодиены (КД) и сопряженные

фаза) - на 67 %. При этом был отмечен повышенный уровень аскорбат-индуцированных диеновых коньюгатов, в среднем на 67 %; аскорбат-индуци-рованных кетодиенов и сопряженных триенов - на 52 %.

Таким образом, усиление процессов ПОЛ наблюдалось у студентов Кунгурского колледжа в предсессионный период, что указывает на недостаточный уровень антиоксидантной защиты. Особенно значительное повышение наблюдалось в показателях оснований Шиффа, которые являются балластом для клетки, нарушающим функцию клеточных биомембран, более того, данный факт подтверждает тенденцию к хронизации активации свободнорадикального окисления [6].

Исследования содержания ОМБ у студентов Кунгура в феврале 2012 года показали уменьшение количества динитрофенилгидразонов (ДФГ) по сравнению с группой студентов Кунгура в ноябре 2011 года. Все изменения отражены в табл. 2.

В группе девушек (февраль) по сравнению с группой девушек (ноябрь) содержание аКДФГн

Львовская Е.И., Саханкова Е.Н.

Влияние экзаменационного стресса на интенсивность процессов липопероксидации...

Таблица 2

Изменение показателей ОМБ в различные периоды учебного года

Продукты ОМБ Девушки, п = 27, ноябрь Девушки, п = 15, февраль Мясная пища, п = 34, ноябрь Мясная пища, п = 21, февраль Вегетар. пища, п = 6, ноябрь Вегетар. пища, п = 4, февраль Юноши, п = 13, ноябрь Юноши, п = 10, февраль

Общий белок, г/л 2,488 ± 0,109 2,473 ± 0,085 2,545 ± 0,101 3,132 ± 0,460 2,402 ± 0,211 2,585 ± 0,306 2,600 ± 0,148 3,900 ± 0,948

аАДФГ, ЕДоп/мл 2,022 ± 0,170 2,107 ± 0,186 2,200 ± 0,17 2,026 ± 0,150 2,095 ± 0,229 3,030 ± 0,409 а = 4 N = 10 р < 0,05 2,521 ± 0,264 2,306 ± 0,292

аКДФГн, ЕДоп/мл 2,847 ± 0,202 2,050 ± 0,121 Т = 44, N = 10 р < 0,05 2,911 ± 0,179 2,034 ± 0,127 Т = 48 N = 10 р < 0,05 2,752 ± 0,233 2,598 ± 0,178 2,969 ± 0,228 2,234 ± 0,240 Т = 46, N = 10 р < 0,05

аКДФГосн, ЕДоп/мл 1,466 ± 0,084 1,047 ± 0,080 Т = 44, N = 10 р < 0,05 1,502 ± 0,076 1,104 ± 0,092 Т = 48, N = 10 р < 0,05 1,482 ± 0,083 1,260 ± 0,112 1,567 ± 0,096 1,253 ± 0,161 Т = 46, N = 10 р < 0,05

аАДФГ, ЕДоп/мл, индуц. 3,922 ± 0,390 4,685 ± 0,189 5,417 ± 0,738 4,722 ± 0,183 Т = 48, N = 10 р < 0,05 4,157 ± 0,413 4,494 ± 0,519 а = 4, N = 10, р < 0,05 7,939 ± 1,359 4,687 ± 0,332 Т = 46, N = 10 р < 0,05

аКДФГн, ЕДоп/мл, индуц. 5,248 ± 0,411 4,724 ± 0,301 5,339 ± 0,353 4,664 ± 0,236 Т = 48, N = 10 р < 0,05 5,894 ± 0,831 4,266 ± 0,522 5,784 ± 0,502 4,415 ± 0,292 Т = 46, N = 10 р < 0,05

аКДФГосн, ЕДоп/мл, индуц. 2,367 ± 0,175 2,260 ± 0,165 Т = 44, N = 10 р < 0,05 2,373 ± 0,157 2,336 ± 0,125 2,609 ± 0,252 1,876 ± 0,250 2,494 ± 0,214 2,265 ± 0,165

аАДФГ, баз.ур./ индуц. (соотнош.) 0,566 ± 0,047 0,474 ± 0,060 Т = 44, N = 10 р < 0,05 0,539 ± 0,046 0,444 ± 0,040 0,521 ± 0,065 0,689 ± 0,106 а = 4, N = 10, р < 0,05 0,473 ± 0,07 0,497 ± 0,053

аКДФГн, баз.ур./ индуц. (соотнош.) 0,594 ± 0,047 0,473 ± 0,054 Т = 44, N = 10 р < 0,05 0,588 ± 0,038 0,461 ± 0,038 Т = 48, N = 10 р < 0,05 0,542 ± 0,104 0,638 ± 0,114 а = 4, N = 10 р < 0,05 0,554 ± 0,055 0,515 ± 0,051

аКДФГосн, баз.ур./ индуц. (соотнош.) 0,657 ± 0,038 0,511 ± 0,063 Т = 44, N = 10 р < 0,05 0,673 ± 0,034 0,506 ± 0,051 Т = 48, N = 10 р < 0,05 0,607 ± 0,076 0,713 ± 0,141 а = 4, N = 10 р < 0,05 0,676 ± 0,055 0,581 ± 0,083 Т = 46, N = 10 р < 0,05

(алифатические кетон-динитрофенилгидразоны

нейтрального характера, X = 370) снижено на 28 %; аКДФГосн (алифатические кетон-динитрофенил-гидразоны основного характера, X = 430) - на 29 %; аКДФГн (алифатические кетон-динитрофенилгид-разоны нейтрального характера), индуцируемые в системе Ре2+/И202 - на 10 %; аАДФГ (алифатические альдегид-динитрофенилгидразоны) - ба-

зальный уровень к индукции - на 16 %; аКДФГн (алифатические кетон-динитрофенилгидразоны

нейтрального характера, X = 370, базальный уровень к индукции) - на 20 %; аКДФГосн (алифатические кетон-динитрофенилгидразоны основного характера, X = 430, базальный уровень к индукции) - на 22 %.

В группе юношей (февраль) содержание аКДФГн снижено на 25 %; аКДФГосн - на 20 %;

Проблемы здравоохранения

аАДФГ, индуцируемых в системе Ре2/И202, - на 41 %; аКДФГн, индуцируемых в системе Ре2+/И202, -на 24 %; аКДФГосн (базальный уровень к индукции) - на 14 %.

В группе студентов, предпочитающих мясную пищу, (февраль) содержание аКДФГн снижено на 30 %; аКДФГосн - на 26 %; аАДФГ, индуцируемых в системе Ре2+/И202, - на 23 %; аКДФГн, индуцируемых в системе Ре2+/И202, - на 23 %; аКДФГн (базальный уровень к индукции) - на 22 %; аКДФГосн (базальный уровень к индукции) -на 25 %.

В группе студентов, предпочитающих вегетарианскую пищу (февраль), по сравнению с ноябрьской группой, наоборот, произошло повышение содержания количества динитрофенилгидразонов (ДФГ), а именно содержание аАДФГ (алифатические альдегид-динитрофенилгидразоны, X = 270) повышено - на 45 %; аАДФГ, индуцируемые в системе Ре2+/И202, - на 8 %; аАДФГ (базальный уровень к индукции) - на 32 %; аКДФГн (алифатические кетон-динитрофенилгидразоны нейтрального характера, базальный уровень к индукции) повышено - на 18 %; аКДФГосн (алифатические кетон-динитрофенилгидразоны основного характера, базальный уровень к индукции) снижено - на 18 %.

Заключение. Проведенное исследование выявило дисинхронизированное изменение концентрации продуктов ПОЛ и ОМБ (при увеличении ПОЛ уменьшается ОМБ) в группах студентов в предсессионный (сессионый) период.

Исключение составляли показатели студентов, предпочитающих вегетарианскую пищу, где происходил синхронизированный рост показателей

ПОЛ и ОМБ, что позволяет предположить активацию окислительного стресса.

Литература

1. Дубинина, Е.Е. Роль активных форм кислорода в качестве сигнальных молекул в метаболизме тканей при состояниях окислительного стресса / Е.Е. Дубинина // Вопр. мед. химии. - 2001. -Т. 47, № 6. - С. 561-581.

2. Луцкий, М.А. Применение отечественного антиоксиданта - препарата мексидол в комплексном лечении ишемического инсульта / М.А. Луцкий, Е.А. Назаренко, К.А. Разинкин // Рус. мед. журн. - 2008. - Т. 16, № 12.

3. Роль окислительного стресса в развитии поздних осложнений сахарного диабета 2 типа / О.В. Занозина, Н.Н. Боровков, М.И. Балаболкин и др. // Четвертый Всерос. диабетологич. конгресс: тез. докл., Москва. - М., 2008. - С. 104.

4. Сопоставление различных подходов к определению продуктов перекисного окисления липидов в гептан-изопропанольных экстрактах крови / И.А. Волчегорский, А.Г. Налимов, Б.Г. Ярвинский, Р.И. Лифшиц // Вопр. мед. химии. - 1989. - № 1. -С. 127-131.

5. Спектрофотометрическое определение конечных продуктов перекисного окисления липидов / Е.И. Львовская, И.А. Волчегорский, С.ЕШемяков, Р.И. Лифшиц // Вопр. мед. химии. - 1991. - № 4.-С. 92-93.

6. Щербатых, Ю.В. Прогнозирование и коррекция уровня эмоционального стресса у студентов высшей школы / Ю.В. Щербатых, И.Э. Есау-ленко // Системный анализ и управление в биомед. системах. - 2002. - Т. 1, № 3. - С. 319-322.

Поступила в редакцию 17 марта 2012 г