The influence of phychoemotional stress on white blood cells circulation and thrombodynamics in healthy volunteers
- Authors: Lozhkin AP1, Chernokhvostov Y.V1, Dvoenosov VG1, Panasyuk MV1, Zhdanov RI1
-
Affiliations:
- Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan, Russia
- Issue: Vol 94, No 5 (2013)
- Pages: 718-722
- Section: Actual problems of biochemistry and laboratory diagnostics
- URL: https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/1927
- DOI: https://doi.org/10.17816/KMJ1927
- ID: 1927
Cite item
Full Text
Abstract
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
- Куприянов Р.В., Кузьмина Ю.М. Психодиагностика стресса - Изд. КНИТУ, 2012 - 212 с.
- 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.
- 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.
- 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.
- Dimsdale J.E. Psychological stress and cardiovascular disease // J. Am. Coll. Cardiol. - 2008. - Vol. 51,N 13. - P. 1237-1246.
- Gu H.F., Tang C.K., Yang Y.Z. Psychological stress, immune response, and atherosclerosis // Atherosclerosis. - 2012. - Vol. 223,N 1. - P. 69-77.
- Hansson G.K., Hermansson А. The immune system in atherosclerosis // Nat. Immunol. - 2011. - Vol. 12, N 3. - P. 204-212.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Rickard A.J., Young M.J. Corticosteroid receptors, macrophages and cardiovascular disease // J. Mol. Endocrinol. - 2009. - Vol. 42,N 6. - P. 449-459.
- 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.
- 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.
- Springer T.A. Traffic signals for lymphocyte recirculation and leukocyte emigration: the multistep paradigm // Cell. - 1994. - Vol. 76,N 2. - P. 301-314.
- 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.