The influence of phychoemotional stress on white blood cells circulation and thrombodynamics in healthy volunteers

Cover Page

Abstract

Aim. To characterize the influence of psychoemotional stress on a white blood cells number in peripheral blood and clotting parameters. Methods. Lymphocytes, granulocytes, monocytes blood counts and coagulological testing were performed in fifty-one students (26 males and 25 females) during the midyear examinations. Psychological tests were used to reveal stress resistance and predisposition to stress. Results. The higher monocyte counts were found in male group under stress compared to control group. Meanwhile, female group under stress showed higher percentage of granulocytes and lower percentage of lymphocytes compare to control group. Sex differences in stationary speed of clot formation were found in stress and non-stress groups. Both sex groups showed an association of psychoemotional stress and hemostasis parameters, the differences in male group were more marked. Conclusion. The obtained data suggest that psychoemotional stress modulates immune cells and hemostasis parameters in healthy volunteers.

Full Text

Роль психоэмоционального стресса как этиологического фактора в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний неоднократно обсуждалась исследователями [5, 6 14]. Стресс активирует симпатическую нервную систему, гипоталамогипофизарно-надпочечниковую и ренин-ангиотензиновую системы, что приводит к экспрессии катехоламинов, кортикостероидов, глюкагона и гормона роста, повышению концентрации гомоцистеина, повреждению эндотелия и синтезу им молекул адгезии [10]. Кроме того, психологический стресс стимулирует воспалительный ответ, активацию макрофагов, генерацию активных форм кислорода, модификацию липидов, образование тучных клеток и тромботические события, что приводит к образованию атеросклеротической бляшки [6]. Влияние стресса на иммунную систему зависит от его длительности [4]. Хронический стресс негативно влияет на функционирование иммунной системы [13], в то время как кратковременный стресс увеличивает адаптационные возможности организма [4]. Транспортировка лейкоцитов в конкретные органы-мишени представляет собой механизм, направленный на повышение скорости и эффективности иммунного ответа [4, 15]. Значительный интерес представляет изучение влияния стресса на систему гемостаза. Так, A. Khan и соавт. было показано увеличение протромбинового времени и активированного частичного тромбопластинового времени у больных инфарктом миокарда по сравнению со здоровыми обследуемыми независимо от пола пациента [8]. Ранее было обнаружено возникновение стрессовой гиперкоагулемии [3]. Предполагают существование трёх различных стратегий адаптивной реакции организма на стрессовые воздействия: за счёт физиологических резервов, высокой степени напряжённости функциональных систем или ограничения адаптивных возможностей [2]. Целью данной работы была характеристика изменения содержания клеток иммунной системы в крови и параметров тромбодинамики у здоровых добровольцев под влиянием психоэмоционального стресса (в период экзаменационной сессии). В исследовании принимали участие здоровые добровольцы - студенты, находившиеся в состоянии экзаменационного напряжения в период сессии, а также в межсессионный период. Перед началом исследования всех испытуемых обследовали терапевт, отоларинголог, стоматолог и невролог. В исследование включали только добровольцев, получивших заключение «здоров» у всех специалистов. Общее количество добровольцев - 51 человек, в их числе 26 мужчин и 25 женщин. Добровольцы были разделены на группы в зависимости от периода обследования: первую группу составили студенты в межсессионный период (n=25, n=12, n=13), вто всегомужжен рую - студенты в период сессии, подвергающиеся воздействию экзаменационного напряжения (n=26, n=14, n=12). всегомужжен Опросники психологического тестирования включали два основных направления: оценку психологического состояния и уровня напряжения, а также диагностику стрессоустойчивости и индивидуально-психологических особенностей, влияющих на предрасположенность к стрессу [1]. Общий анализ крови проводили с применением автоматизированного гематологического анализатора «Beckman Coulter AcT 5 diff AL» (США). Для теста тромбодинамики кровь отбирали в вакуумные пробирки «Vacuette» («Greiner Bio-one», Австрия) с 3,2% натрия цитрата. После забора кровь центрифугировалась в течение 20 мин при 2500 g («Elma 2000», «Elma», Германия). Плазму собирали в пластиковые пробирки ёмкостью 1,5 мл («Eppendorf», США) и повторно центрифугировали 5 мин при 10 000 g для получения бедной тромбоцитами плазмы («Eppendorf MiniSpin», «Eppendorf», США). Полученную плазму инкубировали с ингибитором контактного пути активации свёртывания и рекальцинировали при 36,6 °C в соответствии с инструкцией производителя («ГемаКор», Россия). Рекальцинированную плазму вносили по 120 мкл в специальные пластиковые кюветы прибора «ТромбоИмиджер-2» («ГемаКор», Россия), в которые помещали активатор свёртывания с иммобилизованным тканевым фактором цитов (p=0,039), который оказался выше в подгруппе, подвергшейся стрессу (рис. 1). Мужчины первой и второй групп при тех же условиях различалась по количеству моноцитов (p=0,045), возросшему при стрессе (рис. 2). Аналогичный факт установлен Matzner и соавт. при исследовании психологического стресса, ассоциированного с 30-часовой депривацией сна у студентов [11]. Помимо этого, нами проведён корреляционный анализ по Спирмену различий между результатами психологического тестирования на предмет стресса и усреднёнными показателями общего анализа крови всех добровольцев, а также в подгруппе мужчин и женщин. Установлена положительная корреляция для числа гранулоцитов и результатов психологического тестирования (табл. 1). Для всех участвовавших в исследовании добровольцев и женщин обнаружена положительная корреляция содержания в крови моноцитов и оценки актуального состояния, а в группе женщин - для общего числа лейкоцитов и результатов теста склонности к развитию стресса по Немчину и Тейлору. Моноциты представляют собой одну из ключевых групп клеток при развитии атеросклероза и наравне с Т-клетками наиболее часто встречаются в атероме [7]. Повышение уровня моноцитов в крови при стрессе может быть обусловлено изменением иммунных реакций посредством активации или угнетения регуляторных механизмов гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы во время хронического стресса. Ответ клеточного и гуморального звеньев иммунитета значительно зависит от макрофагов, которые крайне чувствительны к психологическому стрессу, что, вероятно, связано с усилением синтеза цитокинов при стрессе. Исследователи полагают, что гормоны стресса, такие как кортикостероиды и катехоламины, влияют на экспрессию провоспалительных цитокинов (интерлейкинов-1b и -8, фактора некроза опухоли альфа), что отражается на активации и хемотаксисе моноцитов, а также на функционировании эндотелия и привлечении циркулирующих моноцитов с последующей конверсией в тучные клетки [10, 12]. Влияние психоэмоционального стресса на клетки приобретённого иммунитета. Группа женщин во время экзаменационной сессии статистически значимо отличалась по U-критерию Манна-Уитни от группы в межсессионный период по проценту лимфоцитов (p=0,031), число которых при стрессе уменьшалось (рис. 3). Корреляционный анализ по Спирмену между результатами психологического тестирования и общего анализа крови показал отрицательную корреляцию с числом лимфоцитов в общей группе и группе мужчин (см. табл. 1). Эти данные подтверждаются исследованием Tenditnik и соавт., которые на модели 20-дневного психоэмоционального стресса у мышей установили, что стресс ведёт к снижению как общего числа CD3+-клеток, так и CD4+- и CD8+-клеток, что позволило сделать вывод о тесной взаимосвязи между психоэмоциональным стрессом и клеточным звеном иммунитета [16]. Подобное явление может быть связано с тем, что активация гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы ведёт к повышению уровня глюкокортикоидов, которые ингибируют синтез цитокинов T- клетками [9]. Изменение параметров коагуляции крови при воздействии психоэмоционального стресса. Анализ различий между группами мужчин и женщин по U-критерию Манна-Уитни в период сессии и межсессионном периоде показал, что статистически значимо в группе студентов, не подвергающихся воздействию стресса, у мужчин и женщин различается только стационарная скорость тромбообразования (см. табл. 2). В группе студентов, находившихся в условиях экзаменационного стресса, возникают достоверные различия уже по семи параметрам (табл. 3). У мужчин и женщин из второй группы достоверно (p <0,05) различаются результаты Таблица 2 Студенты в межсессионный период © 46. «Казанский мед. ж.», №5. Параметр Мужчины Женщины p по U-критерию Манна-Уитни Ситуативная тревожность по Спилбергеру, у.е. 22,00±1,98 23,80±1,52 0,64 Личностная тревожность по Спилбергеру, у.е. 39,58±1,32 42,32±1,19 0,20 Шкала тревожности Немчина в адаптации Тейлора, у.е. 15,00±1,15 14,75±2,66 0,86 Начальная скорость тромбообразования, мкм/мин 43,00±1,60 41,32±1,67 0,54 Стационарная скорость тромбообразования, мкм/мин 21,75±0,54 23,28±0,64 0,03 Задержка начала роста сгустка (лаг-период), мин 0,72±0,07 0,76±0,10 0,94 Примечание: у.е. - условные единицы. Таблица 3 Студенты в период экзаменационной сессии Параметр Мужчины Женщины p по U-критерию Манна-Уитни Ситуативная тревожность по Спилбергеру, у.е. 20,90±2,30 31,67±2,43 0,01 Личностная тревожность по Спилбергеру, у.е. 38,24±2,66 44,61±1,39 0,03 Шкала тревожности Немчина в адаптации Тейлора, у.е. 13,67±2,16 18,83±1,55 0,03 Начальная скорость тромбообразования, мкм/мин 45,09±1,23 48,74±1,10 0,03 Стационарная скорость тромбообразования, мкм/мин 22,65±0,51 24,00±0,33 0,01 Задержка начала роста сгустка (лаг-период), мин 0,70±0,04 0,56±0,03 0,01 Примечание: у.е. - условные единицы. психологических тестов. При этом у женщин из группы, находившейся в стрессовой ситуации, достоверно (p <0,05) выше значения ситуационной тревожности по Спилбергеру и тревожности по Немчину и Тейлору, а между группами мужчин такие различия отсутствуют. Это позволяет заключить, что у женщин данной возрастной группы сильнее выражен психологический ответ на стрессовые ситуации. Также у студентов и студенток, находящихся в условиях экзаменационного стресса, достоверно различаются параметры гемостаза (табл. 3). При этом различия среди мужчин из групп, подвергавшихся и не подвергавшихся воздействию экзаменационного напряжения, значительнее, чем между группами женщин. Последнее свидетельствует о том, что у мужчин данной возрастной группы адаптационные реакции системы гемостаза к воздействию стрессовой ситуации более выражены. ВЫВОД Комплекс полученных данных свидетельствует о тесной связи психоэмоционального стресса у здоровых студентов с изменениями в клеточном звене врождённого и приобретённого иммунитета, а также с параметрами гемостаза.
×

About the authors

A P Lozhkin

Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan, Russia

Email: lozhkinandrey@gmail.com

Yu V Chernokhvostov

Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan, Russia

V G Dvoenosov

Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan, Russia

M V Panasyuk

Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan, Russia

R I Zhdanov

Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan, Russia

References

  1. Куприянов Р.В., Кузьмина Ю.М. Психодиагностика стресса - Изд. КНИТУ, 2012 - 212 с.
  2. Фатеева Н.М., Абубакирова О.Ю. Хронобиологические исследования показателей гемостаза, перекисного окисления липидов в условиях Крайнего Севера // Вестн. РУДН. Сер. Мед. - 2010. - №4. - С. 201-203.
  3. Austin A.W., Wirtz P.H., Patterson S.M. et al. Stressinduced alterations in coagulation: assessment of a new hemoconcentration correction technique // Psychosom. Med. - 2012. - Vol. 74,N 3. - P. 288-295.
  4. Dhabhar F.S., Malarkey W.B., Neri E., McEwen B.S. Stress-induced redistribution of immune cells - from barracks to boulevards to battlefields: a tale of three hormones // Curt. Richter. Award. Winner. Psychoneuroendocrinology. - 2012. - Vol. 37,N 9. - P. 1345-1368.
  5. Dimsdale J.E. Psychological stress and cardiovascular disease // J. Am. Coll. Cardiol. - 2008. - Vol. 51,N 13. - P. 1237-1246.
  6. Gu H.F., Tang C.K., Yang Y.Z. Psychological stress, immune response, and atherosclerosis // Atherosclerosis. - 2012. - Vol. 223,N 1. - P. 69-77.
  7. Hansson G.K., Hermansson А. The immune system in atherosclerosis // Nat. Immunol. - 2011. - Vol. 12, N 3. - P. 204-212.
  8. Khan H.A., Alhomida A.S., Rammah T.Y. et al. Alterations in prothrombin time and activated partial thromboplastin time in patients with acute myocardial infarction // Int. J. Clin. Exp. Med. - 2013. - Vol. 6, N 4. - P. 294-297.
  9. Krohn M., Listing M., Tjahjono G. et al. Depression, mood, stress, and Th1/Th2 immune balance in primary breast cancer patients undergoing classical massage therapy // Support. Care. Cancer. - 2011. - Vol. 19, N 9. - P. 1303-1311.
  10. Lombard J.H. Depression, psychological stress, vascular dysfunction, and cardiovascular disease: thinking outside the barrel // J. Appl. Physiol. - 2010. - Vol. 108,N 5. - P. 1025-1026.
  11. Matzner P., Hazut O., Naim R. et al. Resilience of the immune system in healthy young students to 30-hour sleep deprivation with psychological stress // Neuroimmunomodulation. - 2013. - Vol. 20,N 4. - P. 194-204.
  12. Rickard A.J., Young M.J. Corticosteroid receptors, macrophages and cardiovascular disease // J. Mol. Endocrinol. - 2009. - Vol. 42,N 6. - P. 449-459.
  13. Rosenberger P.H., Ickovics J.R., Epel E. et al. Surgical stress-induced immune cell redistribution profiles predict short-term and long-term postsurgical recovery. A prospectivestudy // J. Bone Joint Surg. Am. - 2009. - Vol. 91,N 12. - P. 2783-2794.
  14. Shively C.A., Musselman D.L., Willard S.L. Stress, depression, and coronary artery disease: modeling comorbidity in female primates // Neurosci. Biobehav. Rev. - 2009. - Vol. 33,N 2. - P. 133-144.
  15. Springer T.A. Traffic signals for lymphocyte recirculation and leukocyte emigration: the multistep paradigm // Cell. - 1994. - Vol. 76,N 2. - P. 301-314.
  16. Tenditnik M.V., Shurlygina A.V., Mel’nikova E.V. et al. Effect of chronic psychoemotional stress on subpopulation spectrum of T-lymphocytes in immunocompetent organs in male mice // Ross. Fiziol. ZhIm. I.M. Sechenova. - 2004. - Vol. 90,N 12. - P. 1522-1529.

Statistics

Views

Abstract: 355

PDF (Russian): 4221

Cited-by

CrossRef: 1

  1. Said OB, Razumova S, Velichko E, Tikhonova S, Barakat H. Evaluation of the Changes of Salivary pH among Dental Students Depending on Their Anxiety Level. European Journal of Dentistry. 2020;14(04):605. doi: 10.1055/s-0040-1714758

Dimensions

Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX


© 2013 Lozhkin A.P., Chernokhvostov Y.V., Dvoenosov V.G., Panasyuk M.V., Zhdanov R.I.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.





This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies