Разработка новейших диагностических и корригирующих технологий, направленных на сохранение и восстановление физиологического резерва организма человека, является основной стратегией современной восстановительной медицины. В настоящее время все более настойчиво проявляется интерес к немедикаментозным методам лечения и реабилитации, которые могут заменить или существенным образом ограничить потребность в лекарственных препаратах и при этом воздействовать на различные стороны патологического процесса, способствовать регуляции нарушенного гомеостаза, улучшению функционального состояния различных органов и систем, активизации защитных сил организма. Одним из таких методов является лечебное применение инфракрасного излучения [1]. Длительное и многократное воздействие высоких температур вызывает значительную перестройку обмена веществ и переход на новый уровень температурной среды, что связано в основном с изменениями окислительно-восстановительных процессов [2, 3]. Кроме того, установлено, что при перегревании организма кислород поглощается медленнее, чем это должно быть в соответствии с ростом температуры тела по правилу Вант-Гоффа [2]. В связи с этим формируется смешанная форма гипоксии, которая служит основной причиной развития «кислородного парадокса».

Ведущая концепция современной медицины исходит из признания важнейшей роли структурно-функциональной дестабилизации клеточных мембран вследствие дисбаланса процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и уровнем антиоксидантной защиты (АОЗ) [4]. Активацию процессов ПОЛ связывают с усилением образования свободных радикалов и активных форм кислорода. Свободными радикалами называют молекулы или структурные фрагменты молекул, имеющие на внешней орбитали неспаренный электрон. Появление такого свободного электрона означает наличие у молекулы дополнительной валентности, что обусловливает высокую реакционную способность свободных радикалов. К активным формам кислорода (АФК) относят кислородсодержащие радикалы — супероксидный анион-радикал, гидропероксидный радикал, гидроксил-радикал, а также пероксид водорода, гипохлорную кислоту и др. [5]. Высокая реакционная способность АФК делает их чрезвычайно токсичными для биологических систем от молекулярно-клеточного до организменного уровня.

Действие внешних прооксидантов и активация эндогенных механизмов генерации активных кислородных метаболитов (АКМ) приводит к напряжению механизмов АОЗ и развитию «окислительного стресса». Можно утверждать, что АКМ занимают ведущее место в патогенезе радиационного поражения, деструкции тканей, вызванной развитием воспалительной реакции, постишемических, реперфузионных и гипероксических повреждений, а также целого ряда заболеваний [5, 6].

Считается, что антиоксидантные системы препятствуют дестабилизации структурно-функционального состояния мембран клеток и обеспечивают протекание свободнорадикальных процессов на стационарном уровне. При анализе процессов ПОЛ и эффективности механизмов АОЗ имеют значения не столько абсолютные величины показателей, сколько соотношение между ними [5].

Принято считать, что все реакции организма на сдвиги температуры внешней среды делятся на три группы: терморегуляторное поведение, изменение вегетативных функций и интенсивности метаболических процессов, а также процессы температурной компенсации — изменение физико-химического состояния мембранных структур и макромолекул, способствующих поддержанию жизненных функций на клеточном уровне. При этом важнейшую роль в процессах терморегуляции отводят крови как одной из интегративных систем организма. Такие изменения принято рассматривать как проявление приспособительных реакций, направленных на сохранение теплового равновесия организма [7, 8].

В связи с этим цель нашего исследования — оценка свободнорадикального окисления и антиоксидантного статуса крови у практически здоровых добровольцев до и после проведения общего инфракрасного воздействия.

Нами было проведено исследование с участием практически здоровых добровольцев-мужчин в возрасте от 24 до 33 лет. Для достижения поставленной цели были выделены 2 группы обследуемых лиц. Контрольную группу составили 40 практически здоровых добровольцев. В клиническую группу вошли 37 добровольцев того же возраста, которым проводился курс физиотерапевтического воздействия в виде инфракрасной сауны. Инфракрасное воздействие осуществлялось в двухместной инфракрасной кабине, оборудованной излучателями IRS3 EOS (Германия), при температуре 55—60 °С, относительной влажности 70—75%, длительности экспозиции не менее 30 мин, через день, общее количество процедур 10. Группы обследуемых были сформированы согласно правилам проведения клинических испытаний (GSP), после получения информированного согласия. Клинические исследования выполнены в соответствии с Хельсинской декларацией. Забор крови осуществлялся на 1-е и 10-е сутки от начала воздействия.

Материалом для исследования выбраны эритроциты, плазма и сыворотка венозной крови, взятые натощак из локтевой вены. Для достижения поставленной цели в эритроцитах венозной крови определяли активность супероксиддисмутазы (СОД) [9], каталазы по Н.А. Королюк [10], глутатионпероксидазы (ГПО) по методу В.М. Моина [11], концентрацию восстановленного глутатиона (GSH) по методу G.L. Ellman в описании З.И. Микашинович [12].

В плазме крови определяли активность лейкоцитарной миелопероксидазы (МПО) по методу S.J. Klebanoff в описании Е.В. Олемпиевой [5]. В сыворотке крови определяли количество церулоплазмина (ЦП) по методу И.И. Ревина, описанному В.Г. Колб [13], а также концентрацию ТБК-активных продуктов (дающих качественную реакцию с тиобарбитуровой кислотой) — малонового диальдегида (МДА) по И.Д. Стальной [14].

Статистическую обработку полученных данных проводили согласно общепринятым методам с определением средней арифметической, ошибки средней с использованием программы STADIA, версия 7.0 [15]. О достоверности показателей контрольной и клинических групп судили по величине t-критерия Стьюдента после проверки распределения на нормальность. Статистически достоверными считали отличия, соответствующие оценке ошибки вероятности р<0,05.

В ходе выполненного исследования после проведения 1-й процедуры зарегистрирован незначительный рост активности СОД — на 17,99% (р<0,05) при отсутствии достоверной динамики уровня активности каталазы. Можно полагать, что основным инициатором процессов ПОЛ в этот период служит супероксидный анион-радикал и пероксид водорода. Известно, что СОД играет важную роль для нормального функционирования эритроцитов. Выступая как мощный ингибитор окислительных процессов в них, она предотвращает гемолиз, участвует в поддержании стабильности мембраны и формы эритроцитов. Функция СОД заключается также в поддержании реологических характеристик крови на физиологическом уровне при состояниях, связанных с массовым выбросом и накоплением активных форм кислорода в плазме крови. Синхронно с активацией данных энзимов регистрируется компенсаторный выраженный рост концентрации GSH на 38,21% (р<0,05) при менее значимом росте активности ГПО на 11,4% (р<0,05) относительно показателей контрольной группы. Такие результаты свидетельствуют о повышении функционально-метаболической активности красных клеток крови, обеспечивающей утилизацию свободных радикалов, прежде всего органических пероксидов. Очевидно, что стресслимитирующая реакция повышает активность глутатионзависимых ферментов только в период острого стрессорного воздействия. Можно полагать, что в период острого теплового шока формируется общая адаптивная реакция клеток крови в виде дополнительной стабилизации клеточных мембран за счет сульфидных групп GSH.

Важным звеном в развитии адаптационных реакций является стимуляция фагоцитарной активности клеток крови, которую мы оценивали по активности лейкоцитарной МПО. Так, установлено, что активность МПО в первые сутки достоверно не изменяется. Полученные результаты говорят о том, что на острый тепловой шок реагируют в первую очередь красные клетки крови.

Что касается сывороточного антиоксиданта ЦП, то нами было зарегистрировано незначительное превышение его концентрации на 9,05% (р>0,05) относительно показателей контрольной группы. Данные изменения позволяют предположить, что после первой процедуры инициация процессов ПОЛ отмечается в первую очередь на уровне мембран клеток и не затрагивает белки сыворотки крови. Для полноценной картины влияния общей инфракрасной сауны на метаболические процессы крови добровольцев мы также оценивали концентрацию МДА как показателя интенсивности процессов ПОЛ. Установлен выраженный рост концентрации ТБК-активных продуктов, дающих качественную реакцию с ТБК, в частности МДА, на 137,42% (р<0,01) относительно показателей той же группы.

После 10 суток воздействия инфракрасной сауны активность СОД остается выше значений контрольной группы на 10,93% (р<0,05) при одновременном незначительном угнетении активности каталазы на 2,55% (р>0,05). Заметим, что в этот период отмечается угнетение активности ГПО на 3,47% (р>0,05) при сохранном пуле восстановленного глутатиона — его концентрация превышает контрольные величины на 36,72% (р<0,05). Можно полагать, что такая перестройка функционирования энзимов антиоксидантной защиты не только служит признаком окислительного стресса, но и является компенсаторно-приспособительной реакцией, обеспечивающей пероксидзависимую диссоциацию оксигемоглобина и эндотелийнезависимую вазодилатацию сосудов, что вносит определенный вклад в процессы терморегуляции в условиях теплового стресса.

С другой стороны, снижение активности ферментов глутатионзависимого звена может быть связано с ингибирующим влиянием СОД. В экспериментальных исследованиях показано, что избыток СОД может путем обратной регуляции ингибировать синтез антиоксидантных ферментов, что делает клетки более уязвимыми к окислительной атаке.

При этом после полного курса отмечен выраженный рост активности МПО — на 208,1% (р<0,005). Такие данные свидетельствуют о повышении ферментативной активности гранулоцитарных лейкоцитов. Важно подчеркнуть, что активация нейтрофилов, характеризующаяся высвобождением МПО и инициацией образования гипогалоидов, является важным компонентом микробиоцидного потенциала полиморфно-ядерных лейкоцитов. Следовательно, можно полагать, что общее инфракрасное воздействие направлено на стимуляцию фагоцитарной активности клеток крови, что повышает иммунный статус организма. С другой стороны, нельзя не учитывать и тот факт, что в присутствии повышенной активности МПО значительно увеличивается цитотоксичность перекиси водорода. Необходимо подчеркнуть, что избыточная продукция гипохлоридов, в частности гипохлорной кислоты (НОСl), способствует окислению сульфгидрильных и тиэфирных групп белков, поэтому наличие в среде молекул, содержащих данные группы (например, GSH), существенно снижает цитотоксическое и деструктивное действие гипогалоидов.

Наиболее интересным оказался факт выраженного достоверного роста концентрации сывороточного антиоксиданта ЦП на 421,60% (р<0,005) относительно показателей контрольной группы. Поскольку ЦП обладает СОД-подобной активностью, то можно полагать, что данные изменения служат компенсаторной реакцией, направленной на связывание металлов переменной валентности и исключение их влияния на процессы инициации ПОЛ. Очевидно, что по мере воздействия инфракрасного облучения формируется выраженный окислительный стресс, интенсивность которого снижается к концу курса лечения. Данное предположение подтверждается менее значимым ростом концентрации МДА на 65,77% (см. таблицу).

Таким образом, проведенное исследование показало, что по мере влияния общего инфракрасного облучения формируется выраженный окислительный стресс, сменяющийся развитием адаптивных реакций в виде активации АОЗ, повышения неспецифических реакций клеточного иммунного статуса, повышения стабильности и восстановления структурного гомеостаза эритроцитных мембран. К концу лечения регистрируется усиление синтеза сывороточного антиоксиданта церулоплазмина на фоне снижения активности каталазы, что может служить компенсаторно-приспособительной реакцией, направленной на поддержание адекватного тонуса сосудистой стенки для обеспечения работы механизмов физической терморегуляции. Таким образом, данный метод воздействия может быть рекомендован для увеличения адаптационных возможностей организма в медицинской реабилитации лиц опасных профессий.