Стресс для освоения Арктики не помеха
Ученые из Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики (ФИЦКИА) УрО РАН разработали алгоритм оценки адаптационных резервов организма человека по анализу слюны. Эта система может применяться для прогноза стрессоустойчивости членов арктических экспедиций, а также людей, оказавшихся в других экстремальных условиях.
«У нас было три контрольные точки: начало, середина и конец рейса Арктического плавучего университета,— рассказывает одна из руководителей исследования Александра Елфимова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории эндокринологии имени проф. А. В. Ткачева Института физиологии природных адаптаций ФИЦКИА.— Для исследований мы использовали биологический материал студентов, участвующих в экспедиции, и их наставников. Для сравнения мы брали кровь и слюну, смотрели одни и те же гормоны». По словам Александры, слюна оказалась самым подходящим материалом для таких исследований, потому что там есть свободные фракции, которые подвержены наиболее значимым изменениям.
Получалось, что кортизол — гормон стресса — в начале экспедиции был значительно повышен, а к концу снижался. Вечерние значения, которые в целом должны быть низкими, потому что у кортизола выражен циркадный ритм, наоборот, в начале экспедиции были низкими, как положено, а к концу возрастали. Это означает, что суточная разница кортизола к концу рейса снижалась, а это говорит о возможном нарушении ритма его секреции.
«Это не десинхроноз, но возможное нарушение циркадных ритмов, потому что в середине рейса случались высадки на острова,— рассказывает Александра.— Часто это происходило ночью, там требуется серьезная физическая активность, и это, безусловно, влияет на уровни гормонов. Плюс длительный полярный день, который может оказывать влияние на уровень мелатонина, а он напрямую связан с кортизолом».
Ученые пришли к выводу, что в начале экспедиции действовало много факторов: люди оказались в незнакомом месте, в замкнутом пространстве научно-исследовательского судна, в незнакомой компании, работа не нормированная, необычная, многозадачная. Все свободное время уходило на первоначальную обработку полученных проб или на лекции, ведь Арктический плавучий университет — это научно-образовательный проект.
Одновременно ученые проводили психологическое тестирование и сравнивали с показателями гормона стресса. Тут были явные корреляции с уровнем кортизола: чем он был выше, тем хуже было самочувствие, активность и настроение. «Но не столько сам кортизол важен, сколько баланс между катаболическими и анаболическими гормонами,— поясняет Александра.— Кортизол — катаболический гормон, он высвобождает энергию, чтобы мы могли активно решать какие-то задачи». Анаболические гормоны, например тестостерон, способствуют процессам роста и запасания энергии, усиливают синтез белка и ускоряют регенераторные процессы. Совместное действие тех и других гормонов способствует быстрой адаптации к изменениям уровня физической активности и внешних факторов среды, обеспечивает устойчивость организма к стрессу.
Перед тем, как ученые начали реализовывать эту идею, они внимательно изучили работы коллег, которые работали с людьми экстремальных профессий — пожарными-спасателями МЧС России в Арктике. Они вывели и даже запатентовали способ определения адаптационных резервов по соотношению дегидроэпиандростерон-сульфата (ДГЭА-С) и кортизола. ДГЭА-С — это гормон, который тоже вырабатывается в надпочечниках, и он анаболический. У него много разных функций — например, он влияет на когнитивные функции мозга, стимулирует иммунитет, обладает антистрессовым и антидепрессивным эффектами. В условиях стресса он выделяется вместе с кортизолом. Они должны быть в балансе. Ученые выявили некие нормы, в соответствии с которыми можно посмотреть, на каком уровне находятся адаптационные резервы.
«Коллеги проводили исследования по показателям крови, а мы хотели посмотреть слюну,— рассказывает Александра.— Они исследовали общие фракции, потому что у спасателей стаж работы большой, то есть имеет место хронический стресс, а в нашем случае был острый стресс, и нас интересовали больше свободные фракции». Сейчас ученые работают над полученными данными. При хорошей адаптации значения индекса ДГЭА / кортизол в динамике рейса должны не измениться или, желательно, увеличиться. У большинства людей так и происходит, особенно у студентов — они молодые и мотивированные. Однако были участники экспедиции, для которых все проходило не так легко и благополучно. По ним это даже внешне было заметно: они с трудом концентрировались, работоспособность падала, и значения индекса ДГЭА / кортизол тоже снижались.
Отдельной задачей в этом исследовании стало изучение состояния общего и местного иммунитета участников экспедиции, то, как иммунные параметры связаны с гормональными. Иначе говоря, как стресс влияет не только на уровень гормонов, но и на состояние иммунной системы, и как эти показатели связаны между собой. По словам Александры, предварительно можно сказать о некотором снижении местной иммунной защиты в середине рейса, как раз в период активных работ на палубе и островах.
«Мы отправили заявку на регистрацию этого способа,— говорит Александра.— Мы выявили, что по этому индексу можно судить об адаптационных резервах организма, об их наличии или расходовании именно при остром стрессе. Ранее таких исследований не проводилось, и мы надеемся, что наш способ поможет участникам подобных экспедиций, которых будет все больше в связи с активным освоением арктических территорий, лучше понять себя, лучше подготовиться к тем условиям, в которых они могут оказаться».