Модуляция значений лептина и инсулина в условиях эмоционального напряжения

УДК 612.34 Л.Н. Смелышева, А.П. Кузнецов, О.А. Архипова, Г.А. Ковалёва, М.М. Киселева Курганский государственный университет

модуляция значений лептина и инсулина в условиях эмоционального напряжения

Аннотация. В статье рассматривается влияние эмоционального напряжения на содержание лептина и инсулина в сыворотке крови обследуемых в зависимости от преобладания тонуса вегетативной нервной системы. Эмоциональный стресс достоверно снижает концентрацию инсулина в крови у ваготоников и симпатотоников и не изменяет содержание гормона у нормотоников. Содержание лептина при действии эмоционального стресса у всех обследованных достоверно повышалось.

Ключевые слова: лептин, инсулин, тонус вегетативной нервной системы (ВНС), эмоциональное напряжение.

L.N. Smelisheva, A.P. Kuznetsov, O.A. Arkhipova, G.A. Kovaleva, M.M. Kiseleva Kurgan State University

modulation of leptin AND insulin values IN conditions of emotional stress

Annotation. The paper examines the influence of emotional stress on leptin and insulin content in serum in probands depending on the predominance of autonomic nervous system tone. Emotional stress significantly reduces an insulin concentration in blood at vagotonics and sympathotonics and does not change the content of the hormone in normotonics. The leptin content in condition of emotional stress significantly increased at all probands.

Keywords: leptin, insulin, the autonomic nervous system (ANS) tone, emotional stress.

ВВЕДЕНИЕ

Ведущую роль в регуляции процессов питания играют гастроинтестинальные гормоны, представляющие собой пептиды и амины. Источником этих соединений служат эндокринные клетки слизистой оболочки желудка, двенадцатиперстной кишки, поджелудочной железы и кишечника. В настоящее время известно более 20 гастроинте-стинальных гормонов и биологически активных веществ, отвечающих за поддержание энергети-

ческого и метаболического баланса организма. К наиболее важным гормонам относят лептин, гре-лин, холецистокинин, адипонектин и другие [1]. Многие авторы рассматривают жировую ткань как гормональный орган, самостоятельно участвующий в регуляции массы тела, углеводного и ли-пидного видов обмена в организме человека [2].

Белок лептин был открыт в 1994 году. Гормон преимущественно секретируется адипоцитами белой жировой ткани. Кроме того, источниками его синтеза являются плацента, эпителий грудных желез, скелетная мускулатура и слизистая оболочка желудка. Размер адипоцита является важной де-терминантой синтеза лептина: крупные жировые клетки содержат гораздо большее количество гормона, чем мелкие адипоциты. Уровень лептина в крови коррелирует с запасами жировых депо [3].

Действуя на уровне гипоталамуса, лептин контролирует чувство голода и аппетит, регулируя потребление пищи, метаболизм жировой ткани, энергетический обмен, процессы роста и развития. Механизм действия лептина, как энергетического контролера, заключается в поддержании обратной связи между центральной нервной системой и жировой тканью. Лептин является как индикатором энергетических запасов, так и медиатором энергетического баланса, через стимуляцию активности симпатической нервной системы может увеличивать энергозатраты организма. Вне нервной системы лептин повышает чувствительность мышц и жировой ткани к инсулину, оказывает антистеатогенный эффект [4].

Инсулин является основным гормоном инкреторного аппарата поджелудочной железы, приводящим к снижению уровня глюкозы в крови в результате усиления поглощения ее клетками ин-сулинзависимых тканей. Инсулин нужен клеткам для транспорта глюкозы, калия и аминокислот в цитоплазму. Он оказывает ингибирующее действие на гликогенолиз и глюконеогенез. В жировой ткани инсулин усиливает транспорт глюкозы и интенсифицирует гликолиз, повышает скорость синтеза жирных кислот и их эстерификацию и ин-гибирует липолиз. При длительном действии инсулин повышает синтез ферментов и синтез ДНК, активирует рост. В крови инсулин снижает концентрацию глюкозы и жирных кислот, а также (хотя и незначительно) аминокислот.

Существует комплекс взаимодействий между сигнальными путями лептина и инсулина, которые могут приводить к модификации метаболических эффектов инсулина, осуществляющихся через субстраты инсулинового рецептора. Лептин быстро активизирует пути передачи сигналов непосредственно на уровне чувствительных к инсулину тканей, что накладывается на эффекты инсулина [5].

В последнее время появились работы, свидетельствующие о том, что существует ось гипоталамус - гипофиз - жировая ткань, т.е. мозг обмен и в а ется си г н ал а м и с жи ро во й тка н ь ю [6] .

23

серия «физиология, психология, медицина», выпуск 8

Исходя из этого, жировую ткань нельзя рассматривать как инертную, она подвержена регулярному влиянию со стороны мозга и способна быстро и активно реагировать на это влияние. Предполагается, что клетки глии, содержащие рецепторы лептина, в дорсенвальном комплексе участвуют в транспорте лептина в стволе мозга и, таким образом, в регуляции энергетического гомеостаза.

Целью настоящего исследования явилось изучение влияния эмоционального напряжения на взаимоотношения между гормонами лептином и инсулином в зависимости от тонуса вегетативной нервной системы.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В исследовании принимали участие 34 человека мужского пола в возрасте 18-22 лет. Исследования проводили при письменном согласии студентов, в строгом соблюдении биоэтических норм, рекомендованных Российским Комитетом по биоэтике при комиссии РФ по делам ЮНЕСКО.

Исследовали содержание в сыворотке крови гормонов лептина и инсулина натощак в покое и после действия эмоционального стресса. Было проведено два этапа наблюдений: первый - в условиях повседневной учебной нагрузки (условия фона); второй - после сдачи экзамена (эмоциональный стресс).

Вариационная пульсометрия является объективным методом математического анализа сердечного ритма, дающим возможность охарактеризовать состояние вегетативного гомеостаза, а также взаимоотношения парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы.

С помощью программно-аппаратного комплекса «Варикард 2.51» исследовали исходный тонус вегетативной нервной системы. С учетом математического анализа вариабельности сердечного ритма все испытуемые были разделены на три группы: нормотоники, ваготоники и симпатотоники.

Содержание лептина и инсулина в сыворотке крови определяли методом иммуноферментного анализа с использованием коммерческих наборов фирмы DRG (США) на анализаторе «CHEM - 7».

Полученные данные обрабатывали с помощью прикладных программ «Excel 2000»,

<^а^юа 6.0». Статистическую обработку проводили методом Стьюдента. Различия между сравниваемыми величинами считали достоверными при вероятности не менее 95% (р<0,05).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Лептин и инсулин имеют различные взаимоотношения, зависящие от тонуса ВНС. Интерес представляли фоновые показатели исследуемых гормонов у лиц с различным исходным тонусом вегетативной нервной системы (таблица 1).

Так, содержание лептина в сыворотке крови у ваготоников в условиях фона находилось на нижней границе нормальных значений и составляло 0,75±0,14 нг/мл (р<0,05), у нормотоников и сим-патотоников содержание данного гормона находилось на одном уровне (2,26±0,55 нг/мл и 2,07± 0,11 нг/мл соответственно).

Уровень инсулина у ваготоников, напротив, приближался к верхней границе нормы -12,17±0,98 мкЕд/мл (р<0,05) и имел максимальные значения по сравнению с другими группами обследуемых (у симпатотоников - 9,85±0,64 мкЕд/мл, у нормотоников - 6,97±0,46 мкЕд/мл).

Таким образом, энергетическая лабильность просматривается в ряду ваго - симпато - нормото-нии. Минимальные изменения баланса лептиново-го и инсулинового каналов регуляции отмечаются при нормотонии, при этом представители крайних групп имеют разный уровень лабильности. У ваготоников получена обратная зависимость содержания лептина и инсулина в фоновых условиях натощак в утренние часы. При симпатикотонии исходя из межгрупповых значений это прямая зависимость, а при нормотонии - обратная. Но если вагальный канал регуляции ассоциирован с минимальным уровнем лептина и максимальным уровнем инсулина, то равный вклад отделов ВНС представлен максимальными значениями леп-тина и минимальными инсулина. Симпатическая активность определяла средние параметры сочетания показателей.

Эмоциональный стресс вызывает существенные изменения в содержании многих гормонов, особенно гормонов гипоталамо-гипофизарной-надпочечниковой оси [7; 8]. Эмоциональный стресс оказывает влияние и на содержание леп-тина и инсулина (таблица 2).

Таблица 1 - Концентрация лептина и инсулина в сыворотке крови в условиях фона у лиц с различным тонусом вегетативной нервной системы

Ваготоники (n=9) Нормотоники(n=14) Симпатотоники (n=11) Норма

Лептин, нг/мл 0,75±0,14*/** 2,26±0,55** 2,07±0,11 0,5 - 13,8

Инсулин, мкЕд/мл 12,17±0,98*/** 6,97±0,46** 9,85±0,64 3 - 17

Примечание: * - р<0,05, различия достоверны по сравнению с группой студентов с нормотонией; ** - р<0,05, различия достоверны по сравнению с группой студентов с симпатикотонией.

24

Вестник КГУ, 2016. № 2

Таблица 2 - Концентрация лептина и инсулина в сыворотке крови у лиц с различным тонусом вегетативной нервной системы в условиях эмоционального стресса

Ваготоники

Лептин, нг/мл фон 0,75±0,14*/** 2,26±0,55** 2,07±0,11

стресс 5,12±0,59*/**/# 3,39±0,45** 7,66±0,17 #

Инсулин, мкЕд/мл фон 12,17±0,98*/** 6,97±0,46** 9,85±0,64

стресс 8,64±0,30*/**/# 7,19±0,33** 7,62±0,13 #

Примечание: * - р<0,05, различия достоверны по сравнению с группой студентов с нормотонией; ** - р<0,05, различия достоверны по сравнению с группой студентов с симпатикотонией; # - р<0,05, различия достоверны по сравнению с условиями

Эмоциональное напряжение влияет на содержание исследуемых гормонов разнонаправленно: повышает уровень лептина у ваго- и симпатотоников (р<0,05) и уменьшает уровень инсулина в этих же группах обследованных (р<0,05) (таблица 2). У обследованных с нормотонией достоверных различий в содержании исследуемых гормонов не выявлено. Полученные нами данные, вероятно, можно объяснить тем, что повышение уровня лептина у представителей крайних групп вегетативного баланса способно тормозить поступление глюкозы в клетки, создавая условия для более длительной её циркуляции в крови и увеличения доступности в качестве энергетического субстрата.

ЛЕПТИН

ваго I нормо I симпато

фон

ваго Iнормо Iсимпато

фон

Рисунок 1 - Влияние эмоционального напряжения на содержание лептина и инсулина в сыворотке крови у лиц с различным тонусом вегетативной нервной системы

Таким образом, содержание лептина и инсулина в сыворотке крови в покое и при действии эмоционального напряжения зависит от преобладания тонуса парасимпатической и симпатиче-ск о й н е р вной с и с_т е м ы .

При стрессе организм мобилизует все свои функции, отсекая второстепенные факторы, концентрируется на главном, ведь от этого может зависеть благополучие и даже жизнь. В данном состоянии значительно увеличивается уровень ряда гормонов в крови. Их воздействие делает доступными глюкозу и жиры для клеток организма. Исследования последних лет показывают взаимосвязь гипоталамуса и гипофиза с жировой тканью [7].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования позволяют заключить, что содержание лептина и инсулина в сыворотке крови в условиях эмоциональной стабильности зависит от исходного тонуса парасимпатической и симпатической нервной системы. У ваготоников выявлены самые низкие значения содержания лептина и высокие значения содержания инсулина по сравнению с нормо- и симпа-тотониками (р<0,05).

При действии эмоционального напряжения установлено повышение уровня лептина и снижение уровня инсулина у обследуемых с ваго- и сим-патотонией (р<0,05). У нормотоников содержание исследуемых гормонов при действии стресса не изменялось.

Список литературы

1 Звенигородская Л. А., Мищенкова Т. В., Ткаченко Е. В. Гормоны и типы пищевого поведения, эндоканнабиоидная система, пищевая аддикция в развитии метаболического синдрома //Гастроэнтерология. 2009. № 1. С. 73-82.

2 Чубриева С. Ю. Глухов Н. В., Зайчик А. М. Жировая ткань как эндокринный регулятор (обзор литературы) // Вестник Санкт-Петербургского университета. Сер.11. 208. Вып 1.

3 Романцова Т. И., Волкова Г.Е. Лептин и грелин: антагонизм и взаимодействие в регуляции энергетического обмена // Ожирение и метаболизм. 2005. № 2. С. 2-9.

4 Никишова Т. В. Содержание лептина и показатели углеводного обмена у больных ожирением после дието-реф-лексотерапии // Ожирение и метаболизм. 2009. № 4.

С. 34-37.

5 KimY. B, UotaniS, Pierroz D. D. etal. In vivo administration of leptinactiates signal transduction directly in insulinsesitive tissues: overlapping but distinct pathways from insulin // En-docrin. 2000. Vol. 141. P. 2328-2339.

6 Haffner S.M., Miettinen H, Mykkanen L., SternM. P. Leptin concentrations are associated with higher proinsulin and insulin concentration but a lower proinsulin/insulin ratio innon-diabeticts // Int. J. Obes. 1998. Vol. 22. P. 899-905.

7 Schaffer, A. Hypothesis paper. Brain talks with fat -evidence for a hypothalamic-pituitary axis? /A. Schaffer, N. Binart at al.//Neuropeptides. 2005. 39. № 0. P. 363-367.

25

серия «физиология, психология, медицина», выпуск 8

8 Кузнецов А. П., Смелышева Л. Н., Сидоров Р. В. и др. Гормональные показатели у лиц с различным исходным тонусом вегетативной (автономной) нервной системы // Вестник КГУ. 2014. С. 35-37.

9 Бутенко Е. В. Динамика грелина, лептина и гормонов роста в эмбриогенезе человека : автореф. ... дис. канд. биол. наук. Ставрополь, 2011. 17 с.

УДК 612.3 Т.О. Симонова, Л.Н. Смелышева, А.В. Кайгородцев

Курганский государственный университет

корреляционные связи нервного и гуморального контуров регуляции у женщин при нарушенном овариально-

МЕнсТРУАльнОМ ЦИКлЕ

Аннотация. В статье проводится анализ корреляционных взаимоотношений нервной и гуморальной регуляции среди женщин с нарушенным овариально-менструальным циклом в зависимости от преобладающего тонуса ВНС.

Ключевые слова: нарушение ОМЦ, вегетативный баланс, корреляционная связь.

T.O. Simonovа, L.N. Smelysheva, A.V. Kaygorodtsev Kurgan State University

correlation relationship of nervous and humoral contours of regulation in women with disturbed ovarian menstrual cycle

Annotation. The article is devoted to the analysis of correlation relationship of nervous and humoral regulation at women with a disturbed ovarian menstrual cycle, depending on the prevailing ANS tone.

Keywords: ovarian menstrual cycle disturbance, vegetative balance, correlation relationship.

введение. Четкая регуляция менструального цикла относится к одному из признаков общего здоровья женщины, ее репродуктивного потенциала. Как полагают многие исследователи, нарушение менструальной функции проявляется в различные возрастные периоды от пубертатного до перименопаузального [1; 2] и может служить показателем наличия злокачественных заболеваний [3], железодефицитной анемии [4], патологии щито в ид н о й желез ы [5] , наруше н ия гипотал а мо-26

гипофизарной системы [6]. Так, выявленные нарушения менструальной функции в подростковом периоде в 65,4% случаев сопровождаются патологией щитовидной железы [7].

По данным некоторых авторов, дисбаланс менструальной функции оказывает негативное влияние на трудоспособность [8], качество жизни, психоэмоциональное состояние, обуславливая повышение тревоги, агрессивности [9], невротич-ности, утомляемости [10], кроме того, нарушения месячной регуляции ограничивают социальную активность, понижают социально-экономическое положение [11; 12]. По данным Г.Е. Чернухи, расстройства менструальной регуляции достаточно часто сопровождается негативными проявлениями со стороны центральной нервной системы, а именно общей слабостью, тошнотой, лабильным настроением, депрессивными тенденциями, снижением когнитивных функций [13].

Регуляция менструального цикла представляется достаточно сложно организованным процессом и осуществляется по средствам взаимодействия пяти уровней единой нейрогумо-ральной цепи. При возникновении патологических отклонений на любом из уровней возникает дисбаланс в работе месячного цикла. По мнению Н.М. Подзолковой, важную роль в нарушении регуляции месячного ритма играет изменение метаболических процессов, нарушение рецепции и обратного захвата нейротрансмиттеров и ней-ромодуляторов, повышение синтеза ингибина и простогландинов яичниками [14]. Дисбаланс системы гипоталамус-гигпофиз-яичники-надпочеч-ники достаточно часто сопровождает избыточную продукцию андрогенов, приводя к патологии метаболических процессов и нарушению месячных циклов [6]. Существуют данные о влиянии воспалительных процессов эндометрия на механизм возникновения нарушений месячной регуляции, при этом воспаление рассматривается как значительное повышение числа лейкоцитов, их цитоки-новых медиаторов в эндометрии, не обусловленное взаимодействием с инфекционным агентом [13]. В целом одно и то же нарушение месячной регуляции может быть обусловлено различными причинами, которые, в свою очередь, приводят к образованию синдромов дисфункции овариаль-ного цикла. Если действие патологического процесса продолжается долгое время, то существует вероятность планомерного вовлечения всех звеньев регуляции, при этом клиническая картина нарушений изменяется [14]. Слаженность процессов регуляции овариально-менструального процесса обеспечивается полноценностью гона-дотропной стимуляции, адекватной работой яичников и синхронного взаимодействия обратной афферентации.

Как полагает А.А. Болобова, к нарушению репродуктивной системы, в частности менструальной функции, может приводить дисбаланс в соот н о ш е н и и реак_т и в н о с_т и с и мпат и ч е с к о го и п а -

Вестник КГУ, 2016. № 2